Other
Scientific paper
Aug 1963
adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1963gecoa..27..861h&link_type=abstract
Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 27, Issue 8, pp.861-876
Other
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Scientific paper
The geochemistry of germanium is discussed by means of about a hundred analyses in recent literature and about a hundred own spectrochemical determinations. Studied are: 1. (1) The distribution of germanium among coexisting silicates of igneous rocks:The content of germanium in all minerals is larger in acid rocks than in basic ones. On the other hand the ratio of germanium content in a special silicate and that of the co-existing plagioclase is nearly the same in all igneous rocks and therefore typical. These enrichment factors F M / Plag = [ Ge ] in mineral/[Ge] in plagioclase indicate; how many times the distribution coefficients E = [ Ge ] in mineral/[Ge] in magna of the silicates are larger than those of plagio-clases, if these minerals and plagioclases have been in equilibrium with the same magna. The enrichment factors increase up to factor 10 in the following sequence: tecto-, phyllo-, ino- and nesosilicates. But exceptions of this rule are observed in nesosilicates, which still have to be studied. The results confirm 's hypothesis about the intake of germanium in various types of silicates. 2. (2) The geochemical behaviour of germanium during the magnatic differentiation:Basic and acid rocks originated by crystallization of a magma contain a similar amount, about 1 ppm Ge. Because the distribution coefficient E = [ Ge ] in mineral/[Ge] in magna of one mineral is nearly the same in all igneous rocks, but the mineral increases in germanium during the magmatic differentiation, the concentration of germanium in the magma must also have increased. This is possible, if the amounts of the distribution coefficients of all silicates are smaller than one. The germanium content of a rock depends on its amount of dark minerals (% D ) with high distribution coefficients ( E D ), its amount of light minerals (% H ) with low distribution coefficients ( E H ) and on the concentration of germanium in the magma: [ Ge ] rock = (% DE D + % HE H [ Ge ] magma const . Minerals formed during the pegmatitic phase contain more germanium than those formed from the magma. The enrichment factors found for magmatic minerals are not effective here. A gaseous phase released from magma could transport germanium as a germaniumhalogenide. Germanium probably exists in the hydrothermal phase as germanate--or sulfogermanate--ion as a result of the solubility of germanium(IV)hydroxide. Germanium prefers to enter sphalerites and other sulfide minerals formed in this phase. Zusammenfassung Das geochemische Verhalten des Germaniums wird anhand von etwa hundert Analysen der neueren Literatur und etwa hundert eigenen spektrochemischen Germani-umbestimmungen diskutiert. Dabei wird untersucht: 1. (1) Die Verteilung des Germaniums zwischen verschiedenen, gemeinsam vorkommenden Silikaten der Tiefengesteine:Alle Kristallarten sind in kieselsäurereichen Gesteinen germaniumreicher als in kieselsäurearmen Gesteinen. Dagegen ist das Verhältnis des Germaniumgehaltes eines bestimmten Silikates zu dem des koexistierenden Plagioklases in allen magmatischen Gesteinen annähernd konstant und für die betreffende Kristallart typisch. Diese Anreicherungsfaktoren F M / Plag = [ Ge ] in Mineral/[Ge] in Plagioklas zeigen an, um wieviele Mal die Germaniumeinbauraten der Silikate E = [ Ge ] in Mineral/[Ge] in Magma grö er sind als die der Plagioklase, falls diese Minerale und Plagioklas mit derselben Schmelze im Gleichgewicht standen. Die Anreicherungsfaktoren F M / Plag der Silikate Wachens in der Reihenfolge Tekto-, Phyllo-, Ino- und Nesosilikate insgesamt um den Faktor 10 an, was sich kristallchemisch begründen lä t. Bei den Nesosilikaten treten allerdings Ausnahmen von dieser Regelmä igkeit auf, die noch zu klären sind. Diese Ergebnisse bestätigen die Hypothese (1943) über den Einbau von Germanium in die verschiedenen Silikattypen. 2. (2) Das Verhalten des Germaniums während der magmatischen Differentiation:Die im Verlauf der Hauptkristallisation eines Magmas entstandenen kieselsäurearmen und kieselsäurereichen Gesteine enthalten gleichviel, ungefähr l ppm Germanium. Da die Einbaurate E = [ Ge ] in Mineral/[Ge] in Magma einer Kristallart in allen Gesteinen annähernd gleich gro ist, Kristallarten aber im Laufe der magmatischen Differentiation germaniumreicher werden, mu auch die Germaniumkonzentration des Magmas grö er geworden sein. Dies ist möglich, wenn die Beträge der Einbauraten aller Silikate wesentlich kleiner als l sind. Der Germaniumgehalt eines Gesteins ist abhängig von seinem Anteil dunkler Gemengteile (% D ) mit hohen Einbauraten ( E D ), seinem Anteil heller Gemengteile (% H ) mit niedrigen Einbauraten ( E H ) und von der Germaniumkonzentration des Magmas: [ Ge ] Gestein = (% DE D + % HE H ) [ Ge ] Magma konst . Die sich in der pegmatitisch-pneumatolytischen Phase abscheidenden Kristallarten sind germaniumreicher als die der Hauptkristallisation. Die für magmatische Bildungen gefundenen Anreicherungsfaktoren f m / Plag gelten hier nicht. Eine entbundene Gasphase könnte Germanium als Germaniumhalogenid transportieren. In der hydrothermalen Phase liegt das Germanium infolge der Löslichkeit von Germanium-(IV)hydroxid wahrscheinlich als Germanat-oder Sulfogermanation vor. Das Germanium wird bevorzugt in die sich aus dieser Phase abscheidenden Zinkblenden eingebaut.
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