Magma mingling in late-Delamerian A-type granites at Mannum,South Australia

Summary The Mannum granite forms part of the Padthaway A-type granite suite, which intruded the Adelaide fold belt along with the Black Hill gabbroic complex just after the cessation of the Delamerian Orogeny. Included within the granite are microgranite blocks, inferred to be stoped pieces of a contaminated margin facies, and numerous mafic enclaves. These enclaves display a variety of globular and tear-drop shapes, are fine-grained, lack chilled margins and enclose and react with quartz and feldspar phenocrysts from the granite, suggesting they represent contemporaneous mafic magma that was mingling with the granite magma during intrusion. Modelled temperature-viscosity relationships show that, in order for these enclaves to behave in a plastic manner, the granite magma must have had a temperature in excess of 930 °C after thermal equilibration was achieved. The contemporaneity of mafic magmas resolves any thermal budget problems arising out of the formation of these high-temperature granites, and a considerable mantle flux is implied during their genesis, consistent with gravity data and the presence of the Black Hill gabbros.The enclave compositions range from dolerite and quartz-diorite to leucocratic varieties, and, together with the Mannum granite, the other Padthaway granites and rocks from the Black Hill gabbroic complex, define a tholeiite-granophyre series (SiO₂ 49–74%). Although the composition of the enclaves has been modified by diffusion and hybridism; the coherency of this array augments thermal arguments for a genetic relationship between the mafic and felsic magmas. Nd and Sr isotope data on the host granite and enclaves (⁸⁷Sr/⁸⁶ Sri 0.7041–0.7060;Nd_i + 4 to –2) do not favour a crustal origin for any of the rocks. Rather, incompatible element plots indicate the A-type granites crystallized from highly fractionated magmas, consistent with rapid decreases in Eu/Eu* at relatively constantNd_i The high Eu/Eu*, highNd_i end of this trend projects into the array for the associated mafic rocks. This suggests the A-type granites of the Padthaway suite may have resulted from segregation of evolved residual interstitial liquids which form chemically and isotopically similar granophyre in the Black Hill gabbroic plutons.

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Magma-Mischung in spät-Delamerischen A-Typ Graniten in Mannum, Süd-Australien

Zusammenfassung Der Mannum-Granit bildet einen Teil der Padthaway Suite von A-Typ Graniten, die zusammen mit dem Black Hill Gabbro-Komplex unmittelbar nach dem Ende der Delamerischen Orogenese in den Adelaide-Fold Belt intrudiert wurden. Im Granit kommen Blöcke von Mikrogranit die als aus dem Dach stammende Teile einer kontaminierten Randfazies interpretiert werden, sowie zahlreiche mafische Enklaven vor. Letztere zeigen eine Vielfalt von rundlichen und wassertropfenförmigen Formen, sind feinkörnig, zeigen keine abgeschrägten Ränder und enthalten, und reagieren mit, Quarz und Feldspatkristallen aus dem Granit. Dies legt nahe, daß sie gleichzeitigem mafischem Magma zuzuordnen sind, das mit dem granitischen Magma während der Intrusion gemischt wurde. Modellierte Temperatur-Viskositätsbeziehungen zeigen, daß das granitische Magma eine Temperatur von mehr als 930 °C gehabt haben muß, nachdem thermisches Gleichgewicht erreicht war — sonst hätten die Enklaven sich nicht plastisch verhalten können. Die Gleichzeitigkeit der mafischen Magmen macht es möglich, Probleme des thermischen Budgets zu lösen, die sich aus der Bildung dieser Hochtemperatur-Granite ergeben. Ein beträchtlicher Mantel-Flux muß während ihrer Entstehung geherrscht haben. Dies steht in Übereinstimmung mit Schweredaten und mit dem Vorkommen der Black Hill Gabbros.Die Zusammensetzungen der Enklaven variieren von Dolerit und Quarz-Diorit bis zu leukokratischen Varietäten. Zusammen mit dem Mannum-Granit und mit den anderen Padthaway Graniten und Gesteinen aus dem Black Hill Gabbro Komplex definieren sie eine Tholeiit-Granophyr-Serie (SiO₂ 49–74%). Obwohl die Zusammensetzung der Enklaven durch Diffusion und Hybridisierung modifiziert wurde, treten thermale Argumente für eine genetische Beziehung zwischen dem mafischen und dem felsischen Magma in den Vordergrund. Nd und Sr Isotopen-Daten des Wirt-Granites und der Enklaven (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7041–0.7060; Nd₁ + 4 to –2) sprechen nicht für eine krustale Herkunft dieser Gesteine. Die Verteilungsmuster inkompatibler Elemente zeigen, daß die A-Typ Granite aus einem stark fraktionierten Magma kristallisierten, und dies stimmt mit rascher Abnahme von Eu/Eu* bei relativ konstantem Nd_i überein. Die hohen Eu/Eu* und die Nd-werte dieses Trends fallen in den Bereich der assoziierten mafischen Gesteine. Dies zeigt, daß die A-Typ Granite der Padthaway-Gruppe auf die Segregation entwickelter residualer Schmelzen zurückgehen, die chemisch und isotopisch ähnlichen Granophyr in den Black Hill Gabbro-Plutonen bilden.

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With 10 Figures     

Mafic microgranular enclaves from the Xanthi pluton (Northern Greece): An example of mafic-felsic magma interaction

Summary Petrographic, geochemical and isotopic data are reported for the mafic microgranular enclaves occurring in a calc-alkaline Oligocene pluton outcropping near Xanthi town in northern Greece. The intrusion is composed of dominant granodiorites with minor tonalites and quartz diorites. Mafic enclaves occur in large swarms concentrated near the margins of the pluton. They have fine-grained porphyritic textures and contain the same minerals as their granodioritic and tonalitic host rocks (Pl, Qtz, Bt, Hb1, Kfs ± Ap, Zrn, Mt, Spn) but in totally different modal proportions. Chemical compositions range from mafic to intermediate and are characterized by higher abundance of Na₂O) and lower contents of CaO and Sr with respect to an average basaltic magma with a similar SiO₂ content. The initial Sr isotopic ratios, ranging from 0.7061 to 0.7063, are similar to those of the enclosing rocks (0.7062-0.7063). Field evidence, as well as petrographic and geochemical data, suggests that the analyzed enclaves derived from disruption of synplutonic intrusions of cogenetic mafic magma. The Xanthi pluton could represent ascent of a zoned magma body, with a silicic cap (granodiorite, tonalite, quartz diorite) having intruded first followed by the deeper more mafic levels as syn-intrusive dikes.

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Mafische mikrogranulare Enklaven aus dem Xanthi Pluton, Nord-Griechenland: Ein Beispiel von mafisch-felsischer Magma-Wechselwirkung

Zusammenfassung Petrographische, geochemische und Isotopen-Daten für mafische mikrogranulare Enklaven in einem kalk-alkalischen oligozänen Pluton, der in der Nähe der Stadt Xanthi in Nord-Griechenland aufgeschlossen ist, werden präsentiert. Die Intrusion besteht hauptsächlich aus Granodioriten mit untergeordneten Tonaliten und QuarzDioriten. Mafische Enklaven kommen in großen Schwärmen, besonders an den Rändern des Plutons vor. Sie zeigen feinkörnige prophyritische Texturen und enthalten diesselben Minerale wie ihre granodioritischen und tonalitischen Wirtsgesteine (P1, Qtz, Bt, Hb1, Kfs ± Zrn, Mt, Spn), aber in vollkommen verschiedenen modalen Verhältnissen. Chemische Zusammensetzungen schwanken von mafisch bis intermediär und werden durch höhere Gehalte an Na₂O und niedriger Gehalte von CaO und Sr, verglichen mit durchschnittlichem Basaltmagma mit ähnlichem SiO₂-Gehalt, gekennzeichnet. Die Strontium-Initiale schwanken von 0,7061 bis 0,7063, und sind denen der umgebenden Gesteine (0,7062-0,7063) ähnlich. Geländebefunde, wie auch petrographische und chemische Daten, zeigen, daß die analysierten Enklaven auf das Aufbrechen von synplutonischen Intrusionen cogenetischen mafischen Magmas zurückgehen. Der XanthiPluton könnte dem Aufstieg eines zonierten Magmenkörpers zuzuordnen sein, mit einem Si-reichen Dach (Granodiorite, Tonalite, Quarzdiorite), das zuerst intrudiert ist, gefolgt von den tiefer angesiedelten, mehr mafischen Gesteinen als syn-intrusive G:ange.

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With 7 Figures     

The Jaala-Iitti rapakivi complex. An example of bimodal magmatism and hybridization in the Wiborg rapakivi batholith,southeastern Finland

Summary The dyke-like 1.63 Ga Jaala-Iitti rapakivi complex forms a 25 km long and up to 2 km wide intrusive body at the northwestern margin of the Wiborg rapakivi batholith cutting both the granites of the batholith and the surrounding 1.9 Ga Svecofennian crust. The subvolcanic-epizonal Jaala-Iitti complex consists of silicic (quartz-feldspar porphyry) and basic (diabase) rocks as well as more abundant intermediate hornblende-bearing hybrid rocks.The hybrid rocks are characterised by: 1) diabase pillows and enclaves that commonly contain quartz and feldspar xenocrysts, 2) quartz megacrysts mantled by amphibole coronas, and 3) large, (up to 10 cm) rounded alkali feldspar megacrysts mantled by shells of micrographic plagioclase-quartz intergrowths. The observed data indicate that hybridization is caused by: 1) mixing of basic and silicic magmas, 2) incorporation of megacrysts from one of the interacting magmas into the another, and 3) assimilation and disaggregation of xenoliths and xenocrysts. It is proposed that the hybridization took place mainly before eruption deep in the crust where basic mantle-derived magmas and silicic crust-derived magmas interacted.

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Der Jaala-Iitti Rapakivi Komplex: Beispiel eines bimodalen Magmatismus und einer Hybridisierung im Wiborg Rapakivi Batholith, Südost-Finnland

Zusammenfassung Der gangförmige, 1.63 Mia alte Jaala-Iitti Rapakivi Komplex stellt einen 25 km langen und bis zu 2 km breiten Intrusionskörper am Nordwestrand des Wiborg Rapakivi Batholithes dar, der sowohl die Granite des Batholithes, wie auch die umgebende 1.9 Mia alte svekofennische Kruste durchschneidet. Der subvulkanische, epizonale Jaalalitti Komplex besteht aus sauren (Quarz-Feldspat-Porphyr) und basischen (Diabase) Gesteinen und aus häufig vorkommenden, intermediären, hornblendeführenden, hybriden Gesteinen.Die hybriden Gesteine sind durchfolgende Charakteristika gekennzeichnet: 1) Diabas-Pillows und Enklaven, die überwiegend aus Quarz- und FeldspatXenokristallen bestehen, 2) Quarz-Megakristalle, die einen kronenartigen Amphibolsaum zeigen, und 3) große (bis 10 cm), runde Alkalifeldspat-Megakristalle, die von mikrographisch verwachsenem Quarz-Feldspat umrandet sind. Die beobachteten Erscheinungen deuten an, daß die Hybridisierung durch 1) Mischung von basischen und sauren Magmen, 2) Inkorporation von Megakristallen von einem in das andere der beiden sich mischenden Magmen, und 3) Assimilation und Disaggregation von Xenolithen und Xenokristallen, verursacht ist. Es wird angenommen, daß die Hybridisierung tief in der Kruste, vor der Eruption entstanden ist, dort, wo basische, aus dem Mantel stammende mit sauren, aus der Kruste stammenden Magmen in Wechselwirkung getreten sind.

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With 5 figures     

Metamorphic xenoliths and microgranular enclaves in the Serre granodiorites (Southern Calabria-Italy): Their connection with granitoid genesis

Summary Late-hercynian granodiorites in the eastern Serre are calc-alkaline and peraluminous in composition; actinolitic-hornblende typically occurs in the mafic types, whereas muscovite occurs in the felsic ones. Magmatic microgranular enclaves and small metamorphic xenoliths are present in these granitoids. A petrographical study and microprobe analyses on plagioclase, biotite, amphibole, cordierite and cummingtonite in xenoliths and enclaves and in the host rocks were performed. The presence of sillimanitecordierite-biotite-hercynite and of cummingtonite-biotite-bearing xenoliths suggests that partial melting of a heterogeneous deep crust played an important role in the genesis of the granitoids. In contrast, the occurrence of microgranular enclaves suggests that a sub-crustal component might have been involved. Two alternative mechanisms are proposed to explain the magma genesis: i) mixing between subcrustal and crustal melts; ii) direct crustal genesis.

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Metamorphe Xenolithe und mikrogranulare Einschlsse im Serre Granodiorit (Sükalabrien, Italien) und ihre Bezienhungen zur Granitoidgenese

Zusammenfassung Spätherzynische Granodiorite des östlichen Serre-Gebietes zeigen kalk-alkalische und peraluminöse Zusammensetzung. Aktinolithische Hornblende tritt typischerweise in den mafischen, Muskowit in den sauren Gesteinen auf. In den Granitoiden vorkommende, magmatische, mikrogranulare Einschlüsse und kleine metamorphe Xenolithe wurden petrographisch und mittels Mikrosondenanalytik an Plagioklas, Biotit, Amphibol, Cordierit und Cummingtonit untersucht. Sillimanit-Cordierit-Biotit-Hercynit-und Cummingtonit-Biotit- führende Xenolithe weisen darauf hin, daß der partiellen Aufschmelzung einer heterogenen Unterkruste eine bedeutende Rolle für die Genese der Granitoide zukommt. Mikrogranulare Einschlüsse weisen dagegen auf die Beteiligung einer subkrustalen Komponente hin. Zwei alternative Mechanismen werden für die Magmengenese diskutiert. i) Mischung von subkrustalen und Krustalen Schmelzen; ii) direkte krustale Genese.

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With 6 Figures     

Mafic inclusions in the silica-rich rocks of the Tolfa-Ceriti-Manziana volcanic district (Tuscan Province,Central Italy): Chemistry and mineralogy

Summary A chemical and mineralogical study of magmatic inclusions in the silica-rich rocks of the Tolfa-Ceriti-Manziana sector (Tuscan Province, Central Italy) shows that they can be grouped according to their degree of alkalinity. We distinguish: TCM latites (TCML) with an alkaline-potassic affinity; Ceriti latites (CL) with calc-alkaline affinity; and Manziana shoshonites and latites (MS-ML) with an affinity intermediate between alkaline and subalkaline. The latter are hybrid rocks originating from the mixing of two magmas with slightly different geochemical affinities.These magmas may represent liquids derived by partial melting of a heterogeneous mantle, metasomatized by a crustal source. The most alkaline magmas (TCML) are associated with the largest degree of metasomatism which, if more pronounced, could lead to the production of the potassic magmas of the Roman Province.

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Mafische Einschlüsse in den Si-reichen Gesteinen des vulkanischen Distriktes von Tolfa-Ceriti-Manziana (Toskanische Provinz, Zentralitalien): chemie und mineralogie

Zusammenfassung Eine chemische und mineralogische Untersuchung der magmatischen Einschlüsse in den sauren Gesteinen des Tolfa-Ceriti-Manziana Sektors (Toskanische Provinz, Zentralitalien) zeigt, daß sie nach dem Grad der Alkalinitdt unterteilt werden können. Wir unterscheiden TCM latite (TCML) mit einer Alkali-Kalium Affinität; Ceriti Latite (CL) mit einer kalkalkalischen Affinität und Manziana Shoshonite und Latite (MS-ML) mit einer Affinität die zwischen alkalisch und subalkalisch liegt. Die Letztgenannten sind Mischgesteine, die durch die Mischung zweier Magmen mit verschiedenen geochemischen Affinitäten entstanden sind.Diese Magmen, die genetisch nicht mit den Wirtsgesteinen in Beziehung stehen, dürften Schmelzen repräsentieren, die auf teilweise Aufschmelzung eines heterogenen Mantels, der durch eine krustale Quelle metasomatisiert wurde, zurückgehen. Die am meisten alkalischen Magmen (TCML) sind mit dem höchsten Grad der Metasomatose assoziiert, der wiederum, wenn noch stärker entwickelt, zur Entstehung der kalireichen Magmen der römischen Provinz führen könnte.

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With 9 Figures     

Migration of trace elements during contact metamorphism in the santa rosa range,nevada, and its bearing on the origin of ore deposits associated with granitic intrusions

Eighty-two samples from eight granodioritic stocks and adjacent metasedimentary rocks were analysed spectrochemically for B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V and Ti, to detect changes in element distribution during hornblende hornfels facies metamorphism. Results show that B, Li, Sn, Pb and in some instances Cu and Zn diffused from the country rocks into the magmas, suggesting that such a process may enhance the potential of a magma as a source of epigenetic ore deposits.

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Zusammenfassung 82 Proben von acht Granodiorit-Stöcken und metasedimentärem Rahmengestein der Hornblende-Hornfels Fazies sind spektrochemisch auf B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V und Ti analysiert worden. Es wird gezeigt, daß B, Li, Sn, Pb, und gelegentlich auch Cu und Zn, während der Kontaktmetamorphose aus dem Rahmengestein in die Magmen diffundiert sind. Verwandte Prozesse könnten das Potential von Magmen für die Bildung epigenetischer Erzlagerstätten erheblich verstärken.

     

Petrology of clinopyroxenite ejecta from Somma-Vesuvius and their genetic implications

Summary A suite of clinopyroxenite nodules, megacrysis and associated lavas from Somma-Vesuvius, Italy, has been investigated to establish its possible genetic relationships with the leucitebearing lavas of the Roman Region. The clinopyroxenites are essentially composed of clinopyroxene + mica and subordinate olivine, plagioclase, spinels, apatite and glass. The megacrysts are clinopyroxene fragments. The associated lavas are leucite-tephrites and a tephritic leucitite.The mineralogy of the clinopyroxenites is distinctive but gradational to that of the Somma-Vesuvius lavas and reflects subvolcanic crystallization of a silica-undersaturated, mafic magma. The megacrystic clinopyroxene is probably related to the clinopyroxenites.The chemical composition of the clinopyroxenites shows strong affinites to that of the Somma-Vesuvius lavas and corresponds to leucite basanite compositions. Interstitial glass in the clinopyroxenites represents a residual liquid from clinopyroxenite crystallization. This glass approaches the chemical composition of the Somma tephrites.The experimental melting of two clinopyroxenites at 1 atm demonstrates that the essential assemblage of the Somma-Vesuvius lava, leucite + clinopyroxene, may develop from basanite compositions where olivine disappears by reaction with the liquid to form clinopyroxene. It is concluded that the clinopyroxenites represent basanitic magma crystallized at depth and that the Somma-Vesuvius leucite-bearing lavas are potential derivatives of this magma.

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Petrologie von Klinopyroxenit-Auswürflingen von Somma-Vesuv und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Leucit-Tephrite und tephritische Leucitite der Romana enthalten Klinopyroxenit-Einschlüsse sowie Kristalle von Klinopyroxen, Glimmer, und untergeordnet Olivin, Plagioklas, Spinell, Apatit und Glas. Die genetischen Beziehungen zwischen Laven und Einschlüssen wurden an Hand der Ergebnisse petrologischer und geochemischer Untersuchungen überprüft.Die Mineralogie der Klinopyroxenite kann mit der der Somma-Vesuv-Laven korreliert werden und weist auf subvulkanische Kristallisation eines Si-untersättigten, mafischen Magmas hin.Die chemische Zusammensetzung der Klinopyroxenite zeigt deutliche Beziehungen zu den Laven von Somma-Vesuv und entspricht einem leucit-basanitischen Typ. Restschmelze der Klinopyroxenit-Kristallisation ist als Glas auf der Intergranulare erhalten. Die Zusammensetzung dieser Gläser ähnelt der von Somma-Tephriten.Schmelzversuche an zwei Klinopyroxeniten bei 1 atm zeigen, daß die wichtigste Mineralassoziation der Somma-Vesuv-Laven, Leucit und Klinopyroxen, aus einer basanitischen Zusammensetzung abzuleiten sind. Olivin verschwindet dabei durch Reaktion mit der Schmelze und Klinopyroxen wird gebildet. Die Untersuchungen lassen erkennen, daß die Klinopyroxenite Kristallisationsprodukte in der Tiefe erstarrter basanitischer Magmen sind, und daß die leucitführenden Magmen von Somma-Vesuv als mögliche Abkömmlinge dieser Magmen zu sehen sind.

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With 3 Figures     

Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung,Magmatismus und Geotektonik

Zusammenfassung Aufbauend auf der Gliederung der Erdkruste nach petrologischen und geophysikalischen Gesichtspunkten wird die Konzeption von H.Stille ausgebaut, daß der sialische orogene und subsequente Magmatismus palingener Entstehung ist, dabei aber nur ein sialisches Intermezzo bedeutet innerhalb des juvenilen simatischen Magmatismus, welcher initial und final auftritt und mit basaltischem Chemismus in über 60 km Erdkrustentiefe beheimatet ist. — Weiterhin werden die Zusammenhänge der wichtigsten Lagerstättentypen in Verknüpfung mit juvenil-basaltischem Magmatismus einerseits und mit sialisch-palingenen Aufschmelzungsprodukten andererseits gekennzeichnet. Die geotektonischen Konsequenzen für das Auftreten beider Arten von Magmatismus werden einführend und am Schluß eingehender erörtert. Tiefreichende Zerrungszonen führen zum Aufstieg basaltischer Magmen. Tiefversenkung von Sial unter mehr als 20–25 km Krustentiefe führt zur Mobilisation palingener Magmen, die meist rückwärtig aufsteigen. Die Magma-Schmierung solcher Aufstiegsbahnen ermöglicht in der geosynklinalen Oberkruste den Paroxysmus der Faltung. Sialwurzeln der Gebirge können nicht existieren. Dagegen bedingen die sauren Restschmelzen basaltischer Magmen während jeder Orogenese eine wesentliche Zufuhr von Sial in der Oberkruste.     

The role of fluorine in the evolution of ultrapotassic magmas

Summary The distribution of F and, to a lesser extent, Cl between phlogopite, amphibole, apatite, and glass in kamafugites from the West Eifel, Germany, and South-West Uganda, and from lamprophyres (minettes) from Hopi-Navajo, Arizona has been determined. In addition, these elements have been analyzed in the same phases from mantle-derived xenoliths from the kamafugitic rocks. All halogen determinations were made using a JEOL 8600 electron microprobe. The F contents and trends in the minerals and glass in the kamafugites and lamprophyres are very similar to those reported for lamproites (Edgar and Charbonneau, 1991). The results indicate that F in the minerals of ultrapotassic magmas is much greater then that found in the xenoliths that are believed to represent likely source regions for such magmas. Chlorine is present in much lower amounts and in the same phases. The discrepancy between F in the xenoliths and in the lavas, and the preference for F to be incorporated in solid phases suggest that F is insufficient to account for the F found in ultrapotassic magmas or to provide for the reduced fluid conditions proposed by Foley (1988) for the genesis of such magmas. Based on these results, the genesis of ultrapotassic magmas may occur if they are partial melts of a mantle source that has been further enriched in F by repeated partial melting of mantle-derived xenoliths such as those of southwest Uganda. Alternatively the slightly higher Cl in the minerals of the xenoliths relative to the magmas suggests that Cl has been lost during degassing of the ascending magma. This may enrich the magmas in F by a dilution effect that may take place prior to the formation of phenocrystal F-rich phlogopites that are often present in ultrapotassic magmas.

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Die Rolle von fluor in der evolution ultrapotassischer magmen

Zusammenfassung Die Verteilung von Fluor and untergeordnet von Chlor zwischen Phlogopit, Amphibol, Apatit and Glas wurde an Kamafugiten aus der westlichen Eifel, Deutschland and aus Südwest-Uganda sowie an Lamprophyren (Minetten) aus Hopi-Navajo, Arizona bestimmt. Außerdem wurde der Gehalt an diesen Elementen in den gleichen Mineralphasen von Mantel-Xenolithen aus kamafugitischen Gesteinen analysiert. Die Halogenbestimmungen wurden an einer JEOL 8600 Mikrosonde durchgeführt. Die Gehalte und Verteilungstrends von Fluor in den Mineralphasen und im Glas der Kamafugite und Lamprophyre sind vergleichbar mit jenen aus Lamproiten (Edgar und Charbonneau, 1991). Die Resultate deuten an, daß der Fluorgehalt in Mineralen ultrapotassischer Magmen viel höher ist als in Xenolithen, die als Repräsentanten der Herkunftsregion derartiger Magmen gelten. Chlor tritt in den selben Mineralphasen in viel geringeren Mengen auf. Das unterschiedliche Auftreten von Fluor in den Xenolithen und in den Laven sowie der bevorzugte Einbau von Fluor in feste Mineralphasen lassen vermuten, daß dieser Gehalt an Fluor nicht ausreicht, um den hohen Fluorgehalt in ultrapotassischen Magmen und die reduzierenden Fluida-Bedingungen, wie sie von Foley (1988) für die Genese von solchen Magmen angenommen worden sind, zu erklären. Auf der Basis dieser Ergebnisse können ultrapotassische Magmen nur dann entstehen, wenn das Mantelmaterial als Herkunft für die partielle Schmelze zum Beispiel durch wiederholtes Teilaufschmelzen von Mantelxenolithen wie jenen aus Südwest-Uganda an Fluor angereichert worden ist. Als Alternative wird angenommen, daß die leicht höheren Chlorgehalte in den Mineralen der Xenolithe verglichen mit dem der Magmen durch Chlorverlust während Entgasung beim Aufstieg des Magmas zustande gekommen sind. Dadurch kam es zu einem Verdünnungseffekt, der zu einer Anreicherung von Fluor führt, vor der Bildung von F-reichem Phlogopit als Phenokristall, Kristalle, die häufig in ultrapotassischen Magmen auftreten.

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With 9 Figures     

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.

     

Phlogopite in calc-alkaline lamprophyres of Northern England

Summary Phlogopite mica is the major unaltered phase in minette and kersantite dikes in the Cross Fell and Taythes inliers in northwestern England. The compositional zonation trend in the micas from Mg-rich, Cr-bearing cores to Fe, Ti, Ba-rich, low Cr margins, or rims, is similar to that reported for micas from minettes and kersantites worldwide. Complex mantling and zoning trends suggest that the phenocrystal mica assemblage is a hybrid one formed by the mixing of magmas of broadly similar composition which have undergone different amounts of fractional crystallization. The magmas are considered to have beeen produced in a continuously replenished fractionating magma chamber. The lamprophyres have a common source and were probably derived by the extensive fractionation of a basic mantle-derived magma.

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Phlogopit in kalk-alkalischen lamprophyren von Nord-England

Zusammenfassung Phlogopit ist die wichtigste, unveränderte Phase in Minetten und kersantitischen Gängen in den Cross Fell and Taythes Gebieten von Nordwest-England. Die Zonierung der Zusammensetzung in den Glimmern von Mg-reichen, Cr-führenden Kernen zu Fe, Ti, Ba-reichen Rändern mit niedrigen Cr-Gehalten ist ähnlich der, die von Glimmern in Minetten und Kersantiten weltweit ermittelt wurde. Komplexe Ummantelung und Zonierung weisen darauf hin, daß die Glimmer-Vergesellschaftung, die weithin idiomorph ist, durch die Mischung von Magmen weithin ähnlicher Zusammensetzung entstanden ist, welche in verschiedenem Ausmaß von Kristallisationsfraktionierung betroffen waren. Die Magmen dürften in einer kontinuierlich aufgefüllten, fraktionierten Magmenkammer entstanden sein. Die Lamprophyre haben einen gemeinsamen Ursprung und gehen wahrscheinlich auf die extensive Fraktionierung eines basischen Magmas von Mantel-Herkunft zurück.

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With 5 Figures     

Magma mixing,the petrogenetic link between anorthositic suites and rapakivi granites, Åland,SW Finland

Summary The Åland, rapakivi batholith consists of several granites that differ texturally and mineralogically from quartz-porphyritic varieties to rapakivi varieties with K-feldspar ovoids (wiborgites and pyterlites) and aplitic granites. Closely associated with the batholith there is a mafc magmatic series of dolerite dykes, norites, anorthosites and monzodiorites.The earliest major intrusive phase of the Åland, rapakivi batholith consists of quartzporphyritic hornblende rapakivi. This rock contains small amoeboidal mafc enclaves, labradorite megacrysts, quartz ocelli, amphibole-mantled xenoliths and irregular clots of granophyric granite. These disequilibrium features are products of mixing between basaltic and granitic magmas. Geochemical modelling indicates that the quartzporphyritic hornblende rapakivi is a mixture of 15% hi-Fe monzodiorite (mafic endmember) and 85% quartz-feldspar porphyry (felsic end-member). The monzodiorite is derived from a norite-anorthosite-monzodiorite series. The quartz-feldspar porphyry is produced by partial melting of the country rock caused by intrusions of hot basic magma.Structural, textural and geochemical features suggest that magma mixing was an important petrogenetic process in the formation of the earliest rapakivi granite intrusions in the Åland, rapakivi batholith. Petrographic evidence of magma mixing can also be found in the major intrusion of the batholith, the wiborgite rapakivi granites. Chemically the mixing is difficult to specify in these rocks because of a high proportion of felsic component. Zircon and apatite fractionation trends, however, indicate that the wiborgite rapakivis also contain components from a mixed source.

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Magmamixing, die petrogenetische Verbindung zwischen Anorthositen und RapakiviGraniten, Åland, SW Finnland

Zusammenfassung Der Rapakivi Batholit von Åland besteht aus verschiedenen Graniten, die in ihrer Textur und Zusammensetzung das Feld von quarzporphyritischen über Rapakivigranite mit K-Feldspat-Ovoiden (Wiborgite und Pyterlite) und aplitischen Graniten abdecken. Eine mafische magmatische Serie von Dolerit-Gängen, Noriten, Anorthositen und Monzodioriten ist mit diesen Batholiten eng verbunden.Die erste größere Intrusivphase des Åland, Rapakivi Batholiten besteht aus quarzporphyritischem Hornblende Rapakivi. Dieses Gestein enhält kleine Amöboide, mafische Enklaven, Labradorit Megakristalle, Quarzocelli, Xenolithe mit Amphibolrändern und unregelmäßige Aggregate von granophyrischem Granit. Diese Produkte von Ungleichgewichts-Bedingungen gehen auf die Mischung zwischen basaltischen und granitischen Magmen zurück. Geochemische Modelle zeigen, daß der quarzporphyritische Hornblende-Rapakivi eine Mischung von 15%. eisenreichen Monzodiorit (mafisches Endglied) und 85% Quarz-Feldspatporphyr (felsisches Endglied) ist. Der Monzodiorit stammt von einer Norit-Anorthosit-Monzodiorit Serie. Der QuarzFeldspat-Porphyr entstand durch teilweise Aufschmelzung des Nebengesteines, die durch Intrusionen heißen basischen Magmas verursacht wurden.Strukturelle, texturelle und geochemische Daten zeigen, daß Magmamischung ein wichtiger petrogenetischer Prozeß der Bildung der frühesten Rapakivi-Granit-Intrusionen im Åland, Batholith waren. Petrographische Hinweise auf Magmamischung können auch in der größten Intrusion des Batholiths, dem Wiborg Rapakivi Granit, gefunden werden. Wegen des hohen Anteils felsischer Komponenten ist es schwierig, das Magmamixing in diesen Gesteinen chemisch zu quantifizieren. Zirkon- und Apatitfraktionierungs-Trends weisen jedoch darauf hin, daß auch die WiborgitRapakivis Komponenten aus einer gemischten Quelle enthalten.

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With 5 figures     

Geochemistry and petrogenesis of two-Pyroxene andesites from Sierra de Gata (SE Spain)

Summary The Miocene volcanic suite of Sierra de Gata (Betic Cordillera) is composed of dacites, rhyodacites and rhyolites, besides basaltic andesites and andesites. The latter are very fresh and are the least fractionated rock types; thus they have been investigated in order to put some constraints on the genetic interpretation of the volcanic sequence. These rocks are composed of plagioclase, orthopyroxene, clinopyroxene and magnetite both as phenocrysts and in the groundmass. Olivine and ilmenite occur occasionally. The andesites exhibit orogenic chemical features. They are characterized by very low Ni, Co and Cr contents and show negative Eu anomalies, which support fractionation of mafic phases and plagioclase at depth. The petrogenesis of the andesites, however, cannot be related simply to fractionation processes of a single mafic magma since the lack of good interelemental correlations, the scattering of Sr-isotope ratios and the isotope disequilibrium between the phases conflict with such a simple mechanism. A model which can better explain the petrogenesis of the analyzed andesites considers the intervention of different mafic melts, generated in a heterogeneous mantle and characterized by different chemical and isotopic compositions, which fractionated at depth and concomitantly interacted significantly with the continental crust.

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Geochemie und Petrogenese von Pyroxen-Andesiten der Sierra de Gata (SE Spanien)

Zusammenfassung Die miozäne Vulkanitabfolge der Sierra de Gata (Betische Kordillere) wird von Daciten, Rhyodaciten, Rhyoliten sowie basaltischen Andesiten and Andesiten aufgebaut, letztere sind in einem guten Erhaltungszustand and zeigen die geringste Fraktionierung. Sie wurden daher genauer untersucht, um Aussagen über die Genese dieser Vulkanite machen zu können.Phenokrysten und Grundmasse bestehen aus Plagioklas, Orthopyroxen, Klinopyroxen und Magnetit. Manchmal kommen Olivin und Ilmenit hinzu. Die Geochemie der Andesite folgt typisch orogenen Trends. Sie sind durch sehr niedrige Ni-, Co- und Cr-Gehalte und negative Eu-Anomalien charakterisiert; dies belegt eine Fraktionierung der mafischen Gemengteile und des Plagioklases in der Tiefe. Die petrogenetische Entwicklung der Andesite kann allerdings nicht einfach mit Fraktionierungsprozessen eines einzigen mafischen Magmas erklärt werden. Das Fehlen von Element-Korrelationen, das starke Streuen der Sr-Isotopenverhältnisse und das Isotopenungleichgewicht zwischen den einzelnen Mineralphasen stehen in Widerspruch zu einem derartigen einfachen Modell. Ein Modell, das die Petrogenese der untersuchten Andesite besser erklärt, zieht die Beteiligung verschiedener mafischen Schmelzen-sie bildeten sich in einem heterogenen Mantel und sind durch Unterschiede im Chemismus und ihrer Isotopenzusammensetzung charakterisiert—in Betracht. Dabei kam es zu Fraktionierung dieser Magmen in der Tiefe und zu beträchtlichen Reaktionen mit kontinentalem Krustenmaterial.

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With 5 Figures     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures     

The Sompujärvi PGE reef in the Penikat layered intrusion,northern Finland

Summary The Sompujärvi (SJ) PGE Reef is located at the border between the third and fourth megacyclic units, 400–1000 metres above the base of the Penikat layered intrusion. It usually occurs in the basal bronzititic portion of megacyclic unit IV, but can occur in the overlying peridotitic cumulates or the gabbroic cumulates at the top of megacyclic unit III in places. PGE concentrations have been found to occur mainly in association with either base metal sulphide (mainly pyrite-chalcopyrite-pentlandite) or chromite disseminations, the latter type usually representing a distinctly higher grade of mineralisation.When the magma which formed megacyclic unit IV penetrated into the Penikat layered intrusion, its lower part intermixed with the older residual magma. It may be assumed that this mixing of magmas was responsible for the precipitation and PGE enrichment of sulphides in the lower part of the olivine cumulates, accounting for the sulphide-disseminated mineralization type. The entry of the new magma pulse was probably quite powerful, and when this magma spread out over the uppermost, partly consolidated gabbroic cumulate of megacyclic unit III it caused pronounced local erosion in the uppermost crystal layer and excavated elongated channels and/or depressions, as associated with faulting. These channels and depressions then trapped older residual liquid enriched in platinum-group elements and the chromite-disseminated type within the SJ Reef was formed.

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Das Sompujdrvi PGE Reef in der Penikat-Intrusion, Nord-Finnland

Zusammenfassung Das Sompujärvi (SJ) PGE Reef liegt im Grenzbereich von Megazyklus III und IV, 400 1000 m oberhalb der Basis der Penikat Intrusion.Normalerweise tritt es in den liegenden Bronzititen des Megazyklus IV auf; es kann aber sehr wohl auch in den peridotitischen und gabbroiden Kumulaten in den obersten Teilen von Megazyklus 111 entwickelt sein. PGE Anreicherungen sind entweder an Sulfide (hauptsächlich Pyrit-Kupferkies-Pentlandit) oder an disseminierten Chromit geknüpft. Der letztere Vererzungstyp ist durch höhere Gehalte gekennzeichnet.Während der Intrusion der Magmen des Megazyklus IV kam es zu einer Magmenmischung zwischen diesen und älteren Magmen. Es kann angenommen werden, daß dieses magma-mixing für die Ausfällung und Anreicherung der PGE's in den Sulfiden, die in den tieferen Anteilen der Olivin-Kumulate auftreten, verantwortlich zu machen ist und der Grund für diese disseminierte an Sulfide gebundene Vererzung ist. Das Eindirngen mächtiger neuer Magmenschübe und die Ausbreitung dieses Magmas über die obersten, bereits konsolidierten Gabbro-Kumulate des Megazyklus III, verursachten eine lokal intensive Erosion in diesen obersten bereits kristallisierten Lagen. Längliche Spaltensysteme und/oder Einsenkungen, ähnlich wie bei Störungen, wurden angelegt. In diesen Spaltensystemen und Einsenkungen sammelte sich ältere Schmelze, die an Elementen der Platingruppe angereichert war. Sie bildete die an disseminierten Chromit gebundene Vererzung im SJ Reef.

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With 8 Figures     

Magma mixing in the Sithonia Plutonic Complex, Greece: evidence from mafic microgranular enclaves

Summary ¶Mafic microgranular enclaves occur in most calc-alkaline granitoids, and it is widely accepted that they represent the remnants of basic magmas that interacted with more acid magmas. In this work we present new data on mafic microgranular enclaves occurring in the granodiorites of the Sithonia Plutonic Complex (Northern Greece). Enclave properties have been studied using different methods. Quantitative textural analysis has been carried out in order to decipher the crystallization history of enclaves once they have been entrained in the more acid and cooler host magma. In particular, the nucleation density (C), the mode (M) and the crystal index (n) of enclaves has been measured. Along with textural analysis, the size of enclaves has also been estimated using a method that, based on two-dimensional sections of enclaves, allows the estimation of volume of enclaves. Geochemical analyses have been performed to investigate the degree of chemical interaction that enclaves suffered from the host acid magma. The different data sets have been utilized to furnish a general evolutionary model of the magmatic interaction process between the basic and the acid magmas that led to the formation of the granodioritic host rock and related mafic microgranular enclaves. It is concluded that, as the magmatic interaction process proceeded, the crystallization of enclaves involved the nucleation of apatite and epidote (first stage of crystallization) followed by biotite, ± hornblende, plagioclase, and titanite (second stage of crystallization); the last minerals that nucleate were quartz and K-feldspar. During crystallization enclaves underwent contamination by the host acid magma through flow channels opened during the transfer of mineral phases from the host magma to the enclaves. When the two magmas attained similar rheological behaviour a two-end member mixing process was favoured inducing progressively more vigorous mixing dynamics. Volumetric analysis of enclaves indicates that the smaller ones suffered a more intense geochemical interaction compared to the larger ones. We interpret this evidence as being strictly related to the kinematics of the mixing process, the latter governed by chaotic dynamics. Enclaves are viewed as portions of the basic magma that did not mix completely with the acid host magma and survived the mixing process. Host rocks are considered as volumes of the magmatic system where the more efficient mixing dynamics produced different, generally higher, degrees of hybridisation.Received May 22, 2002; revised version accepted November 5, 2002 Published online February 24, 2003     

Petrogenesis of the late proterozoic curaçá mafic dyke swarm,Brazil: Asthenospheric magrnatisrn associated with continental collision

Summary The late Proterozoic Curaçâ mafic dyke swarm is one of the more alkaline swaams of the Brazilian Precambrian. Intea-dyke chemical variations are characterised by higher abundances of incompatible elements in dyke margins than in the dyke centres, a feature that may have resulted from flowage differentiation, from progressive evacuation of liquids from zoned magma chambers, or possibly through dynamic melting of an uprising diapir. Inter-dyke chemical differences are best interpreted by different extents of melting of a mantle source with a small modal proportion of garnet. This source was heterogeneous and had the trace element compositions of ocean island basalts with Dupal and non-Dupa' characteristics. The emplacement of the Curaçá dykes from 650–700 Ma may have been facilitated by the extensional tectonics perpendicular to the collision zone between the São Francisco craton and the Pernambuco-Alagoas massif during the evolution of the Sergipano orogen. The energy in the system was insufficient to promote much melting of, or interaction with, the continental lithosphere or overlying crust.

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Petrogenese des jung-proterozoischen mafischen Gangsystems von Curaca, Brasilien: Asthenosphärischer Magmatismus im Zusammenhang mit kontinentaler Kollision

Zusammenfassung Im jung-proterozoischen alkali-betonten mafischen Gangsystem vom Curaca im brasilianischen Präkambrium zeigen chemische Variationen innerhalb eines Ganges höhere Gehalte an inkompatiblen Elementen an den Gangrändern als in den Zentren. Diese Erscheinung könnte auf Differentiation während der Fließbewegungen zurückgehen, aber auch auf schrittweise Entfernung von Schmelzen aus zonierten Magmenkammern, oder möglicherweise auch auf dynamisches Schmelzen eines aufsteigenden Diapirs. Chemische Unterschiede zwischen einzelnen Gängen können am besten durch verschiedene Rate der Aufschmelzung einer Mantelquelle mit einem geringen Modalanteil von Granat erklärt werden. Diese Quelle war heterogen und hatte den Spurenelementgehalt von ozeanischen Inselbasalten mit Dupal und Non-Dupal Charakteristiken. Die Platznahme der Gänge von Curaca hat zwischen 650 und 700 Ma stattgefunden; sie wurde durch Dehnungstektonik senkrecht zu der Kollisionszone zwischen dem Sao Francisco Kraton und dem Pernambuco-Alagoas Massiv, während der Entwicklung des Sergipano Orogens, gefördert. Die im System vorhandene Energie war nicht ausreichend, um umfangreiche Schmelzvorgänge von, oder Interaktion mit der kontinentalen Lithosphäre, oder der überlagernden Kruste zu verursachen.

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With 13 Figures     

The diapiric emplacement and related magmatic fabrics of the porphyritic Ludwigshöhe granite, Central Odenwald (Germany)

Summary The Ludwigsh?he pluton is a 1.5 by 2.5 km, oval-shaped, NE-SW oriented, distinct body of medium-grained porphyritic granite with large euhedral to lensoid K-feldspar phenocrysts and discoidal microdioritic enclaves. The granite shows a well developed NE-SW striking, steeply inclined foliation defined by mafic minerals, K-feldspar phenocrysts, and enclaves. All phenocrysts have an orthorhombic symmetry with respect to the foliation. Monoclinic shear sense criteria are absent. Shape orientation analysis of enclaves, K-feldspar phenocrysts, magmatic hornblende and plagioclase and strain analyses (R _f /Φ) result in uniaxial, oblate ellipsoids, plotting in the field of apparent flattening on the Flinn diagram. In thin section no penetrative ductile deformation of feldspars, hornblende and biotite can be observed. Twinning in feldspars occurs parallel to their flat faces, which are oriented parallel to the magmatic foliation. Quartz, growing in interstitial positions, shows early penetrative ductile deformation under high temperature (HT) late magmatic/early solid-state conditions and later deformation under low temperature (LT) conditions accompanied by sinistral shear. The latter is responsible for an oblique orientation of the quartz c-axes fabric. AMS studies as well as cathodoluminescence investigations and quartz c-axes textures indicate flattening processes under a NW-SE directed compressive strain regime during the magmatic stage and/or emplacement of the granites.

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Zusammenfassung Platznahmeprozesse des porphyrischen Ludwigsh?he-Granits, Mittlerer Odenwald (Deutschland) Der Ludwigsh?he-Pluton ist ein 1,5 km breiter und 2,5 km langer, ovaler, NE-SW-orientierter, mittelk?rniger Granit mit gro?en, idiomorphen bis linsenf?rmigen Kalifeldspat-Einsprenglingen und oblaten mikrodioritischen Enklaven. Der Granit zeigt eine deutliche NE-SW-streichende, steilstehende Foliation, die durch die Einregelung der mafischen Minerale, der Kalifeldspat-Einsprenglinge und der Enklaven definiert wird. Alle Einsprenglinge besitzen orthorhombische Symmetrie in Bezug zur Foliation. Monokline Schersinnindikatoren fehlen. Formregelungsanalysen an Enklaven, Kalifeldspat-Einsprenglingen, magmatischer Hornblende und Plagioklas sowie Strainanalysen (R _f /Φ) ergeben uniaxiale, oblate Ellipsoide, die im Pl?ttungsfeld des Flinn-Diagramms plotten. Im Dünnschliff kann keine durchgreifende, plastische Verformung, weder der Feldsp?te, noch von Hornblende oder Biotit, beobachtet werden. Feldsp?te sind generell parallel zu ihren Flachseiten verzwillingt und die L?ngsachsen liegen parallel zur magmatischen Foliation. Quarz w?chst im allgemeinen in Zwickelr?umen, er zeigt penetrative, plastische Verformung. Sie beginnt unter Hoch-Temperatur-Bedingungen nahe dem Solidus und endet unter Niedrig-Temperatur-Bedingungen und sinistraler Scherung. Diese Scherdeformation ist verantwortlich für die Schiefregelung des Quarz-c-Achsen Gefüges. AMS- und Kathodolumineszenz-Untersuchungen, sowie Quarz-c-Achsen-Messungen unterstützen die Interpretation, da? Pl?ttung unter einem NW-SE-gerichteten, einengenden Strainregime die gefügepr?gende Rolle w?hrend der Platznahme des Ludwigsh?he-Plutons spielte.

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Received July 10, 1999; revised version accepted October 4, 2000     

Mineral chemistry of Monte Vulture volcanics: petrological implications

Summary Two distinct periods of volcanic activity are distinguishable at Monte Vulture volcanic complex: the first activity started with tephritic and foiditic volcanics, documented by xenoliths in the phonotrachytic (Ph-T) ignimbrites, lava blocks in a basal explosion breccia deposit beneath the Ph-T ignimbrites, sandy lenses rich in volcanic components in fluviatile conglomerates, and ended with emplacement of phonotrachytic deposits (Ph-T ignimbrites and lava domes); whereas subsequent activity produced deposits of foiditic and tephritic composition which built up the central volcano. The volcanics of the two periods do not fit a simple evolutionary model on the basis of geochemical signatures.New whole-rock and microprobe analyses of mafic minerals from volcanics of the first period are presented here, together with the published data on M. Vulture volcanics, to give a more comprehensive picture of the magma evolution.Principal features can be summarized as follows: (i) melanitic garnet occurs as a stable phase only in the volcanics of the first period of activity; (ii) olivine and diopside occur only in the cone building deposits; (iii) pyroxenes from the volcanics of the first stage crystallized under different physico-chemical conditions with respect to those occurring in volcanics of the central edifice; (iv) the analyzed lavas occurring as blocks in the explosion breccia deposit of the first stage display diversities with respect to the lavas of the central volcano, and it is likely that diverse parental magmas fed the first and the subsequent activities. During the first stage, crystal/liquid fractionation processes determined the evolution from the mafic parental magmas towards phonotrachytic compositions, as with the foidite-tephrtte sequence of the second stage (cone building deposits). Mineralogical evidence of mixing processes is present in the volcanics of the sequences of the two stages.

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Die Mineralchemie der Monte Vulture Vulkanite: Petrologische Konsequenzen

Zusammenfassung Zwei Stadien vulkanischer Aktivität sind im Monte Vulture Komplex zu unterscheiden. Das erste Stadium ist durch tephritische und foiditische Vulkanite, die als Xenolithe in den phonotrachytischen (Ph-T) Ignimbriten erhalten sind, durch Lava Blöcke in einer basalen Explosionsbrekkzie im Liegenden der Ph-T Ignimbrite und durch Sandlinsen in fluviatilen Konglomeraten, die reich an vulkanogenen Komponenten sind, gekennzeichnet. Es endet mit der Eruption der Phontrachyte (Ph-T Ignimbrite und Lava Kuppen). Während des zweiten Stadiums wurden vulkanogene Ablagerungen foiditischer und tephritischer Zusammensetzung, die heute den Zentralteil des Vulkans aufbauen, eruptiert. Die Geochemie der Vulkanite läßt sich nicht mit Hilfe eines einfachen Bildungsmodelles erklären. Neue Gesamtgesteins- und Mikrosondenanalysen von Vulkaniten des Erststadiums und deren mafischer Minerale werden gemeinsam mit bereits publizierten Daten über die Vulkanite des Monte Vulture präsentiert, um ein zusammenfassendes Bild seiner Magmenentwicklung zu geben.Grundsätzlich kann folgendes festgehalten werden: (i) Granat tritt als stabile Phase nur in den Vulkaniten des ersten Stadiums auf. (ii) Olivin und Diopsid sind auf die Vulkanschlote beschränkt. (iii) Die Pyroxene der Vulkanite des Frühstadiums kristallisierten unter anderem physikalisch-chemischen Bedingungen, als die im Zentralteil des Vulkans. (iv) Die untersuchten Laven, die als Blöcke in der basalen Explosionsbrekkzie auftreten, unterscheiden sich ebenfalls von denen des zentralen Teiles. Wahrscheinlich sind sie von unterschiedlichen Ausgangsmagmen abzuleiten. Durch Fraktionierung entstanden während des ersten Stadiums aus einem ursprünglich mafischen ein phonotrachytisches Magma und während des zweiten die foiditisch-tephritische Abfolge der Vulkanschlote. Hinweise auf Mischungsprozesse liegen vor.

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With 6 Figures     

Petrology and geochemistry of Paleogene tonalites from the easternmost parts of the Periadriatic Zone

Summary The Pohorje Mts. and Karavanke plutons occur in the easternmost parts of the Periadriatic Zone separating the Eastern Alps from the Southern Alps and the northwesternmost Dinarides, respectively. The plutons, which are composed largely of tonalites with subordinate granodiorites and rare diorites mainly of medium-K calc-alkaline affinity, are part of a series of mid-Tertiary intrusives emplaced over ∼700 km E-W along the Periadriatic Zone. Major and trace element data indicate that gabbrodiorites originated by fractional crystallization of a primary mafic magma, but with a significant contribution of continental crust. REE patterns are steep and characterized by LREE enrichment, and a weak Eu anomaly, suggesting fractional crystallization of primary mafic magma. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios indicate that on the basis of Sr isotopic composition an upper mantle melt contribution cannot be recognized. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr vs.δ¹⁸O diagram demonstrates that all analyzed rocks plot near the centre of the Adamello pluton field. Tonalite plutonism was genetically controlled by previously subducted Mesozoic oceanic crust, metasomatized upper mantle wedge, and overlying continental crust. All analytical data obtained indicate that primary mafic magma was of olivine tholeiite affinity. Based on element modelling data it is reasonable to assume that a garnet peridotite, probably slightly metasomatized, was the source rock which was subjected to partial melting. The governing AFC processes resulted in crustal isotopic signatures due to crustal assimilation and melting which produced the most acid members of the tonalite suite.

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Zusammenfassung Petrologie und Geochemie der pal?ogenen Tonalite der ?stlichsten Periadriatischen Zone zwischen Ostalpen und nordwestlichsten Dinariden Die Plutone des Bachergebirges und der Karawanken liegen in den ?stlichsten Teilen der Periadriatischen Zone, die die Ostalpen von den Südalpen bzw. den nordwestlichsten Dinariden trennt. Es handelt sich um Tonalite, untergeordnet Granodiorite und selten Diorite mit kalk-alkalischer Affinit?t die als Teil einer Serie mittelterti?rer Intrusivk?rper entlang der Periadriatischen Zone über ca. 600–700 km intrudierten. Haupt- und Spurenelemente belegen, dass die Granodiorite durch fraktionierte Kristallisation eines mafischen Magmas unter betr?chtlicher Beteiligung kontinentaler Kruste entstanden. Die SEE sind durch Anreicherung der leichten SEE, recht steile SEE Kurven und eine schwache Eu-Anomalie gekennzeichnet, was auf die fraktionierte Kristallisation eines prim?ren mafischen Magmas hinweist. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Daten k?nnen eine Mantelherkunft nicht nachweisen. Das ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-¹⁸O Diagramm zeigt, dass alle untersuchten Gesteine im Mittelfeld des Adamello-Plutons liegen. Der tonalitische Plutonismus wurde durch die subduzierte mesozoische Ozeankruste, metasomatisiertes Mantelmaterial des Mantelkeils und darüberliegende kontinentale Kruste kontrolliert. Alle analytischen Daten zeigen, dass das prim?re mafische Magma olivintholeiitische Affinit?t hatte. Auf der Basis von Spurenelement-Modellierungen ist ein vielleicht leicht metasomatisierter Granatperidotit, der teilaufgeschmolzen wurde, als Quelle anzunehmen. Die kontrollierenden AFC Prozesse resultierten in krustaler Isotopensignatur infolge von Assimilation und Aufschmelzung von Kruste und produzierten die sauersten Glieder der Tonalitsuite.

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Received July 7, 1999; revised version accepted November 26, 1999