Chemistry and distribution of accessory Ni, Co, Fe arsenic minerals in the Pechenga Ni-Cu deposits, Kola Peninsula, Russia

Summary Ni, Co, Fe arsenic minerals are common accessory phases associated with both the Ni-Cu mineralization and country rock sulphides of the Pechenga complex. The majority of the arsenic minerals fall in the cobaltite-gersdorffite series, with minor arsenopyrite, nickeline and maucherite. These minerals are regularly distributed between different types of mineralization. Nickeline, maucherite and gersdorffite occur mainly in hydrothermally altered Ni-Cu sulphide ores, in particular stringer zone sulphides and mineralized talc-carbonate rocks. Arsenopyrite occurs only in pentlandite-free assemblages of the host shales, mainly in remobilized iron sulphide mineralization. The concentrations of Ni and Co in arsenopyrite decrease with the distance from the Ni-Cu bearing intrusions. Cobaltite is an ubiquitous mineral, but Ni-rich cobaltite occurs mainly in the Ni-Cu ores. In general, the transition from Ni-Cu ores to country rocks is marked by the change from Ni-arsenides to Ni-Co sulpharsenides and, finally, to Fe sulpharsenides.Sedimentary pyrite in sulphidic shales contains up to 1.8 wt.% As and was initially enriched in arsenic during sedimentation and diagenesis. Metamorphic recrystallization of authigenic As-bearing pyrite to As-free pyrrhotite led to significant liberation of arsenic during metamorphism. The mobilized arsenic could have been carried by associated metamorphic fluids and then participated in the low-grade alteration of the ultramafic rocks and associated Ni-Cu sulphide ores.

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Zusammensetzung und Verteilung der akzessorischen Ni-, Co und Fe-Arsenminerale in den Nickel-Kupferlagerstätten von Pechenga, Kola-Halbinsel, Rußland

Zusammenfassung Ni-, Co- und Fe-Arsenminerale sind verbreitete akzessorische Phasen, sowohl in den Nickel-Kupfer-Vererzungen, als auch in den Sulfiden der Nebengesteine des PechengaKomplexes. Der Großteil der Arsenminerale ist zur Cobaltit-Gersdorffit-Serie zu stellen. Arsenkies, Nickelin und Maucherit sind in geringeren Mengen vorhanden. Diese Minerale sind zwischen den verschiedenen Vererzungstypen gleichmäßig verteilt. Nickelin, Maucherit und Gersdorffit kommen hauptsächlich in hydrothermal veränderten Ni-Cu-Sulfiderzen vor, besonders in Sulfiden der Stringer-Zone und in mineralisierten Talk-Karbonat-Gesteinen. Arsenkies kommt nur in Pentlandit-freien Paragenesen in den schiefrigen Nebengesteinen, vor allem in einer remobilisierten Eisensulfidvererzung, vor. Die Konzentrationen von Ni, Fe und Co in Arsenkies nehmen mit zunehmender Entfernung von den Ni-Cu-führenden Intrusionen ab. Cobaltit ist ein verbreitetes Mineral, wobei nickelreicher Cobaltit jedoch hauptsächlich in den Nickel-Kupfererzen vorkommt. Im allgemeinen wird der übergang von NickelKupfererzen zu Nebengesteinen durch den übergang von Nickelarseniden zu NickelKobalt-Sulpharseniden und schließlich zu Eisensulpharseniden markiert.Sedimentärer Pyrit in den schiefrigen Nebengesteinen enthält bis zu 1,8 Gew% As, wobei die Arsenanreicherung während der Sedimentation und Diagenese erfolgten. Metamorphe Rekristallisation authigener As-führenden Pyrite zu As-freiem Magnetkies führte zu signifikanter Freisetzung von Arsen während der Metamorphose. Das mobilisierte Arsen dürfte durch metamorphe Fluide transportiert worden sein, die an der niedriggradigen Alteration der ultramafischen Gesteine und der assoziierten NickelKupfererze beteiligt waren.

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With 8 Figures     

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.

     

Petrology and geotectonic significance of salic rocks preceding ophiolites in the Eastern Vardar Zone,Greece

Summary In the eastern Vardar Zone of Greece, Na-dominant salic rocks are intimately associated with ophiolites, constituting a NW-trending, about 8 km thick belt along the western margin of the Serbomacedonian Massif. Though of different ages and metamorphic histories, both contrasted lithologic units display similar lateral variations. The salic rocks vary from a hypabyssal tonalite-trondhjemite series in the NW into granophyres and submarine volcanics in the SE. The juxtaposed ophiolites change in the same direction from tectonite peridotites overlain or intruded by mafic-ultramafic cumulates into sheeted dykes and submarine volcanics. The salic rocks were formed by multi-staged fractional melting of a mafic source and correspond chemically to the low-K andensite rhyolite series. The geological and chemical evidence points at an immature island-are setting for the salic rocks above a NE-dipping subduction zone. The lateral variations in their mode of occurrences probably reflect progressive attenuation of the continental crust. The corresponding variations displayed by the juxtaposed ophiolites may have resulted from a change in the plate motion from conservative in the NW to constructive in the SE.

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Petrologie und geotektonische Bedeutung der den Ophiolithen vorausgegangenen salischen Gesteine in der östlichen Vardar-Zone, Griechenland

Zusammenfassung In der östlichen Vardar-Zone von Griechenland bilden Na-betonte salische Gesteine und Ophiolithe einen NW-streichenden, ca. 8 km mächtigen Gürtel entlang des westlichen Randes des Serbomazedonischen Massivs. Trotz verschiedenen Alters und unterschiedlicher metamorpher Beanspruchung zeigen die beiden lithologischen Einheiten gleiche laterale Variationen. Die salischen Gesteine wechsein von Tonaliten und Trondhjemiten im NW zu Granophyren und submarinen Vulkaniten im SE. Die tektonisch angrezenden, etwas jügeren Ophiolithe variieren in der gleichen Richtung von Tektonit-Peridotiten und den überlagrenden oder intrudierenden mafisch-ultramafischen Kumulaten zu einem Gangstockwerk und submarinen, vorwiegend basischen Vulkaniten. Die salischen Gesteine sind durch ein mehrphasiges fraktioniertes Aufschmelzen mafischen Materials entstanden und entsprechen chemisch der K-armen Reihe von basischem Andesit bis Rhyolith. Als Bildungsort weisen die geologischen und chemischen Kriterien auf einen inmaturen Inselbogen oberhalb einer nach NE gerichteten Subduktionszone während des Mittleren Juras hin. Veränderungen in den Ausbildungsformen der salischen Gesteine gehen offensichtlich auf ein progressives Verdünnen der kontinentalen Kruste zurück. Entsprechende Veränderungen in den gegenübergestellten Ophiolithen lassen sich durch Veränderungen in der Plattenbewegung von konservativ im NW zu konstruktiv im SE erklären.

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With 12 Figures     

A fluid inclusion study of the Tourmaline Hill Granite,Umberatana, South Australia: Implications for hydrothermal activity and wallrock metasomatism

Summary Homogenization temperatures and salinity data are documented for fluid inclusions present in quartz from a Palaeozoic alkaline to peralkaline granite intrusion. A wide range of salinities (3.8 to 60.6 wt% NaCl equivalent) and homogenization temperatures (25.8 to 537 °C) indicates a sequential entrapment of different fluids, whereby the detected salinities decreased as a direct result of decreasing homogenization temperatures. Fluids were saturated with NaCl at 537°C and the development of hydrothermal solutions occurred at 1 100 ± 300 bars. Hydrothermal activity and the release of volatiles, F and B, during granite crystallization resulted in phlogopitization and tourmalinization of intruded metapelites. Volatile degassing, the presence of hypersaline hydrothermal fluids and contamination on the periphery of the intrusives by aluminous sediments led to the transport of K, Rb, Li, Mg, Cs, Be and Ta via halogen complexes from the granite system into the metapelitic aureole.

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Eine Untersuchung von Flüssigkeitseinschlüssen am Tourmaline Hill Granite, Umberatana, Südaustralien: Hinweise auf hydrothermale Aktivität und Nebengesteinsmetasomatose

Zusammenfassung Homogenisationstemperaturen und Salinitätsdaten von Flüssigkeitseinschlüssen in einer paläozoischen alkalinen-peralkalinen Granitintrusion sind dokumentiert. Eine weite Spanne von Salinitätsdaten (3.8 bis 60.6 Gewichts% NaCl äquivalent) und Homogenisationstemperaturen (25.8 bis 537 °C) deutet einen aufeinanderfolgenden Einschluß von fluiden Phasen an, wobei die Salinitäten mit verringerten Homogenisationstemperaturen abnahmen. Die Fluida waren bei 537°C mit NaCl gesättigt; hydrothermale Aktivität und der Verlust von Gasen, F und B, während der Granitkristallisation verursachte Phlogopitisierung und Turmalinisierung der intrudierten Metapelite. Entgasung, hochsaline hydrothermale Lösungen und Kontamination am Rande der Intrusionen durch Al-reiche Sedimente führte zum Transport von K, Rb, Li, Mg, Cs, Be und Ta als Halogen-Komplexe von der Granitintrusion in die metapelitische Kontaktaureole.

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With 4 Figures and one Plate     

Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes

Zusammenfassung In der vorliegenden 2. Folge dieser Arbeit werden weitere Mineralien der Uranglimmergruppe behandelt: Uranospinit, Meta-Uranospinit, Heinrichit und Meta-Heinrichit. Außerdem wird eine Gesamtübersicht über die untersuchten Glieder dieser Mineralgruppe gegeben.Die vollhydratisierte Phase des Calcium-Uranylarsenats, der Uranospinit, weist einen Wassergehalt von 10 Molekülen auf. Daneben existiert noch eine wesserärmere Phase, der Meta-Uranospinit, dem in reiner Form ein Gehalt von 6 Molekülen zukommt. Der Uranospinit verliert bei niedriger Luftfeuchtigkeit bzw. etwas erhöhter Raumtemperatur einen Teil seines Wassers, eine vollständige Umwandlung in Meta-Uranospinit findet unter solchen Bedingungen jedoch nicht statt. Es entstehen Entwässerungsprodukte, die in den Eigenschaften zwischen Uranospinit und Meta-Uranospinit stehen. Erst beim Erhitzen auf 60° kommt es zu einer vollständigen Umwandlung in Meta-Uranospinit. Die. Phasenumwandlung von Uranospinit in Meta-Uranospinit ist reversibel.Die beiden Hydrationsstufen des Barium-Uranylarsenats Heinrichit und Meta-Heinrichit haben einen Wassergehalt von 10 bzw. 8 Molekülen. Der Heinrichit ist bei Raumtemperatur unbeständig und wandelt sich in Meta-Heinrichit um. Der Phasenwechsel ist nach den Untersuchungen irreversibel. Beim Erhitzen des Meta-Heinrichits entweicht das restliche Wasser stufenweise. Es entstehen Entwässerungsphasen, die sich bei normaler Raumtemperatur und-feuchtigkeit unter Wasseraufnahme rasch wieder in den Meta-Heinrichit zurückverwandeln.Die höheren Hydrationsstufen des Calcium-und Barium-Uranylarsenats sind als strukturgleich zu betrachten, nicht dagegen die wasserärmeren Phasen Meta-Uranospinit und Meta-Heinrichit, die sich auch im Wassergehalt unterscheiden.Im Schlußabschnitt des 1. Teiles wird über die untersuchten Hydrationsstufen und Entwässerungsphasen der Uranglimmer eine tabellarische Übersicht gegeben sowie auf die strukturellen Beziehungen und auf das Entwässerungsverhalten eingegangen. Die strukturellen Beziehungen sind weitgehend abhängig vom Ionenradius des Kations. Dies kommt auch im Wassergehalt der vollhydratisierten Phasen zum Ausdruck. Während bei Uranglimmern mit den kleinen Kationen Cu⁺⁺, Mg⁺⁺, Co⁺⁺ und Fe⁺⁺12 H₂O in der höchsten Hydrationsstufe gebunden sind, enthalten die Glieder mit den größeren Kationen Ca⁺⁺ und Ba⁺⁺ in vollhydratisiertem Zustand nur 10 H₂O.2. FolgeMit 2 Textabbildungen und 1 Tafel     

Influence of vibration grinding and calcination on the physico-chemical properties of Egyptian kaolinite

Summary The effects of vibratory grinding and calcination on the structure and reactivity of Kalabsha kaolinite were studied by means of XRD, IR, DTA and surface area determination. Leaching experiments on ground and calcined samples were carried out using 20% HCl for aluminum extraction. At the early stages of grinding, partial destruction of stacked kaolinite layers occurred. These changes were associated with an increase in surface area due to formation of fine grains with numerous boundaries. Further grinding, as well as calcination, led to deterioration of the kaolinite structure. A significant increase of surface area was observed, starting from 18 m²/g for the original sample to a maximum of 42 m²/g after 120 minutes of grinding and 30 m²/g after calcination at 300°C. The extraction of aluminum after 30 minutes leaching time was about 97% for kaolinite ground for 240 minutes, and about 93% for kaolinite calcined at 550°C.

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Der Einfluß von Aufmahlen und Kalzinierung auf die physiko-chemischen Eigenschaften von ägyptischem Kaolinit

Zusammenfassung Die Effekte von Vibrations-Mahlung und Kalzinierung auf die Struktur und die Reaktivität von Kalolinit aus Kalabsha wurden mit XRD, IR, DTA und Methoden zur Bestimmung der Oberfläche untersucht. Auslaugungsexperimente zur Extraktion des Aluminiums erfolgten an gemahlenen und kalzinierten Proben unter Verwendung 20% er Salzsäure. In den Frühstadien des Mahlprozesses tritt eine teilweise Zerstörung der Kaolinitschichtstruktur auf. Diese Änderungen gehen mit einer Zunahme der Oberfläche, infolge der Neubildung von Körnern mit zahlreichen Korngrenzen, einher. Weiteres Aufmahlen und Kalzinieren führt zu zusätzlicher Zerstörung der Kaolinitstruktur. Eine signifikante Zunahme der Oberfläche von 18 m²/g für das Ausgangsmaterial auf 42m²/g nach 120 min Aufmahlen, bzw. auf 30 m²/ g nach Kalzinierung bei 300°C ist zu beobachten. Die Extraktion von Aluminium nach 30 minütiger Auslaugung liegt bei 97% für gemahlenen Kaolinit (240 min) und bei 93% für bei 550°C kalzinierten Kaolinit.

     

Niobian and zincian ilmenites in syenites from Cape Ashizuri, Southwest Japan

Summary Ilmenite in alkali feldspar quartz syenite from Cape Ashizuri contains up to 4.4 wt.% Nb₂O₅. Niobium substitutes for Ti in the octahedral site of the ilmenite structure. Substitution of Nb for Ti may involve a coupled exchange to maintain charge balance, and an exchange of 2Nb + 2Fe³⁺ = 3Ti + 2Fe²⁺ is advocated. An Fe-Ti oxide geothermometer obtained from mineral pairs of granular and lamellar intergrowths indicates a subsolidus re-equilibration temperature of 510–640 °C andfO₂ between the FMQ and MW-buffers, implying that it is very undersaturated with respect to water. On the other hand, Zn-ilmenite, containing up to 5.4 wt.% ZnO, occurs in miarolitic cavities in peralkaline rhyolite which cuts the quartz syenite. The Zn-ilmenite is one of the last crystalline phases of the Ashizuri magmatic activities under volatile-rich conditions. Nb-oxides, such as fergusonite, samarskite, columbite and a pyrochlore-like mineral, are Ta- and Mn-poor, which corresponds to those of less-fractionated rocks of anorogenic alkali granite and pegmatitic granite in the continental situation. Ta- and Mn-poor Nb-oxides in F- and Li-rich alkaline felsic magmas such as the Ashizuri syenites are unusual; this may be related to a rapid emplacement and cooling of mantle-derived small-volume magma in the island are situation.

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Nb- und Zn-Ilmenite in Syeniten von Cap Ashizuri, Südwest-Japan

Zusammenfassung Ilmenit in Alkalifeldspat-Quarz-Syenit von Cap Ashizuri enthält bis zu 4,4 Gew. % Nb₂O₅. Niob ersetzt Ti in der oktaedrischen Position der Ilmenit-Struktur. Substitution von Nb für Ti erfolgt über einen gekooppelten Austausch zum Erhalt der Ladungsgleichgewichte und hier wird der Austausch von 2Nb + 2Fe³⁺ = 3Ti + 2Fe²⁺ vorgeschlagen. Ein Fe-Ti-Oxid Geothermometer auf der Basis von Mineral-Paaren körniger und lamellarer Verwachsungen weist auf Subsolidus Re-Equilibrationstemperaturen von 510 bis 640 °C undfO₂ zwischen den QFM und MW-Puffern hin. Dies bedeutet Wasser-Untersättigung. Andererseits kommt Zn-Ilmenit mit bis zu 5,4 Gew.% ZnO in miarolitischen Hohlräumen in peralkalinem Rhyolit vor, der den Quarzsyenit durchschlägt. Der Zn-Ilmenit ist einer der am spätesten gebildeten kristallinen Phasen der magmatischen Aktivitäten von Ashizuri, bei Bedingungen, die an volatilen Phasen reich sind. Nb-Oxide, wie zum Beispiel Fergusonit, Samarskit, Columbit und ein Pyrochlor-ähnliches Mineral sind Ta- und Mn-arm; dies entspricht weniger fraktionierten Gesteinen aus dem Bildungsberich anorogener Alkali-Granite und pegmatitischer Granite in einer kontinentalen Situation. Ta- und Mn-arme Nb-Oxide in F- und Li-reichen alkalischen felsischen Magmen, wie die Ashizuri Syenite, sind ungewöhnlich; dies mag mit rascher Platznahme und Abkühlung von kleinen Volumina von Magmen, die aus dem Mantel stammen, in einer Inselbogen-Situation zusammenhängen.

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With 6 Figures     

Geochemistry and petrogenesis of the Palampur metavolcanics, Lesser Himachal Himalaya, India

Summary The Palampur metavolcanics (PV) in the northwest Himalaya are part of the Late Archaean (2.5 Ga) Rampur flood basalt province (RFBP) which represents one of the oldest manifestation of worldwide mafic magmatism. The volcanics occur as mafic lava flows with evidence of two phases of deformation. The first phase resulted in recrystallisation which almost completely obliterated the primary mineralogy, and the second phase was of weak cataclasis. Immobile trace element ratios as well as cation percent Al - (Fe - Ti) - Mg indicate that the volcanics are tholeiitic in composition. The chemical characteristics, such as the decoupling between HFS and LIL elements i.e., distinct negative Sr, Nb and Ti anomalies in the double normalisation ratios spiderdiagram together with low Ti/Y and Zr/Y ratios, testify the rocks as low-Ti continental flood basalts. The chemical variations in the volcanics can be related to varying extents of partial melting of the mantle source(s), followed by fractional crystallisation (predominantly olivine and clinopyroxene over plagioclase). Positive correlation between LREE and Fe abundances, Ce-Nd and Y/Nd-Zr/Y data preclude any significant role of crustal contamination in the evolution of their bulk chemistry. The REE data and [Mg]-[Fe] relations rather suggest that the parental magma of the PV derived from non-pyrolitic source(s) which was heterogeneous with respect to enrichment in Zr, LREE and Fe/Mg ratios. Mantle metasomatism appears to be the main process of such source enrichment, possibly caused by the addition of a volatilerich silicate melt phase.[/ p]

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Geochemie und Petrogenese der Palampur Metavulkanite, Lesser Himachal Himalaya, Indien

Zusammenfassung Die Palampur Metavulkanite (PV), im nordwestlichen Himalaya, gehören zur spätarchaiischen (2.5 Ga) Rampur Plateau-Basalt-Provinz (RFBP), die einen der ältesten, weltweiten Phasen von mafischem Magmatismus manifestiert. Die Vulkanite treten als mafische Lavaströme auf und zeigen zwei Phasen von Deformation. Die erste resultierte in einer Rekristallisation, die nahezu den gesamten primären Mineralbestand überprägt hat. Die zweite Phase ist durch schwache Kataklase repräsentiert. Immobile Spurenelementverhältnisse, wie auch die Kationenprozent von Al- (Fe- (-Ti) -Mg, deuten eine tholeiitische Zusammensetzung der Vulkanite an. Die chemischen Charakteristika, die im unterschiedlichen Verhalten der HFS und LIL Elemente deutlich werden, deutlich negative Sr, Nb und Ti Anomalien in den zweifach normalisierten Spiderdiagrammen, niedrige Ti/Y und Zr/Y Verhältnisse, bezeugen, dass es sich um Ti-arme, kontinentale Plateaubasalte handelt. Die chemischen Unterschiede innerhalb der Vulkanite können auf unterschiedliche Grade von Aufschmelzung des (der) Mantelmaterials(e), gefolgt von fraktionierter Kristallisation (vor allem Olivin und Klinopyroxen, untergeordnet Plagioklas), zurückgeführt werden. Positive Korrelation der LREE mit Fe, wie auch die Ce-Nd und Y/Nd-Zr/Y Daten schließen eine signifikante Rolle von Krustenkontamination in der Evolution der Gesteinschemie aus. Die REE Daten und die /Mg/-/Fe/ Verhältnisse lassen eher vermuten, dass das Ausgangsmagma der PV von einem nicht-pyrolitischen Material stammt, welches bezüglich Anreicherung an Zr, LREE und Fe/Mg Verhältnis heterogen gewesen ist. Mantelmetasomatose scheint der Hauptprozeß für diese Anreicherng des Ausgangsmaterials gewesen zu sein, die möglicherweise durch Zufuhr einer silikatischen Schmelzphase, reich an flüchtigen Bestandteilen, hervorgerufen wurde.[/ p]

     

Granitic evolution of the Xihuashan-Dangping (Jiangxi,China) Tungsten-Bearing system

Summary Geochemical investigations have been carried out on the granites associated with the intragranitic wolframite vein type deposits of Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China). The behaviour of major elements during evolution is identical to that of many evolved granites in orogenic provinces but trace elements and in particular REE indicate a complex magmatic and deuteric evolution. Partial melting or fractional crystallization fail to explain LREE and Eu depletions and HREE enrichments which are more likely due to volatile transfer. Sr isotopes give an age of 155±2 Ma and an initial ratio of 0.7169 excluding the involvement of wall-rock material in the generation of the granites. In addition they indicate that waters involved in the metasomatic and hydrothermal processes are not meteoric but rather magmatic. Suggestions for employment of the distinctive granite REE patterns for prospecting are given.

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Evolution der Granite im Gebiet der Wolframit-Lagerstätten von Xihuashan-Dangping (Jiangxi, China)

Zusammenfassung Die Wolframgänge von Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China) setzen in granitischen Gesteinen auf. Die geochemische Untersuchung der Granite läßt eine Evolution der Hauptelemente erkennen, die identisch mit der von Graniten in Orogen-Provinzen ist. Die Verteilung der Spurenelemente und besonders der SEE weist jedoch auf eine komplexe magmatische und deuterische Entwicklung hin. Partielle Aufschmelzung oder fraktionierte Kristallisation können die Verarmung an LSEE und Eu und die Anreicherung an HSEE nicht erklären; letztere sind eher auf Transport in volatiler Phase zurückzuführen. Geologische Untersuchungen ergeben auf der Basis von Strontium-Isotopen ein Alter von 155±2 Mio. Jahren und ein Initialverhältnis von 0,7169; dies schließt die Beteiligung von Nebengestein bei der Granitgenese aus. Darüber hinaus zeigen diese Ergebnisse, daß die für hydrothermale und metasomatische Prozesse verantwortlichen Wässer magmatischen Ursprungs sind. Bestimmte Verteilungsmuster der SEE in Graniten lassen sich als Hilfmittel bei der Prospektion verwenden.

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With 9 Figures     

The Pechenga Ni-Cu deposits, Russia: Data on PGE and Au distribution and sulphur isotope compositions

Summary The Early Proterozoic Ni-Cu deposits of the Pechenga ore field, located in the northwestern part of Russia, are associated with gabbro-wehrlite intrusions which are cogenetic with ferropicritic volcanics. The total PGE content of the ores and Ni-bearing ultramafics varies widely, showing a positive correlation with sulphur content, and reaching 2-3 ppm in the massive and breccia ores. Barren intrusions and sulphide-free ultramafic lithologies of the ore-bearing intrusions, as well as ferropicritic volcanics, have low PGE contents and are depleted in noble metals relative to Ni and Cu. Accommodation of PGE in sulphides and PGE depletion in low-sulphur ultramafic rocks are consistent with a magmatic model, implying partitioning of PGE from silicate melt to sulphides and indicating sulphide saturation and separation of the immiscible sulphide liquid at an early stage of the magma's history, prior to ferropicrite eruption and gabbro-wehrlite emplacement.A juvenile sulphur source for a number of Ni-Cu ore deposits and prospects (Kaula, Kotselvaara, Kammikivi, Sputnik-Verkhnee, Yuzhnoe) and barren intrusions is indicated by uniform ³⁴S values, ranging from c.-1.0 to +2.5. In contrast, ores associated with the large intrusive bodies (Pilgujärvi, Kierdzhipor), characterised by ³⁴S values ranging from c.1 to 7, are contaminated by crustal sulphur from the host metasedimentary rocks. This contamination apparently occured during magma ascent through the host sulphide-rich shales.Metamorphic hydrothermal alteration of the rocks led to remobilisation of the sulphide ores. Au was leached from massive and breccia ores and redeposited as native gold in zones of talc-carbonate alteration and stringer sulphides. Sedimentary sulphur from the host metasedimentary rocks has been introduced into the stringer zone Ni-Cu mineralisation and zones of talc-carbonate alteration by metamorphic fluids.Zusammenfassung Die altproterozoischen Kupfer-Nickel-Lagerstätten von Pechenga (Petsamo) in Nordwest-Russland sind mit Gabbro-Wehrlit Intrusionen assoziiert. Diese wiederum sind co-genetisch mit ferropikritischen Vulkaniten. Der gesamte PGE-Gehalt der Erze und Nickel-führender Ultramafite variiert beträchtlich und zeigt eine positive Korrelation mit dem Schwefelgehalt. PGE-Gehalte erreichen bis zu 2-3 ppm in den massiven und in den Breckzien-Erzen. Erzfreie Intrusionen und Sulfid-freie ultramafische Lithologien der erzführenden Intrusionen, sowohl wie auch ferropikritische Vulkanite haben niedrige PGE-Gehalte und sind, relativ zu Nickel und Kupfer, an Edelmetallen verarmt. Der Einbau von PGE in Sulfiden, sowie PGE-Abreicherung in schwefelarmen ultramafischen Gesteinen entsprechen einem magmatischen Modell. Dieses impliziert eine Fraktionierung von PGE aus der Silikatschmelze in Sulfide. Es weist weiterhin auf Sulfid-Sättigung und Abtrennung der Sulfidschmelze zu einem frühen Studium der magmatischen Entwicklung, vor der Ferropikrit-Eruption und vor der Platznahme der Gabbro-Wehrlite, hin.Eine juvenile Schwefelquelle für eine Anzahl von Nickel-Kupfer-Erzlagerstätten und Prospekten (Kaul, Kotselvaara, Kammikivi, Sputnik-Verkhnee, Yuzhnoe) und erzfreie Intrusionen wird durch gleichförmige ³⁴S-Werte bewiesen, die von ca. 1,0 bis 2,5% reichen. Im Gegensatz dazu sind Erze, die mit den großen Intrusiv-Körpern (Pilgujärvi, Kierdzhipor), assoziiert sind, durch ³⁴S-Werte von 1 bis 7% charakterisiert; letztere sind durch krustalen Schwefel aus den umgebenden metasedimentären Gesteinen kontaminiert. Diese Kontamination fand offensichtlich während des Magmenaufstieges durch die sulfidreichen Schiefer statt.Metamorphe hydrothermale Alteration der Gesteine führte zur Remobilisation der Sulfiderze. Gold wurde aus massiven und Breckzien-Erzen herausgelöst und als gediegenes Gold in Zonen von Talk-Karbonat-Alteration und stringer-Sulfiden abgesetzt. Sedimentärer Schwefel aus den metasedimentären Wirtsgesteinen ist in die stringer Nickel-Kupfer-Mineralisation und in Zonen von Talk-Karbonat-Alteration durch metamorphe Fluide zugeführt worden.

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Die Nickel-Kupfer-Lagerstätten von Pechenga, Rußland: PGE- und Au-Verteilung und Schwefelisotopen

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With 8 Figures     

Der Stabilitätsbereich des Pyrophyllits unter dem Einfluß von Säuren

Zusammenfassung Die in Teil I dargestellten Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen über den Einfluß von Säuren auf den Stabilitätsbereich von Pyrophyllit werden in Teil II auf natürliche Paragenesen angewandt. In offenen Systemen ist im allgemeinen mit Assoziationen von zwei festen Phasen (z.B. Quarz + 1 Al-Silikat) zu rechnen, während in geschlossenen Systemen meistens Assoziationen von drei festen Phasen vorliegen werden (z.B. Quarz + 2 Al-Silikate). Mit wesentlich erhöhten Säurekonzentrationen in der fluiden Phase und starker Erniedrigung der Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit kann nur bei der Kontaktmetamorphose gerechnet werden, insbesondere dann, wenn gleichzeitig eine hydrothermale Tätigkeit stattfand. Bei der Regionalmetamorphose herrschten im allgemeinen wesentlich geringere Aciditäten; daher werden die Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit weniger stark herabgesetzt. Besondere Bedeutung haben die experimentellen Ergebnisse für die Genese von Pyrophyllit- und Andalusitlagerstätten; aus der Vielzahl der in der Literatur beschriebenen Vorkommen wurden drei ausgewählt und deren Genese mit Hilfe der Ergebnisse der Experimente diskutiert.

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The results of the experimental investigations of the influence of acids on the stability field of pyrophyllite, put forth in the first part of this paper, have been applied here on natural mineral assemblages. In general, assemblages with two solid phases (e.g. quartz and an aluminium silicate) are expected to occur in open systems, whereas in closed systems, usually three solid phases (quartz and two aluminium silicates) would be present. High acidity of the fluid phase, leading to a strong depression of the lower stability limits of pyrophyllite and andalusite, is liable to be encountered in contact metamorphism, especially when a notable hydrothermal activity was taking place simultaneously. In contradiction to that, the regional metamorphism is commonly characterized by an essentially lower acidity of the fluid phase, so that the temperatures of origin of pyrophyllite and andalusite were but slightly depressed. The results of the present experimental investigations are highly important in discussing the genesis of pyrophyllite and andalusite deposits. This has been demonstrated by applying them to three such cases chosen from the literature.

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Herrn Professor Dr. H. G. F. Winkler danke ich für sein Interesse and dieser Arbeit, für wertvolle Kritik und nützliche Ratschläge sowie für die Erlaubnis, die Experimente in Apparaturen durchzuführen, die ihm von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt wurden.

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I. Mitteilung: Diese Zeitschrift 13, 31–50 (1966).     

Geologic model of the magmatichydrothermal system of vulcano (Aeolian Islands, Italy)

Summary This paper presents a model of the active magmatic-hydrothermal (high-sulfidation) system of La Fossa volcano, based on mineralogical and geochemical studies of hydrothermal alteration on the surface and in the subsoil (geothermal wells and lithic clasts from explosive eruptions).The main engine of this system is represented by the shallow magmatic feeding system of La Fossa, which produces substantial degassing of volatiles (H₂O, S, Cl). The introduction of magmatic fluids into the conduit system causes high temperature recrystallisation and metasomatism of the volcanic and sub-volcanic rocks. Lateraly to the volcanic conduits, the magmatic fluids undergo a primary neutralization, forming neutral low permeability hydrothermal zones. During their rise to the surface, the magmatic vapours may condense in groundwater, forming acid solutions that react with rocks to form superficial hydrothermal alteration. Silicic, advanced argillic and intermediate argillic alteration facies develop. This reflects the progressive neutralisation of extremely acid fluids. High contents of trace elements, like TI and Bi, supporting evidence for magmatic fluid transport, were found close to the high temperature fumaroles (up to 500°Q in the silicic alteration zone of La Fossa.

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Ein geologisches Modell des magmatisch-hydrothermalen Systems von Vulcano, Aeolische Inseln, Italien

Zusammenfassung Diese Arbeit stellt ein Modell für das aktive magmatisch-hydrothermale (highsulfidation) System des La Fossa Vulkans vor. Dieses beruht auf mineralogischen und geochemischen Studien der hydrothermalen Umwandlung an der Oberfläche und im Untergrund (geothermale Bohrungen und lithische Klasten von explosiven Eruptionen). Als Energiequelle fungiert das seichte magmatische Zufuhrsystem von La Fossa, das signifikante Entgasung volatiler Phasen (H₂O, S, HCl) mit sich bringt. Das Eindringen magmatischer Fluide in die Zufuhrkanäle verursacht Rekristallisation und Metasomatose der vulkanischen und subvulkanischen Gesteine bei hohen Temperaturen. In lateralen Bereichen der vulkanischen Zufuhrkanäle erfahren die magmatischen Fluide eine primäre Neutralisation, wobei neutrale hydrothermale Zonen niedriger Permeabilität entstehen. Während des Aufstiegs an die Oberfläche können die magmatischen Fluide im Grundwasser kondensiert werden, wobei sie saure Lösungen bilden, die wiederum mit den Gesteinen reagieren und zu Hydrothermalalteration führen. Dabei entstehen silizische, fortgeschrittene argillische und intermediäre agillische Umwandlungsfazies. Dies entspricht der zunehmenden Neutralisation extrem saurer Fluide. Hohe Gehalte an Spurenelementen, wie TI und Bi können als zusätzliche Hinweise für magmatischen Fluidtransport gesehen werden, sie treten in der Nähe der HochTemperatur-Fumarolen (bis 500'C) in der silizischen Alterationszone von La Fossa auf.

     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

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.

     

Phenocryst/matrix trace-element partition coefficients for hawaiite-trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna, Sicily, Italy)

Summary A set of phenocryst/matrix partition coefficients was obtained for up to 29 trace elements (ICP-MS analyses) in hawaiite to trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna system, Sicily). Partition coefficients were determined for plagioclase, clinopyroxene, olivine, kaersutite and Ti-magnetite. These phases, along with apatite (not analysed in this work), constitute the common fractionating solid assemblage of alkaline magmas feeding Mt. Etna volcanic system. The obtained data set forms the first attempt to characterise the solid/melt trace-element partitioning for Etnean magmas, and can be usefully applied in other sites of alkaline volcanism. The partition coefficients are here used to define the scale of incompatibility of 29 trace elements and to asses the extent of differentiation processes and the prevailing oxygen fugacity of Ellittico magmas.

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Verteilungs-Koeffizienten von Spurenelementen zwischen Phänokristallen und Matrix in Hawaiit-Trachyt Laven der vulkanischen Abfolge von Ellittico (Ätna, Sizilien, Italien)

Zusammenfassung Ein Satz von Phänokristall/Matrix Verteilungs-Koeffizienten für bis zu 29 Spurenelemente wurde mittels ICP-MS Analytik in hawaiitischen bis trachytischen Laven der Ellittico Abfolge (Ätna-System, Sizilien) erhalten. Die Verteilungs-Koeffizienten wurden für Plagioklas, Klinopyroxen, Olivin, Kaersutit und Ti-Magnetit bestimmt. Diese Phasen, zusammen mit Apatit (in dieser Arbeit nicht analysiert), stellen die fraktionierende Assoziation von festen Bestandteilen in alkalischen Magmen, die das vulkanische System des Ätna versorgen, dar. Der Datensatz ist ein erster Versuch die Verteilung von Spurenelementen zwischen Festphasen und Schmelze für Magmen des Ätna zu charakterisieren und kann ebenso nutzbringend auf andere Gebiete mit alkalischem Vulkanismus angewandt werden. Die Verteilungs-Koeffizienten werden hier benützt, um das Ausmaß der Inkompatibilität von 29 Spurenelementen zu erfassen, und das Ausmaß der Differentiationsprozesse und der vorherrschenden SauerstoffFugazität der Ellittico-Magmen zu bestimmen.

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With 6 Figures     

Sm-Nd and Rb-Sr isotopic systematics of the East Antarctic Manning Massif alkaline trachybasalts and the development of the mantle beneath the Lambert-Amery rift

Summary Rb-Sr and Sm-Nd isotopic investigations have been carried out on samples forming a sequence from the bottom to the top of a suite of K-rich olivine trachybasalts from the Manning Massif in the northern Prince Charles Mountains, East Antarctica. Several separate flows, each 3.5-6.5 m thick, occur as individual small outcrops and are related to the Lambert-Amery rift. Nd-Sr isotopic features of the volcanics are similar to those for lherzolite xenoliths from the Mesozoic alkaline ultramafic rocks of the adjacent Jetty Peninsula area, but the trace element abundances and patterns are consistent with the occurrence of minor phases such as apatite, amphibole, ilmenite and perovskite in the source region. According to Nd-Sr isotopic characteristics (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512026-0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765-0.708046), the trachybasalts were generated from an enriched mantle source. These features are suggested here to result from isotopic mixing between peridotite wall-rocks similar to the Jetty Peninsula xenolith samples and melts derived from ultramafic veins in the lithosphere. A synthesis from isochron and model ages on volcanics and xenoliths indicates formation of the lithosphere at about 1.2 Ga, followed by two episodes of subsequent enrichment at 0.91.0 Ga and ca. 0.6 Ga. The¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values for the volcanics show a wide range, but are more enriched for the bottom part of the suite, becoming more depleted towards the top. This may be explained by a steadily decreasing vein/wall-rock ratio from 35% to 10% due to progressive heating of the source region. This variation in ENd is not accompanied by a corresponding increase in⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, which constrains both vein and wall-rock characteristics quite closely: the wall-rock was an enriched peridotite, whereas the vein assemblage comprised dominantly clinopyroxene and amphibole with a lesser, but essential, amount of phlogopite. REE-rich accessory phases such as apatite and perovskite were present in the vein, but were rare, so that the vein as a whole had high Sr/Nd. Rb-Sr age determination on Manning Massif bulk rocks gives an apparent isochron age of 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), although the age is probably falsified by the mixing processes during melting.

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Sm-Nd und Rb-Sr Isotopenuntersuchungen an alkalischen Trachybasalten des ostantarktischen Manning Massivs: Entwicklung des Mantels unter dem Lambert-Amery Rift

Zusammenfassung Sm-Nd- und Rb-Sr-Isotope wurden in einer Abfolge von K-reichen OlivinTrachybasalten im Manning Massiv in den nördlichen Prince Charles Mountains, Ost-Antarktis, untersucht. Proben wurden systematisch von mehreren sich überlagernden Lavaströmen genommen, die Mächtigkeiten von 3,5 bis 6,5 m erreichen und dem Lambert-Amery Rift zugeordnet werden. Nd-Sr Isotopenzusammensetzung der Vulkanite sind ähnlich wie in Iherzolithischen Mantelxenolithen aus alkalischen Ultramafiten der Jetty Halbinsel. Allerdings deuten die Spurenelementgehalte sowie die Spurenelementverteilungen auf die Anwesenheit von Apatit, Amphibol, Ilmenit und Perowskit in der Quellenregionhin. Nd-Sr Isotope der Trachybasalte (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd= 0.512026–0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765–0.708046) weisen auf eine angereicherte Mantelzusammensetzung hin. Für die hier gefundenen Werte wird ein Mischungsmodell zwischen einem Peridotit-Nebengestein ähnlich wie in den Jetty Halbinsel Xenolithen und einer Schmelze vorgeschlagen, die aus ultramafischen Gängen innerhalb der Lithosphäre stammte. Die Kombination aus Isochronenalter und Modellalter der Vulkanite und der Xenolithe zeigt, daß nach der Bildung vor 1.2 Ga die Lithosphäre zwei Anreicherungsereignisse vor 0.9-1.0 Ga und 0.6 Ga erfahren hatte. Trotz der hohen Variation der¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Verhältnisse ergeben sich für die unteren Lavaströme höhere Werte, während die oberen Bereiche an¹⁴³Nd verarmt sind. Dies kann auf eine stetige Abnahme des Gang/Peridotit Verhältnisses von 35% auf 10% zurückgeführt werden, das auf eine fortschreitende Aufheizung der Quellenregion hinweist. Die Variation im¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd System wird aber nicht von einem Anstieg des⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisses begleitet, was mit ähnlichen Werten sowohl für die Gänge als auch für den angrenzenden Peridotit erklärt werden kann: das Nebengestein bestand aus einem angereicherten Peridotit, während die Gänge hauptsächlich aus Klinopyroxen und Amphibol zusammengesetzt waren. SEE-reiche Phasen wie Apatit und Perowskit kamen in so geringen Mengen vor, daß die Gesamtzusammensetzung der Gänge hohe Sr/Nd-Verhältnisse hatte. Rb-Sr Altersbestimmungen an Gesamtgesteinen der Manning Massiv-Vulkanite ergeben eine scheinbare Isochrone von 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), obwohl diese Altersinformation vermutlich durch die Mischungsprozesse während des partiellen Schmelzens verfälscht ist.

     

Crystal chemistry and thin film epitaxy of sulfides and Bi-Sb-sulfosalts and their geological application

Summary Metal substitution studies of the stability, structure and chemical bonding of sulfides and sulfosalts lead to significant results, which can be applied to natural parageneses and crystal chemical systematics. Comparison of experiments on stable and metastable phases with thin films provides data, which exceed known geometrical criteria of the sulfosalt systematics. Synthetic and natural phases have been studied with respect to their substitution, bonding chemistry and temperature dependent metal distribution as well as to the structure and orientation of thin films.

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Zusammenfassung Die Untersuchung der Stabilität, Struktur und chemischen Bindung von Sulfosalzen führt zu aussagekräftigen auf natürliche Paragenesen sowie auf die Systematik dieser Verbindungen anwendbaren Resultaten, wenn systematische Substitutionsexperimente angesetzt werden. Diese liefern im Vergleich von stabilen und metastabilen Phasen sowie durch Vergleich mit dünnen Schichten Ergebnisse, die wesentlich über bekannte strukturgeometrische Ansätze zur Sulfosalzsystematik hinausgehen. Es werden synthetische und natürliche Verbindungen bezüglich ihrer Substitution, Bindungschemie und temperaturabhängigen Metallordnung sowie die Orientierung und Struktur von dünnen Schichten diskutiert.

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With 13 Figures

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In memoriam Prof. Dr. V. Kupcik ( 1990)     

Petroloy of the Taga Volcano Group,Izu Peninsula,Central Japan

The Taga Volcano Group of the Izu Peninsula is divided into four volcanoes: Older Taga, Atami, Shimo-Taga and Himenosawa. Each volcano consists of basalt-andesite lavas and volcaniclastic sediments, mainly of low alkali tholeiite composition.The activity of the Shimo-Taga Volcano is divided into three stages (early, middle and later). Rocks of the first two stages consist of lavas and volcaniclastic sediments of olivine basalt, phyric and aphyric basaltic andesite. The later stage rocks consist of volcaniclastic sediments which were erupted as mudflow deposits.Basalts and andesites of the first two stages are considered to have been derived from a zoned magma chamber. They were produced by fractional crystallization, which involved the gravitational separation of plagioclase, olivine and/or pyroxene crystals. Eruption of aphyric and phyric basaltic andesite from the upper part of the chamber occurred first, followed by olivine basalt from lower parts of the chamber.

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Zusammenfassung Die Taga-Vulkan Gruppe besteht aus dem älteren Taga, dem Atami, dem Shimo-Taga und dem Himenosawa Vulkan. Jeder dieser Vulkane wird aus basaltisch-andesitischen Laven und vulkano-klastischen Sedimenten, hauptsächlich subalkalisch tholeiitischer Zusammensetzung, aufgebaut.Die Eruptionstätigkeit des Shimo-Taga Vulkans läßt sich in drei Phasen, eine Früh-, Mittel- und Spätphase untergliedern. Laven und vulkanoklastische Sedimente der ersten beiden Phasen bestehen aus Olivinbasalten, sowie aus basaltischen Andesiten mit porphyrischem und nichtporphyrischem Gefüge. Während des letzten Stadiums wurden vulkanoklastische Sedimente in Form von vulkanoklastischen Schlammströmen eruptiert.Die Basalte und Andesite der ersten beiden Stadien werden als Produkte einer zonierten Magmenkammer gedeutet. Sie entstanden durch fraktionierte Kristallisation und durch die gravitative Abtrennung von Plagioklas, Olivin und/oder Pyroxenkristallen. Der Eruption der porphyrischen und nichtporphyrischen basaltischen Andesite aus dem obersten Teil der Magmakammer folgte die Eruption von Olivinbasalten aus dem tieferen Teil der Magmakammer.

     

Paragenetic relations of some Cu-Fe-Sn-Sulfides in the Mangualde pegmatitie,North Portugal

The textures of chalcopyrite from the Mangualde pegmatite suggest: a) myrmekitic intergrowths of chalcopyrite and complex stannite-kesterite-hexastannite inclusions formed by reactions involving: 1, eutectoid unmixing of Sn-Zn-bearing chalcopyrite solid solution into chalcopyrite and Zn-bearing stannite, 2, formation of hexastannite by reaction of the stannite with chalcopyrite, whereby kesterite formed as an intermediate product; b) chalcopyrite-hexastannite myrmekites crystallized as cotectic precipitates from liquid; hexastannite was partly replaced and rimmed by mawsonite during subsequent cotectic crystallization of chalcopyrite-mawsonite myrmekites; c) stannite inclusions in cubanite-bearing chalcopyrite formed by exsolution; d) in bornite-rich samples bornite and hexastannite crystallized before chalcopyrite. Phase relations in the pseudo-ternary cubanite-stannite-bornite Zn-bearing system are depicted; the association bornite-stannite is incompatible at lower temperatures, as below about 500 °C hexastannite and mawsonite intervene as intermediate compounds.

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Zusammenfassung Im Kupferkies des Mangualde-Pegmatit treten a) myrmekitische Verwachsungen von Kupferkies mit komplexen Zinnkies-Kösterit-Hexastannit-Einschlüssen auf, die durch folgende Reaktionen entstanden sind: 1. eutektoide Entmischung von Sn-Zn-haltigen Kupferkiesmischkristallen in Kupferkies und Zn-haltigem Zinnkies, 2. durch darauf folgende Bildung von Hexastannit aus der Reaktion zwischen Zinnkies und Kupferkies, wobei Kösterit als Zwischenprodukt gebildet wurde. b) Kupferkies-Hexastannit Myrmekite kristallisierten als cotektische Präzipitate; während der subsequenten cotektischen Kristallisation von Kupferkies-Mawsonit-Myrmekiten wurde der Hexastannit durch Mawsonit verdrängt und von diesem umsäumt. c) Die Stannit-Einschlüsse in Cubanit-haltigen Kupferkiesen sind als Entmischungen zu deuten. d) In Bornit-reichen Paragenesen kristallisierten Bornit und Hexastannit vor dem Kupferkies. Die Phasenbeziehungen im pseudoternären, Zn-haltigen Cubanit-Zinnkies-Bornit-System werden diskutiert; in diesem System ist die Assoziation von Bornit mit Zinnkies bei tieferen Temperaturen nicht möglich, da unterhalb von etwa 500 °C Hexastannit und Mawsonit als intermediäre Phasen intervenieren.

     

Geotectonic significance of the metabasites of the Kinzigitic Series,Ivrea-Verbano zone (Western Italian Alps)

Summary Geochemical investigations have been carried out on the metabasites of the Ivrea-Verbano Zone (NW-Italy). The Ivrea-Verbano Zone is commonly considered to be a section through the lower continental crust. It is constituted by a steeply dipping sequence of metamorphic rocks (Kinzigitic Series), intruded by a mafic-ultramafic complex.The metabasites of the Kinzigitic Series have a meta-igneous origin. Their protoliths show tholeiitic affinity in the NW and central part of the zone and alkalic affinity in the SE. This fact together with the rock associations suggests that a variation of the paleogeographic environment from NW to SE occurs in the Ivrea-Verbano Zone.

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Geotektonische Bedeutung der Metabasite in den Kinzigiten der Ivrea-Verbano Zone (Italienische West-Alpen)

Zusammenfassung Die Ivrea-Verbano-Zone wird im allgerneinen der unteren kontinentalen Kruste zugeordnet. Es handelt sich dabei um eine sehr steil stehende metamorphe Serie (Kinzigit-Serie), die von elnem mafischen-ultramafischen Komplex intrudiert wurde.Die geochemischen Untersuchungen der in der Kinzigit-Serie vorkommenden Metabasite zeigen einen tholeiitischen Chemismus im nordwestlichen und im zentralen Bereich und einen alkalinen im südöstlichen Bereich.Die chemische Entwicklung dieser Magmatite im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Nebengesteinen weisen auf eine deutliche Änderung des paläogeographischen Milieus in der Ivrea-Verbano-Zone von Nordwesten nach Südosten hin.

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With 8 Figures