Coexisting copper sulphides and sulphosalts in the Abakaliki Pb-Zn deposit,lower Benue Trough (Nigeria) and their genetic significance

Summary The Abakaliki lead-zinc deposit in the lower Benue Trough (Nigeria) represents the largest of a series of fracture controlled base metal deposits within the Lower Cretaceous (Albian) Asu River Group shales. Field evidence, ore microscopy and electron microprobe analysis of the lodes, suggest that the vein mineralization commenced with pre-ore precipitation of diagenetic marcasite, pyrite and minor gel-like colloform textured schalenblende and galena especially at the vein/wall rock contacts. This was succeeded by an ore stage consisting mainly of sphalerite, galena, chalcopyrite and pyrite. Accessories include bournonite and boulangerite. There was also a later introduction of complex intergrowths comprising bornite, chalcocite, enargite, and tennantite. In addition a lead/iron bearing copper sulphide and a copper bismuth sulphide of wittichenite composition (Cu₆Bi₂SO₆), the optical parameters of which do not agree with those of wittichenite, were also introduced. The late stage copper sulphides and sulphosalts were formed as replacements of earlier lower temperature (ca. 170°C) main phase mineralization, when temperature rose in minimum up to 230°C.

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Koexistierende Kupfer-Sulfide und Sulfosalze in der Blei-Zink-Iagerstätte Abakaliki, Unterer Benue-Graben (Nigeria) und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Die Blei-Zink-Lagerstätte Abakaliki im Unteren Benue-Graben (Nigeria) ist die größte einer Reihe von durch Bruchstrukturen bestimmten Buntmetallagerstätten innerhalb der unterkretazischen (Albian) Asu River Group Shales. Geländebeobachtungen, Erzmi-kroskopie undzeigen, Mikrosondenanalysen zeigen, daß die Gangmineralisation mit der Ablagerung von diagenetischem Markasit, Pyrit und, in kleinerem Ausmaß gel-ähnlicher kolloformer Schalenblende und Bleiglanz, besonders an den Kontaktzonen zwischen Gängen und Nebengestein begonnen hat. Darauf folgte ein Stadium der Erzablagerung, wobei es hauptsächlich zur Bildung von Zinkblende, Bleiglanz, Kupferkies und Pyrit kam. Bournonit und Boulangerit kommen als Nebengemengteile vor. Schließlich gab es eine spätere Bildung von komplexen Verwachsungen, die aus Bornit, Kupferglanz, Enargit und Tennantit bestehen. Außerdem kam es zum Absatz eines Blei-Eisenführenden Kupfersulfids und eines Kupfer-Wismut-Sulfids, dessen Zusammensetzung mit der von Wittichenit (Cu₆B2₂S₆) übereinstimmt, dessen optische Parameter jedoch anders sind. Die späten Kupfersulfide und Sulfosalze wurden durch Verdrängung von früheren Tieftemperaturerzen (ca. 170°C) der Hauptphase gebildet, wo die Temperaturen mindestens bis auf 230°C anstiegen.

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With 4 Figures     

Geochemistry of sulphide minerals at Dugald River, NW Queensland, with reference to ore genesis

Summary A geochmmschl investigation of sulphide minerals from the Dugald River Zn-Pb-Ag deposit, northwest Queensland, Australia has been carried out using the electron microprobe. The data obtained here indicate a relative consistency in Fe, Zn, and Co contents, but significant variations in Mn, Cd, and Ni levels for sphalerite and pyrite within three different ore types. Zn/Cd ratios for sphalerite from laminated, crosscutting vein and breccia ore types average 629, similar to those associated with hydrothermal replacement in metamorphic terrains. Co/Ni values for pyrite are highly variable in the range of 2.7 to 19.3 and are in general typical of the metamorphic hydrothermal pyrite group, and therefore quite different from those of base metal deposits with sedimentary origin. FeS contents of the sphalerite from breccia ore average 17.0 ± mol% and give a pressure estimate of 2.8 ± kbar. This pressure is in good agreement with the upper limit of ore formation derived from fluid inclusion work. This study suggests a syntectonic replacement origin of the deposit, which is consistent with geological and paragenetic observations at Dugald River.

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Geochemie von Sulfiden der Dugald River Lagerstätte (Nordwest-Queensland) und ihre Beziehungen zur Erzgenese

Zusammenfassung Eine geochemische Untersuchung von Sulfid-Mineralen der Zink-Blei-Silber-Lagerstäte Dugald-River, Nordwest-Queensland, Australien, wurde mit der Mikrosonde durchgeführt. Die analytischen Daten zeigen relative Konsistenz der Fe-Zn und Co-Gehalte, aber signifikante Schwankungen in den Mn, Cd, und Ni-Gehalten für Zinkblende und Pyrit innerhalb der drei definierten Erztypen. Zn-Cd-Verhältnisse für Zinkblende aus gebänderten Erzen, aus querschlägigen Gängen und aus Brekzienerzen liegen im Durchschnitt bei 629, ähnlich denen, die mit hydrothermalen Verdrängungen in metamorphen Terrains assoziiert sind. Co-Ni-Werte für Pyrit variieren stark von 2,7 bis 19,3 und sind im allgemeinen typisch für die Gruppe metamorpher hydrothermaler Pyrite und unterscheiden sich deutlich von denen für Buntmetall-Lagerstätten sedimentären Ursprunges. FeS-Gehalte von Zinkblenden aus Brekzienerzen betragen im Durchschnitt 17,0 Gew.% und führen zu einem abgeschätzten Druck von 2,8 kbar. Dieser Druck stimmt mit jenem der für die Obergrenze der Erzbildung aus Flüssigkeitseinschluß-Untersuchungen berechnet wurde überein. Die vorliegende Untersuchung legt eine Entstehung der Lagerstätte durch syntektonische Verdrängung nahe, ein Vorgang, der mit geologischen und paragenetischen Beobachtungen in Dugald River übereinstimmt.

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With 8 Figures     

Platinum mineralisation potential of the Longwood Igneous Complex,New Zealand

Summary The Longwood Igneous Complex is situated at the southern tip of the South Island of New Zealand. The Complex is 32 km long and up to 12 km wide and is part of a more extensive north-trending belt of late Paleozoic volcanic, volcaniclastic and intrusive rocks.The complex is comprised of an extensive series of layered gabbros (Pahia Layered Series) together with diorites, trondjhemite and granitoids.Exploration by Sigma Resources has located significant platinum-in-drainage anomalies which are derived from a 10 km x 1 km area of largely plagioclase-rich, olivinebearing cumulate rocks within the Pahia Layered series. Grains of platinum and palladium sulphide, arsenide and alloy minerals have been identified in placer deposits derived from this area. A total of 1,500 ounces of platinum was reported to have been recovered as a by-product of historic placer gold mining of these deposits. Platinumgroup element mineralisation in float rocks (up to 3.0 ppm Pt and 3.3 ppm Pd) and significant platinum-in-soil anomalies (peak value 0.47 ppm Pt) have been found within this area.The mineralised troctolite and olivine-gabbro float and adjacent exposures are broadly similar to the anorthosite-troctolite-olivine gabbro zones within the Banded Series of the Stillwater Complex. The mineralised rocks are leucocratic plagioclaseolivine adcumulates with minor clinopyroxene oikocrysts, primary amphibole and sparse (<0.5%) sulphide. Sulphide minerals are pyrrhotite, chalcopyrite, pyrite and secondary copper sulphides. The similarity of this mineralisation style and its host rocks to the JM Reef of the Stillwater Complex and AP and PV mineralisation of the Penikat Intrusion highlights the excellent potential for discovery of a large stratiform platinumgroup element deposit in the Pahia Layered Series.

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Das Platin Mineralisations Potential des Longwood Komplexes, Neuseeland

Zusammenfassung Der Longwood Igneous Complex liegt au der Südküste der der Südinsel Neuseelands. Er ist 32 km lang und 12 km breit und ist Teil eines Nord-Süd verlaufenden Gesteinsgürtels paläozoischer vulkanischer, vulkano-klastischer und intrusiver Gesteine. Der Komplex beinhaltet geschichtete Gabbros (Pahia Layered Series) gemeinsam mit Dioriten, Trondjhemiten und Granitoiden.Bedeutende Platinanomalien in Bachsedimenten, die aus einem ca. 10 x 1 km großen Gebiet mit Plagioklas-reichen, Olivin-führenden Kumulat-Gesteinen stammen, wurden von Sigma Resources lokalisiert. Platin- und Palladiumsulfide, -arsenide und -Legierungen wurden in Seifenlager-stätten, in diesem Gebiet nachgewiesen. Insgesamt wurden 1500 Unzen Platin während der historischen Bergbautätigkeit auf Gold in diesen Lagerstätten als Nebenprodukt gewonnen. PGE-Mineralisation (bis 3.0 ppm Pt und 3.3 ppm Pd) in Geschieben und bedeutende Pt-Bodenanomalien (max. 0.47 ppm Pt) wurden in diesem Gebiet entdeckt.Die mineralisierten Troktolit- und Olivin-Gabbro-Gerölle und benachbarte Aufschlüsse zeigen weitgehende Ähnlichkeit mit der Anorthosit-Troktolit-Olivin-GabbroAbfolge der Banded Series des Stillwater Komplexes.Die mineralisierten leukokraten Gesteine führen Plagioklas und Olivin als Kumulusphasen sowie untergeordnet Klinopyroxene, primäre Amphibole und geringe Mengen (< 0.5 %) an Sulfiden. Als Sulfide kommen Magnetkies, Kupferkies, Pyrit und sekundäre Kupfersulfide vor. Die Ähnlichkeit dieser Mineralisation und ihrer Nebengesteine mit dem JM Reef des Stillwater Komplexes und der AP und PV Mineralisation in der Penikat Intrusion läßt die Pahia Layered Series als geeignetes Gebiet für die Entdeckung großer stratiformer PGE-Lagerstätten erscheinen.

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With 5 Figures     

The Mount Nansen gold-silver deposit,Yukon territory,Canada

The Mount Nansen ore deposit consists of a system of narrow steeply dipping veins in metamorphic rocks of Precambrian to Paleozoic age, andesitic volcanics and granodioritic to granitic intrusives of Mesozoic age, and Cretaceous to early Tertiary dacitic porphyries.Pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and freibergite are the main constituents of the sulphide ore which has been mined for its gold and silver content. In parts of the mine the sulphide minerals are altered to a complex association of secondary minerals. No supergene enrichment zones have formed, suggesting very limited transport during alteration as a possible result of the existing permafrost conditions. Statistical evaluations of gold and silver assay data indicate a down-dip decrease of the silver content and a more uniform gold distribution.Two possible metallogenetic explanations are given: 1. a hydrothermal origin of the deposit as a final phase of the Cretaceous-early Tertiary magmatic episode 2. a source horizon concept with the metal content of the ore deposit having been derived from the surrounding country rocks.

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Zusammenfassung Die Mount Nansen Lagerstätte setzt sich aus einem System geringmächtiger, steil einfallender Gänge zusammen. Diese durchsetzten präkambrische bis paläozoische Gesteine, mesozoische, andesitische Extrusiva und granodioritische bis granitische Intrusiva sowie kretazische bis frühtertiäre dazitische Porphyre.Pyrit, Arsenkies, Zinkblende, Bleiglanz und Freibergit sind die Hauptbestandteile des sulfidischen Erzes, welches seines Gold- und Silbergehaltes wegen abgebaut wurde. Die Sulfidmineralien wurden in gewissen Abschnitten der Mine zu einer komplexen Vergesellschaftung sekundärer Erze umgewandelt. Die Abwesenheit einer supergenen Anreicherungszone kann auf die herrschenden Permafrostbedingungen zurückgeführt werden, welche nur einen limitierten Stofftransport während der Verwitterung zuließen. Die statistische Auswertung der zahlreichen Gold- und Silberanalysenresultate lassen eine Abnahme des Silbergehaltes nach der Teufe und eine eher gleichmäßige Verteilung des Goldgehaltes erkennen.Zwei metallogenetische Deutungen werden für das Lager diskutiert. Erstens eine hydrothermale Herkunft als abschließende Phase des kretazischen bis frühtertiären Magmatismus, und zweitens eine pseudohydrothermale Herkunft (source horizon concept), wobei das umliegende Nebengestein als Quelle für die Metallgehalte des Lagers betrachtet wird.

     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

Summary A microscopic study of ores of the Kedabek deposit revealed unusual microtextures of intimate intergrowths of fine grains of chalcopyrite, fahlore (tetrahedrite), arsenopyrite and sphalerite. These textures result from fahlore (tennantite) decomposition. A detailed study of the chemical composition of earlier and later generations of ore minerals and the bulk composition of the products of decomposition of tennantite suggest that the decomposition of tennantite is due to an increase in the activity of antimony. The reason for such an increase is the crystallization of earlier generations of arsenopyrite and tennantite which caused a depletion of arsenic and an increase in the antimony/arsenic ratio in residual solutions.

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Die Zerfallsbedingungen von Tennantiten aus der Kedabek-Lagerstätte, Aserbaidschan, G.U.S.

Zusammenfassung Mikroskopische Untersuchungen von Erzen der Lagerstätte Kedabek belegen ungewöhnliche Mikrostrukturen, nämlich feinkörnige Verwachsungen von Zinkblende mit Kupferkies, Fahlerz (Tetraedrit) und Arsenkies, die durch den Zerall von Tennantit entstanden sind. Eine detaillierte chemische Untersuchung der verschiedenen Generationen von Erzmineralien und deren Gesamtchemismus führt zum Schluß, daß diese Umwandlung von Tennantit durch eine Zunahme der Aktivität des Antimons bedingt ist. Diese Zunahme ist durch die Kristallisation einer früheren Generation von Arsenopyrit und Tennantit verursacht, die zu einer Verarmung der Restlösung an Arsen und einer Erhöhung des Antimon/Arsen-Verhältnisses geführt haben.

     

Sulphur isotopes from the gruvåsen sulphide skarn deposit,Bergslagen, Sweden

Summary The Gruvåsen sulphide skarns in Western Bergslagen are hosted by a sequence of marbles and metacherts, intruded by a number of thin mafic sills and dykes of midProterozoic age. The sulphide skarns show a zonal distribution with Cu-Zn-Fesulphide-rich pyroxene skarns (± scheelite, molybdenite, cassiterite, bismuth) in the central, and Zn-Fe-Pb-As-sulphide-rich amphibole skarns in the peripheral zones of mineralization. The sulphide skarns in the central zone are closely related to a phase of local potassic alteration that affected the marbles, cherts and mafic intrusions. ³⁴S values of sulphides range between + 0.5 and + 1.3% for the central zone, and between-1.4 and + 1.5% for the peripheral zone. Sulphide-pair sulphur isotope geothermometry (Ohmoto and Rye, 1979) yields temperatures around 555°C corresponding with the temperature of 550–600°C estimated from silicate and sulphide parageneses. Although the Gruvâsen deposit is situated close to the Filipstad-type granitic intrusion, this granite is unlikely to have a genetic relationship with the sulphide mineralization, because the sulphide skarns were deformed at about 1,860 Ma, whereas the postkinematic Filipstad-type granite is dated at +- 1,640Ma (Oen, 1982). Hydrothermal fluids at estimated temperatures around 550°C, presumably heated by the coeval solidifying mafic sills and dykes, are considered responsible for the dissolution and transport of sulphur from the mafic rocks, and of metals from both mafic and felsic rocks underlying the Gruvåsen marbles, and for the redeposition of metals and sulphur in the Gruvåsen sulphide skarn deposit.

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Schwefelisotopen der Gruvåsen Sulfid-Skarnlagerstätte, Bergslagen, Schweden

Zusammenfassung Die sulfidischen Skarne von Gruvåsen, West-Bergslagen, sitzen in Mergeln and Metaquarziten auf, die von zahlreichen mitelproterozoischen, geringmächtigen mafischen Sills und Gängen durchdrungen werden. Die Sulfid-Skarne sind zoniert. Im zentralen Bereich der Mineralisation treten Cu-Zn-Fe-sulfidreiche Pyroxen-Skarne auf (+- Scheelit, Molybdenit, Cassiterit, Wismuth), während die Randzonen vorwiegend aus Zn-Fe-Pb-As-sulfidreichen Amphibol-Skarnen bestehen. Die zentralen Skarnanteile zeigen engen Zusammenhang mit einer lokalen K-Alteration der Mergel, Metaquarzite und mafischen Intrusionen. In der zentralen Zone liegen die ³⁴ S-Werte der Sulfide zwischen + 0.5 und + 1.3%, in der Randzone zwischen - 1.43 und + 1.5%. SchwefelisotopenGeothermometrie von Sulfidpaaren (Ohmoto & Rye, 1979) ergaben Temperaturen um 550°C. Diese stimmen mit den Temperaturen aus den Silikat- und Sulfidparagenesen von 550–600°C gut überein. Obwohl die Gruvåsen Lagerstätte nahe der FilipstadTyp Granitintrusion liegt, erscheint eine genetische Verbindung mit der Sulfidmineralisation unwahrscheinlich, da die Sulfid-Skarne ein Deformationsalter von 1860 Mio zeigen, während der postkinematische Filipstad-Typ Granit auf +- 1640 mio datiert ist (Oen, 19982). Es wird vermutet, daß hydrothermale Lösungen, die durch die erstarrenden mafischen Sills und Gänge auf etwa 550°C aufgeheizt worden sind, für die Vererzung verantwortlich sind. Der Schwefel kann aus den mafischen Gesteinen bezogen werden, die Metalle aus mafischen und felsischen Gesteinen, die die Gruvåsen Mergel unterlagern. Hydrothermale Aktivität verursachte Lösung, Transport und Umlagerung des Schwefels und der Metalle in die Gruväsen Sulfid-Skarn Lagerstätte.

     

Some replacement phenomena in copper-nickel sulphide ores

On the basis of microscopic studies a new mode of formation of monoclinic pyrrhotite (from Norilsk) is proposed whereby the monoclinic polymorph formed through a leakage of solutions which, upon seepage along micro-fissures in an oxidizing environment, affected the hexagonal polymorph by carrying away a certain amount of iron. Experimental evidence is considered to be insufficient for using monoclinic pyrrhotite as a geologic thermometer; we only can say that it formed below 300° to 325°C. A similar interpretation is proposed for the formation of troilite and hexagonal pyrrhotite at Voronezh where troilite is replaced by hexagonal pyrrhotite and the process involves partial substitution of ferric for ferrous ions. Replacement during the hydrothermal stage of Cu-Ni ore deposition includes the following changes: pentlandite and chalcopyrite to mackinawite (Norilsk ores); cubanite and magnetite to valleriite. At Norilsk and Monchegorsk, valleriite and mackinawite were formed during late stages of serpentinization of the country rock. A relation between replacement effects in sulfide ore-bodies and serpentinization processes in basic and ultra-basic country rocks is shown to exist. The bearing of alterations involving olivine, secondary silicates, rutile, magnetite and the sulfides is considered.

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Zusammenfassung Auf Grund mikroskopischer Studien wird eine neue Bildungsweise für den monoklinen Magnetkies von Norilsk vorgeschlagen: Er soll sich beim Durchsickern von Lösungen in Mikrospalten in einer oxidierenden Umgebung aus der hexagonalen Modifikation gebildet haben. Die Verwendung des monoklinen Magnetkieses als geologisches Thermometer auf Grund experimenteller Resultate ist unzulänglich; wir können nur sagen, daß er sich unter 300°–325°C bildete. Eine ähnliche Interpretation wird vorgeschlagen für die Bildung von Troilit und hexagonalem Magnetkies in Voronezh, wo hexagonaler Magnetkies an die Stelle von Troilit tritt und der Vorgang eine partielle Ablösung von zweiwertigem Eisen durch dreiwertiges Eisen nach sich zieht. Folgende Umwandlungen fanden während des hydrothermalen Stadiums der Cu-Ni-Erzablagerung statt: Pentlandit und Chalcopyrit zu Mackinawit (Norilsk Erze); Cubanit und Magnetit zu Valleriit. In Norilsk und Monchegorsk bildeten sich Valleriit und Mackinawit während der letzten Phasen der Serpentinbildung in Nebengesteinen. Es wird bewiesen, daß eine Verbindung besteht zwischen den Umwandlungen der sulfidischen Erzkörper und der Serpentinisierung der basischen und ultra-basischen Nebengesteine. Auch werden Wirkung und Ausmaß der Umwandlungen von Olivin, sekundären Silikaten, Rutil, Magnetit und Sulfiden untersucht.

     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Environment of stratiform sulphide deposition; variation in Mn:Fe ratio in host rocks at Heath Steele Mine,New Brunswick,Canada

The varying response of Fe and Mn to changes in pH and Eh suggests that their ratio may be a sensitive indicator of changes in environment of deposition of sedimentary rocks. A volcanic-sedimentary model for the deposition of a massive stratiform sulphide deposit in northern New Brunswick is proposed and the physico-chemical nature of the various environments discussed. The disposition of the Mn:Fe ratios in sedimentary rocks surrounding the sulphide deposit is entirely consistent with the proposed model.

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Zusammenfassung Die unterschiedliche Reaktion von Fe und Mn auf Veränderungen in pH und Eh weist darauf hin, daß ihr Verhältnis ein empfindlicher Indikator für Milieuänderungen bei der Ablagerung von Sedimentgestein sein könnte. Für den Absatz einer massiven schichtförmigen Sulfidlagerstätte im nördlichen Brunswick wird ein vulkano-sedimentäres Modell vorgeschlagen und die physikalisch-chemische Natur der verschiedenen Milieus besprochen. Die Verteilung der unterschiedlichen Fe:Mn-Verhältnisse in dem die Sulfidlagerstätte umgebenden Sedimentgestein deckt sich völlig mit dem angenommenen Modell.

     

Physico-chemical aspects of recrystallization

The driving forces for recrystallization of sulphide minerals that arise from particle size variations (surface energy), from temperature gradients and from the formation of a new phase are compared semi quantitatively. It is shown by expressing these driving forces in terms of gradients in activities or vapour pressures or as free energy changes, that surface energies become relatively unimportant as particle size increases above one micron, whereas temperature gradients and the formation of new phases offer opportunities for large crystals to grow. These effects are discussed and a brief reference is also made to the effects of applied pressure.

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Zusammenfassung Die Kräfte, welche das Umkristallisieren von Sulfidmineralen verursachen und die durch Änderungen der Teilchengröße (Oberflächenenergie), durch Temperaturgefälle, und durch die Bildung einer neuen Phase in Erscheinung treten, werden halbquantitativ verglichen. Die Kräfte werden als Aktivitätsgradienten oder Dampfdruckgradienten, oder als Änderungen der freien Energie ausgedrückt. Es ergibt sich, daß die Oberflächenenergie verhältnismäßig unwichtig ist wenn die Teilchengröße ein Mikron übersteigt, während Temperatur-Gefälle und die Bildung von neuen Phasen Gelegenheit zum Wachstum größerer Kristalle geben. Diese Effekte werden diskutiert und auch der Einfluß von Druckkräften wird erwähnt.

     

Hydrothermal andalusite and corundum in a potassic alteration zone around a proterozoic Gabbro-Tonalite-Granite intrusion NE of Persberg,Central Sweden

Summary The mineral associations quartz-microcline-sericite/muscovite-andalusite, corundumandalusite-kaolinite and quartz-andalusite-kaolinite occurring in potassically altered felsic metavolcanic rocks around a gabbro-tonalite-granite stock are interpreted to be of hydrothermal origin. These assemblages put constraints on the PT-conditions of intrusion of a hybrid mafic-felsic magma and associated hydrothermal alteration. Potassic alteration had a thermal maximum above 550 °C; subsequent argillic alteration culminated at about 450 °C. Pressures probably never exceeded 0.5 Kbar. The mafic-felsic intrusive was emplaced in a high-level environment and argillic alteration most likely resulted from cooler waters moving into the still hot country rocks after collapse of the hydrothermal system.

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Hydrothermaler Andalusit und Korund in einer Kalium-Umwandlungszone um eine proterozoische Gabbro-Tonalit-Granit-Intrusion nordöstlich von Persberg, Mittelschweden

Zusammenfassung Der Ursprung der Mineralassoziationen Quarz-Mikroklin-Serizit/Muskovit-Andalusit, Korund-Andalusit-Kaolinit und Quarz-Andalusit-Kaolinit, die in Kaliumveränderten felsischen Metavulkaniten um einen Gabbro-Tonalit-Granit-Stock auftre ten, wird hydrothermal gedeutet. Diese Paragenesen schränken die PT-Bedingungen der Intrusion eines hybriden mafisch-felsischen Magmas und der damit verbundenen hydrothermalen Umwandlung ein. Die Kalium-Umwandlung hatte ein thermisches Maximum über 550 °C, die nachfolgende tonige Umwandlung kulminierte bei ungefähr 450 °C. Die Drucke überschritten wahrscheinlich niemals 0,5 kbar. Die Platznahme der mansch-felsischen Intrusion erfolgte in einer hochgelegenen Umgebung und die tonige Umwandlung wurde höchstwahrscheinlich durch kühlere Wässer bewirkt, welche in die noch heißen Wirtsgesteine nach Zusammenbruch des hydrothermalen Systems eindrangen.

     

Petrology and geochemistry of sphalerite from the Cambrian VHMS deposits in the Rosebery-Hercules district,western Tasmania: Implications for gold mineralisation and Devonian metamorphic-metasomatic processes

Summary Sphalerite is the major ore mineral in the Zn-rich, volcanic-hosted massive sulphide deposits of western Tasmania. These deposits have been affected by regional metamorphism to upper greenschist facies, and associated tectonic deformation related to the Devonian Tabberabberan Orogeny. The southern end of the Rosebery deposit has undergone metasomatic replacement related to a post-orogenic Devonian granite intrusion.Sphalerite from VHMS deposits in the Rosebery district varies widely in colour, grain size and texture. Compositional variation of the sphalerites was studied for three purposes (1) to investigate effects of the Devonian overprinting, (2) to provide pressure (depth) estimates at the time of Fe-S-O replacement during the Devonian, and (3) to deduce the effect ofa _FeS(a _{S 2}) on gold deposition and subsequent remobilisation.Sphalerite from the Rosebery deposit shows an FeS range from 2.0 to 20.0 mole%, with a bimodal distribution; a mode of 16.0 mole% FeS was noted for the F(_J) lens where Devonian metasomatism prevailed, whereas a mode of 2.4–4.0 mol% FeS was found for the other lenses. Sphalerite from the Hercules deposit has a range of 2.0–10.0 mole% FeS, whereas sphalerite from the South Hercules deposit ranges from 4.0-12.0 mole% FeS. VHMS sphalerites also contain minor copper, manganese and cadmium.The bimodal distribution of FeS content in Rosebery sphalerite suggests that the primary VHMS mineralisation underwent at least two periods of post-depositional re-equilibration. The FeS content in sphalerite in equilibrium with hexagonal pyrrhotite and pyrite indicates that the Devonian replacement occurred at a pressure off 3.0 ± 0.5 kb, corresponding to 8.0 ± 0.1 km depth.The relationship between FeS content in sphalerite and gold grades at Rosebery, Hercules and South Hercules displays complex patterns that reflect either variations in the initial depositional conditions an the seafloor (pH, temperature anda _{S 2}), or later Devonian metamorphic and metasomatic recrystallisation.Zusammenfassung Zinkblende ist das dominierende Erzmineral in den Zn-reichen, in vulkanischen Gesteinen beheimateten, massiven Sulfidlagerstätten West-Tasmaniens. Diese Lagerstätten sind von einer Regionalmetamorphose der oberen Grünschieferfazies und einer assoziierten Deformation, die der devonischen Tabberabberan Orogenese zuzuschreiben ist, überprägt worden. Das Südende der Rosebery Lagerstätte ist von einer metasomatischen Verdrängung, die mit einer post-orogenen, devonischen Granitintrusion im Zusammenhang steht, erfaßt worden.Die Zinkblende von VHMS Lagerstätten des Rosebery Distriktes variiert weitgehend in ihrer Farbe, Korngröße und Textur. Die Variation der chemischen Zusammensetzung der Zinkblende wurde aus drei Gründen untersucht: (1) um die Effekte der devonischen Überprägung zu studieren, (2) um zu Abschätzungen des Druckes (Tiefe) zur Zeit der Fe-S-O Verdrängung während des Devons zu gelangen, und (3) um die Auswirkung von^aFeS (^aS2) auf die Goldablagerung und folgende Remobilisation abzuleiten.Der FeS Gehalt der Zinkblende der Rosebery Lagerstätte reicht von 2.0 bis 20.0 Mol%, mit einer bimodalen Verteilung; ein Maximum bei 16.0 Mol% FeS ist für die F(_J) Linse charakteristisch, wo devonische Metasomatose vorherrscht, während ein zweites Maximum bei 2.0–4.0 Mol% FeS bei den anderen Linsen festgestellt wurde. Der FeS Gehalt der Zinkblende der Süd-Hercules Lagerstätte reicht von 4.0 bis 12.0 Mol%. Die VHMS Zinkblenden führen auch untergeordnet Kupfer, Mangan und Cadmium.Die bimodale Verteilung des FeS Gehaltes in der Rosebery Zinkblende läßt vermuten, daß die VHMS Mineralisation, nach ihrer Bildung, von mindestens zwei Perioden der Reequilibrierung erfaßt worden ist. Der FeS Gehalt in der Zinkblende im Gleichgewicht mit hexagonalem Pyrrhotin und Pyrit weist darauf hin, daß die devonische Verdrängung bei einem Druck von 3.0 ± 0.5 kb, vergleichbar mit 8.0 ± 0.1 km Tiefe, stattgefunden hat.Der Zusammenhang des FeS Gehalt in der Zinkblende mit den Goldgehalten in Rosebery, Hercules und Süd-Hercules ist komplex und spiegelt entweder unterschiedliche, primäre Bildungsbedingungen am Meeresboden (pH, Temperatur und^aS₂), oder spätere, devonische metamorphe und metasomatische Rekristallisation wider.

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Petrologie und Geochemie der Zinkblende aus der kambrischen VHMS Lagerstätte im Roseberry-Hercules Distrikt, West-Tasmanien: Hinweise für Goldmineralisation und devonische, metamorphe-metasomatische Prozesse

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With 14 Figures     

Textural and chemical evidence bearing on sulfide-silicate reactions in metasediments

Two textural relationships between pyrrhotite and ferromagnesian silicates were found to occur in a metamorphosed sandy pelite at the staurolite grade of metamorphism. (1) Increased grain size of silicates at the pyrrhotite-silicate boundary; (2) Oriented intergrowths of pyrrhotite in large grains of chlorite and biotite. Both textures were interpreted as resulting from sulfide-silicate reactions. Ferromagnesian silicates in these sulfidic rocks show higher Mg/Fe ratios than those in non-sulfidic rocks in the same area.

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Zusammenfassung In einem bis zur Staurolith-Fazies metamorphosierten ehemaligen sandigen Pelit werden zwei Gefügebeziehungen zwischen Magnetkies und Eisen-Magnesium-Silikaten festgestellt: (1) Eine Kornvergrößerung der Silikate an der Grenze Magnetkies—Silikate; (2) Eine orientierte Verwachsung von Magnetkies mit großen Kristallen von Chlorit und Biotit. Beide Gefüge werden als Reaktionsgefüge zwischen Sulfiden und Silikaten gedeutet. Die Eisen-Magnesium-Silikate zeigen in diesen Gesteinen reich an Sulfiden höhere Mg/Fe-Verhältnisse als in sulfidfreien Gesteinen desselben Gebietes.

     

Metamorphogenic barite-pyrite (Pb-Zn-Ag) veins at pollone, apuane alps, tuscany: vein geometry, geothermobarometry, fluid inclusions and geochemistry

Summary The barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) deposit of Pollone is located in the southernmost tip of the Apuane Alps metamorphic core complex, and is hosted by a siliciclastic formation of pre-Norian age. The southern sector of the deposit mainly consists of stratiform, supposedly syngenetic, barite-pyrite orebodies, whereas the northern area is characterized by a barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) vein system. Vein geometry in the northern area is controlled by a shear zone, developed during the greenschist facies metamorphism which affected the Apuane Alps core complex between 27 and 8 Ma, that was responsible for fluid focusing and vein emplacement. At Pollone, arsenopyrite and chlorite geothermometers show broadly comparable results, and suggest local metamorphic peak temperatures between 320 and 350°C. Phengite geobarometry indicates minimum pressures of about 3.5 kbar. Fluid inclusion data and mineral equilibria suggest that the mineralizing fluids were initially hotter than the country rocks (about 450°C at 3.5–4.0 kbar). Rocks in direct contact with the orebodies are depleted in Rb and enriched in Sr in comparison to similar rocks elsewhere in the area. This is attributed to the presence of Rb-poor muscovite and Sr-rich barite. Rb-depleted muscovites suggest mineral-fluid interaction in a rock reservoir characterized by a different (modal) mineralogical composition than the Pollone host rocks. The progressive decrease of Sr in barite with increasing distance from the orebodies may be explained with a temperature decrease along the infiltration paths of mineralizing fluids (i.e., from the vein into the wall rocks). The similar O-isotope composition of quartz from veins and host rocks is explained with the overall homogeneous O-isotope composition of the Alpi Apuane basement rocks. This indicates a limited interaction between mineralizing fluids and the rocks exposed at Pollone. Remobilization of syngenetic orebodies was conceivably of minor importance in the production of metamorphogenec veins. Fluid cooling along a major tectonic lineament is thought to be responsible for barite deposition.

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Die metamorphogenen Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gänge von Pollone, Apuanische Alpen, Toskana: Geometrie der Gänge, Geothermobarometrie, Flüssigkeitseinschlüsse und Geochemie

Zusammenfassung Die Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Lagerstätte von Pollone liegt im südlichsten Ende des metamorphen Kern-Komplexes der Apuanischen Alpen, und sitzt in einer siliziklastischen Formation prä-Norischen Alters auf. Der südliche Sektor der Lagerstätte besteht hauptsächlich aus stratiformen, wahrscheinlich syngenetischen Baryt-Pyrit-Erzkörpern, während der nördliche Teil des Gebietes durch ein Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gangsystem charakterisiert wird. Die Geometrie der Gänge im Nordteil wird durch eine Scherzone kontrolliert, die während einer grünschieferfaziellen Metamorphose entstanden ist, die den Kernkomplex der Apuanischen Alpen zwischen 27 und 8 Ma betroffen hat. Diese Scherzone war auch für die Zufuhr der Fluide und die Platznahme der Gänge verantwortlich. In Pollone zeigen Arsenopyrit- und Chlorit-Geothermometrie weithin vergleichbare Ergebnisse und weisen auf lokale Maximaltemperaturen der Metamorphose zwischen 320 und 350°C hin. Phengit-Geobarometrie läßt Minimal-Drucke von ungefähr 3,5 kbar erkennen. Fluidflüssigkeitseinschluß-Daten und Mineral-Gleichgewichte zeigen, daß die erzbringenden Fluide ursprünglich heißer als die Wirtsgesteine waren (ca. 450 °C für P von 3,5 bis 4 kbar). Gesteine, die im direkten Kontakt mit den Erzkörpern sind, zeigen eine Anreicherung an Rb und eine Anreicherung an Sr, im Vergleich mit ähnlichen Gesteinen, die im Gebiet anzutreffen sind. Dies wird auf das Vorkommen von Rb-armen Muscovit und Sr-reichen Baryt zurückgeführt. An Rbabgereicherte Muscovite legen Mineral-Fluid-Reaktionen nahe, die in einem Gesteinsreservoir abliefen, das durch eine andere mineralogische Zusammensetzung als die Wirtsgesteine von Pollone charakterisiert war. Der zunehmende Verlust von Sr im Baryt mit zunehmender Entfernung von den Erzkörpern, kann durch einen Temperaturabfall entlang der Infitrations-Pfade der erzführenden Lösungen erklärt werden (d.h. von Gang in die Nebengeseine). Die ähnliche Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung für Quarz aus den Gängen und den Nebengesteinen läßt sich auf die allgemein homogene Sauerstoffisotopen-Signatur des Basements der Apuanischen Alpen zurückführen. Dies weist auf beschränkte Wechselwirkung zwischen erzführenden Lösungen und den in Pollone anstehenden Gesteinen hin. Die Remobilisation von syngenetischen Erzkörpern in Pollone war nur von geringer Bedeutung für die Entstehung der metamorphogenen Gänge. Abkühlung der Fluide an einem wichtigen tektonischen Lineament gilt als Ursache für den Absatz von Baryt.

     

Xonotlit und Pektolith aus basischen Gesteinen des Peridotitgabbrokomplexes im Zlatibor-Gebirge,Jugoslawien

Zusammenfassung Im westlichen Randgebiet des Zlatibor-Gebirges, im Tal des Flusses Lim, wurden in der Nähe des Ortes Bistrica in der Randzone einer kleineren Pyroxenitmasse gegen angrenzenden serpentinisierten Peridotit dünnere, milchweiße Adern gefunden. Sie bestehen aus Xonotlit und Pektolith. Der Xonotlit ist nach seinem äußeren Aussehen Chalcedon-ähnlich; von ihm werden die zentralen Teile der Äderchen eingenommen. Der Pektolith ist weiß und faserig; aus ihm bestehen die Ränder der Adern. Die Resultate der ausführlichen optischen, quantitativ chemischen, thermischen und röntgenographischen Untersuchungen sowie der Untersuchungen im infraroten Spektralgebiet stimmen mit bisher bestehenden Angaben für beide Minerale überein.Die Genesis dieser Minerale läßt sich auf die Umwandlung der basischen, primäre Calciumminerale enthaltenden Gesteine zurückzuführen. Es entstehen dabei in diesen Gesteinen aus Calciummineralen verschiedene sekundäre Minerale. Der Überschuß des Calciums und Siliciums wird unter den meso- bis katathermalen Umständen in der Form einfacher Adernparagenesen ausgeschieden.

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Xonotlite and pectolite from basic rocks of the peridotite-gabbro-complex in the Zlatibor-mountains, Yugoslavia

Summary In the Lim valley, at the western slope of Mount Zlatibor, near the village of Bistrica there is a minor pyroxenite mass surrounded by serpentinized peridotite. The border zone of pyroxenite contains milk-white viens composed of the rare minerals xonotlite and pectolite. Xonotlite is in its outer appearance similar to chalcedony and occupies the central parts of the veins. Pectolite is white and fibrous, and is confined to the outer parts of the veins.The results of detailed optical, quantitative chemical, thermal and x-ray examinations, and of infrared spectral analyses agree with the hitherto known data on both minerals.The origin of these minerals may be explained by alteration of basic rocks containing primary calcium minerals. Different secondary minerals can be formed from calcium minerals by such processes. The excess calcium and silica precipitate in the form of simple vein associations under the mesoto katathermal conditions.

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Mit 2 Abbildungen     

Copper sulphide formation chemistry at low temperatures

Summary Covellite, blaubleibender covellite, djurleite and chalcocite have been synthesized by the reaction between Cu₂O with aqueous Na₂S solutions at low temperatures. Digenite was produced by heating the dried products of the aqueous experimentation at 105°C for 50 days, but not directly from aqueous solution. Anilite was formed through air oxidation of chalcocite at room temperature. The pH and Eh conditions of formation of these phases have been studied and it has been shown that the synthetic results broadly reflect the theoretical stability fields for these compounds, inasmuch as more reduced copper sulphides are formed under higher pH and lower Eh conditions. Studies of the changes in these parameters during the course of the experiments have been used to outline the mechanisms involved in the reactions. It has been demonstrated that the form of the copper sulphide produced around neutral pH values is almost independent of the oxidation state of the copper reactant, but highly sensitive to the presence and concentration of elemental sulphur. A detailed discussion of the formation chemistry of copper sulphides in low temperature aqueous solutions is presented.

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Chemie der Kupfersulfidbildung bei niedrigen Temperaturen

Zusammenfassung Covellin, blaubleibender Covellin, Djurleit und Chalkosin wurden durch Reaktion zwischen Cu₂O und wäßrigen Na₂S-Lösungen bei niedrigen Temperaturen synthetisiert. Digenit entstand, wenn die getrockneten Produkte aus wäßrigen Lösungen 50 Tage bei 105°C getempert wurden, aber nicht direkt aus wäßriger Lösung. Anilit bildete sich aus Chalkosin bei Zimmertemperatur durch Oxidation an der Luft. Die pH- und Eh-Bedingungen für die Bildung dieser Phasen wurden untersucht und es wurde gezeigt, daß die Syntheseergebnisse im wesentlichen den theoretischen Stabilitätsfeldern dieser Verbindungen entsprechen, indem sich die stärker reduzierten Kupfersulfide unter höherem pH und kleinerem Eh bilden. Untersuchungen über die Änderung dieser Parameter im Verlauf der Experimente wurden zur Umreißung der Reaktionsmechanismen benützt. Es wurde gezeigt, daß die Art des Kupfersulfides, welches sich um neutrale pH-Werte bildet, fast nicht vom Oxidationszustand des reagierenden Kupfers, aber stark von der Anwesenheit und der Konzentration von elementarem Schwefel abhängt. Die Chemie der Bildung von Kupfersulfiden in wäßrigen Lösungen niedriger Temperatur wird ausführlich diskutiert.

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With 2 Figures     

Dehydration-melting of solid amphibolite at 10 kbar: Textural development,liquid interconnectivity and applications to the segregation of magmas

Summary Anisotropic crystal structures and rock texture control liquid morphology and distribution during dehydration-melting at 10 kbar in solid cylinders of lineated amphibolite (mode: hornblende 70%, plagioclase 30%), sealed in gold capsules, in piston-cylinder runs ranging from 21 days at 850 °C to 4 days at 1000 °C. The shapes of most liquid pockets are crystallographically-controlled, with many corners having angles greater than 60°. Few crystal/liquid triple junctions develop the interfacial energy-controlled dihedral angles (), which form in experiments using finely-ground powders of minerals with poor cleavage. Liquid interconnectivity probably is attained at 875 °C with only 2% liquid, indicating that dihedral angles less than 60° may not be necessary to achieve interconnectivity in partially melted metamorphic rocks. The surfaces between elongated grains in lineated rocks can become pathways for the migration of liquid or the diffusion of components. By 850 °C, hornblende begins to dehydrate at internal nucleation sites, producing a texture of hornblende rims and clinopyroxene cores (generally attributed to hydration of clinopyroxene). Within the temperature interval of 850–900 °C, transient vapor generates layers of low viscosity, H₂O-saturated, granitoid liquid between hornblende and plagiocase crystal faces, potentially capable of segregation if time-temperature relationships are suitable. At higher temperatures the increased liquid fraction is H₂O-undersaturated, with viscosity too high to permit segregation. There is a prospect that segregation of initially hydrous liquids could contribute to the dehydration of low-potassium amphibolites and effectively remove incompatible trace elements during the transition from amphibolite-facies to granulite-facies. Further experiments are needed to study the effects of time and temperature on textures in anisotropic rocks, particularly lineated amphibolites.

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Dehydrations-Schmelzen von Amphiboliten bei 10 kbar: Texturelle Entwicklung, Interkonnektivität der Schmelze und Anwendungen auf die Segregation von Magmen

Zusammenfassung Die texturelle Entwicklung von festen Zylindern von Amphibolit (Hornblende 70%, Plagioklas 30%) in Goldkapseln versiegelt, wurde w:rend Dehydrations-Schmelzen bei 10 kbar in einem Piston-Zylinder-Apparat bei Temperaturen von 850°C bis 1000°C für 21 bis 4 Tage untersucht. Die anisotropen Mineralstrukturen und die Gesteinstextur kontrollieren die Morphologie und Verteilung der Schmelze. Diese Parameter sowie der Anteil an Schmelze, bestimmen die Interkonnektivität der Schmelze. Im Gegensatz zu Experimenten, die fein gemahlene Pulver von fast isotropen Mineralen (z.B. Olivin oder Quarz) benützen, scheinen hier die Energieverhältnisse der Kristallstruktur die Energiebeziehungen zwischen den Kristall-Schmelzoberflächen während der texturellen Entwicklung der amphibolitischen Gesteine zu dominieren. Wenige Kristall-Schmelze Triple-Junetions entwickeln zwischen Flächen energie-kontrollierte dihedrale Winkel (). Die Formen der meisten Schmelzeinschlüsse sind kristallographisch kontrolliert und viele Ecken zeigen Winkel, die größer als 60° sind. Die Interkonnektivität der Schmelze wird jedoch eindeutig bei 875° C mit nur 2% Schmelze erreicht und könnte möglicherweise auch bei niedrigeren Temperaturen zustande kommen. Das Vorkommen von dihedralen Winkeln, die kleiner als 60° sind, muß nicht notwendig sein, um Interkonnektivität in teilweis aufgeschmolzenen metamorphen Gesteinen zu erzeugen. Die Oberflächen zwischen gelängten Körnern in Amphiboliten mit Lineation können Wege für die Migration von Schmelzen oder für die Diffussion von Komponenten während teilweisen Aufschmelzens werden. Bei 850° C begann die Dehydration der Hornblende an internen Nukleations-Stellen, unabhängig vom Rest des Gesteins. Zwischen 850° C und 900 °C entsteht so eine Textur von Klinopyroxenen mit Hornblenderändern. Die nicht im Gleichgewicht befindliche Dampfphase, die dabei entsteht, führt zur Bildung von Lagen von wassergesättigter granitoider Schmelze zwischen Hornblende und Plagioklasflächen, mit einer berechneten Viskosität, die gerade niedrig genug ist, um Segregation durch Kompaktion zu ermöglichen. Bei höheren Temperaturen und während längerer Zeiten, wobei mehr Schmelze entsteht, löst sich die Dampfphase in wasseruntersättigter Schmelze, mit einer Viskosität, die zu hoch ist um Segregation in geologisch realistischen Zeiten zu ermöglichen. Die Entwässerung von kalium-armen Gesteinen durch Segregation von ursprünglich wässrigen Schmelzen, die sich in dieser Weise gebildet haben, dürfte beim Amphiboht-Granulit-Übergang eine Rolle spielen.[/ p]

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With 10 Figures     

Petrogenesis of sulphide-bearing reaction zones in the Coolac ultramafic belt,New South Wales,Australia

The Coolac ultramafic belt consists dominantly of variably serpentinised harzburgite and contains a diversity of tectonic inclusions. Reaction zones of chlorite-, talc- and Ca-Al silicate-rich rocks are commonly developed between serpentinites and either tectonic inclusions or country rocks. The chlorite-and talc-rich parts of the reaction zones typically contain sparsely disseminated to rarely massive Cu- and Fe-bearing sulphides, variable sphalerite, and minor Ni- (-Co-Fe) sulphides, arsenides and sulpharsenides, Pb and Bi minerals. The reaction zones have formed concomitantly with the serpentinisation of the harzburgite at temperatures of 100°–350°C and at pressures of <6 kb. Migration of Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu and Zn has occurred from the ultramafic rocks to the reaction zones. The sulphur content of the ultramafic rocks increased during serpentinisation, but decreased markedly in the final stage of the process owing possibly to rising oxygen fugacity. The availability of sulphur during serpentinisation may have enabled sulphide minerals to form from the concentration of base metals in the reaction zones.

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Zusammenfassung Der ultrabasische Gürtel von Coolac besteht vorwiegend aus unterschiedlich serpentinisiertem Harzburgit und weist mannigfaltige tektonische Einschlüsse auf. Reaktionszonen Chlorit-, Talk-, und Ca-Al-Silikat-reicher Gesteine sind gewöhnlich entwickelt im Kontaktbereich zwischen serpentinisiertem Harzburgit und entweder tektonischen Einschlüssen oder Gesteinen der Umgebung. Die Chlorit- und Talk-reichen Partien der Reaktionszone enthalten typischerweise fein verteilte, seltene Konzentrationen von Cu- und Feführenden Sulphiden, mit wechselndem Zinkblendegehalt, und untergeordnet Ni(-Co-Fe) Sulphide, Arsenide und Schwefel-haltige Arsenide, sowie Pb-und Bi-haltige Mineralien. Die Reaktionszonen entstanden zusammen mit der Serpentinisierung des Harzburgits bei Temperaturen von 100°–350°C und unter einem Druck von <6 Kb. Migration von Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu und Zn verlief von den ultrabasischen Gesteinen zu den Reaktionszonen. Der Schwefelgehalt der ultrabasischen Gesteine nahm während der Serpentinisierung zu, verringerte sich jedoch auffällig im letzten Stadium des Prozesses, möglicherweise wegen der zunehmenden Verflüchtigung des Sauerstoffes. Das Angebot von Schwefel während der Serpentinisierung mag der Grund für die Bildung von Sulphiden aus Schwermetallkonzentration in den Reaktionszonen gewesen sein.

     

Glass-bearing xenoliths from Cape Verde: Evidence for a hot rising mantle jet

Summary Peridotitic xenoliths from melanephelinites of Sal Island, Cape Verde Archipelago, have a compositional range from moderately depleted Iherzolites to refractory harzburgites. Most xenoliths have protogranular textures but porphyroclastic and mylonitic textures are not uncommon. Small amounts of glass are present in the intergranular space of these rocks which possibly, at least in part, represent quenched silicate melt which invaded these rocks just before they were excavated. These glasses contain microphenocrysts of olivine, clinopyroxene, and spinel, as well as small grains of sulphides and metallic Fe-Ni alloys. Metallic phases were most likely produced by the desulphurization of sulfides, which also resulted in very low oxygen fugacities (several logarithmic units below QFM buffer) in the interstitial glasses and associated microphenocrysts. This is reflected in the chemical composition of the newly formed spinels which are characterised by low amounts of ferric iron. In contrast, primary spinel-bearing mineral assemblages of the peridotites were formed at much higher f_O2. which were similar to those estimated for the host nephelinites which have high titanomagnetite contents.

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Glasführende Xenolithe von Kap Verde: Evidenz für einen heißen Erdmantel Diapir

Zusammenfassung Die ultramafischen Xenolithe aus den Melanepheliniten von der Kap Verde Insel Sal sind Spinell-Lherzolithe und Spinell-Harzburgite. Am verbreitesten sind Xenolithe mit protogranularer Textur, aber auch Xenolithe mit porphyroklastischer und mylonitischer Textur treten häufig auf. Die Xenolithe enthalten kleine Mengen von intergranularem Glas, welches, wenigstens zum Teil, abgeschreckte silikatische Schmelzen repräsentiert, welche die Gesteine vor ihrem Aufstieg aus dem Erdmantel durchdrungen haben. Dieses Glas enthält Mikrophenokristalle von Olivin, Klinopyroxen und Orthopyroxen, sowie auch kleinere Körner von Sulfiden und metallischen Fe-Ni Legierungen. Metallische Phasen sind sehr wahrscheinlich durch Entschwefelung von Sulfiden unter sehr niedrigem f_O2 (einige Größenordnungen unter dem QFM Buffer) entstanden. Das wirkt sich auf die Zusammensetzung der neu gebildeten Spinelle aus, die durch einen niederen Gehalt an Fe³⁺ charakterisiert sind. Die Xenolithe wurden jedoch unter viel höhere f_O2 gebildet. Ihre foe sind ähnlich der für die Wirtsnephelinite berechneten f_O2, die hohe Titanomagnetit-Gehalte aufweisen.

     

Sulphur isotope studies of the Mount Gunson copper deposits,Pernatty Lagoon,South Australia

The Mount Gunson copper deposits occur in essentially unmetamorphosed gently-folded Upper Proterozoic sediments, far from any known igneous intrusions. They consist of a number of small ore bodies which can be divided into two groups on the basis of differences in location, texture and mineralogy. The groups are here termed the off-lagoon deposits, which are extensively oxidized and occur in low hills to the west of Pernatty Lagoon, and the lagoon deposits, which are not significantly oxidized and occur in basins of permeable bedrock under the lagoon floor. The topography and drainage of this region appear to have altered little since the Tertiary. This paper presents the results of a sulphur isotope ratio study of sulphide minerals, groundwaters and gypsum samples from the mineralized areas. The isotope ratios recorded for the lagoon sulphides provide an example of the pattern predicted for metal sulphide precipitation due to bacterial reduction of sulphate in an environment with limited replenishment of sulphate. This finding is in accord with the suggestion that the copper sulphides were precipitated during recent geological times in groundwater traps in the permeable bedrock under the lagoon. However, sulphate from groundwater and gypsum in the lagoon is not enriched in the S³⁴ isotope, and hence it is concluded that no significant bacterial reduction of sulphate is occurring in the areas examined at the present time. The isotope ratios recorded for the off-lagoon sulphides, in contrast, fall in a narrower range. They can be interpreted to reflect metal sulphide precipitation by bacterial reduction of sulphate in a fairly open system, with considerable replenishment of sulphate, but they provide no information concerning the time of this precipitation. Mineralogical studies of the sulphide samples show that individual samples contain a mixture of sulphide minerals and that one mineral is usually dominant. It appears, for samples with co-existing chalcopyrite and djurleite, that S³⁴ is preferentially enriched in the chalcopyrite.

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Zusammenfassung Die Mount Gunson-Kupferlagerstätten finden sich in im wesentlichen nicht metamorphisierten, schwach gefalteten ober-proterozoischen Sedimenten, weit entfernt von irgendwelchen bekannten Intrusiven. Sie bestehen aus einer Reihe kleiner Erzkörper, die sich auf Grund ihrer Unterschiede in bezug auf ihren Fundort, ihr Gefüge und ihre Mineralogie in zwei Gruppen unterteilen lassen. Diese beiden Gruppen werden hier als Off-Lagoon-Lagerstätten, die weitgehend oxidiert sind und in niedrigen Hügeln westlich von der Pernatty Lagoon vorkommen, beziehungsweise als Lagoon-Lagerstätten, die nicht significant oxidiert sind und in Becken permeablen Gesteins unter dem Lagunenboden gefunden werden, bezeichnet. Die Topographie und die Abflußverhältnisse scheinen sich in dieser Region seit dem Tertiär nur wenig verändert zu haben. Diese Arbeit zeigt die Ergebnisse einer Analyse der Schwefelisotopen-Verhältnisse von Sulfiden, Grundwasser- und Gips-Proben aus den mineralisierten Bereichen. Die für die Lagunen-Sulfide registrierten Isotopenverhältnisse sind ein Beispiel der für die Metallsulfid-Ausfällung auf Grund von bakterieller Sulfatzufuhr zu erwartenden Verteilung. Dieser Befund stimmt mit der Vorstellung, daß die Kupfersulfide während rezenter geologischer Zeiten in Grundwasserspeichern innerhalb des permeablen Gesteins unter der Lagune ausgefällt worden sind, überein. Die Sulfate aus dem Grundwasser und Gips der Lagune sind jedoch nicht mit dem Isotop S³⁴ angereichert, woraus der Schluß gezogen wird, daß in den untersuchten Gebieten gegenwärtig keine wesentliche bakterielle Reduktion von Sulfaten stattfindet. Im Gegensatz dazu fallen die für die Off-Lagoon-Lagerstätten-Sulfide registrierten Isotopen-Verhältnisse in einen engeren Streuungsbereich. Sie können als Darstellung von Metall-Sulfid-Ausfällung durch bakterielle Reduktion von Sulfaten in einem ziemlich offenen System mit erheblichem Sulfat-Nachschub gedeutet werden, geben aber keine Auskunft über den Zeitpunkt dieser Präzipitation. Mineralogische Untersuchungen der Sulfid-Proben zeigen, daß die einzelnen Proben eine Mischung von Sulfid-Mineralien enthalten und daß gewöhnlich ein Mineral überwiegt. In Proben, die sowohl Kupferkies als auch Djurleit enthalten, scheint S³⁴ vorzugsweise im Kupferkies angereichert zu sein.