Primitive island arc and oceanic lavas from the hunter ridge-hunter fracture zone. Evidence from glass,olivine and spinel compositions     

I. A. Sigurdsson  Dr. V. S. Kamenetsky  Dr. A. J. Crawford  Dr. S. M. Eggins  Dr. S. K. Zlobin 《Mineralogy and Petrology》1993,47(2-4):149-169

Summary At its southernmost end, the main spreading centre of the North Fiji Basin is propagating into arc crust of the poorly-known Hunter Ridge. We define nine magmatic groups from major element glass chemistry and olivine and spinel compositions in samples dredged from twenty six sites in this area by the R/V Academician A. Nesmeyanov in 1990. These include groups of boninites, island arc tholeiites (IAT), mid-ocean ridge basalts (MORB), enriched mid-ocean ridge basalts (E-MORB), olivine porphyritic andesites and basaltic andesite and Na-rhyolites. Primitive lavas containing highly forsteritic olivine phenocrysts are common in all the groups, except for the rhyolites.We report over 100 glass analyses for dredged rocks from this region, and about 300 olivine-spinel pairs for representatives of all the magmatic groups identified, except the Na-rhyolites.The MORB in this region are probably produced at the propagating spreading centre in the southern part of the North Fiji Basin. Juxtaposition of shallow, hot MORB-source diapirs supplying the MORB in this area, and the sub-arc damp, refractory upper mantle beneath the Hunter Ridge, provides suitable petrogenetic conditions to produce a range of magma types, from island arc tholeiites through to high-Ca boninites. The latter were recovered in eleven dredges.The E-MORB lavas recovered from the extreme southern margin of the North Fiji Basin are shown to be essentially identical to those dredged from adjacent older South Fiji Basin crust. It is hypothesized that the former were either scraped off the South Fiji Basin crust during an episode of oblique subduction that may have generated the Hunter Ridge during the last 5 Myr, or alternatively, that slices of the South Fiji Basin crust were trapped and incorporated into the North Fiji Basin as the subduction zones fronting the Vanuatu arc stepped or propagated southward.

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Primitive Inselbogen- und ozeanische Laven von Hunter Rücken und der Hunter BruchZone: die Bedeutung der Zusammensetzung von Glas, Olivin und Spinell

Zusammenfassung Das spreading centre des Nord-Fidschi-Beckens setzt sich an seinem südlichsten Ende in die Inselbogen-Kruste des noch wenig bekannten Hunter-Rückens fort.Wir definieren 9 magmatische Gruppen auf der Basis der Hauptelement-Zusammensetzung von Gläsern und der Zusammensetzung von Olivin und Spinell in Proben die das Forschungsschiff R/V Akademiker A. Nesmeyanov von 26 Stellen im Jahr 1990 aufgesammelt hat. Zu diesen gehören Gruppen von Boniniten, Inselbogentholeiiten (IAT), Basalten zentralozeanischer Rücken (MORB), angereicherte zentralozeanische Rücken (E-MORB), Olivin-porphyritische Andesite und basaltische Andesite, sowie Na-Rhyolite. Primitive Laven mit Olivinkristallen, die reich an Forsterit-Komponenten sind, kommen in allen diesen Gruppen, mit Ausnahme der Rhyolite, vor.Wir legen über 100 Glas-Analysen von Gesteinen aus diesem Gebiet vor und über 300 Olivin-Spinell-Paare für Vertreter aller der hier identifizierten magmatischen Gruppen, mit Ausnahme der Natriumrhyolite.Die MORB in diesem Gebiet sind wahrscheinlich an dem aktiven Spreading Center im Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entstanden. Das nebeneinander Vorkommen von seichten heißen MORB-Quellen Diapiren, die MORB in diesem Gebiet erzeugen, und der Sub-Inselbogen, wasserhaltige, refraktäre obere Mantel unter dem Hunter Rücken führen zu geeigneten petrogenetischen Bedingungen für die Entstehung einer Vielfalt von Magmatypen, von Inselbogentholeiiten bis zu sehr Kalziumreichen Boniniten. Die letzteren wurden in 11 Dredge-Proben gefunden.Die E-MORS Laven, die aus dem extremen Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entnommen wurden, sind im wesentlichen mit jenen identisch, die aus der benachbarten älteren Kruste des Süd-Fidschi-Beckens stammen. Es wird vermutet, daß die letzteren entweder aus dem Süd-Fidschi-Becken während einer Episode obliger Subduktion, die in den letzten 5 Millionen Jahren zur Entstehung des Hunter Ridge geführt hat, abgeschert wurden, oder auch daß Teile der Kruste des Süd-Fidschi-Beckens in das Nord-Fidschi-Becken inkorporiert wurden als Subduktionszonen gegenüber dem Vanuato-Bogen sich nach Süden fortbewegten.

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Synthetic zeolites formed from expanded perlite: Type,formation conditions and properties     

Dr. Ulrike Barth-Wirsching  Dr. H. Höller  Dr. D. Klammer  Dr. B. Konrad 《Mineralogy and Petrology》1993,48(2-4):275-294

Summary The starting material used was expanded perlite with a grain size < 40 m (74.5 wt.% SiO₂; 12.5 wt.% Al₂O₃). This material is a waste product obtained during the production of expanded perlite. The experiments were carried out with KOH solutions, mixtures of KOH and NaOH solutions (1:1) as well as NaOH solutions in the concentration range 0.5 N to 6.0 N at temperatures of between 100° and 140°C and with reaction periods of 2 hours to 13 days in closed system. In the experiments with KOH containing solutions zeolite ZK-19 (phillipsite), W (merlinoite), G (chabazite) and F (edingtonite) formed. Without addition of aluminium high percentages of zeolite ZK-19 (80–100 wt.%) and zeolite W (90–100 wt.%) were obtained. The addition of aluminium rendered possibly the formation of 90 to 100 wt.% of zeolite G and 85 to 100 wt.% of zeolite F, respectively. In the experiments with NaOH solutions analcime, zeolite Na-Pc (gismondine), zeolite HS (sodalite hydrate) and zeolite A formed. High percentages of zeolite Na-Pc (90–100 wt.%), zeolite HS (up to 100 wt.%) and analcime (up to 100 wt.%) were synthesized without addition of aluminium. The formation of high percentages of zeolite A (95–100 wt.%), however, needs the addition of aluminium, NaCI and seed crystals. The temperature stability of the zeolites decreases in the following sequence: K-F > K-W K-ZK-19 (Na), K-W Na, K-F G_si-rich (Na), K-ZK-19 >> Na-Pc G_si-poor. Zeolite A has a very good temperature stability up to temperatures of } 550 °C similar to that of zeolite K-W. At higher temperatures, however, its stability is very poor. The NH₄ ⁺-exchange capacities (meq/g) of the different zeolites amount to the following values: ZK-19:2.8 - 3.2; W:3.0 - 3.2; G:2.3 - 3.6; A:3.1 - 3.2; Na-Pc:3.5 - 3.6; F : 3.9 - 4.8.

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Zeolithsynthese aus Blähperlit—Art, Bildungsbedingungen und Eigenschaften

Zusammenfassung Ausgangsmaterial der experimentellen Untersuchungen war Blähperlit mit einer Korngröße < 40 ,m (74,5 Gew.-% SiO₂; 12,5 Gew.-% Al₂O₃). Dieses Material ist ein Abfallprodukt, das bei der Produktion von Blähperlit anfällt. Die Experimente wurden mit KOH-Lösungen, Lösungsgemischen aus KOH und NaOH (1:1) sowie mit NaOH-Losungen im Konzentrationsbereich 0,5 n-6,0 n bei Temperaturen von 100° – 140°C und über Reaktionszeiten von 2 Stunden bis zu 13 Tagen im geschlossenen System durchgeführt. In den Experimenten mit KOH-hältigen Lösungen bildeten sich die Zeolithe ZK-19 (Phillipsit), W (Merlinoit), G (Chabasit) und F (Edingtonit). Hohe Prozentgehalte an Zeolith ZK-19 (80 – 100 Gew.-%) und Zeolith W (90–100 Gew.-%) entstehen nur ohne Zugabe von Aluminium. Die Bildung von 90–100 Gew.-% Zeolith G bzw. 85–100 Gew. % Zeolith F ist dagegen durch die Zugabe von Aluminium möglich. In den Experimenten mit NaOH-Lösungen bildeten sich die Zeolithe Analcim, Na-Pc (Gismondin), HS (Sodalithhydrat) und Zeolith A. Hohe Prozentanteile an Zeolith Na-Pc (90–100 Gew.-%), HS (bis zu 100 Gew. %) und Analcim (bis zu 100 Gew.-%) wurden ohne Aluminium-Zugabe synthetisiert. Die Bildung von hohen Gehalten an Zeolith A (95–100 Gew. %) ist jedoch nur unter Zugabe von Aluminium, NaCl und Kristallkeimen möglich.Die Temperaturbeständigkeit der Zeolithe nimmt in der folgenden Reihenfolge ab: K-F > K-W - K-ZK-19 (Na), K-W Na, K-F G_si-reich (Na), K-ZK-19 >> Na-Pc G_si-am. Zeolith A weist bis zu Temperaturen von etwa 550°C eine gute Temperaturbeständigkeit auf, die in etwa der von Zeolith K-W entspricht. Bei höheren Temperaturen ist die Beständigkeit jedoch sehr gering.Die NH⁴⁺-Austauschkapazitäten (mÄqu/g) der verschiedenen Zeolithe erreichen folgende Werte: ZK-19:2,8 - 3,2; W:3,0 - 3,2; G:2,3 - 3,6; A:3,1 - 3,2; Na-Pc:3,5 -3,6; F:3,9 - 4,8.

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Corona textures in Proterozoic olivine melanorites of the Equeefa Suite,Natal Metamorphic Province,South Africa     

Dr. G. H. Grantham  Dr. R. J. Thomas  Dr. B. M. Eglington  Dr. D. de Bruin  Dr. A. Atanasov  Dr. M. J. Evans 《Mineralogy and Petrology》1993,49(1-2):91-102

Summary Olivine-plagioclase and phlogopite-plagioclase coronas have been identified from olivine melanorites of the Mid- to Late Proterozoic Equeefa Suite in southern Natal, South Africa. Olivine, in contact with plagioclase, is mantled by a shell of clear orthopyroxene, in turn rimmed by pale green (pargasitic) clinoamphibole. Locally a third rim, composed of a fine pargasite-spinel symplectite is developed adjacent to the plagioclase. The second corona reaction has produced greenish-brown pargasite at phlogopite-plagioclase interfaces. A third, less obvious reaction, between olivine and phlogopite is also noted. Analytical data of all the mineral phases present, along with the coronas, are given. Two-pyroxene thermometry yields magmatic core temperatures ( 1120°C), with rim compositions indicating equilibration at 850°C. Consistent with this, the modelled olivine-plagioclase reaction occurs between 830–1050°C with a_waterbetween 0.1 and 1.0 at 7 kbar. The three reactions took place during a prolonged history of cooling and partial hydration of the magmatic olivine melanorites from over 1000°C down to 600°C. The P-T conditions indicated by the reactions suggest this cooling process was essentially isobaric, indicating that the area was not subjected to rapid uplift or burial throughout this entire period.

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Korona-Texturen in proterozoischen Olivin-Melanoriten der Equeefa Suite, Natal Metamorphic Province, Südafrika

Zusammenfassung Aus Olivin-Melanoriten der mittel- bis spätproterozoischen Equeefa Suite im südlichen Natal, Südafrika, wurden Olivin-Plagioklas und Phlogopit-Plagioklas-Koronartexturen beobachtet. Olivin, der mit Plagioklas im Kontakt steht, wird von einem klaren Saum vom Orthopyroxen ummantelt, der seinerseits von blaßgrünem (pargasitischem) Klinoamphibol umsäumt wird. Stellenweise ist ein dritter Saum, bestehend aus feinkörnigem symplektitischem Pargasit-Spinell im Kontakt mit Plagioklas ausgebildet. Die zweite koronabildende Reaktion resultiert in Bildung eines grünbraunen Pargasites an Phlogopit-Plagioklas Kornkontakten. Eine dritte, weniger auffällige Reaktion zwischen Olivin und Phlogopit wurde ebenfalls beobachtet. Zwei-Pyroxen-Thermometrie ergab magmatische Temperaturen der Kernbereiche ( 1120°C) und belegt eine Gleichgewichtseinstellung in den Randzonen bei ca. 850°C. Olivin-Plagioklas-Modellreaktionen liegen ebenfalls in einem Temperaturbereich von 830–1050°C bei Wasseraktivitäten von 0.1 bis 1.0 und einem Druck von 7 kbar. Die drei Reaktionen liefen im Zuge einer länger andauernden Abkühlung unter teilweiser Hydratisierung der magmatischen Melanorite in einem Temperaturbereich von 1000°C bis ca. 600°C ab. Die aus den Reaktionen ableitbaren P-T-Bedingungen sprechen für eine im wesentlichen isobare Abkhlungsgeschichte und zeigen, daß dieses Gebiet wáhrend dieser gesamten Periode keiner raschen Hebung bzw. keiner Versenkung unterworfen worden ist.

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Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria     

Prof. Dr. V. Breskovska  Prof. Dr. M. Tarkian 《Mineralogy and Petrology》1993,49(1-2):103-118

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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The history and impact of air pollution at Čertovo Lake,southwestern Czech Republic     

Josef Vesely  Heather Almquist-Jacobson  Lisa M. Miller  Stephen A. Norton  Peter Appleby  Aruna S. Dixit  John P. Smol 《Journal of Paleolimnology》1993,8(3):211-231

This multi-disciplinary investigation documents the longterm effects of atmospheric pollution of metals and acids on a geologically sensitive catchment in the umava Mountains, southwestern Czech Republic, a region with a long history of human disturbance. A 30 cm long sediment core (I) from ertovo Lake was analyzed for natural and artifical radionuclides, metals, diatoms, chrysophytes, and pollen in sediments accumulated during the last 200 years. A second core (II), extending to 95 cm, included sediment judged to be free of atmospheric deposition of pollutants associated with the Industrial Revolution. Chronostratigraphic markers include several changes in the pollen assemblages corresponding to well-documented changes in land-use, and distinct distributions of ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs and ²⁴¹Am from weapons testing and the 1986 nuclear accident at Chernobyl, Russia. These markers corroborate the ²¹⁰Pb dating and, together, produce a reliable chronology extending back nearly to 1800 A.D.Stratigraphic profiles of Cu, Pb, and Zn in Core I are unlike any previously reported in the literature. Concentrations of Cu, Pb, and Zn remain generally above 100, 400, and 200 g g^-1, respectively, for the 200 years represented by Core I. These values are unusually high for sediments from a watershed with no known heavy-metal ore bodies. Accumulation rates for Cu, Pb, and Zn, which include both atmospheric and watershed contributions, are also high (ca 1, > 1 and > 1 g cm^-2 yr^-1, respectively) for the same period, although the anthropogenic contribution of Zn rose from nearly zero at 1800 A.D. The Cu and Pb accumulation rates rose dramatically about 1640 A.D.Accumulation rates of anthropogenically-derived Be, a relatively abundant element in the soft coals of the region, are also elevated by about 0.01 g cm^-2 yr^-1 in sediments of this period. Vanadium accumulation rates increased only since 1980 A.D., presumably along with increased consumption of oil.Diatom assemblages illustrate that the lake was acidic (pH between 4.5 and 5) through at least the past 200 years. The pH declined significantly (from ca 5 to 4) between 1960 and 1985 with a slight increase to 4.5 in the last few years. Recent diatom and chrysophyte assemblages suggest high trace metal concentrations, consistent with the present lake-water chemistry.  相似文献   

Theoretical infrared spectra of some model polycyclic aromatic hydrocarbons: effect of ionization     

De Frees DJ  Miller MD  Talbi D  Pauzat F  Ellinger Y 《The Astrophysical journal》1993,408(2):530-538

In order to test the hypothesis of ionized polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as possible carriers of the UIR bands, we realized a computational exploration on selected PAHs of small dimension in order to identify which changes ionization would induce on their IR spectra. In this study we performed ab initio calculations of the spectra of neutral and positively ionized naphthalene, anthracene, and pyrene. The results are significantly important. The frequencies in the cations are slightly shifted with respect to the neutral species, but no general conclusion can be reached from the three molecules considered. By contrast, the relative intensities of most vibrations are strongly affected by ionization, leading to a much better agreement between the calculated CH/CC vibration intensity ratios and those deduced from observations.  相似文献   

Crystal chemistry of a highly disordered Mg-Al natural spinel     

Dr. S. Lucchesi  Prof. A. Della Giusta 《Mineralogy and Petrology》1997,59(1-2):91-99

Summary A Mg-Al spinel from a xenolith found in the Sacrofano volcanic area (Latium, Italy) was investigated by X-ray single crystal diffraction and electron microprobe. Its main structural parameters were: a₀ = 8.0922(3) Å and the oxygen coordinate u = 0.26213(4), which gave to tetrahedral and octahedral bond distances of 1.9220(6) Å and 1.9299(3) Å respectively. Cation distribution, obtained from structural and chemical data, showed a very high Mg-Al disorder, with an Al(T) content of 0.205 and an inversion parameter, i, of about 0.23. Comparison with the cation distribution of a spinel with similar chemical composition but occurring in chlorite schists (Shishimsk Mountains, Urals, Russia) with a₀ = 8.1003(3) Å and u=0.26330(3), and with data from the literature concerning spinels from metamorphosed limestones (Kalkbro, Sweden) and websteritic dikes (Balmuccia, Italy), all characterized by much lower Mg-Al disorder (i about 0.13–0.12), suggests a completely different thermal history, with rapid cooling rates and consequent high closure temperature of intracrystalline exchange, consistent with the Sacrofano geological environment.

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Kristallchemie eines stark ungeordneten, natürlichen Mg-Al-Spinells

Zusammenfassung Ein Mg-Al-Spinell aus einem Xenolith des Vulkangebiets von Sacrifano (Latium, Italien) wurde mit Röngten-Einkristallmethoden und der Elektronenmikrosonde untersucht. Die wichtigsten Strukturparameter sind a_o = 8,0922(3) Å und die Sauerstoffkoordinate u = 0,26213(4), was zu den tetraedrischen und oktaedrischen Bindungsabständen von 1,9220(6) Å bzw. 1,9299(3) Å führt. Die aus den strukturellen und chemischen Daten erhaltene Kationenverteilung zeigt eine sehr starke Unordnung Mg-Al mit einem Al (T)-Gehalt von 0,205 und einem Inversionsparameteri von ca. 0,23. Der Vergleich mit der Kationenverteilung eines Spinells ähnlicher chemischer Zusammensetzung, aber aus Chloritschiefern (Schischimsk-Berge, Ural, Rußland) mit a₀ = 8,1003(3) Å und u=0,26330(3), sowie mit Literaturdaten über Spinelle aus metamorphen Kalken (Kalkbro, Schweden) und websteritischen Gängen (Balmuccia, Italien), die alle durch eine viel geringere Mg-Al-Unordnung charakterisiert sind (i etwa 0,13–0,12), weist auf eine völlig andere thermische Geschichte hin, und zwar mit rascher Abkühlungsgeschwindigkeit und hoher Schließungstemperatur des intrakristallinen Austausches, was mit den geologischen Verhältnissen von Sacrofino in Übereinstimmung steht.

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Cycle anatomy and variability in the storm-dominated type cincinnatian (Upper Ordovician): coming to grips with cycle delineation and genesis     

Holland SM  Miller AI  Dattilo BF  Meyer DL  Diekmeyer SL 《The Journal of geology》1997,105(2):135-152

Although parasequence and sequence are scale-independent terms, they are frequently applied only to specific scales of cycles. For example, meter-scale cycles are commonly assumed to be parasequences or PACs. In the Upper Ordovician Kope and Fairview Formations of northern Kentucky, we examined a succession of 50 meter-scale cycles that have been variously interpreted as deepening-upward, shallowing-upward, or showing no relationship with water depth. Our analysis shows that these cycles, characterized by shifts in storm-bed proximality, are highly variable in their thickness and internal construction. Most cycles are best considered high-frequency sequences, because deepening-upward intervals are common, and many cycles contain evidence of abrupt basinward shifts in facies as expected at sequence boundaries. A minority fit the parasequence model of shallowing-upward cycles bounded by flooding surfaces. Larger, 20 m scale cycles are defined by systematic thickening and thinning trends of meter-scale cycles. However, meter-scale cycles do not display any systematic trends in cycle anatomy as a function of position within the 20 m cycles or position within the Kope and Fairview Formations. The high cycle variability and the lack of systematic stratigraphic organization with respect to longer-term cyclicity reflect either the irregularity of relative sea-level changes, the poor recording of sea-level changes in this deep-water setting, or the generation of these cycles by climate-induced cyclicity in storm intensity. These three mechanisms would generate similar patterns at the outcrop scale, so it is not possible at the present to distinguish between them.  相似文献   

Geology of the volcanic-hosted Brockman rare-metals deposit,Halls Creek Mobile Zone,northwest Australia. l. Volcanic environment,geochronology and petrography of the Brockman volcanics     

Dr. W. R. Taylor  R. W. Page  G. Esslemont  N. M. S. Rock  D. I. Chalmers 《Mineralogy and Petrology》1995,52(3-4):209-230

Summary Rare-metals mineralization of the Brockman deposit (Halls Creek Mobile Zone, NW Australia) is hosted in a fluorite-bearing, rhyolitic volcaniclastic unit informally termed the Niobium Tuff. The Tuff, more correctly described as a tuffaceous volcaniclastic deposit, is the lowermost unit of a sequence of trachyte-to-rhyolite lavas, trachyandesite subvolcanic rocks, and volcaniclastic units of the Brockman volcanics located within the Halls Creek Group, a thick, early Proterozoic volcano-sedimentary sequence. High precision SHRIMP ion-microprobe zircon dating of the Niobium Tuff gives an eruption age of 1870 ± 4 Ma. Regional geochronological constraints indicate the Niobium Tuff was deposited about 15 Ma before major orogenic activity affected the area. Despite folding, faulting and low-grade metamorphism, the Brockman volcanics show excellent preservation of primary volcanological features, including pillow-lavas and pillow-breccias, that suggest a dominantly subaqueous, below-wave-base emplacement environment. The style of eruption products and magma volume constraints suggest the trachyte-dominated volcanics were erupted from a small shield volcanic complex probably in a rift-related basin in a shallow-marine setting. The tectonic setting was intraplate but differs from most Tertiary to recent trachyte volcanic complexes which are largely subaerial, are built on relatively thick continental crust, and show no post-eruptive orogenic history. Brockman-style rare-metal deposits are characterized by preservation of subaqueous volcanics beneath a thick sedimentary sequence, eruption of early incompatible-element enriched products followed by less differentiated magmas, and fine-grained mineralogy influenced by alteration processes. Prospects exist for discovery of analogous deposits, particularly in early Proterozoic mobile belts and Tertiary intraplate shield volcanic provinces.

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Geologie der an Vulkanite gebundenen Seltene-Metalle-Lagerstätte Brockman, Halls Creek Mobile Zone, Nordwest-Australien. I. Vulkanologie, Geochronologie und Petrographie der Brockman-Vulkanite

Zusammenfassung Selten-Metall-Vererzung der Brockman-Lagerstätten (Halls Creek Mobile Zone, NW Australien) sitzt in einer Fluorit-führenden, rhyolitischen vulkanoklastischen Einheit auf, die informell als der Niob-Tuff bezeichnet wird. Es handelt sich hier um ein vulkanoklastisches Tuff-Sediment; dieses ist die unterste Einheit einer Abfolge vor Trachyt bis Rhyolit-Laven, trachyandesitischen Subvulkaniten and vulkanoklastischen Einheiten der Brockman Vulkanite innerhalb der Halls Creek Gruppe, einer mächtigen frühproterozoischen vulkanosedimentdren Abfolge. Prüzisionsdatierungen des Niob Tuffs mit der SHRIMP Ionen-Mikrosonde ergeben ein Eruptionsalter von 1870 +-4 Millionen Jahren. Regionale geochronologische Zusammenhänge zeigen, daß der Niob Tuff etwa 15 Millionen Jahre vor einer größeren Orogenese, die das Gebiet betroffen hat, abgelagert wurde. Trotz Faltung, Bruchtektonik and niedriggradiger Metamorphose zeigen die Brockman-Vulkanite einen hervorragenden Erhaltungszustand primärer vulkanologischer Erscheinungen. Diese urnfassen auch Kissenlaven und KissenBreckzien, die eine vorwiegend subaquatische Ablagerung in ruhigem Wasser erkennen lassen. Die Art der Eruptionsprodukte and das Magmavolumen zeigen, daß die Trachytdominierten Vulkanite von einem kleinen Schildvulkan stammer, wahrscheinlich in einem Becken in einer Rift-Situation im seichten marinen Milieu. Die tektonische Situation war intraplate, aber unterscheidet sich von den meisten tertiären bis rezenten trachytischen Vulkan-Komplexen, die hauptsächlich subaerisch sind, auf einer relativ mächtigen kontinentalen Kruste aufsitzen, and keine post-eruptive orogene Entwicklung zeigen. Seltene-Metalle-Lagerstatten des Brockman-Typs rind durch die Erhaltung subaquatischer-Vulkanite unterhalb einer machtigen sedimentdren Abfolge gekennzeichnet; welters durch frühe Eruptionsprodukte, die an inkompatiblen Elementen angereichert sind, auf die dann weniger differenzierte Magmen folgten, und schließlich durch einen feinkörnigen Mineralbestand, der vor Umwandlungsprozessen betroffen war. Es besteht die Möglichkeit der Entdeckung analoger Lagerstätten, besonders in frühproterozoischen mobilen Gürteln und in tertidren intraplate Schildvulkan Provinzen.

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With 5 Figures

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Early miocene post-collisional calc-alkaline magmatism along the easternmost segment of the periadriatic fault system (Slovenia and Croatia)   总被引：1，自引：0，他引：1  

Dr. R. Altherr  Dr. B. Lugović  Dr. H. -P. Meyer  Dr. V. Majer 《Mineralogy and Petrology》1995,54(3-4):225-247

Summary Early Miocene calc-alkaline igneous rocks from the easternmost segment of the Periadriatic fault system can be subdivided into two series of different alkalinity: (1) Volcanics which occur in the vicinity of the Velenje-Rogatec Line range from high-alumina basalt via low-K and medium-K andesites to medium-K dacites. (2) In the Pohorje Mountains mafic rocks are lacking. A high-K tonalitic pluton crystallized at pressures of about 0.7 GPa as indicated by Al-in-hornblende barometry and accessory magmatic epidote. Rapid exhumation of the tonalite during dextral transtension along the Periadriatic fault system is indicated by tonalitic pebbles in Helvetian (?) clastic sediments. High-K andesitic to dacitic volcanics are interlayered with, and dikes cut, the clastic sediments.Compositional variations shown by the volcanics from the Velenje-Rogatec Line are consistent with fractionation of the observed phenocryst assemblages (olivine, plagioclase, clinopyroxene, orthopyroxene, titanomagnetite). Substantial fractionation of plagioclase is indicated by decreasing Sr/Nd and Sr/Y values and increasing negative Eu anomalies with increasing SiO₂. All samples have chondrite-normalized HREE > 9.6 and low (Tb/Yb)_n ratios (1.29–1.08). With increasing SiO₂, the abundances of HREE and Y (18 to 39 ppm) increase and those of Sc (32.5 to 20.9 ppm) decrease slightly. These features, together with low Hf/Lu and Zr/Y values (10.1–5.7 and 5.7–3.6, respectively), rule out garnet as a major fractionating phase. Since (La/Yb)_n values (3.24–6.59) do not increase with SiO₂ and chondrite-normalized REE patterns do not show concave-upward shapes, fractionation of amphibole was probably insignificant. Although Rb/Cs values ( 18) are generally low, a significant contribution by continental crustal materials to the magmas by an AFC process is suggested by negative correlations of Nb/U(7.16 to 3.14) and Nb/Th(2.14 to 0.87) values with SiO₂, as well as by low Hf/Ta(7.8–3.4), and in part also by K/Rb (340-71) and Zr/Rb (5.0–1.7) values.Rocks from the Pohorje Mountains have high abundances of U. Values of Nb/U and Nb/Th are low (3.55 to 1.85 and 1.27 to 0.64, respectively) and are negatively correlated with SiO₂. These features, in combination with high values of Ba/Nb (56 to 93), Ba/La (23–30), and Rb/Cs (19–56), as well as with previously published ¹⁸O values ( 9) for the tonalite indicate a substantial contribution of the continental crust to these magmas. High Sr abundances (455 to 984 ppm) and moderate negative Eu anomalies suggest that fractionation of plagioclase was of minor importance. Although the rocks have relatively low Sc (9.3 to 3.8 ppm) and Y (21 to 14 ppm) contents, low (Tb/Yb)_n values (1.67–1.14) indicate that garnet was not a major fractionating phase. Instead, fractionation of amphibole is a viable mechanism to explain the combination of high (La/Yb)_n (21.8–13.1) and low (Tb/Yb)_n.

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Untermiozäner, kalkalkaliner Post-Kollisions-Magmatismus entlang des östlichsten Segmentes des periadriatischen Störungssystems (Slowenien und Kroatien)

Zusammenfassung Untermiozäne Kalkalkali-Magmatite aus dem östlichen Bereich des Periadriatischen Lineaments gliedern sich in zwei Serien unterschiedlicher Alkalinität: (1) Entlang der Velenje-Rogatec-Linie treten High-Al-Basalte, Low-K- und Medium-K-Andesite und Medium-K-Dazite auf. (2) Im Pohorje-Gebirge, wo basische Magmatite fehlen, kristallisierte ein High-K-Tonalit bei Drücken von ca. 0.7 GPa (Al-in-Hornblende-Barometer, magmatischer Epidot). Gerölle dieses Tonalits in einer untermiozänen (Helvet?) klastischeu Abfolge belegen eine schnelle Heraushebung des Tonalits durch dextrale Transtension im östlichsten Bereich des periadriatischen Lineaments. Eingeschaltet in die klastischen Sedimente sind andesitische bis dazitische Pyroklastika und Laven sowie diskordante dazitische Gänge, die alle der High-K-Serie angehören.Die chemische Variation innerhalb der Vulkanitserie von der Velenje-Rogatec-Linie läßt sich durch Fraktionierung der Einsprenglingsminerale Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Titanomagnetit erklären. Abnehmende Sr/Nd- und Sr/Y-Werte und zunehmende negative Eu-Anomalien mit steigendem SiO₂ weisen auf eine bedeutende Plagioklas-Fraktionierung hin. Alle Vulkanite besitzen hohe Gehalte an schweren Seltenen Erden (chondritnormiert > 9.6) und geringe (Tb/Yb)_n-Werte (1.29–1.08). Mit zunehmendem SiO₂ nehmen die Gehalte an Yb(2.02 bis 4.30 ppm) und Y(18 bis 39 ppm) zu, während die Sc-Gehalte (32.5 bis 20.9 ppm) nur geringfügig abnehmen. Diese Charakteristika, zusammen mit geringen Hf/Lu- und Zr/Y-Werten (10.1–5.87 bzw. 5.7–3.6), schließen Granat als wesentliche, fraktionierende Phase aus. Da die (La/Yb)_n-Verhältnisse (3.24–6.59) nicht mit SiO₂ korrelieren und die chondritnormierten SeltenenErden-Muster keine nach oben konkaven Formen aufweisen, spielte die Fraktionierung von Amphibol keine wesentliche Rolle. Trotz geringer Rb/Cs-Werte ( 18) wird eine beträchtliche krustale Kontamination der Magmen angenommen. Für einen AFC-Prozeß sprechen negative Korrelationen von Nb/U(7.16–3.14) und Nb/Th(2.14–0.87) mit SiO₂ (bei steigenden Nb-, U- und Th-Gehalten), geringe Hf/Ta-Werte (7.8–4.3) und teilweise auch geringe K/Rb- (340-71) und Zr/Rb-Verhältnisse (5.0–1.7).Die Magmatite des Pohorje-Gebirges weisen hohe U-Gehalte sowie geringe Nb/U-und Nb/Th-Verhältnisse auf (3.55–1.85 bzw. 1.27–0.64), die eine schwache negative Korrelation mit SiO₂ zeigen. Zusammen mit hohen Ba/Nb-(56–93), Ba/La-(23-30) und Rb/Cs-Verhältnissen (19–56) sowie bereits publizierten ⁸O-Werten ( 9) weisen diese Eigenschaften auf einen beträchtlichen Anteil assimilierten Krustenmaterials in den Magmen hin. Hohe Sr-Gehalte (455–984 ppm) und relativ geringe negative Eu-Anomalien machen es unwahrscheinlich, daß während des AFC-Prozesses in der Unterkruste wesentliche Mengen an Plagioklas fraktioniert wurden. Obwohl die Gehalte an Sc (9.3–3.8 ppm) und Y (21–14 ppm) relativ gering sind, scheidet Granat aufgrund der geringen (Tb/Yb)_n- Verhältnisse (1.67–1.14) als dominierende Fraktionierungsphase aus. Die Kombination von hohen (La/Yb)_n- Verhältnissen (21.8–13.1) und geringen (Tb/Yb)_n-Verhältnissen deutet eher auf Amphibol als wichtige, fraktionierende Phase hin.

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