Other
Scientific paper
May 1963
adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1963gecoa..27..501b&link_type=abstract
Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 27, Issue 5, pp.501-518
Other
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Scientific paper
Sulphur isotope-ratios are reported for 65 sulphide samples and 72 barytes of the pyrite-sphalerite-baryte-deposit Meggen/Lenne. It was previously known that the Meggen "Kies"-deposit was formed in a shallow region of the Devonian ocean formed by the flat, dish-shaped top of a submarine elevation. The metal content (mainly pyrite) is derived from hydrothermal activity, and baryte was precipitated in a broad seam around the sulphide ore body. The S-isotope-ratios of both main components--sulphide and sulphate--differ only slightly from each other and show a markedly small spread. This contradicts any model of deriving both sulphur components from one common source : the transport of sulphide-and sulphate-ions in the same hydrothermal solution would give a large isotope fractionation due to the low temperature of formation (<100°C). Bacterial reduction of sulphate as a source of sulphide would give less fractionation but a large spread of -values, and concerning the deposition of baryte within a well separated seam, we can hardly derive the baryte-sulphur from oxydized ore-sulphide or hydrogen sulphide. Thus we must assume an individual source for each sulphur component: the sulphide sulphur has been brought by the metaliferous hydrothermal solutions probably in the form of complex ions, and the sulphate was precipitated from sea-water by Ba-ions of hydrothermal origin. Since no fractionation occurs in the normal sulphate precipitation, the baryte must preserve the S-isotope ratio of the Devonian ocean. This is proved by a plot of 25 new S-isotope measurements of Devonian evaporites from North America, published in this paper. Special attention is drawn to the evaluation of such evaporite data. Apart from the ore body, small amounts of sulphides of probably biogenic origin occur in various parts of the baryte-seam and in horizons above and beneath the deposit. They are depleted in S 34 and show a large spread of -values. The formation of a young fault within the ore body (Markhahnstörung) took place hydrothermally with a distinct fractionation of sulphur isotopes. From this fractionation a maximum temperature of 240°C is calculated for the mineralization. Zusammenfassung Schwefel-Isotopen-Verhältnisse wurden in 65 Sulfidmineralen und 72 Baryten der Lagerstätte Meggen/Lenne bestimmt. Neue Ergebnisse von Schwefel-Isotopen-Bestimmungen an 25 devonischen Evaporit-Mineralen werden mitgeteilt und auf die Bedeutung der Isotopenverhältnisse in Evaporiten hingewiesen. Die Schwefel-Isotopen-Verteilung im Meggener Pyrit-Sphalerit-Baryt-Lager zeigt nur geringe Streuung sowohl im Erzkörper als auch im Baryt-Saum. Die Isotopen-Verhältnisse der beiden Lagerkomponenten unterscheiden sich nur wenig. Da bei der anzunehmenden Bildungstemperatur des Meggener Lagers von <100°C bei bakterieller Reduktion von Meerwassersulfat wie auch bei Oxydation von Sulfid (Schwefelwasserstoff) zu Sulfat aber eine deutliche Anreicherung des schweren Schwefels in SO 4 - hätte stattfinden müssen, ist aus den experimentellen Befunden bewiesen, da für die Herkunft des Schwefels im Erz und im Baryt-Saum zwei verschiedene Quellen in Betracht kommen. Durch vergleichende Betrachtung des Schwefel-Isotopen-Verhältnisses von Devon-Evaporiten wird eine Herkunft des im Baryt-Saum festgelegten Sulfats aus dem Wasser des Devonmeeres wahrscheinlich, wohingegen das im Erzkörper gebundene Sulfid von den metallbringenden Hydro-thermen mitgeliefert worden sein dürfte. Da bei der Ausfällung von Sulfaten keine Fraktionierungserscheinungen eintreten, gibt der -Me wert des Baryts auch die Isotopen-Zusammensetzung des Devonmeeres im Meggener Raum angenähert wieder. Biogene Sulfidbildungen konnten in verschiedenen Teilen des Baryt-Saumes und in Horizonten über und unter dem Lager gefunden werden. Sie sind durch Anreicherung des leichten Schwefels und deutliche Streuung im Schwefel-Isotopen-Verhältnis charakterisiert. Die Vererzung einer jüngeren Störung im Erzlager (Markhahnstörung) erfolgte hydrothermal mit deutlicher Fraktionierung der Schwefel-Isotope. Als maximale Bildungstemperatur hierfür ergibt sich aus den Fraktionierungsfaktoren 240°C.
Buschendorf Fr.
Nielsen Hans
Puchelt Harald
Ricke Werner
No associations
LandOfFree
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