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Studies on hydrothermal alteration by acid solutions dominated by SO4 2−: Formation of the alteration products of the Gleichenberg latitic rock (Styria, Austria)—Experimental evidence

Untersuchungen zur hydrothermalen Umwandlung unter dem Einfluß saurer SO4 2−-Lösungen: Diskussion der Bildungsbedingungen der Umwandlungsprodukte der Latite von Gleichenberg, Steiermark, Österreich anhand experimenteller Umwandlungen.

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Summary

The latitic rock mined at the Gossendorf open pit in the Gleichenberg Volcanic Area of Styria, Austria, has in places been completely altered to various associations of the secondary minerals opal-C/-CT, alunite, kaolinite and montmorillonite. These associations occur in a zonal arrangement, in which the innermost part has been totally altered to opal and moreover has retained its original latitic structure. The results of experimental alteration tests on the latitic rock in open hydrological systems suggest that these secondary minerals and some of the associations observed in the field as well as their zonal distribution, may have been formed by an originally strongly acid solution rich in SO4 2− which, undergoing progressive chemical variation by reaction with the rock, exhibits a chemical gradient. Some of the mineral associations, however, may not be explained by a single alteration process, but must be regarded as the result of multi-stage alteration in which alteration products from weak leaching are super-imposed on alteration products from intense leaching.

Zusammenfassung

Latitische Gesteine sind im Tagbau Gossendorf des Gleichenberger Vulkangebietes, Steiermark, Österreich, z. T. vollständig in verschieden zusammengesetzte Kombinationen der Mineralneubildungen Opal-C/-CT, Alunit, Kaohnit und Montmorillonit umgewandelt. Diese Kombinationen treten in einer zonaren Anordnung auf, wobei der zentrale Bereich vollständig in Opal umgewandelt ist und darüberhinaus noch das ehemalige Latitgefüge aufweist. Experimentelle Umwandlungsversuche mit dem latititschen Gestein im offenen System haben gezeigt, daß diese Neubildungen und einige der beobachteten Kombinationen sowie deren zonare Anordnung durch den Einfluß einer ursprünglich stark sauren SO4 2−-Lösung entstehen können, die sich durch die Reaktion mit dem Gestein chemisch ständig ändert, d. h. einen chemischen Gradienten aufweist. Einige der auftretenden Kombinationen sind jedoch nicht durch ein Umwandlungsgeschehen zu erklären, sondern nur als Ergebnis einer mehraktigen Umwandlung, wodurch sich Umwandlungsprodukte einer starken Auslaugung und die einer schwachen Auslaugung überlagern können.

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References

  • Brophy GP, Scott ES, Snellgrove RA (1962) Sulfate studies II. Solid solution between alunite and jarosite. Amer Mineral 47: 112–126

    Google Scholar 

  • Carle W (1980 a) Dampfquellen, Thermalwässer und Säuerlinge in Island. Geol Rundsch Reihe C, H 26: 3–125

    Google Scholar 

  • —— (1980 b) Die Thermalphänomene im Bruchfeld der vulkanischen Tampo-Zone auf der Halbinsel von Neuseeland. Geol Rundsch Reihe C, H 26: 127–257

    Google Scholar 

  • Cortecci G, Lombardi G, Reyes E, Turi B (1981) A sulfur isotopic study of alunites from Latium and Tuscany, Central Italy. Min Dep 16:147–156

    Google Scholar 

  • Ehn R (1985) Experimentelle hydrothermale Umwandlung des Latits von Gleichenberg, Steiermark, unter Einwirkung verschieden konzentrierter, saurer SO4 2−-hältiger Lösungen. Diss Naturwiss Fak Univ Graz

  • Ellis AJ, Mahon WA (1964) Natural hydrothermal systems and experimental hot-water/rock interactions. Geochim Cosmochim Acta 28: 1323–1357

    Google Scholar 

  • Flörke OW, Hollmann R, von Rad U, Rösch H (1976) Intergrowth and twinning in opal-CT lepispheres. Contrib Mineral Petrol 58: 235–242

    Google Scholar 

  • Frank D (1983) Origin, distribution and rapid removal of hydrothermally formed clay at Mount Baker, Washington. Geol Surv Prof Pap 1022-E

  • Helgeson HC (1969) Thermodynamics of hydrothermal systems at elevated temperatures and pressures. Amer J Sci 267: 729–804

    Google Scholar 

  • Hemley JJ, Jones WJ (1964) Chemical aspects of hydrothermal alteration with emphasis on hydrogen metasomatism. Eton Geol 59: 538–569

    Google Scholar 

  • Heritsch H (1976) Ferrimontmorillonit als hydrothermales Zersetzungsprodukt im Latit (Trachyandesit) der Gleichenberger Klause, Steiermark. Mitt Naturwiss Ver Stink 106: 31–33

    Google Scholar 

  • —— (1982) Die Latite aus der Tiefbohrung in Bad Gleichenberg, Steiermark. Mitt Naturwiss Ver Stink 112: 27–47

    Google Scholar 

  • Höher H (1967) Experimentelle Bildung von Alunit-Jarosit durch die Einwirkung von Schwefelsäure auf Mineralien und Gesteine. Contrib Mineral Petrol 15: 309–329

    Google Scholar 

  • Kolmer H, Wirsching U (1981) Umwandlungsprodukte latitischer Gesteine im Vulkangebiet von Gleichenberg, Oststeiermark. In:Scharbert HG et al (eds) Vulkanite im Raum Burgenland-Oststeiermark. Fortschr Min 59: 69–88

  • Keller WD (1978) Classification of kaolins exemplified by their texture in scanning electron micrographs. Clays and Clay Min 26: 1–20

    Google Scholar 

  • Klammer D (1983) Umwandlungsprodukte aus dem Latit von Gleichenberg-Steiermark. Am Beispiel Tagbau Gossendorf. Diss Naturwiss Fak Univ Graz

  • Knight IE (1977) A thermochemical study of alunite, enargite, luzonite and tennantite deposits. Econ Geol77: 1321–1336

    Google Scholar 

  • Lombardi G, Mattias P (1979) Petrology and mineralogy of the kaolin and alunite mineralization of Latium (Italy). Geologica Roma 18: 157–214

    Google Scholar 

  • Marcopoulos Th, Katerinopoulos A (1986) Die Alunit-Vorkommen von Milos (Griechenland): Mineralbestand und Genese. Chem Erde 45: 105–112

    Google Scholar 

  • Morgan DJ, Highley DE, Bland DJ (1979) In: Developments in Sedimentology 27. Inter. Clay Conference 1978, Elsevier

  • Nemecz E (1981) Clay minerals. Akadémiai Kiadó, Budapest

    Google Scholar 

  • Parker RL (1962) Isomorphous substitution in natural and synthetic alunite. Amer Mineral 47: 127–136

    Google Scholar 

  • Parry WT, Ballantyne JM, Bryant NL, Dedolph RE (1980) Geochemistry of hydrothermal alteration at the Roosevelt Hot Springs Area, Utah. Geochim Cosmochim Acta 44: 95–102

    Google Scholar 

  • Pichler H (1970) Italienische Vulkangebiete, Bde 1–3. Sammlung Geol. Führer 52. Gebr. Borntraeger, Berlin

    Google Scholar 

  • Plancon A, Tchoubar C (1977) Nature and proportions of defect in natural kaolinites; Part II. Clays and Clay Min 25: 436–450

    Google Scholar 

  • Raymahashay BC (1968) A geochemical study of rock alteration by hot springs in the Paint Pot Hill Area, Yellowstone Park. Geochim Cosmochim Acta 32: 499–522

    Google Scholar 

  • Schoen R, White DE, Hemley JJ (1974) Argillization by descending acid at Steamboat Springs, Nevada. Clays and Clay Min 22:1–22

    Google Scholar 

  • Scholze H (1977) Glas. Natur, Struktur und Eigenschaften. 2. Aufl. Springer, Berlin Heidelberg New York

    Google Scholar 

  • Sigvaldason GE (1959) Mineralogische Untersuchungen über Gesteinszersetzung durch postvulkanische Aktivität in Island. Beitr Min Petr 6: 405–426

    Google Scholar 

  • Stoffregen R (1987) Genesis of acid-sulfate alteration and Au-Cu-Ag mineralization at Summitville, Colorado. Econ Geol 82:1575–1591

    Google Scholar 

  • Sudu T, Shimoda S (1978) Clays and clay minerals of Japan. Developments in Sedimentology

  • Wetzenstein W (1972) Minerogeologisch bedingte Unterschiede der rheologischen Eigenschaften bei Bentoniten von der Insel Milos/Griechenland. Berg- und Hüttenmänn Mh 117:286–290

    Google Scholar 

  • White DE (1957) Thermal waters of volcanic origin. Bull Geol Soc Am 68: 1637–1658

    Google Scholar 

  • Waring GA (1963) Data of Geochemistry. 6th ed. Chapter K.: Volcanic Emanations. U S Geol Surv Prof Pap 440-K

  • Wirsching U (1976) Experiments on hydrothermal alteration processes of rhyolitic glass in closed and “open” system. N Jb Min Mh 1976: 203–213

    Google Scholar 

  • —— (1977) Experimental studies on hydrothermal alteration of feldspars to montmorillonite and kaolinite minerals. N Jb Min Mh 1977: 333–343

    Google Scholar 

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Barth-Wirsching, U., Ehn, R., Höllen, H. et al. Studies on hydrothermal alteration by acid solutions dominated by SO4 2−: Formation of the alteration products of the Gleichenberg latitic rock (Styria, Austria)—Experimental evidence. Mineralogy and Petrology 41, 81–103 (1990). https://doi.org/10.1007/BF01168489

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