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1.
The important gold deposits of the early Precambrian of Southern Africa are confined to two main geologic environments. The source of the gold and modes of concentration in each of these environments are discussed. The first is comprised of the ancient granite-greenstone terrains of the Rhodesian and Kapvaal cratons where the gold occurs almost exclusively in the greenstone belts. The ultimative source of the metal is considered to have been the primitive mafic and ultramafic lavas at the base of such belts. Concentration of this disseminated gold has been brought about by a number of geological and possible biological processes. The second geologic environment comprises the important placer deposits of the Dominion Reef and Witwatersrand Systems. All available evidence suggests that the sediments of these two basins were largely derived from the erosion of a granite-greenstone terrain similar to the Barberton region of the Eastern Transvaal. An attempt is made to show the correlation between the expected placer minerals derived from successive erosional levels of such a terrain, and the actual placer minerals encountered in the Dominion Reef and Witwatersrand Systems.
Zusammenfassung Im südlichen Afrika sind die wichtigsten Goldlagerstätten des frühen Präkambriums zur Hauptsache auf zwei geologische Bereiche beschränkt. Für beide Bereiche werden die primäre Herkunft des Goldes und die Art und Weise seiner Konzentration diskutiert. Der erste Bereich umfaßt die alten Granit-Grüngestein-Komplexe des Rhodesien- und des Kapvaal-Kratons. In beiden Kratonen tritt das Gold fast ausschließlich in den Grüngesteinszonen auf. Als primäre Zubringer des Metalles werden die primitiven basischen bis ultrabasischen Laven an der Basis der Grüngesteinszonen angenommen. Das primäre Gold, welches zur Hauptsache als feinverteilte Imprägnationen auftritt, ist durch verschiedene geologische und möglicherweise auch durch biologische Prozesse umgelagert und konzentriert worden. — Der zweite geologische Bereich umfaßt die wichtigen Seifenlagerstätten in den Dominion Reef und Witwatersrand Systemen. Alle verfügbaren Untersuchungsergebnisse lassen den Schluß zu, daß der Ursprungsort der Sedimente in diesen beiden Ablagerungsräumen in ähnlichen Granit-Grüngestein-Komplexen, wie sie in der Umgebung von Barberton im östlichen Transvaal auftreten, gesucht wetden muß. Abschließend wird versucht, eine Korrelation zwischen den Seifenmineralien, welche von sukzessiven Erosionsniveaus solcher Granit-Grüngesteins-Komplexe zu erwarten sind und den Seifenmineralien, wie sie in den Sedimenten der Dominion Reef und Witwatersrand Systeme auftreten, aufzuzeichnen.
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2.
Summary Some Archaean granitoids occurring along the north-western and western edge of what is classically known as the Witwatersrand Basin have been hydrothermally altered in two different styles. Both styles - pervasive and vein-controlled alteration - are characterised by sulphide mineralisation as well as by thorium-, uranium-, gold- and REE-rich nodules of carbonaceous material (fly-speck carbon). All of the granitoids displaying these characteristic alteration styles are associated with secondary moderate-to high-salinity, Ca-rich fluid inclusions with low homogenisation temperatures in magmatic quartz and quartz veins. C-isotopes of the fly-speck carbon and the fluid composition of the associated fluid inclusions are typical of modified basin brines. Similar types of Ca-rich fluid inclusions were found in authigenic quartz and hydrothermal quartz veins from gold-bearing, hydrothermally altered sediments of the Witwatersrand Basin, although the salinities of the fluids in the basement granitiods are somewhat higher. The moderate- to high salinity of this inclusion fluid and its present composition is considered to be the result of modifications by fluid-rock interaction during transport and subsequent metamorphism within the Witwatersrand Basin. Available age data on the hydrothermally derived minerals in these granitoids range between 2.7 and 2.0 Ga indicating several fluid pulses, with fluids repeatedly expelled during the dewatering of the Witwatersrand Basin. These data are consistent with the conclusion that major parts of the alteration are the result of sediment dewatering which affected both the granitoids and the gold-bearing strata within the Witwatersrand Basin.
Ein Vergleich zwischen Formationswässern in archaischen Granitoiden und dem Witwatersrand Becken
Zusammenfassung Einige archaische Granitoide, die am nordwestlichen und westlichen Rand des Witwatersrand Beckens vorkommen, zeigen zwei Arten von hydrothermaler Überprägung. Beide Arten, pervasiv und gangförmig, sind mit einer Sulfidmineralisation und Thorium-, Uran-, Gold-, und SEE-reichen Knollen aus kohliger Substanz assoziiert. Alle Granitoide, die sich durch diese spezielle hydrothermale Überprägung auszeichnen, besitzen sekundäre moderat- bis hochsalinare, Ca-reiche Fluideinschlüsse mit niedrigen Homogenisierungstemperaturen in magmatischen und hydrothermalen Quarzen. Diese Fluide werden als modifizierte Beckenwässer gedeutet. Ähnliche Ca-reiche Fluideinschlüsse wurden in authigenen und hydrothermalen Quarzen in goldführenden, hydrothermal veränderten Sedimenten des Witwatersrand Beckens beobachtet, obwohl die Salinitäten der wässrigen Fluide in den Granitoiden noch höher sind. Die moderate bis hohe Salinität und die derzeitige Zusammensetzung der Einschlußfluide wird als eine Konsequenz aus der Fluid-Gesteinswechselwirkung, die während des Transportes im Becken stattfand, und der nachfolgenden Metamorphose angesehen. Vorläufige Altersdaten von den hydrothermal gebildeten Mineralen weisen auf mehrere hydrothermale Ereignisse während einer Zeitspanne zwischen 2.7 und 2.0 Ga hin. Während dieser Zeitspanne kam es durch Beckenentwässerung zu wiederholten Fluidschüben aus dem Becken in die Granitoide aufgrund lokaler tektonischer Ereignisse. Diese Daten deuten an, daß ein großer Teil der hydrothermalen Überprägung sowohl der Granitoide als auch der goldführenden Sedimente durch Formationswässer aus dem Witwatersrand Becken gebildet worden ist.
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3.
Summary Crush-leach data were obtained, using High Performance Gradient Ion-Chromatography and Capillary Electrophoresis, on individual generations of aqueous fluid inclusions in hydrothermal quartz from three different auriferous conglomerate horizons (reefs) in the late Archaean Witwatersrand Basin, South Africa. These data, supplemented by oxygen isotope analyses of hydrothermal quartz and in combination with microthermometric analyses, help to constrain the chemical composition, pH, temperature of formation and the possible source of the mineralizing fluid which, in places, was capable of mobilizing some of the primarily detrital gold in the fluvial Witwatersrand sediments. The dominant cations in the aqueous fluid inclusions are Na+ and Ca2+, with Cl– or HCO 3 – being the dominant anion, whereas K+, Mg2+, and SO 4 2– are subordinate. Most fluid inclusions have elevated NH 4 + concentrations which are directly correlated with those of N03. In a number of samples small amounts of organic acids (formate, propionate, and acetate) were also detected.A largely meteoric source is inferred for the gold-mobilizing fluids in the Witwatersrand reefs because of a lack of Br in the fluid, a composition distinctly different from that of seawater, the presence of organic acids, and 18Ofluid values around O%o. The fluids are ascribed to hydrothermal infiltration triggered by the 2020 Ma Vredefort impact which also created a secondary permeability in the form of a dense network of micro-fractures preferentially in the conglomerate beds of the already metamorphosed Witwatersrand rock sequence. This fluid differs from the regional metamorphic fluid in the basin by having a considerably higher pH (5.7–7.2). The difference in pH might explain why the older, fairly acidic metamorphic fluid was apparently less capable of mobilizing the gold as gold solubility reaches its peak at the pH calculated for the fluid ascribed to the impact.
Gold-mobilisierende Fluide inn Witwatersrand Becken: Zusammensetzung und mögiche Herkunft
Zusammenfassung Einzelne Generationen von wäßrigen Flüssigkeitseinschlüssen in hydrothermalem Quarz von drei verschiedenen Gold-haltigen Konglomerathorizonten (Reefs) im spät-Archaischen Witwatersrand Becken, Südafrika, wurden mittels Ionenchromatographie und Kapillarelektrophorese untersucht. Weiters bestimmten wir die Sauerstoffisotopen-Verhältnisse hydrothermaler, zum Teil Gold-führender Quarze. Zusammen mit mikrothermometrischen Ergebnissen helfen die neu gewonnenen Daten, die chemische Zusammensetzung, pH-Wert, Bildungstemperatur und mögliche Herkunft der Gold-mobilisierenden Fluide zu rekonstruieren. Die dominierenden Kationen und Anionen in den wäßrigen Einschlüssen sind Na+ und Ca2+ beziehungsweise Cl– und HCO 3 – . In geringeren Mengen fanden sich K-, Mg2+ und SO 4 2– . In den meisten Einschlüssen wurden erhöhte Konzentrationen von NH + 4 festgestellt, welche direkt mit denen von NO - 3 korrelieren. Weiters konnten in etlichen Einschlüssen auch organische Säuren (Formfiat, Propionat und Azetat) nachgewiesen werden.Auf Grund des Mangels an Br–, einer Zusammensetzung, die stark von Meerwasser abweicht, der Anwesenheit organischer Säuren und 18Ofluid-Werten um 0%o ist eine meteorische Herkunft der Gold-mobilisierenden Fluide im Witwatersrand Becken wahrscheinlich. Die Zirkulation dieser Fluide wird durch das 2020 Ma Vredefort Impakt-Ereignis erklärt, welches durch Bildung einer sekundären Permeabilität in Form eines feinen Netzwerkes von Mikrospalten, vor allem in den Konglomeratlagen, die bereits metamorph geprägten Gesteine des Witwatersrandes für die hydrothermale Infiltration vorbereitet hat. Diese Fluide unterscheiden sich von den älteren, regionalmetamorphen Fluiden durch einen wesentlich höheren pH-Wert (5.7–7.2), bei dem Gold seine maximale Löslichkeit unter den gegebenen physikalisch-chemischen Bedingungen besitzt. Dieser Unterschied im pH-Wert mag erklären, warum die relativ sauren regionalmetamorphen Fluide im Vergleich zu den Impakt-Fluiden kaum in der Lage waren, die ursprünglich detritischen Goldkörner zu mobilisieren.
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4.
Summary Pseudotachylitic breccias, associated with either bedding-parallel or normal faults, are abundant in the northern and northwestern parts of the gold- and uranium-rich Witwatersrand Basin in South Africa. They are particularly abundant in a zone tangential to the Vredefort Dome, a structure which is now widely accepted to be the eroded remnant of the central uplift of the originally 250 to 300 km wide Vredefort impact structure.Several of these fault zones were sampled along vertical traverses that included both fault breccias and host rocks. Geochemical analyses were undertaken to investigate the processes involved in fault rock formation. In addition, the temporal relationships of fault activity to regional geological events was studied. Detailed petrographic analysis shows evidence for strong hydrothermal overprints of the faults related to breccia formation (thus termed autometasomatism), as well as post-formational alteration. Mixing between two or more precursor lithologies and fluid alteration affected both the fault zones and their wall-rocks. A wide spectrum of trace elements, including Au and U, has been locally mobilised and redeposited by these processes.These fault zones, some of which are of basin-wide significance, were important channels for fluids that also modified the distribution of base metals in the Witwatersrand Basin. The regionally separated locations of our study areas suggest that these processes affected at least a major part of the basin. However, as the chemical characteristics determined for the fault zones differ from site to site, it is likely that the metals were only locally remobilised in the vicinity of fault zones or to previously hydrothermally altered country rock. Subsequent redeposition of metals was limited to the regimes in and around such fault zones.
Pseudotachylitische Brekzien aus Störungszonen des Witwatersrand-Beckens: Hinweise auf Autometasomatose und Alteration nach der Brekzienbildung
Zusammenfassung Pseudotachylitische Brekzien, entweder an schicht-parallelen oder normalen Verwerfungen, kommen häufig im nördlichen und nordwestlichen Teil des Gold- und Uranreichen Witwatersrand Beckens in Südafrika vor. Man hat sie hauptsächlich von einem tangentialen Bereich um den Vredefort Dom beschrieben. Der Dom ist der tieferodierte Rest der zentralen Aufwölbung der Vredefort Impaktstruktur, die ursprünglich linen Durchmesser von mindestens 250 Km hatte.Einige dieser Verwerfungszonen wurden entlang von Traversen beprobt, die Verwerfungsbrekzien sowie deren Nebengesteine beinhalteten, und geochemisch mit dem Ziel untersucht, die Prozesse bei der Brekzien-Bildung und die zeitlichen Verhältnisse von Verwerfungen und regionalgeologischen Ereignissen zu erfassen. Petrographische Analysen zeigten, daß die Verwerfungszonen im Zusammenhang mit der Brekzierungsphase stark hydrothermal überprägt wurden (ein Prozess, der daher als Autometasomatose bezeichnet wird) und eine zweite Überprägungsphase erfahren haben, die nach der Brekzierung stattfand. Es wird gezeigt, daß sowohl Mischung von wenigstens zwei Mutter-Gesteinskomponenten und Flüssigkeitsüberprägung, die Verwerfungszonen und Nebengesteine betraf, wichtige Rollen in der Bestimmung der chemischen Charakteristiken der untersuchten Zonen spielten. Viele Elemente, darunter Gold und Uran, wurden durch diese Prozesse lokal mobilisiert und wieder abgelagert.Diese Verwerfungszonen, von denen einige eine beckenweite Bedeutung besitzen, agierten als wichtige Kanäle für Flüssigkeiten, die die Verbreitung von wichtigen Metallen im Witwatersrand Becken modifizieren konnten. Da unsere Untersuchungsorte weit voneinander getrennt liegen, muß angenommen werden, daß diese Prozesse wenigstens weite Teile des Beckens beeinflußten. Da jedoch die chemischen Charakteristika der untersuchten Zonen von Fall zu Fall unterschiedlich sind, liegt die Vermutung nahe, daß Metalle höchstens lokal mobilisiert und umgelagert wurden und daß dies vermutlich im wesentlichen in der Nähe von existierenden Reefs stattfand. Es ist ferner klar, daß die Umlagerung von Metallen auf die unmittelbaren Bereiche dieser Verwerfungszonen beschränkt war.
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5.
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.
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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6.
Summary The Vredefort Dome represents an area of significant ( 10 km) structural uplift within the central parts of the economically important Witwatersrand Basin. Its rocks experienced higher grades of metamorphism than the equivalent stratigraphic horizons exposed around the periphery of the basin. Recent studies of this medium- to high-grade metamorphism, as well as new evidence concerning the origin of the dome, have contributed to a metamorphic model for the Witwatersrand Basin as a whole. This evidence shows that the gold-bearing strata experienced at least two metamorphic events at ca. 2 Ga. The unusually high strain rate and shock deformation features exposed in the rocks of the dome rule out an endogenous origin by tectonic or diapiric processes. Recent work on these features has shown that the dome is best explained as the central uplift of a large, 250–300 km diameter, 2023±44 Ma old meteorite impact structure, the extent of which closely correlates with the present-day limits of the Witwatersrand Basin. Impact-related deformation features in the Vredefort rocks facilitate the separation of metamorphic textures developed during a pre-impact event associated with the 2.05–2.06 Ga Bushveld magmatism, and textures developed during a slightly lower-grade, post-impact, static overprint. The post-impact overprint decreases in intensity outwards from the dome. It is attributed to the massive disturbance of the thermal structure of the crust by impact-induced exhumation, and to shock heating of the rocks as a consequence of the impact event.
Die Bedeutung des Vredefort-Domes für die thermische und strukturelle Entwicklung des Witwatersrand-Beckens, Südafrika
Zusammenfassung Der Vredefort Dom ist ein Gebiet von signifikantem (ca. 10 km), strukturellem Uplift im Zentralbereich des wirtschaftlich bedeutungsvollen Witwatersrand-Beckens. Die Ges-teine des Doms haben höhere Metamorphosebedingungen erfahren als die stratigraphisch äquivalenten Lagen, die im Randbereich des Beckens aufgeschlossen sind. Kürzlich durchgeführte Untersuchungen dieser mittel-bis hochgradigen Metamorphose und neueste Ergebnisse zur Entstehung des Domes haben einen Beitrag zu einem Metamorphose-Modell für das gesamte Witwatersrand-Becken geleistet. Diese neuen Befunde zeigen, daß die Gold-hältigen Gesteinsschichten zumindest zwei metamorphe Ereignisse vor ca. 2 Ga erfahren haben. Die ungewöhnlich hohen Beanspruchungsraten und die Stoßwellendeformationsstrukturen, die in den Gesteinen des Doms belegt sind, sprechen gegen einen endogenen Ursprung durch tektonische oder diapirische Prozesse. Neuere Arbeiten an diesen Phänomenen haben gezeigt, daß der Dom am besten als die zentrale Struktureinheit (Zentralberg) einer sehr grossen, 250–300 km weiten und 2023±4 Ma alten Meteoriteneinschlagsstruktur verstanden werden kann, deren Ausmaß eng mit den jetzigen Grenzen des Witwatersrand-Beckens übereinstimmt. Die Gegenwart von Impakt-bezogenen Deformationsstrukturen in Vredefort-Gesteinen erlaubt es, die metamorphen Texturen, die während eines hochgradigen, mit dem 2.05–2.06 Ga Bushveld Magmatismus korrelierten, metamorphen Stadiums vor dem Impaktereignis entstanden sind, von den Texturen zu trennen, die ein statisch metamorphes Ereignis von etwas geringerer Stärke, das nach dem Impakt stattfand, produzierte. Die Spuren des post-Impakt Ereignisses nehmen in ihrer Stärke zum Rand des Domes ab. Dieser Effekt wird durch eine massive Störung der thermischen Krusten-Struktur erklärt, die als Resultat einer Kombination von Impakt-induzierter Exhumierung, von Schock-Aufheizung der Krustengesteine, und von Erwärmung durch einen gewaltigen, jetzt erodierten Impaktschmelzgesteinskörper gesehen wird.
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7.
Summary The auriferous conglomerate horizons (reefs) in the Witwatersrand Basin of South Africa are in many places cut by hydrothermal quartz veins that frequently contain sulphide, bitumen, and, less commonly, free gold. New Pb isotopic results for the Ventersdorp Contact Reef which has experienced particularly intense hydrothermal alteration, reaffirm the radiogenically enriched nature of the Pb in this reef and provide additional insight into its origin. This study focuses on analyses of galena, chalcopyrite, pyrrhotite, and bitumen from quartz veins, which presumably formed during the 2.020 Ga Vredefort meteorite impact event. The radiogenic, mainly uranogenic, component of the Pb appears to have been derived almost entirely from uraninite in the surrounding reef rock. Assigning a 2.02 Ga age of mineralization and constructing secondary isochrons for paragenetically early galena and chalcopyrite, ages of the source uraninite are calculated as 2.6–2.4 Ga. No special significance is ascribed to these source ages, which likely reflect extensive radiogenic Pb loss from originally somewhat older detrital uraninite during transport, sedimentation, and post-burial alteration. Analyses of detrital(?), syngenetic, and epigenetic pyrite from a reef conglomerate define a subsidiary linear array with a considerably shallower slope. Interpreted as a secondary isochron, the array gives an implausibly young mineralization and/or source age indicative of a superimposed isotopic disturbance.Five analyses of paragenetically late chalcopyrite and pyrrhotite plot on a207Pb/204pb versus206Pb/204Pb diagram with nearly constant207Pb/204Pb of 24.1–24.6 despite a huge range in206Pb/204Pb from 60–230. This trend is further revealed by Pb with similar207Pb/204Pb but still higher206Pb/204Pb ratios (up to 949) in bitumen globules deposited on quartz crystals lining cavities in the veins. This nearly horizontal array cannot be interpreted as a secondary isochron, and requires the addition of virtually pure206pb to a more normal, radiogenically-enriched Pb. The most plausible explanation for this decoupling of the238U and235U decay schemes is that an intermediate daughter isotope, most likely222Rn, diffused from uraninite and was selectively captured by the bitumen where it subsequently decayed to206Pb. Whether the 206 Pb was acquired mainly at the time of hydrothermal activity by fluids at elevated temperatures, or more or less continuously until the present remains unresolved.
Durch Rn erzeugtes206Pb in hydrothermalen Sulfid-Mineralen und Bittunen vom Ventersdorp Contact Reef, Südafrika
Zusammenfassung Die goldhältigen Konglomeratehorizonte (Reefs) im Witwatersrand Becken von Südafrika werden vielerorts von hydrothermalen Quarzadern durchkreuzt, die verschiedene Sulfide, Bitumen, und Spuren von Gold führen. Neue Pb-Isotopendaten vom Ventersdorp Contact Reef (VCR), welches besonders intensive hydrothermale Veränderung erfahren hat, bestätigen die abnormal radiogene Natur des Pb in diesem speziellen Reef. Darüber hinaus führen sie zu einem neuen Verständnis der Herkunft dieses Pb. Schwerpunkt dieser Studie war die Analyse von Bleiglanz, Kupferkies und Bitumen in Quarzadern, deren Bildung dem 2.020 Ga Vredefort Impaktereignis zugeschrieben wird. Die radiogene, hauptsächlich uranogene Pb-Komponente kann beinahe ausschließlich von Uraninit im umgebenden Reef abgeleitet werden. Von sekundären Isochronen, deren Berechnung auf der Annahme eines Mineralisationsalters von 2.02 Ga beruht, lassen sich Alter von 2.6–2.4 Ga für den Uraninit ableiten. Diesen Altern wird jedoch keine weitere Bedeutung beigemessen, da sie wohl eher erheblichen radiogenen Pb-Verlust eines ursprünglich etwas älteren Uraninit während Transport, Sedimentation und spät- bis post-diagentischer Alteration widerspiegeln. Analysen von detritischem (?), syngenetischem und epigenetischem Pyrit von einem Reef-Horizont folgen einem abweichenden Trend mit erheblich geringerer Neigung in einem206Pb/204Pb versus207Pb/204Pb Diagramm. Als sekundäre Isochrone betrachtet, entspricht dieser Trend entweder einem unwahrscheinlich jungen Alter oder er drückt eine spätere Störung des Isotopensystems aus.Fünf Analysen von paragentisch spätem Kupferkies und Magnetkies haben ein nahezu konstantes207Pb/204Pb Verhältnis von 24.1–24.6 trotz einer enormen Spanne in deren206Pb/204Pb Verhältnissen (60–230). Dieser Trend wird weiters duch Pb mit ähnlichen207Pb/204Pb aber noch höheren206Pb/204Pb Verhältnissen (bis zu 949) in Bitumen-Aggregaten innerhalb von Quarz-Drusen unterstrichen. Diese extrem flache Datenverteilung in einem207Pb/204Pb versus206Pb/204Pb Diagramm kann nicht als sekundäre Isochrone interpretiert werden, sondern verlangt die Zufuhr von praktisch reinem206Pb zu eher normalem, radiogen angereichertem Pb. Diffusion eines intermediären Tochterisotops, höchst wahrscheinlich222Rn, und selektiver Einbau desselben in das Bitumen mit anschließendem Zerfall zu206Pb halten wir für die naheliegendste Erklärung dieser Entkoppelung der238U- und239U-Zerfallsreihen. Offen bleibt die Frage, ob der Einbau des206Pb hauptsächlich zum Zeitpunkt der hydrothermalen Überprägung oder mehr oder weniger kontinuierlich bis heute stattgefunden hat.
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8.
Zusammenfassung Die in den Gebirgen fehlenden Kriterien für ihren Bewegungsgang und das Datum ihrer Erhebung werden ersetzt durch vulkanische Bewegungsindikatoren, sowie durch das z. T. präglazial-pliozäne Alter der am Aufbau beteiligten und wieder freigelegten Intrusivbasalte. Im Bruchschollengebirge des tertiären Cantalvulkans wird ein fünfmaliges Zurücksinken und Wiederaufsteigen während des Pliozäns nachgewiesen, wobei die letzte Gebirgserhebung in das ältere Pleistozän fällt. Der ermittelte Mechanismus und die Datierung seines letzten Aufstiegs werden auf die Mittel- und Hochgebirge übertragen und die Indizien für analoge Vorgänge in den Ostalpen näher dargelegt.Dieser Aufsatz (Vortrag am 12. März 1956) bildet den zweiten Teil des in Göttingen angemeldeten Vortrags: Über einige geophysikalisch und morphologisch bemerkenswerte Ergebnisse der vulkangeologischen Forschung. Der Vortrag des ersten Teils ist wegen Zeitmangels unterblieben.  相似文献   

9.
Summary The Wilga and Currawong Cu-Zn massive sulphide deposits in southeastern Australia are hosted by a deformed sequence of Upper Silurian basaltic to rhyolitic volcanic and sedimentary rocks. The syn-volcanic mineralisation occurs immediately above a thick package of rhyolitic volcanic rocks and volcaniclastic rocks (Thorkidaan Volcanics), and is overlain by relatively thin intercalated sills, intrusive domes and flows of basalt, andesite and dacite (Gibson's Folly Formation). The Thorkidaan Volcanics haveNd(420Ma) = -2.2 to - 9.8 and are considered to have been derived by partial melting of older crustal rocks, whereas the basalt-andesite-dacite hangingwall sequence has(Nd(415Ma) = -0.5 to + 2.0 suggesting derivation from a relatively undepleted mantle source. Relatively high-Ti andesitic to dacitic rocks from the Bumble Creek area haveNd(415Ma) = +5.2 to +5.9 suggesting affinities with Ordovician volcanic rocks elsewhere in the Lachlan Fold Belt. The Thorkidaan Volcanics display a limited silica range (73 to 79 wt.%), but have distinctive minor and trace element variations indicating a substantial fractionation history involving feldspar and several accessory phases. Major and trace element compositions of the basalt-andesite-dacite suite display regular variations consistent with a cogenetic relationship by fractional crystallisation. The basaltic rocks mostly have low TiO2 (< 0.8 wt.%) and other chemical characteristics such as high Zr/Nb and La/Nb which suggest formation in a subduction-related setting; probably an embryonic back-arc basin developed on stretched continental lithosphere, or in small pull-apart basins developed adjacent to a transtensional margin. The magmatic history and paleogeography reflect an extensional tectonic and magmatic cycle comprising uplift, rhyolitic magmatism from crustal melting, extension, subsidence, and penetration of a mantle-derived basalt-andesite-dacite suite up extensional faults to the sea floor. Massive sulphide ores are located exactly at the stratigraphic change from rhyolitic to more mafic mantle-derived magma types. Consideration of the types of mineralisation associated with crustal, S-type granitoids, coupled with thermal constraints limiting the capacity of small bodies of silicic magma to initiate and sustain hydrothermal convection cells of reasonable size, suggests that in the absence of coeval mafic magmatism, S-type crustal-derived silicic volcanic packages are likely to be barren of VHMS deposits. Mineralisation occurs in association with mantle-derived basalt-andesite-dacite suites that either provide the necessary heat to facilitate leaching of the footwall volcanic rocks, or contribute metal-rich hydrothermal solutions during fractional crystallisation, or both.
Die Bedeutung verschiedener Typen von Magmatismus für VHMS Mineralisationen: Die Geochemie der vulkanischen Nebengesteine der massiven Sulfid-Lagerstätte von Benambra, Victoria, Australien
Zusammenfassung Die massiven Cu-Zn-Sulfid-Lagerstätten von Wilga und Currawong in Südostaustralien treten in einer tektonisch beanspruchten Abfolge von obersilurischen, basaltischen bis rhyolitischen Vulkaniten und Sedimenten auf. Die syn-vulkanische Vererzung ist unmittelbar oberhalb einer mächtigen Abfolge von rhyolitischen Vulkaniten und Vulkanoklastiten (Thorkidaan Vulkanite) zu finden, darüber folgen relativ dünne wechsellagernde Ge, Intrusiv-Dome und Ergüsse von Basalt, Andesit und Dacit (Gibson's Folly Formation). Die Thorkidaan Vulkanite habenNd(420Ma) =-2,2 bis - 9,8 und dürften durch partielle Aufschmelzung älterer krustaler Gesteine entstanden sein. Die Basalt-Andesit-Dacit-Abfolge im Hangenden hat jedochNd(415Ma) = -0,5 bis + 2,0, was auf Herkunft aus einer relativ wenig verarmten Mantelquelle hinweist. Relativ Ti-reiche andesitische bis dacitische Gesteine aus dem Gebiet vom Bumble Creek zeigenNd(415) = +5,2 bis + 5,9. Dies weist auf Beziehungen mit Ordovicischen Vulkaniten in anderen Teilen des Lachlan-Gürtels hin. Die Thorkidaan Vulkanite zeigen SiO2-Gehalte von 73 bis 79 Gew. %, und charakteristische Variationen der Haupt- und Spurenelementgehalte. Diese lassen eine signifikante Fraktionierung erkennen, an der Feldspäte und verschiedene andere Nebengemengteile beteiligt waren. Die Haupt- und Spurenelementzusammensetzungen der Basalt-Andesit-Decit-Abfolge zeigt normale Variationen, die auf co-genetische Beziehungen mit fraktionierter Kristallisation hinweisen. Die basaltischen Gesteine haben niedrige Gehalte an TiO2 (< 0, 8 gew. %) sowie hohe Zr/Nb und La/Nb Verhältnisse, die auf Bildung in einem Subduktionsbereich, wahrscheinlich in einem embryonischen Back-Arc Becken, das sich auf ausgedünnter kontinentaler Lithosphäre oder in einem kleinen Pull-Apart Becken in der Nähe eines transtensionalen Randes entwickelt hat, hinweisen. Die magmatische Entwicklungsgeschichte und die Palägeographie weisen auf Dehnungs-Tektonik und auf einen magmatischen Zyklus hin, der Hebung,rhyolitischen Vulkanismus infolge von Krustenaufschmelzung, Extension, Absenkung und Durchdringung mit einer vom Mantel bezogenen Basalt-Andesit-Dacit-Suite entlang von Verwerfungen auf den Meeresboden erkennen läßt. Massive Sulfiderze kommen genau an der stratigraphischen Grenze von rhyolitschen zu mafischen Magmatypen mit Mantel-Ursprung vor. Hier ist es erforderlich, die Vererzungstypen, die zusammen mit krustalen S-Typ Granitoiden vorkommen, ebenso zu erwägen, wie die thermalen Aspekte, die die Fähigkeit kleiner saurer Magmenkörper limitieren, hydrothermale Konvektionszellen ausreichender Größe in Gang zu setzen und zu erhalten. Das weist darauf hin, daß bei Fehlen von gleichaltrigem mafischem Magmatismus saure vulkanische Abfolgen mit Krustenherkunft sehr wahrscheinlich keine VHMS-Lagerstätten führen können. Diese Vererzungen sind an Basalt-Andesit-Dacit-Abfolgen mit Mantelherkunft gebunden, die entweder die notwendige Wärmequelle für die Auslaugung vulkanischer Gesteine im Liegenden lieferten und/oder metallreiche hydrothermale Lösungen während fraktionierter Kristallisation verfügbar machten.
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10.
Summary Amphibole and mica lamprophyres and related dykes of Tertiary age from the Kreuzeck Mountains, Central Alps, Austria, have been investigated petrographically and geochemically. They intrude a sequence of early Palaeozoic metapelites, greenstones and amphibolites to the north of the Cretaceous Periadriatic Lineament, a major suture zone of 700 km E-W extent. The dykes are spatially associated with Sb, W, Hg, and Cu-Ag-Au deposits.Most lamprophyres are characterized by primitive chemistry (mg-numbers > 60 and Cr > 200 ppm) and have high contents of LIL elements (K, Rb, Sr and Ba). Geochemically, five different subgroups of calcalkaline/shoshonitic to alkaline affinity can be distinguished. These are: Group 1, amphibole-bearing shoshonitic lamprophyres (0.5–1.0 wt% Ti02, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10); Group 2, mica-bearing shoshonitic lamprophyres (1–1.5 wt% TiO2, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Group 3, alkaline lamprophyres (1.5–2.1 wt% TiO2, Zr > 250 ppm, Nb > 30 ppm, Ba/Rb 10–25); Group 4, low-MgO alkaline lamprophyres ( 2.5 wt% TiO2, mg-number < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Group 5, calc-alkaline basaltic dykes ( 2.2 wt% TiO2, mg-number <55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Group 2,3 and 4 dykes have NE-SW orientations and are of Oligocene age (K-Ar age 27–32 Ma); Group 1 and 5 dykes are of Lower Oligocene age (K-Ar age 36 Ma) but have mostly E-W orientations.The Kreuzeck lamprophyres were generated in post-collisional magmatic events, which were probably linked to extensional tectonics following oblique continent-continent collision between the African and Eurasian Plates during the Eocene. Group 1, 2 and 5 dyke rocks have typical calc-alkaline geochemical signatures indicating that they represent partial melting products of subduction-modified lithosphere. Group 3 and 4 alkaline lamprophyres have geochemical features transitional between calc-alkaline and within-plate alkaline igneous rocks (e.g. Ba/Nb 30–70) indicating that their mantle source-region includes both subduction-modified lithospheric and OIB-type asthenospheric components.There is no apparent relationship between mineralization in the Kreuzeck region, thought to be of Ordovician-Devonian age, and much later lamprophyre intrusion. Alteration of the dykes by late-magmatic fluids has resulted in the formation of secondary minerals, and has occasionally led to increased Au and PGE values in the 10–35 ppb range particularly in close proximity to Cu-Ag-Au deposits.
Shoshonitische und alkalische Lamprophyre mit erhöhten Au- und PGE-Gehalten aus der Kreuzeckgruppe, Ostalpen, Österreich
Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht die Petrographie und Geochemie tertiärer Lamprophyre und genetisch verwandter Ganggesteine aus der zentralalpinen Kreuzeckgruppe, nördlich des Periadriatischen Lineamentes, in Kärnten, Österreich. Die Ganggesteine durchschlagen die altpaläozoischen Metapelite, Grünsteine und Amphibolite des Altkristallins diskordant und stehen in räumlichem Zusammenhang mit Sb, W, Hg und Cu-Ag-Au Lagerstätten, die bereits seit dem Mittelalter abgebaut wurden.Die meisten Lamprophyre zeigen primitiven Charakter (Mg-Zahlen >60 und Cr > 200 ppm) und besitzen hohe Gehalte an LILE (K, Rb, Sr und Ba). Geochemisch lassen sich fünf verschiedeneGruppen mit kalkalkalisch/shoshonitischem bis alkalischem Charakter unterscheiden: Gruppe 1, Amphibol-führende shoshonitische Lamprophyre (0.5–1.0 Gew% TiO2, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10);Gruppe 2, Glimmer-führende shoshonitische Lamprophyre (1–1.5 Gew% TiO2, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Gruppe 3, alkalische Lamprophyre (1.5–2.1 Gew% TiO2, Zr > 250 ppm, Nb > 30ppm, Ba/Rb 10–25); Gruppe 4, alkalische Lamprophyre mit geringen MgO-Anteil ( 2.5 Gew% TiO2, Mg-Zahl < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Gruppe 5, kalkalkalisch basaltische Ganggesteine ( 2.2 Gew% TiO2, Mg-Zahl < 55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Die Lamprophyre der Gruppen 2, 3 und 4 zeigen nordöstliches Streichen und oligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 27–32 Ma), während die Ganggesteine der Gruppen 1 und 5 überwiegend östliches Streichen und UnterOligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 36 Ma) aufweisen.Die Intrusionen erfolgten während einer tektonischen Dilatationsphaseim Oligozän nach der Kontinent-Kontinent Kollision zwischen derAfrikanischen und der Eurasischen Platte im unteren Eozän. Ganggesteine der Gruppen 1, 2 und 5 besitzen typisch kalkalkalischen Charakter und stellen vermutlich Produktevon aufgeschmolzener, subduzierter Lithosphäre dar. Die Geochemie der alkalischen Lamprophyre derGruppen 3 und 4 (e.g. Ba/Nb 30–70) deutet auf ihre genetische Zwischenstellung zwischen subduction-related und within-plate regime.Zwischen den tertiären Gangintrusionen und den vermutlich paläozoischen Vererzungen der Kreuzeckgruppe besteht kein genetischer Zusammenhang. Die Alteration der Ganggesteine durch postmagmatische Lösungen hat jedoch zur Bildung von sekundären Mineralen und teilweise zu überdurchschnittlich erhöhten Au und PGE Gehalten von bis zu 35 ppb geführt.

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11.
Summary 40Ar/39Ar age spectra of mica separates from sulphide-bearing veins and associated metasedimentary whole-rock samples in the Olary Block, South Australia, indicate widespread emplacement of epigenetic mineralisation in Willyama Supergroup metasediments between 450 and 480 Ma, during the Delamerian Orogeny. This age range complements petrographic, structural and geochemical studies, which indicate that periodic tectonic disturbances occurred in the Olary Block since the Mid-Proterozoic, triggering the intermittent development of hydrothermal fluid circulation and infiltration into reactivated faults and shear zones over time scales of more than 1000 Ma.Vein emplacement did not result in extensive outgassing of argon from Mid-Proterozoic potassic minerals, as long as alteration of the psammopelitic host rock was restricted to the immediate contact of the vein. The release patterns of whole-rock samples illustrate that loss of40*Ar in these assemblages is a function of the degree of metasomatism. Resetting of the K-Ar system occurred only in host rock assemblages that experienced strong pervasive alteration. The good retention properties of the host rock assemblages and the lack of a pervasive thermal pulse allow us to see through the Delamerian events. A positive correlation between increasing apparent ages and distance from the vein contact in less altered samples strongly support the view that the epigenetic alterations assemblages record actual vein emplacement ages.
Tektonik und Temperaturgeschichte der Wllyama Supergroup (Süd-Australien)—Schlußfolgerungen anhand von Laser40Ar/39Ar Datierungen an sulfidführenden Gängen und assoziierten Nebengesteinen
Zusammenfassung 40Ar/39Ar Altersspektra von Glimmer-Separaten aus sulfidführenden Gängen und assoziiertem Nebengesteins-Proben im Proterozoischen Olary Block, Süd-Australien, weisen auf die weitverbreitete Entstehung von Gangvererzungen zwischen 450 und 480 Ma in den Metasedimenten der Willyama Supergroup hin. Diese Gangmineralisationen stehen somit im Zusammenhang mit der Delamerian Orogenese. Die Entstehungsalter unterstützen petrographische, strukturelle und geochemische Untersuchungen, wonach periodische tektonische Aktivität im Olary Block seit dem Mittleren Proterozoikum auftrat. Dies führte zu der wiederholten Bildung und Zirkulation von hydrothermalen Lösungen sowie deren Infiltration in re-aktivierte Störungen und Scherzonen über einen Zeitraum von mehr als 1000 Ma.Die Entstehung der Gangvererzungen bewirkte keinen signifikanten Verlust von Argon aus Mittel-Proterozoischen, Kalium-reichen Mineralen, solange die hydrothermale Alteration im Nebengestein auf den unmittelbaren Kontakt zur Gangvererzung beschränkt blieb. Die Gasspektren der Nebengesteins-Proben zeigen deutlich, daß Verlust von radiogenem Argon in diesen Gesteinen vom Grad der hydrothermalen Alteration abhängig ist. Neueinstellung des K-Ar Systems geschah nur im Fall von extremer, durchdringender hydrothermaler Alteration des Nebengesteins. Die40Ar/39Ar Analysen der Nebengesteins-Proben ermöglichen somit in Abwesenheit eines durchdringenden thermalen Pulses Alterbestimmungen über die Ereignisse der Delamerian Gebirgsbildung hinaus. Die positive Korrelation zwischen zunehmenden Ar/Ar Altern der Nebengesteine und deren Abstand vom Kontakt zu den Gangvererzungen in schwach alterierten Proben unterstützt die Ansicht, daß die epigenetischen Alterierungsparagenesen tatsächliche Vererzungsalter repräsentieren.

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12.
Zusammenfassung An Hand einer Klimakurve und -tabelle (Abb. 1) wird die Klimageschichte. des nördlichen Rheinlandes kurz erläutert. Für das Paläo- und Mesozoikum liegen relativ wenige, für das Tertiär und Quartär dagegen zahlreichere Klimazeugen vor. Etwas genauer wird das Tertiär von Rott und die Frage jahreszeitlicher Entstehung der dortigen Blätterkohle besprochen. Im großen und ganzen scheint die Klimaentwicklung recht einfach zu sein; sie führt seit dem Devon vom tropischen Riffgürtel über die warm-aride und subtropische zur gemäßigten und arktischen Zone.Nach einem Vortrag, gehalten auf der Klimatagung der Geologischen Vereinigung am 6. Januar 1951 in Köln.  相似文献   

13.
Zusammenfassung Die Sandsteine und Eisenoolithe im Schwäbischen Jura sind im allgemeinen unvollständig verkittet.An der Eisenerzlagerstätte von Geislingen (Steige), einem etwa 2 m mächtigen, langgestreckten Eisenoolithkörper im Oberen Braunen Jura, sind Verkittungserscheinungen besonders auffallend und wurden eingehend untersucht.Die verkitteten Teile können überall im Flözprofil auftreten, insgesamt ist die Verkittung aber oben ausgedehnter als unten. Es wird der Nachweis geführt, daß der Kalkzement primär ± homogen im Profil verteilt war und bei der diagenetischen Mobilisierung vorzugsweise nach oben gewandert ist. Für die Sandsteinhorizonte des Braunen Jura und z. T. des Schwarzen Jura gilt ähnliches.Da der unverkittete Oolith im Korngefüge Setzungserscheinungen zeigt, der verkittete dagegen nicht, läßt sich die Zeit der Verkittung als frühdiagenetisch angeben.Es wird angenommen, daß die Mobilisierung des Kalkzements im Rahmen der Setzungsentwässerung der liegenden Tonschichten erfolgte.Durch Wechsel von Zementation und Erosion ist am Dach des Lagers eine konglomeratische Schicht entstanden. Die Entstehung der konkretionär entstandenen Konglomeratkomponenten wird zu den Verkittungsvorgängen im Flöz in Beziehung gesetzt.  相似文献   

14.
The Sompujärvi PGE reef in the Penikat layered intrusion,northern Finland   总被引：1，自引：1，他引：0  
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.
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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15.
The Paasivaara PGE reef in the Penikat layered intrusion,northern Finland   总被引：1，自引：0，他引：1  
Summary Three major PGE-bearing mineralized zones have been found in the layered series of the early Proterozoic Penikat layered intrusion. These are designated as the Sompujärvi (SJ), Ala-Penikka (AP) and Paasivaara (PV) Reefs according to the site of their initial discovery.The uppermost of these, the PV Reef, has the highest Pt/Pd ratio. It is located in the transition zone between the fourth and the fifth megacyclic units. The main host rock is the uppermost anorthosite, disseminated sulphides and associated PGM being concentrated in the interstices of this plagioclase orthocumulate. The Reef has also been encountered in other parts of the transition zone, however, and sometimes even in the lowermost parts of the fifth megacyclic unit. The dominant sulphide paragenesis is chalcopyrite-pyrrhotite-pentlandite, whereas the PGM identified are represented by sperrylite (PtAs2), kotulskite (PdTe), merenskyite (PdTe2), isomertieite (Pd11Sb2As2), stibiopalladinite (Pd5Sb2), cooperite (PtS) and braggite ((Pt, Pd, Ni)S).It is suggested that the PV Reef was formed in the mixing process when the fifth magma pulse intruded into the magma chamber. Mixing of the new magma with the older residual magma in the chamber accounted for the sulphide precipitation. Mixing and convection were probably turbulent at first and the sulphides were thus able to "scavenge" PGE from a large amount of silicate melt. The metal ratios in the mineralization point to a close genetic relationship with the fifth magma pulse.
Das Paasivaara PGE Reef in der Penikat-Intrusion, Nord-Finnland
Zusammenfassung In den geschichteten Serien der frühproterozoischen Intrusion von Penikat kommen drei grössere PGE-führende Zonen vor. Diese werden als die Sompujärvi (SJ), Ala-Penikka (AP) und Paasivaara (PV) Reefs bezeichnet, entsprechend den Lokalitäten der Entdeckung.Das am höchsten gelegene PV Reef hat die höchsten Pt/Pd Verhältnisse. Es liegt in der Übergangszone zwischen der vierten und der fünften megazyklischen Einheit. Das wichtigste Wirtsgestein ist der oberste Anorthosit, wo disseminierte Sulfide und assoziierte PGM in den Zwischenräumen dieses Plagioklas-Orthokumulates vorkommen. Das Reef wurde auch in anderen Teilen der Überganszone beobachtet und manchmal sogar in den untersten Partien der fünften megazyklischen Einheit. Die dominierende Sulfidparagenese ist Kupferkies-Magnetkies-Pentlandit; PGM sind Sperrylith (PtAs2), Kotulskit (PdTe), Merenskyit (PdTe2), Isomertieit (Pd11Sb2As2), Stibiopalladinit (Pd5Sb2), Cooperite (PtS) und Braggit ((Pt, Pd, Ni)S).Es wird angeregt, dass das PV Reef während der Mischungsvorgänge bei der Intrusion des fünften Magma Pulses in die Magmenkammer entstanden ist. Mischung des neuen Magmas mit dem alten Residual-Magma in der Kammer war für die Ausfällung der Sulfide verantwortlich. Mischung und Konvektion dürften anfangs turbulent gewesen sein, und so konnten die Sulfide die PGE aus einem beträchtlichen Anteil der Silikatschmelze entfernen. Die Metallverhältnisse dieser Vererzung lassen eine enge genetische Verbindung mit dem fünften Magmapuls erkennen.

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16.
Summary We recently reported U/Pb and Sm/Nd dates on davidite from albitic felsites hosting the gold-copper mineralization of the Bidjovagge gold-copper deposit of northern Norway (69°17N, 22°29E). Isotopic dating of the north-south trending Proterozoic Kautokeino greenstone belt host rocks is sparse and confirmation of the dates was desirable, since the U/Pb data in particular were highly discordant and therefore somewhat uncertain.We have now supplemented the earlier measurements with U/Pb dating of uraninite from the felsites. The new uraninite data yield a well defined upper intersection with the concordia at 1837 ± 8 Ma, somewhat younger than the age of 1885 ± 18 Ma obtained on the davidites. The fact that the two minerals are apparently different in age lends support to the suggestion of a metamorphic origin of this deposit since a rather long period of cooling subsequent to metamorphism is indicated.
Weitere Analysen von radiogenen Mineralen aus der Bidjovagge, Gold-Kupfer Lagerstätte, Finnmark, Nord-Norwegen
Zusammenfassung Wir haben erst kürzlich über U/Pb and Sm/Nd Daten von Davidit aus Albit-reichen, felsischen Gesteinen, in denen die Gold-Kupfer Mineralisation der Bidjovagge GoldKupfer Lagerstätte in Nord-Norwegen (69°17N, 22°29E) aufsitzt, berichtet. Es gibt wenige Isotopen-Datierungen der Gesteine, des N-S streichenden, proterozoischen Kautokeino Greenstone Belt. Außerdem ist eine Bestätigung der existierenden Daten wünschenswert, denn die bisherigen U/Pb Daten sind sehr widersprüchlich und unklar.Nun konnten wir die früheren Messungen mit U/Pb Daten von Uraninit aus den felsischen Gesteinen ergänzen. Die neuen Daten ergeben einen gut definierten Schnitt mit der Konkordia bei 1837 ± 8 Millionen Jahre, und sind damit etwas jünger als das von den Daviditen stammende Alter von 1885 ± 18 Millionen Jahre. Die Tatsache, daß diese beiden Minerale ein offensichtlich unterschiedliches Alter zeigen, unterstützt die Ansicht, daß die Lagerstätte metamorphen Ursprungs ist, wobei eine lange Periode der Abkühlung nach der Metamorphose zu vermuten ist.

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17.
Summary The composition of the acid-insoluble residue and hydrolysate fraction of manganese nodules along an equatorial Pacific transect between 16°30N and 20°S at 134°W (including the Aitutaki Passage) as well as the Peru Basin has been determined. Variations in the average % acid-insoluble residue of the nodules along the transect are observed but are not sufficient to account for the variations in the bulk element compositions of the nodules. Variations in nodule composition between the equatorial Pacific high productivity zone and the S.W. Pacific low productivity zone therefore reflect genuine differences in the composition of the authigenic phase (hydrolysate fraction) of the nodules and not merely dilution by lithogenous material. X-ray diffraction analyses of the acid-insoluble residue of the nodules are not incompatible with a volcanic origin for this material. Barite is found in the acid-insoluble residue of nodules from the equatorial high productivity zone and is a host mineral for barium in these nodules. In the hydrolysate fraction of the nodules, high Mn/Fe rations and high Ni, Cu and Zn contents of the nodules are most pronounced in a fairly narrow band about 500 km wide on the margins on either side of the equatorial high productivity zone. The influence of biogenic processes (i.e. thein situ dissolution of siliceous tests in the sediment column) appears to be the main factor controlling this process. The enrichment sequence of elements in nodules due to this process lies in the approximate sequence Cu>Ni>Zn> Mn. Cu is therefore the most biogenically enriched element in nodules in the equatorial regions. The biogenic supply of Cu is about 5.5 times that of seawater in the zone of maximum productivity. Both the Mn/Fe and Cu/Ni ratios of the nodules vary systematically across the equator. Examinations of pre-existing data show that nodules from beneath the low productivity subtropical anticyclonic gyres of both the central North and South Pacific are characterized by Mn/Fe ratios of the order of unity and low Ni+Cu contents. The compositions of nodules in the North and South Pacific therefore appear to some extent to be mirror images of one another. Manganese crusts appear to be quite distinct from nodules in both their % acid-insoluble residue and composition of the hydrolysate fraction.The principal factors controlling nodule abundance on the sea floor (Quaternary sedimentation rate) and grade (in situ dissolution of siliceous test in sediment column) appear to be quite different. Menard and Frazer's observation of an inverse correlation between nodule grade and abundance is therefore not strictly valid. Because of the higher carbonate contents of sediments in the equatorial S. Pacific, nodule abundances are lower there than in the equatorial N. Pacific where erosive bottom currents have been active since the lower Miocene. Whilst nodules from the equatorial S. Pacific have similar grade to those of the equatorial N. Pacific, they cannot be considered economic because of their lower abundance.
Säure-unlösliche Rückstände und Hydrolysat-Fraktion von Manganknollen aus dem äquatorialen und südwestlichen Pazifik
Zusammenfassung Die Zusammensetzung von Säure-unlöslichen Rückstands- und Hydrolysat-Fraktionen von Manganknollen längs einer Traverse im äquatorialen Pazifik (zwischen 16°30N und 20°S auf 134°W, inklusive der Aitutaki Passage), wie auch aus dem Peru-Becken wurde bestimmt. Schwankungen im Durchschnittsgehalt des Säure-unlöslichen Rückstandes der Knollen reichen nicht aus, um die Variationen in der Gesamtelementzusammensetzung der Knollen zu erklären. Schwankungen in der Knollenzusammensetzung zwischen der Zone hoher Produktivität im äquatorialen Pazifik und der Zone niederer Produktivität im SW Pazifik entsprechen daher ursprünglichen Unterschieden in der Zusammensetzung der authigenen Phase (Hydrolysat-Fraktion) der Knollen und nicht nur einer Verdünnung durch lithogenes Material. Röntgen-diffraktions-Analysen des Säure-unlöslichen Rückstandes liefert keine Anhaltspunkte gegen vulkanischen Ursprung dieses Materials. Baryt kommt in den Säure-unlöslichen Rückständen von Knollen der äquatorialen Zone hoher Produktivität vor und ist hier Wirts-Mineral für Barium.In der Hydrolysat-Fraktion der Knollen sind hohe Mn/Fe-Verhältnisse und hohe Ni, Cu und Zn-Gehalte längs eines ziemlich engen, ungefähr 500 km breiten Bandes an den Rändern beider Seiten der Zone hoher Produktivität am deutlichsten ausgeprägt. Der Einfluß biogener Vorgänge, z.B. die In-situ-Lösung kieseliger Relikte in Sedimenten, scheint der wichtigste kontrollierende Faktor für diese Vorgänge zu sein. Die Abfolge der Anreicherung von Elementen in Knollen, die auf diesen Vorgang zurückgeht, ist ungefähr CuNiZnMn. Cu ist deshalb das am stärksten biogen angereicherte Element in den Knollen aus den äquatorialen Bereichen. Die biogene Zufuhr von Cu ist ungefähr 5,5 mal so groß wie die aus Meereswasser in der Zone höchster Produktivität.Sowohl die Mn/Fe- wie die Cu/Ni-Verhältnisse der Knollen ändern sich systematisch, wenn man den Äquator überquert. Die Überprüfung älterer Daten zeigt, daß Knollen aus dem Bereich unterhalb der durch niedrige Produktivität gekennzeichneten, subtropischen antizyklonischen Spiralen sowohl im Nord- wie im Süd-Pazifik durch Mn/Fe-Verhältnisse um 1 und durch niedrige Ni+Cu-Gehalte gekennzeichnet sind. Die Zusammensetzungen von Knollen im Nord- und Süd-Pazifik scheint deshalb symmetrisch zueinander angeordnet zu sein. Mangankrusten unterscheiden sich eindeutig von Knollen, sowohl was den Prozentgehalt an Säure-unlöslichem Rückstand wie auch die Zusammensetzung der Hydrolysat-Fraktion betrifft. Die Hauptfaktoren, die die Verbreitung von Knollen auf dem Meeresboden (quartäre Sedimentionsrate) und deren Gehalte bestimmen (In-situ-Lösung silikatischer Rückstände in den Sedimenten) sind offensichtlich verschieden. Die Beobachtung vonMenard undFrazer, daß eine inverse Korrelation zwischen Gehalten und Verbreitung von Knollen besteht, trifft deshalb nicht ausschließlich zu. Wegen der höheren Karbonat-Gehalte von Sedimenten im äquatorialen Süd-Pazifik ist die Verbreitung von Knollen geringer als im äquatorialen Nord-Pazifik, wo erodierende Strömungen auf dem Meeresboden seit dem Untermiozän wenig aktiv waren. Obwohl Knollen aus dem äquatorialen Süd-Pazifik ähnliche Metallgehalte haben als die des äquatorialen Nord-Pazifik, können sie wegen ihrer geringen Verbreitung doch nicht als wirtschaftlich interessant betrachtet werden.

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18.
Summary New Rb-Sr and K-Ar datings help to clarify the geologic history of the Spessart Crystalline Complex, Mid-German Crystalline Rise. The oldest dates, refined by new measurements, are recorded by whole-rock Rb-Sr analyses of the orthogneisses of the Rotgneiss Complex. These confirm a late Ordovician to Silurian age which is interpreted as the time of intrusion of the granitic precursors.Hornblendes, muscovites. and biotites from different lithostratigraphic units and rock types of the Spessart Crystalline Complex yielded K-Ar dates mainly in the range 324 to 318 Ma, an interval which conforms to the analytical precision. Two hornblendes and one muscovite show slightly older dates up to 328 Ma. On the other hand, there is a tail of younger hornblende dates towards 311 Ma, and two hornblendes gave dates as low as 293 and 274 Ma for no immediately obvious reason.The concordant dates around 324 Ma on the three different minerals may be interpreted as marking the time of a rapid uplift and cooling at about the boundary between Early and Late Carboniferous, presumably soon after culmination of the Variscan deformation and amphibolite facies metamorphism.
Geochronologie des Spessart-Kristallins, mitteldeutsche Kristallinschwelle
Zusammenfassung Neue Rb-Sr- und K-Ar-Datierungen liefern einen Beitrag zum Verständnis der geologischen Geschichte des Spessart-Kristallins. Die älteste radiometrische Datierung, die bislang im Spessart-Kristallin zur Verfügung steht, leitet sich aus Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Orthogneisen des Rotgneis-Komplexes ab. Die bereits von früheren Bearbeitern gefundenen spät-ordovizischen bis silurischen Daten wurden durch neuere Messungen bestätigt. Sie werden als Intrusionsalter des granitischen Ausgangsmaterials der Rotgneise interpretiert.Hornblenden, Muscovite und Biotite aus unterschiedlichen lithostratigraphischen Einheiten und Gesteinstypen des Spessartkristallins erbrachten K-Ar-Daten vorwiegend zwischen 324 und 318 Ma, d. h. einen Streubereich, der etwa der analytischen Genauig keit entspricht. Zwei Hornblenden und ein Muscovit ergaben etwas ältere Daten bis 328 Ma. Auf der anderen Seite beobachtet man eine Reihe von jüngereren Hornblendedaten bis 311 Ma, und zwei Hornblenden von nur 293 und 274 Ma, die sich nicht ohne weiteres erklären lassen.Die konkordanten Alterswerte um 320 Ma, die für die drei Mineralarten gewonnen wurden, können als die Zeit einer raschen Hebung und Abkühlung etwa an der Grenze Unter-/Oberkarbon interpretiert werden, die vermutlich bald nach dem Höhepunkt der variscischen Deformation und amphibolit-faziellen Metamorphose erfolgte.

Dedicated to Borwin Grauert on the occasion of his 60th birthday.

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19.
Summary A total of 19 samples of sulfides, barite and country rocks from three important deposits of the Apuane Alps district (Bottino, Pollone and Monte Arsiccio) were analyzed for Pb-isotopic compositions. Ore lead shows a fairly homogeneous isotopic signature (206/204: 18.2-18.4; 207/204 15.7; 208/204: 38.5-38.6), defining a high , high W province suggestive of an evolution in a crustal environment since at least the Middle Proterozoic. Pb-Pb model age of the ores is in the order of 350 Ma, in gross agreement with the Lower-Middle Paleozoic age assigned to most country rocks. The present-day Pb-isotope ratios of presumed exhalative tourmalinites associated with the Bottino deposit and of other country rocks from mineralized areas are also similar. Moreover, most of these rocks show relatively high total Pb contents (> 70 ppm). HCl-soluble lead in these samples also has a roughly similar isotopic signature. In contrast, rock samples collected at greater distances from mineralized bodies have lower Pb concentrations (< 10 ppm) and more radiogenic 206/204 and 208/204 ratios (18.6 to 18.9 and 38.9 to 39.3 respectively). HCl-soluble lead in these samples has distinctly lower 208/204, and to a lesser extent 206/204 ratios (38.6 to 38.9 and 18.5 to 18.9 respectively). In agreement with previously established genetic models, these results may be interpreted in terms of a major episode of lead extraction in the Paleozoic, possibly in association with exhalative tourmalinites, followed by remobilization and reconcentration in vein mineralization during the Apenninic orogeny. The isotopic signature of country rocks in mineralized areas may be ascribed to a Pb-isotope halo effect induced by metamorphism. When compared with Pb-isotope data from deposits of the southern Tuscany mining district, the ore lead in Apuane Alps exhibits similar isotopic patterns, but with lower 208/204 and 206/204 ratios. This fact suggests for the two districts source(s) with similar evolutions of their U/Pb and Th/Pb ratios, but distinctly different times of Pb extraction.
Die Herkunft von Metallen bei metamorphen erzlagerstättenbildenden Prozessen in den Apuanischen Alpen (NW Toskana, Italien): Eigebnisse von Pb-Isotopendaten
Zusammenfassung In den Apuanischen Alpen (NW Toskana) treten prämetamorphe, schichtförmige Fe-Ba Erzlagerstätten in grünschieferfaziell metamorphen Serien sedimentären und vulkanosedimentären Ursprungs auf (e.g. Pollone und Monte Arsiccio), die von syn- bis spätkinematisch gebildeten, diskordanten Vererzungen begleitet werden. Ein Gangsystem mit Quarz, Karbonat und Pb-Zn-Ag (Bottino) wird von einem stratiformen Turmalinithorizont mit erhöhten Metallgehalten begleitet.Um die Frage eines metamorphogenen Ursprungs der gangförmigen Vererzungen im Gefolge der Appenninischen Metamorphose (Oligozän-Miozän) und die vermutete Herkunft der Metalle aus den schichtförmigen Lagerstätten und Metallanreicherungen zu überprüfen, wurden Pb-Isotopenuntersuchungen an Sulfiden, Bariten, Turmaliniten und Nebengesteinen durchgeführt. Das Erzblei aus stratiformen wie auch gangförmigen Lagerstätten zeigt nur geringe Variationen der Pb-isotopenverhältnisse und ist innerhalb eines Vorkommens homogen (206/204: 18.2-18.4; 207/204: 15.68; 208/204: 38.538.6). Seine relativ hohen - and W-Werte weisen auf eine Bleientwicklung in kontinentalem Krustenmilieu, spätestens seit dem mittleren Proterozoikum hin. Die 207/206 Modellalter von ca. 350 Ma stimmen größenordnungmäßig mit dem vermuteten paläozoischen Alter des Nebengesteins überein, sind aber für die gangförmigen tertiären Vorkommen zu hoch. Baryt-, Turmalinit- und Gesamtgesteinsproben aus der Nähe der Lagerstätten zeigen alle ähnliche Pb-Isotopenverhältnisse wie die Sulfide. Die Gesteine weisen hohe Pb-Gehalte von > 70 ppm auf. In größerer Entfernung zu den Lagerstätten sind die Pb-Gehalte mit < 10 ppm deutlich niedriger und die Pb-Isotopenverhältnisse sind radiogener (206/204: 18.8-18.9; 208/204: 38.9-39.3). Ihr HCl-1ösliches Blei ist hingegen weniger radiogen.Die Resultate stützen die neueren Ansichten, daß es im Paläozoikum zur Bildung von exbalativen Turmaliniten verbunden mit einer Metallanreicherung und von stratiformen Fe-Ba-Lagerstätten kam. Während der appenninischen Metamorphose wurden die Metalle remobilisiert, und es kam zur Bildung von gangförmigen Vorkommen und Lagerstätten. Die hohen Pb-Gehalte der Nebengesteine und die Isotopensignatur des HC1-löslichen Bleis deuten auf eine metamorphogene Halo-Bildung. Die Bleiisotopen von jungtertiären Erzen aus der südlichen Toskana sind im Vergleich mit dem apuanischen Erzblei radiogener. Sie weisen aber dieselben hohen - und W-Werte auf. Das heißt, das Blei stammt aus Gesteinen, die eine qualitativ wie auch quantitativ ähnliche Entwicklung bezüglich der U/Pb und Th/Pb Verhältnisse durchlaufen haben wie jene, die das Blei der apuanischen Lagerstätten geliefert haben.

This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March 21–23, 1991.  相似文献   

20.
Zusammenfassung Der Verwitterungsmantel (Laterit s. l.) der südlichen Goldküste besteht aus Horizonten, die sowohl verschiedene Entstehungsart als verschiedenes Alter haben. Brekzien oder Steinschichten sind unter aridem Klima als Wüstenpflaster entstanden. Zonen chemisch verwitterten Felses, Horizonte von lehmigem Sand (an deren Aufbau Termiten wesentlich beteiligt sind) und Konkretionen haben sich unter feuchtem Klima gebildet. Harte limonitische Oberflächen-Krusten deuten auf progressive Austrocknung hin. Unter diesen drei klimatischen Bedingungen gebildete Horizonte wiederholen sich mehrfach im Verwitterungsmantel der Goldküste. Ein junger, unvollständiger Zyklus ist weit verbreitet, ein älterer Zyklus tritt nur in begrenzten Vorkommen auf, und ein dritter Zyklus ist fast nur noch in aufgearbeiteten, limonitisierten Bruchstücken erhalten. Die wiederholten Klimaschwankungen machen es wahrscheinlich, daß der Verwitterungsmantel zeitlich dem größeren Teil des Quartärs entspricht. Wahrscheinlich können die Ergebnisse auf weit größere Gebiete angewandt werden.  相似文献   

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