background image

GEOLOGICA CARPATHICA, JUNE 2005, 56, 3, 193–204

www.geologicacarpathica.sk

The role of boron and fluorine in evolved granitic rock

systems (on the example of the Hnilec area,

Western Carpathians)

MICHAL KUBIŠ

and IGOR BROSKA

1

1

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, P.O. Box 106, 840 05 Bratislava 45, Slovak Republic;

igor.broska@savba.sk

(Manuscript received March 15, 2004; accepted in revised form December 9, 2004)

Abstract: The Hnilec S-type granites show a primary enrichment in the elements Sn, Rb, B, F, Nb, Ta and W which are

hosted in mineral  assemblage of cassiterite, tourmaline, fluorite, Ta- and Nb-phase etc. Such an evolved or specialized

character of primary felsic melt was caused by a higher mobility of volatiles (B, F) due to the primary increased contents,

which resulted in depolymerization of melt and consequently the decrease of density and viscosity. The B content in the

granite body increases toward the granite roof-zone and reaches its maximum in the marginal granitic pegmatites and in

the surrounding wall rocks. The greisenized granite parts are generally low in B. Although the F content also increases

towards granitic cupolas and the highest F is in the altered parts (greisens), it is very low in the exocontact wall rocks

compared to boron. Principally, there are not significant differences in boron and fluorine mobility but the observed

assemblage are simply related to precipitation mechanisms, which are very different for the two elements. The main B

carrier is tourmaline, which was formed by primary magmatic and secondary hydrothermal precipitation. The tourma-

line found in the granites is mainly schorl, rarely foitite, whereas, tourmaline with higher dravite molecule is typical of

the granitic exocontact.  The schorl with higher dravite molecule also occurs in the cracks and rims of the primary schorl

and formed from post-magmatic volatiles, which circulated between granites and granite host rocks possibly during

mixing of magmatic and meteoric waters. The main concentrators of F are white mica, which trapped fluorine by OH

exchanges, and fluorite. The outline of the greisen formation in the Hnilec region has been interpreted as a process above

the emanation centre in the Hnilec granite cupola at locality Medvedí potok Valley. An emanation spot was a space with

high volatile flux localized above the position of hydromagma which formed beneath a fine-grained granite carapace or

between fine- and coarse-grained granites in the overpressurring regime. If the vapour pressure of the dissolved fluid

exceeded the lithostatic pressure it caused the rupture of the overlying crystalline rocks and the flux of volatiles have

altered rocks and became the source of special mineralization of the Hnilec and Gemer granites.

Key words: Western Carpathians, Gemeric Superunit, greisen, granite, tourmaline, muscovite, boron, fluorine.

Introduction

Boron and fluorine are widespread volatile elements of crustal

granitic rocks, being found in sedimentary, volcanic, plutonic

and metamorphic environments (Anowitz & Grew 1996). B

2

O

3

concentrations may approach 1 wt. % in some evolved, peralu-

minous  tourmaline-bearing  granites  (Pichavant  &  Manning

1984), fluorine is generally a minor component in granitic rock,

but may be found highly concentrated in evolved residual melts.

In certain topaz granites or rhyolites it reaches up to 3.2 wt. % F

(Pichavant & Manning 1984; Icenhower & London 1995). The

presence of these volatiles in the felsic melt significantly chang-

es its rheological characteristics such as density or viscosity and

consequently they influence the primary character of the melt

(Dingwell  et  al.  1993).  The  decrease  of  liquidus  and  solidus

temperature  in  the  felsic  melt  is  further  promoted  by  the  in-

crease of water solubility (Manning 1981; Pichavant 1981; Pol-

lard et al. 1987). Along with high P concentration high boron

and  fluorine  results  influence  the  depolymerization  of  felsic

melt with following production of higher amounts of residual

melts (Dingwell et al. 1985; Mysen et al. 1981).

Earlier, it was considered that in granitic melts F

–

 replaces

O

 forming Si–F bonds or it links with Na

+

 and other network

modifiers  (Bailey  1977),  but  precision  spectroscopic  studies

(Kohn et al. 1991; Schaller et al. 1992) have now shown that a

significant short-range order exists between Na,K+Al and F,

on the one hand, and Si–O, on the other hand. Along with re-

moval of Al from bridging AlO

4

-units, this explains the above

mentioned depolymerization of silicate melts with increasing

F  content  (Schaler  et  al.  1992).  Moreover  formation  of

(Na,K)

3

AlF

6

 units responds to the liquid immiscibility of F-

rich  granitic  melts  and  the  silicate  component.  This  is  also

shown by experiments in granite-pegmatite melt enriched both

in H

2

O, B, P and F and consequently in Na

3

AlF

6

 and H

3

BO

3

components in residual hydrosaline melt (Veksler & Thomas

2002).  Silicate-melt  inclusions  in  topaz-zinnwaldite-granites

from Zinnwald indicate that F can reach up to several percent-

age (6 wt. %) in the differentiated melt (Thomas et al. 2005).

The presence of fluorine in granitic melts might also increase

the  solubility  of  high-field-strength  cations  by  making  non-

bridging O atoms available for complexing of these cations,

what is metalogenetically significant.

background image

194                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

The  tin  prospecting  of  the  Hnilec  Granite  in  the  Gemeric

Superunit,  which  is  the  uppermost  Alpine  West-Carpathian

tectonic superunit, during the 1970’s revealed the existence of

granites with increased fluorine and boron concentrations en-

riched  in  rare  metal  elements  as  Sn,  Nb,  Ta  and  W.  These

granites were greisenized and became a source of hydrother-

mal mineralization manifested by the presence of cassiterite,

molybdenite and wolframite occurring in the veins (Grecula &

Drnzík  1995).  Underground  mining  activity,  exploration  by

drilling and geochemical prospecting has shown the presence

of geological and chemical zonality within the Hnilec granite

body. The analyses of volatile elements, which have been ob-

tained  during  the  prospecting  works  along  granitic  profiles,

give the possibility of achieving a better understanding of bo-

ron and fluorine behaviour in granitic magmatic systems. The

aim of this paper is to show the distribution of boron and fluo-

rine within the granitic cupolas and the surrounding wall rock

complexes on the basis B and F analyses gained during pros-

pecting work additionally combined with the technique of mi-

croprobe  mineral  analyses.  Tin  distribution  will  also  be  dis-

cussed in the framework of B and F spatial variation.

Methods

The analysed material consisted of hand-specimen samples.

Sampling was carried out by prospection regularly step by step

in distances of 5 meters. The samples came from a prospecting

gallery from the geochemical profiles and horizontal boreholes.

Boron  from  crushed  rock  samples  has  been  analysed  by  the

AES-ICP (atomic emission spectrometry with inductively cou-

pled plasma) and fluorine by the potentiometrical method (labo-

ratory  of  the  Geological  Survey  in  Spišská  Nová  Ves).  The

whole rock analyses were performed in ACME Laboratory in

Vancouver (Canada) by the ICP-MS analytical procedure which

follows: 1 — sintering of a 0.2 g sample aliquot with sodium

peroxide, 2 — dissolution of the sinter cake, separation and dis-

solution of the REE hydroxide-bearing precipitate, 3 — analy-

sis by ICP-MS using the method of internal standardization to

correct  for  matrix  and  drift  effects.  Natural  rocks  and  pure

quartz reagent (blank) were used as reference standards.

The  mineral  compositions  present  in  apogranites  (tourma-

line, micas etc.) were determined by wave length electron mi-

croprobe Cameca SX 100 at the ŠGÚDŠ laboratory (accelerat-

ing  voltage  15 kV,  sample  current  20 nA,  beam  diameter

5 µm) with calibrated natural standards.

Geological background — characterization of the

Hnilec Granite

The Hnilec Granite is one of the granite bodies within the so

called Spiš-Gemer granites or granites occuring in the Gemer-

ic Superunit, which is the highest of the three major Alpine

tectonic  units  of  the  Central  Western  Carpathians  (Fig. 1).

This thick-skinned sheet of Upper Cambrian–Silurian volcan-

ogenic  flysch  (Gelnica  Group)  and  the  Devonian  ophiolites

(Rakovec Group) thrusted northward onto the Veporic Supe-

runit during the Paleoalpine (Cretaceous) orogeny is usually

correlated  with  the  Upper  Austroalpine  units  of  the  Eastern

Alps  (e.g.  Mahe¾  1974;  Plašienka  et  al.  1997).  During  the

Variscan Orogeny the Gemeric Superunit was metamorphosed

in  the  greenschist  and  locally  the  amphibolite  facies

(Vozárová & Ivanièka 1996; Faryad 1997; Soták et al. 2000),

whereas  the  younger  Alpine  metamorphism  reached  green-

schist facies conditions (e.g. Krist et al. 1992).

The western Hnilec Granite occurrence with hydrothermal

Sn–W–(Nb–Ta) mineralization forms a granite body 2×1 km

in  size  with  strong  zonal  structures  (Fig. 1).  The  occurrence

and  distribution  of  elements  within  the  granitic  rocks  was

studied  along  three  geochemical  profiles  at  the  locality

Medvedí potok Valley (Fig. 2). The lower part of this granite

intrusion  is  composed  of  two-mica  granite  represented  by

a medium  grained  rock  consisting  of  subhedral,  sericitized

plagioclase  (31 vol. %),  perthitic  K-feldspar  (24 vol. %),

quartz (37 vol. %), muscovite (5 vol. %), and small amount of

biotite  (1 vol. %).  Here  the  principal  accessory  minerals  are

tourmaline, zircon, apatite, monazite, xenotime, rutile and flu-

orite. The middle part of the Hnilec body consists of medium

grained muscovite granite with similar rock-forming and ac-

cessory mineral proportions, the external part is composed of

fine-grained granite with lower plagioclase (25 vol. %) and K-

feldspar (13 vol. %) contents, and a higher amount of quartz

(45 vol. %)  and  white  mica  (17 vol. %).  Zircon,  monazite,

tourmaline, fluorite, Ta–Nb minerals (columbite groups, Nb–

Ta-rutile)  are  the  principal  accessory  mineral  phases  in  this

part. A fine-grained greisenized granite zone lies directly over

the fine-grained granite and the major constituents are quartz

(52 vol. %),  white  mica  (22 vol. %),  plagioclase  (14 vol. %)

and  K-feldspar  (12 vol. %).  Accessory  minerals  include  zir-

con, apatite, monazite, cassiterite, pyrite and rare tourmaline

and fluorite. The greisen occurrences are found in the apical

endocontact where they form bodies 100–200 m long and lo-

cally 30 m thick usually reaching 1–2 m. The greisens consist

of quartz (60 vol. %) and white mica (37 vol. %), locally with

plagioclase relicts. Accessories are represented by tourmaline,

increased amount of cassiterite, topaz, apatite, fluorite, molyb-

denite, arsenopyrite and pyrite. The external part of the altered

granitic cupola is locally bordered by a layer of marginal peg-

matite (stockscheider) (Fig. 2). The stockscheider zone is 0.5

up to several meters thick. Generally, the marginal pegmatite

consists  of  large  oriented  K-feldspar  crystals,  with  quartz,

white mica, biotite and long prismatic tourmaline crystals. Ac-

cessory  minerals  are  represented  by  fluorite  and  cassiterite.

The  greisenization  caused  a zonal  arrangement  of  various

types of metasomatites, appearing in the greisenized parts: 1 —

the  quartz  zone  (0.2–1.0 m),  2  —  the  zone  of  ore-bearing,

quartz-micaceous greisens, 3 — the zone of the albitized fine-

grained  granite  containing  lenses  of  ore-greisens,  4  —  the

zone of microclinized medium grained granite. The dissemi-

nated  Sn–W–(Nb–Ta)  mineralization  is  concentrated  mainly

in the greisenized cupola as well as in the hydrothermal cas-

siterite-quartz veins (Drnzík 1982; Grecula & Drnzík 1995).

The geochemistry of the Hnilec granites shows typical fea-

tures of the S-type peraluminous leucogranite suite (Table 1).

The  chemical  composition  of  these  granites  is  characterized

by high SiO

2

 contents (75.2 to 76.7 wt. %), relatively high al-

kalies, especially K

2

O (3.8 to 4.9 wt. %), relatively low MgO

background image

BORON AND FLUORINE IN GRANITIC ROCK SYSTEMS (WESTERN CARPATHIANS)                                   195

Fig. 1. Position of the Gemeric Superunit in the Western Carpathians mountain system and geological sketch map of the Gemer granite oc-

currences (according to Bajaník et al. 1984). Geological sketch map of the tin deposit in Hnilec-Medvedí potok (modified according to Drn-

zík 1982).

(0.06  to  0.28 wt. %)  and  CaO  (0.36–0.54 wt. %).  The  REE

normalized patterns of the granites have significant low nega-

tive Eu anomaly (Eu/Eu* ≈ 0.09), and the Rb contents range

from  440  to  868 ppm  depending  on  the  differentiation  level

(Table 1). The S-type character of the Hnilec granites is also

demonstrated by high initial 

87

Sr/

86

Sr ratio (0.71–0.72; Cam-

bel et al. 1990), ASI index (1.1–1.2), total REE abundances as

well as elevated P

2

O

5

 contents.

A Permian age for the Hnilec granites was determined from

monazite (276±13 Ma; Finger & Broska 1999) and single zir-

con grain dating (243±18 Ma; Poller et al. 2002). The Permi-

an age was also confirmed by associated ore mineralization in

granite  exocontact  on  molybdenite  by  Re-Os  dating

(262.2±0.9 Ma; Kohút et al. 2004; Kohút & Stein 2005). Be-

cause the Hnilec granites represent a suite of S-type granitic

bodies primarily enriched in the elements Sn, Rb, Nb, Ta and

W reflecting a special mineral paragenesis, such as  cassiterite

and Ta- and Nb-phases, the name “specialized S-type granite

suite” was accepted for these granites in the Spiš-Gemer re-

gion (Uher and Broska; 1996; Broska & Uher 2001).

Fig. 2. Geological map of the prospecting gallery # 2 with marked

the  three  profiles  along  the  granite  roof-zone  marked.  Sea  level

680 m (modified according to Drnzík 1982).

background image

196                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

Boron and fluorine geochemistry of the Hnilec

granitic cupola

The  boron  distribution  in  the  geochemical  profiles

(Figs. 2, 3) shows certain regularities. An increased amount of

boron is found in the fine- and medium grained Ms-granites

Table 1:  Representative  whole-rock  chemical  analyses  of  granites

from the Hnilec-Medvedí potok tin deposit (major elements in wt. %

and trace elements in ppm). Analysed by ICP-MS in ACME Labora-

tory (Vancouver, Canada) and B, Sn by OES (Geological Institute of

Slovak Acad. Sci., Bratislava).

(~200 ppm). In spite of the fact that boron is the principal vol-

atile element in these rocks, relatively low B concentrations

were  transferred  to  the  altered  granite  parts  and/or  to  fine-

grained greisenized granite (~15 ppm). On the other hand mar-

ginal pegmatite (stockscheider) from the contact with the wall

rock contains very high B concentrations (~500 ppm), where-

as  ore  greisens  from  the  inner  part  are  poorer  in  boron

(~170 ppm). The highest B concentrations (~1000 ppm) were

determined  from  the  exocontact  chlorite-sericite  phylites

(Drnzík 1982) (Fig. 3).

Fluorine distribution is different in comparison to boron. An

elevated fluorine concentration was observed in the medium

grained Ms-granites (~2500 ppm), but a relatively decreased

fluorine content was found in the upper fine-grained granites

(~1000 ppm)  and  in  fine-grained  greisenized  granites

(~1300 ppm). A similar concentration of fluorine is found in

the ore greisens (~1500 ppm), a significant increase of fluo-

rine has been observed in marginal pegmatites (stockscheider)

— (~3000 ppm), although, on the other hand, lower fluorine

content was found in the exocontact rocks (~1000 ppm; Drn-

zík 1982) (Fig. 3). The statistical parameters of dates from B,

F distributions are presented in Table 2.

The specific boron and fluorine distributions reflect differ-

ences in the precipitation mechanisms of these elements, rath-

er than in their mobility which is similar. Fluorine is transport-

ed as HF and alumino- and siliconhydroxylfluoride complexes

(Tagirov & Schott 2001; Tagirov et al. 2002), whereas boron

forms non-ionic bonds with oxygen, resulting in two types of

oxyanions, trigonal (BO

3

 

) or tetrahedral (BO

4

 

). More impor-

tant, the precipitation of fluorine compared to boron is dic-

Table 2: Average and ranges of granitic rock compositions from the

Hnilec-Medvedí  potok  tin  deposit  (analyses  are  taken  from  Drnzík

1982). Averages have been counted from three profiles (see Fig. 2).

Extreme values are omitted.

 

Rock type 

Sample # 

medium grained

Ms granite 

GK-8 

fine-grained 

granite 

GK-9 

greisen 

GK-10 

SiO

2

 

  76.38 

   75.25 

       76.13 

TiO

2

 

    0.06 

     0.04 

         0.05 

Al

2

O

3

 

  13.48 

   14.00 

       13.71 

Fe

2

O

3

 

    1.12 

     1.25 

         1.68 

MnO 

    0.02 

     0.05 

         0.04 

MgO 

    0.28 

     0.06 

         0.25 

CaO 

    0.54 

     0.36 

         0.28 

Na

2

    3.32 

     3.82 

         3.04 

K

2

    3.79 

     3.81 

         3.03 

P

2

O

5

 

    0.19 

     0.25 

         0.20 

L.O.I. 

    0.80 

     1.00 

         1.70 

TOT/C 

  <0.01 

   <0.01 

         0.03 

TOT/S 

  <0.01 

   <0.01 

         0.01 

TOTAL 

  99.99 

   99.89 

     100.11 

 

 

 

 

      407 

    257 

       83 

Ba 

        83 

      15 

       31 

Ni 

          0.1 

        0.3 

       <0.1 

Sc 

          3 

        3 

         3 

Co 

          0.7 

      <0.5 

         0.7 

Cs 

        18.6 

      28.4 

       60.3 

Ga 

        24.3 

      29.3 

       36.3 

Hf 

          2.2 

        1.9 

         1.9 

Nb 

        16.6 

      22 

       18.1 

Rb 

      500.2 

    867.5 

     806.6 

Sn 

        27 

    105 

     852 

Sr 

          9.9 

      26.9 

       10.1 

Ta 

          5.3 

        8.2 

         6.1 

Th 

          8.9 

        8.6 

         9.3 

          7.7 

        6.2 

       26.9 

          9.3 

      18.9 

         9.1 

Zr 

        40.2 

      27.8 

       32.6 

Mo 

          0.1 

        0.1 

         3.3 

Cu 

          0.5 

        0.8 

         2.9 

Pb 

          1.8 

        1.9 

         1.5 

As 

          2.6 

        5.1 

         6.4 

Sb 

          0.4 

        0.7 

         0.9 

Bi 

          4.8 

        7.2 

       18.7 

        13.1 

      23.3 

       11.6 

La 

          2.5 

        1.6 

         2.3 

Ce 

          7.5 

        4.8 

         6 

Pr 

          0.92 

        0.71 

         0.69 

Nd 

          3.4 

        2.5 

         3.1 

Sm 

          1.6 

        1.5 

         1.2 

Eu 

          0.05 

        0.05 

         0.06 

Gd 

          1.71 

        1.38 

         1.34 

Tb 

          0.37 

        0.33 

         0.41 

Dy 

          2.25 

        2.06 

         2.16 

Ho 

          0.37 

        0.25 

         0.33 

Er 

          0.37 

        0.67 

         0.81 

Tm 

          0.13 

        0.09 

         0.12 

Yb 

          0.79 

        0.68 

         0.81 

Lu 

          0.1 

        0.09 

         0.09 

 

  

  

Sn 

  

  

(ppm) 

(ppm) 

(ppm) 

Chlorite-sericite 

average 

558 

987 

87 

phyllites 

st.dev. 

394 

759 

80 

 

max. 

1050 

2600 

361 

n = 45 

min. 

120 

260 

12 

Marginal 

average 

550 

2773 

376 

pegmatite 

st.dev. 

299 

351 

306 

(stockscheider) 

max. 

940 

3100 

800 

n = 3 

min. 

245 

2400 

92 

Greisen   

average 

172 

1551 

867 

 

st.dev. 

132 

1349 

564 

n = 24 

max. 

400 

6200 

2000 

  

min. 

10 

620 

105 

Fine-grained  

average 

16 

1339 

220 

greisenized 

st.dev. 

817 

214 

granite 

max. 

30 

3400 

803 

n = 11 

min. 

10 

700 

70 

Fine-grained  

average 

208 

1032 

69 

granite 

st.dev. 

127 

236 

14 

 

max. 

360 

1600 

98 

n = 16 

min. 

50 

640 

52 

Medium grained   

average 

216 

2483 

37 

Ms granite 

st.dev. 

115 

1891 

 

max. 

530 

6700 

54 

n = 27 

min. 

40 

860 

29 

 

background image

BORON AND FLUORINE IN GRANITIC ROCK SYSTEMS (WESTERN CARPATHIANS)                                   197

tated by different compositions of their host minerals (fluorite,

micas vs. tourmaline). In the case of boron, large quantities of

partition material are shifted to the aqueous fluid phase (dur-

ing melt saturation, i.e. the first or second boiling), and it does

not precipitate until the fluid phase reaches a high — Mg-Fe

environment (country rock pelites). This explains why most of

the tourmaline (and boron) is located around the contact. On

the other hand, fluorine will not precipitate into abundant fluo-

rite, because of Ca deficiency in the apical part of the cupolas,

and its contents in the fluid are modified by OH–F exchanges

with all mineral hydroxyl bearing phases such as micas.

B,F-bearing minerals in the Hnilec granites

Tourmaline is the main boron carrier in the Hnilec granites.

In these granites and the corresponding greisens, it forms eu-

hedral  crystals  without  any  rock-forming  mineral  inclusions

(Fig. 4a,b).  Tourmaline  is  there  represented  by  schorl  with

high Fe/(Fe+Mg) = 0.95 to 0.97, locally with elevated F con-

tents (0.64 and 1.17 wt. %). The amount of X-site vacancies

varies in a relatively narrow ranges between 0.26–0.28 a.p.f.u.

The high ferrous contents determined by Mössbauer spectro-

copy (90 %; Broska et al. 1998) as well as the textural rela-

tionships of tourmaline to the other rock-forming minerals, in-

dicate  its  primary  origin.  This  tourmaline  is  identified  as

primary mineral phase — tourmaline I.

The tourmalines from the greisen part form single crystals

(to 3 cm) or composite aggregates often exhibit zonal texture

(Fig. 4c,d). This schorl probably primary in core (Fe/(Fe+Mg)

=  0.99)  is  overgrown  by  secondary  Mg-rich  schorl  (Fe/

(Fe+Mg) = 0.62–0.73). The schorl with an increased dravite

Fig. 3. Boron and fluorine distribution (in ppm) along the profile # 1 in the prospecting gallery No. 2. (source data, Drnzík 1982). Anoma-

lous values are ecluded from the statistical calculations (points 14, 15).

proportion (Fe/(Fe+Mg) = 0.62 to 0.65) is also typical of the

granite exocontact zone (Figs. 4e, 5; Table 3), where it forms

large black crystals (0.5 mm to 10 cm) in rossete-like as well

as massive globular aggregates with quartz, or discrete quartz-

tourmaline crystals (Broska et al. 1998). This tourmaline rep-

resents a younger post-magmatic phase — tourmaline II. Post-

magmatic tourmalines occurred also in the granite but mainly

in its greisenized parts (Fig. 4c,d).

White  mica  and  fluorite  due  to  their  abundances  are  the

most significant fluorine concentrators, other F-mineral phas-

es being apatite and topaz. Although white micas from the me-

dium grained muscovite granite and greisens contain very low

amounts of fluorine (0.01–0.4 wt.%), higher or moderate fluo-

rine concentrations were determined in white muscovite from

fine-grained  granites  (1.8–3.2 wt. %).  Howewer,  white  mica

in greisens also has a low content of F (0.50–0.70 wt. %). The

compositions of white micas correspond to ferro-aluminocela-

donite (Broska et al. 2002) and they occur as interstitial flakes

(Fig. 4f,g,h,  Table 4).  Fluorite  usually  forms  small  crystals

disseminated  in  granite,  but  also  thin  veinlets  or  aggregates

along tectonic fissures in granitic rocks. The occurrence of flu-

orine  veins  is  due  to  post-magmatic  or  hydrothermal  fluid

transfer.

Discussion and synthesis

Movement of postmagmatic fluids

Boron-bearing fluids easily escape along fractures to coun-

try  rocks  and  form  there  widespread  pervasive  tourmaline

mineralization. On the other hand, fluorine accumulates in al-

background image

198                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

tered granites or greisenized near-roof parts, also in medium

grained muscovite granite, but only very slightly in the coun-

try rocks. Similarly to the Gemeric Granite, the strong local

tourmaline precipitation in aureole rocks is known around the

B-rich  Cornubian  granites  in  SW  England  (Jackson  et  al.

1989; London & Manning 1995), and also from the Podlesí

granite stock in the Krušné hory Mts (Breiter 2002). In con-

trast to it, fluorine aureole is observed around the rare metal

Beauvoir Granite in the French Massif Central (Table 5). The

strong F mobility is there documented by significant decrease

Table 3: Representative microprobe analyses of tourmaline (in wt. %).

of F along Li, Sn and W contents in the last 100 m below the

granite roof (Cuney et al. 1992; Raimbault et al. 1995).

The behaviour of F-rich magmas is different compared to B-

rich  ones.  The  greater  mechanical  energy  produced  during

crystallization of B-rich magmas, which is usually related to

the higher content of water, provides a mechanism for breccia

pipe and stockwork formation, while the more passive crystal-

lization of F-rich magmas often results in the formation of dis-

seminated mineralization (Pollard et al. 1987). A breccia pipe

is known from the Hnilec area, although only in a restricted

 

Point 

2

 

Rock type 

medium grained muscovite 

granite 

 

greisen 

  

  

phyllite 

 

Sample 

GK-8-2 

GK-8-3 

GK-11-1 

GK-11-2 

GK-11-3 

HN-1-4 

HN-2-2 

HN-2-3 

SiO

2

 

34.73 

33.92 

36.13 

35.79 

34.95 

35.32 

34.89 

34.86 

TiO

2

 

0.54 

0.59 

0.36 

0.30 

0.27 

0.89 

0.94 

0.98 

B

2

O

3

10.12 

10.09 

10.37 

10.32 

10.03 

10.31 

10.29 

10.29 

Al

2

O

3

 

33.19 

33.33 

31.56 

31.61 

31.59 

32.25 

32.45 

32.41 

Cr

2

O

3

 

0.03 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.05 

0.04 

FeO

tot

 

14.59 

14.98 

11.64 

13.62 

16.47 

11.21 

11.21 

11.04 

MnO 

0.22 

0.25 

0.22 

0.17 

0.30 

0.14 

0.08 

0.21 

MgO 

0.45 

0.46 

4.00 

2.86 

0.11 

3.69 

3.68 

3.75 

CaO 

0.03 

0.07 

0.20 

0.16 

0.06 

0.35 

0.32 

0.38 

Na

2

1.91 

1.94 

2.37 

2.22 

2.14 

2.13 

2.17 

2.14 

K

2

0.03 

0.04 

0.04 

0.04 

0.06 

0.05 

0.04 

0.05 

H

2

O* 

2.98 

3.03 

3.10 

3.05 

3.13 

3.27 

3.26 

3.31 

1.07 

0.95 

1.01 

1.08 

0.70 

0.60 

0.61 

0.50 

Cl 

0.00 

0.00 

0.00 

0.01 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

O=F 

–0.45 

–0.40 

–0.43 

–0.45 

–0.29 

–0.25 

–0.26 

–0.21 

O=Cl 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

Total 

99.44 

99.25 

100.57 

100.77 

99.52 

99.96 

99.73 

99.76 

Atomic proportions based on the sum of T+Z+Y=15 cations 

 

 

 

 

*B

2

O

3

 and H

2

O calculated from ideal stoichiometry 

 

 

 

 

Si

4+

 

5.965 

5.844 

6.057 

6.027 

6.055 

5.953 

5.893 

5.887 

Al

3+

0.035 

0.156 

0.000 

0.000 

0.000 

0.047 

0.107 

0.113 

Total T 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

B

3+

 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

Al

3+

5.996 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

5.993 

5.995 

Cr

3+ 

0.004 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.007 

0.005 

Fe

3+

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

Total Z 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

6.000 

Ti

4+

 

0.070 

0.076 

0.045 

0.038 

0.035 

0.113 

0.119 

0.124 

Al

3+

0.687 

0.611 

0.298 

0.302 

0.507 

0.360 

0.360 

0.342 

Fe

2+.3+

 

2.096 

2.158 

1.632 

1.918 

2.386 

1.580 

1.583 

1.559 

Mn

2+

 

0.032 

0.036 

0.031 

0.024 

0.044 

0.020 

0.011 

0.030 

Mg

2+

 

0.115 

0.118 

0.994 

0.718 

0.028 

0.927 

0.927 

0.944 

Total Y 

3.000 

2.999 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

3.000 

2.999 

Total Al 

6.718 

6.767 

6.235 

6.274 

6.451 

6.407 

6.460 

6.450 

Ca

2+

 

0.006 

0.013 

0.036 

0.029 

0.011 

0.063 

0.058 

0.069 

Na

+

 

0.636 

0.648 

0.770 

0.725 

0.719 

0.696 

0.711 

0.701 

K

+

 

0.007 

0.009 

0.009 

0.009 

0.013 

0.011 

0.009 

0.011 

Total X 

0.649 

0.670 

0.815 

0.763 

0.743 

0.770 

0.778 

0.781 

Vac. X 

0.351 

0.330 

0.185 

0.237 

0.257 

0.230 

0.222 

0.219 

Total Cat. 

18.648 

18.670 

18.815 

18.762 

18.743 

18.770 

18.777 

18.780 

OH

–

 

3.419 

3.482 

3.465 

3.422 

3.616 

3.680 

3.674 

3.733 

0.581 

0.518 

0.535 

0.575 

0.384 

0.320 

0.326 

0.267 

Cl 

0.000 

0.000 

0.000 

0.003 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

Total W 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

O

 

30.642 

30.627 

30.610 

30.520 

30.809 

30.866 

30.837 

30.896 

Fe/(Fe+Mg) 

0.95 

0.95 

0.621 

0.728 

0.99 

0.63 

0.63 

0.62 

 

background image

BORON AND FLUORINE IN GRANITIC ROCK SYSTEMS (WESTERN CARPATHIANS)                                   199

Fig. 4. Microphotographs from granites in the roof zone (a, b) and back-scattered electron (BSE) images of tourmaline and white mica at

the Hnilec-Medvedí potok locality (c, d, e, f). a, b — interstitial schorl from the medium grained muscovite granite; c, d — schorl

aggregates  from  greisen;  e  —  schorl-quartz  from  exocontact  phyllite;  f  —  white  mica  from  medium  grained  muscovite  granite;  g  —

white mica from fine-grained granite; h — white mica from greisen. Tur — tourmaline, Ms — muscovite, Kfs — K-feldspar, Cst — cas-

siterite, Ap — apatite.

background image

200                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

Fig. 5.  Quadrilateral  Vac.

X

/(Vac.

X

+Na)  vs.  Fe/(Fe+Mg)  diagram

(atomic proportions) of tourmalines from Hnilec area (Medvedí po-

tok  Valley).  Black  circles  —  medium  grained  muscovite  granite,

grey squares — greisen, triangles — exocontact phyllite.

Table 4: Representative microprobe analyses of white mica (in wt. %). Total FeO from microprobe analyses has been divided into FeO and

Fe

2

O

3

 in ratio 50:50.

extent. The common occurrence of B and F in a volatile sys-

tem is not so widespread and is known in detail mainly from

the Cornubian granites. The Hnilec granite system shows a lot

of similarities with this evolution.

Mineralization derived from B and F-rich fluids

Boron-rich magmatic systems result in tourmaline precipita-

tion. Tourmaline in such systems always occurs in the parental

granites as well as in the country host rocks, which indicates a

longer distance of boron migration from granites stopped by

an Fe-Mg environment (London & Manning 1995). The hy-

drothermal  tourmaline,  schorl  or  schorl-dravite  and  dravite

species,  in  the  exocontact  aureoles  around  granitic  plutons

usually shows a fine-scale chemical zoning within crystals and

usually preserves the essential chemical characteristics of the

 

Point 

2

 

Rock type 

medium grained muscovite granite 

fine-grained granite 

greisen 

Sample 

GK-8/6-1 

GK-8/6-2 

GK-9/1-16 

GK-9/1-17 

GK-10/7-9 

GK-10/7-11 

SiO

2

 

46.60 

45.71 

48.37 

47.09 

46.96 

47.98 

TiO

2

 

0.35 

0.18 

0.14 

0.08 

0.00 

0.17 

Al

2

O

3

 

32.78 

28.74 

28.12 

30.12 

31.55 

30.22 

Cr

2

O

3

 

0.00 

0.00 

0.05 

0.15 

0.01 

0.00 

FeO 

1.95 

4.24 

3.27 

2.89 

3.31 

2.84 

Fe

2

O

3

 

2.16 

4.71 

3.63 

3.21 

3.68 

3.15 

MnO 

0.11 

0.11 

0.23 

0.21 

0.11 

0.08 

MgO 

0.34 

0.46 

0.24 

0.06 

0.00 

0.45 

CaO 

0.00 

0.02 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

Na

2

0.46 

0.14 

0.07 

0.20 

0.34 

0.10 

K

2

9.62 

10.09 

10.92 

10.80 

10.38 

10.94 

H

2

O * 

4.49 

4.37 

3.47 

3.33 

4.19 

4.23 

0.00 

0.00 

1.87 

2.26 

0.50 

0.43 

Cl 

0.01 

0.03 

0.01 

0.01 

0.00 

0.00 

O=F 

0.00 

0.00 

–0.79 

–0.95 

–0.21 

–0.18 

O=Cl 

0.00 

–0.01 

0.00 

0.00 

0.00 

0.00 

Total 

98.87 

98.79 

99.23 

99.46 

100.82 

100.41 

Formulae based on 12 oxygens,  

  

  

  

  

H

2

O based on the sum of OH+F+Cl=2 a.p.f.u. 

  

  

  

Si 

3.146 

3.168 

3.302 

3.215 

3.156 

3.230 

Al T 

0.854 

0.832 

0.698 

0.785 

0.844 

0.770 

Total T 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

4.000 

Ti 

0.018 

0.009 

0.007 

0.004 

0.000 

0.009 

Al M 

1.755 

1.515 

1.564 

1.639 

1.655 

1.628 

Cr 

0.000 

0.000 

0.003 

0.008 

0.001 

0.000 

Fe

2+

 

0.110 

0.245 

0.186 

0.165 

0.186 

0.160 

Fe

3+

 

0.110 

0.245 

0.186 

0.165 

0.186 

0.160 

Mn 

0.006 

0.006 

0.013 

0.012 

0.006 

0.005 

Mg 

0.034 

0.048 

0.024 

0.006 

0.000 

0.045 

Total M 

2.033 

2.069 

1.985 

1.999 

2.034 

2.006 

Vac. M 

0.967 

0.931 

1.015 

1.001 

0.966 

0.994 

Total Al  

2.608 

2.347 

2.262 

2.424 

2.499 

2.398 

Ca  

0.000 

0.001 

0.000 

0.000 

0.000 

0.000 

Na 

0.060 

0.019 

0.009 

0.026 

0.044 

0.013 

0.829 

0.892 

0.951 

0.941 

0.890 

0.940 

Total I 

0.889 

0.912 

0.960 

0.967 

0.934 

0.953 

Vac. I 

0.111 

0.088 

0.040 

0.033 

0.066 

0.047 

Total Cat. 

6.921 

6.982 

6.945 

6.966 

6.968 

6.959 

OH 

1.999 

1.996 

1.595 

1.511 

1.894 

1.908 

0.000 

0.000 

0.404 

0.488 

0.106 

0.092 

Cl 

0.001 

0.004 

0.001 

0.001 

0.000 

0.000 

Total X 

2.000 

2.000 

2.000 

2.000 

2.000 

2.000 

Fe/(Fe+Mg) 

0.762 

0.838 

0.884 

0.964 

1.000 

0.779 

 

background image

BORON AND FLUORINE IN GRANITIC ROCK SYSTEMS (WESTERN CARPATHIANS)                                   201

 

 

 

Sn 

Rb 

Sr 

Localities 

(wt. %) 

(ppm) 

(ppm) 

(ppm) 

(ppm) 

Source 

Cornubian (SW England) 

0.08–0.75 

150–750 

7–450 

380–750 

  18–112  (Willis-Richards & Jackson 1989) 

Beauvior (Massif Central, France) 

1.33–2.39 

<23 

140–1405 

 

  70–448  (Cuney et al. 1992) 

Podlesí (Czech Republic) 

0.65–1.85 

20–60 

  5–202 

1106–3000 

    5–196  (Breiter 2002) 

Cínovec (Czech Republic) 

0.04–0.73 

14–28 

15–400 

   573–1807       <40 

(Dolejš & Štemprok 2001) 

Argamela (Central Portugal) 

0.06–1.25 

<71 

77–806 

   241–2448 

56 

(Charoy & Noronha 1996) 

East Kemptville (Canada) 

1.2–4.6 

 

  87–2610 

     15–1056 

21–29 

(Halter & Williams-Jones 1996) 

Phuket (SW Thailand) 

0.03–1.44 

15–1355 

  3–654 

   353–1272       2–130  (Pollard et al. 1995) 

Table 5: Comparison of selected trace elements of highly evolved granites from world localities.

Fig. 7. Sn distribution (in ppm) along the profile # 1 in the prospecting gallery No. 2. For comparison also other rare metals (Mo, W, Nb)

and alkalies (Rb, Cs) distributions are presented (source data, Drnzík 1982).

host rocks (Morgan & London 1987; London et al. 1996). In

southwest  England,  such  tourmaline  in  host  rocks  shows  a

higher Fe

3+

/Fe

2+

 than in the granites, reflecting a higher oxida-

tion state of the hosts (London & Manning 1995).

The tourmalines of Hnilec and generally in all Gemeric gra-

nitic  rocks,  including  their  altered  parts  are  represented  by

schorl (Faryad & Jakabská 1997) and schorl-foitite (Broska et

al. 1998). In the Hnilec area, the increased dravite component

was found, except in granite exocontact, only in the rims and

cracks  of  some  primary  tourmalines  in  granite  roof  zone

(Fig. 4c). Such complex zonality could document a circulation

of volatiles which are derived from granites. These fluids were

contaminated by Mg,Fe-rich country rocks, mixed by meteor-

ic waters, and partly returned back to granite cupolas, where

they caused the formation of a mineral association, including

the above mentioned tourmaline rims. A general scheme of the

evolution of felsic granitic rocks in their apical parts with the

effects  of  boron  emanation  on  the  surrounding  rocks  is  pre-

sented in this sense (Figs. 3, 6).

Fig. 6. General features of roof-zone granite evolution (apogranite)

in  the  Hnilec  area  (adapted  from  Drnzík  1982).  Profile  A–A’,  see

Fig. 1.

background image

202                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

The hydraulic rupture of roof-zone (apogranite) with strong

alteration processes in the Hnilec area was also accompanied

by the development of veinlet systems. The quartz veins are

enriched in B, Sn, but also Ta, Nb, Mo, W in the form of cas-

siterite mineralization with low F content. Besides cassiterite,

arsenopyrite, topaz, apatite, columbite and rare fluorite, these

veins  contain  the  higher  dravite-schorl  type  of  tourmaline

(Fig. 6). According to the presented data boron can easily be

transported for a long distance to the Fe-Mg-rich exocontact

barrier, but fluorine seems to be stopped earlier by endocon-

tact hydrated minerals such as micas. The different B and F

geochemical behaviour resulted in the different mineral char-

acters of the main B and F concentrators and their stability.

Tin,  which  generally  accompanies  the  volatile-enriched

granites, typically continually increases in the Gemeric gran-

ites from the internal parts of the granitic body towards the ex-

ternal altered parts with the maximum in the greisens and gre-

isenized granites (Fig. 7). Tin distribution does not correspond

to  that  of  fluorine  in  granites  but  in  greisen  (compare

Figs. 7, 3, Table 2). The deeper medium grained Ms-granites

contain only around 40 ppm Sn, 200 ppm is a characteristic

value for the upper situated fine-grained greisenized granite,

whereas the highest content of Sn was determined in the apical

greisens (~900 ppm). Exocontact aureoles usually have rela-

tively lower contents of Sn (~90 ppm) (Fig. 7). Other rare met-

als, Mo and Nb are slightly enriched in greisen cupola, but on

the other hand, the W content is not (Fig. 7; Drnzík 1982). To

complete  the  picture  of  greisen  evolution  it  is  necessary  to

mention the increased Rb and Cs content in greisen because of

eralier accumulated alkali feldspars in the granite cupola, later

broke down to greisen (Fig. 7).

The Sn transportation in hydrothermal solutions is a func-

tion of a variety of parameters including temperature, pH, ox-

ygen fugacity, bulk salinity and the presence of complexing

ligands  (Heinrich  1990;  Halter  &  Williams-Jones1996).  Sn

has oxidation states of Sn

2+

 and Sn

4+

 in geologically relevant

conditions, and as such its solubility, activity, diffusivity, and

coordination in a silicate liquid may all vary as a function of

fO

2

. The following precipitation of cassiterite from magmatic

fluids is connected with the decrease of pH of the fluid and

fO

2

 (Halter & Williams-Jones 1996). Sn is generally transport-

ed  in  the  complexes  with  Cl

–

,

  F

–

  or  OH

–

  (Heinrich  1990).

Jackson & Helgeson (1985) have also calculated that the rela-

Fig. 8.  A  hypothetical  cartoon  of  formation  of  the  Hnilec  granite

cupola. The overpressuring hydromagma originated under the car-

apace of almost solidified fine-grained granites.

Fig. 9. Probable positions of emanation spots in the Hnilec area indicated by arrows (map background, Bajaník et al. 1984).

background image

BORON AND FLUORINE IN GRANITIC ROCK SYSTEMS (WESTERN CARPATHIANS)                                   203

tive proportion of fluorine complexes are negligible compared

to  chloride  complexing,  even  in  F-bearing  systems,  but  ac-

cording to these authors, the most important tin species in so-

lution is SnCl

+

 (Wilson & Eugster 1990; Halter & Williams-

Jones  1996),  which  is  also  supposed  for  the  Hnilec  area

because  Sn  does  not  spatially  correlate  with  F  very  much

(Figs. 3, 7).

Hypothetical model of the evolution of the Hnilec granite cu-

pola

The observed breccia pipes in the granite cupola are indirect

evidence of an overpressuring regime in the granite cupola at

the Hnilec locality. The hydrothermal breccia described in the

prospecting gallery has been formed from angular fragments

of rocks consisted from topaz granite blocks locally 40 cm in

size  cemented  by  vein  mineralization  containing  cassiterite

and quartz (Drnzík 1982). Unfortunately, the exact position of

the  topaz-bearing  granites  saved  as  fragments  in  breccias  is

still unknown in the Hnilec locality.

Basically the overpressuring volatile system could originate

on the contact of the solidified fine-grained and underlaying

coarse-grained to porphyric granite in sense that subsolid fine-

grained granite became a carapace for the escape of volatiles

(Jackson et al. 1989; Mark & Foster 2000). Beneath the crys-

tallized granite carapace the upper parts of the magma column

would have been enriched in volatile and lithophile elements

and  volatile  rich  granites  or  “hydrogranites”  could  form

(Fig. 8). In the case when the vapour pressure of the dissolved

fluid in the magma locally exceeds the lithostatic pressure, the

rupture of the overlying crystalline rocks begins, and probably

a catastrophic escape of volatiles occurs as it is supposed in

the  Cornubian  ore  (Jackson  et  al.  1989).  The  rupture  of  the

roof granites and release of volatile-rich fluids, resulted in for-

mation of tourmaline bearing hydrothermal veins and breccias

occurs. The fracture propagation in the granite roof zone has

created an open system for the degassed magmatic-hydrother-

mal  fluids  which  triggered  the  greisenization  of  the  fine-

grained granite cupola as well as the start of formation of ore

veins in the granite exocontact (Fig. 8). Volatile and metal-en-

riched residual fluids which accumulated beneath the roof rep-

resent probably a possible source of Sn, W and Mo. The greis-

enization and formation of the ore veins in the Hnilec area was

restricted to several small places just above the emanation cen-

tres and in the Hnilec area it is mainly the valley of Medvedí

potok near Su¾ová (Fig. 9).

Conclusion

Boron and fluorine in the Hnilec granites, significantly con-

tributed  to  the  depolymerization  of  the  primary  melts.  They

show  cooperative  effect  on  decreased  liquidus  and  solidus

temperatures  and  increases  of  melt  quantity.  Such  a  mecha-

nism leads to the formation of a highly evolved and mobile

granitic  system,  enriched  in  rare-metal  elements.  Increased

contents of boron were determined from the deeper medium

grained muscovite granite and fine-grained granite toward the

granite cupolas. Boron concentrations are highest in the exo-

contact country rocks, where it forms a wide contact aureole

around the granitic cupola. Increased boron volumes are also

detected in the marginal pegmatite (stockscheider). Boron is

mainly hosted in a tourmaline, which forms two genetic types:

I. primary magmatic, II. secondary hydrothermal. In contrast,

the highest contents of fluorine typically occur in greisens in

the  cupola.  Low  fluorine  concentrations  were  determined  in

the  country  rocks  which  make  the  spatial  distributions  of  B

and F distinctly different. The boron and fluorine distribution

within geochemical profiles indicates the higher geochemical

mobility of boron compared to fluorine. Tin distribution does

not correlate with F and B distribution the tin transportation in

aqueous fluids probably occurs via the chloride complexes.

All data has been used to outline the greisen formation at

the  locality  Medvedí  potok  Valley  in  Hnilec  region,  which

represents one of several emanation centers within the Gemer

granites. The emanation spot as a room with high volatile flux

was  localized  above  the  hydromagmas  pools  which  formed

beneath the fine-grained granite carapace or between fine- and

coarse-grained granites. These hypothetical places were over-

pressured and became sources of special mineralization of the

Gemeric granites.

Acknowledgments: The work has been financed by Project

APVT-51-013604.  Authors  thanks  for  the  comments  of  Dr.

Dolejš and Dr. Petrík, which very improved the early version

of manuscript.

References

Anovitz L.M. & Grew E.S. 1996: Mineralogy, petrology and geochem-

istry  of  boron:  an  introduction.  In:  Grew  E.S.  &  Anovitz  L.M.

(Eds.):  Boron:  mineralogy,  petrology,  and  geochemistry.  Rev.  in

Mineralogy 33, 1–40.

Bailey J.C. 1977: Fluorine in granitic rocks and melts: a review. Chem.

Geol. 19, 1–42.

Bajaník Š., Ivanièka J., Mello J., Reichwalder P., Pristaš J., Snopko L.,

Vozár  J.  &  Vozárová  A.  1984:  Geological  map  of  the  Slovenské

Rudohorie  Mts.  Eastern  part.,  1:50,000.  D.  Štúr  Inst.  Geol.,  Brat-

islava.

Breiter  K.  2002:  From  explosive  to  unidirectional  solidification  tex-

tures: magmatic evolution of a phosphorus- and fluorine-rich gran-

ite  system  (Podlesí,  Krušné  hory  Mts.,  Czech  Republic).  Bull.

Czech. Geol. Survey 77, 67–92.

Broska  I.,  Uher  P.  &  Lipka  J.  1998:  Brown  and  blue  schorl  from  the

Spiš-Gemer  granite,  Slovakia:  composition  and  genetic  relations.

J. Czech Geol. Soc. 43, 9–16.

Broska I. & Uher P. 2001: Whole-rock chemistry and genetic typology

of the Western-Carpathian Variscan granites. Geol. Carpathica 52,

79–90.

Broska I., Kubiš M., Williams C.T. & Koneèný P. 2002: Composition of

rock-forming  and  accessory  minerals  from  the  Gemeric  granites

(Hnilec  area,  Gemeric  Superunit,  Western  Carpathians).  Bull.

Czech Geol. Survey 77, 147–155.

Cambel  B.,  Krá¾  J.  &  Burchart  J.  1990:  Isotopic  geochronology  of  the

Western  Carpathian  crystalline  complex  with  catalogue  of  data.

Veda, Bratislava, 1–183 (in Slovak with English summary).

Charoy  B.  &  Noronha  F.  1996:  Multistage  growth  of  a rare-element,

volatile-rich microgranite at Argamela (Portugal). J. Petrology 37,

73–94.

Cuney  M.,  Marignac  Ch.  &  Weibrod  A.  1992:  The  Beauvoir  topaz-

lepidolite albite granite (Massif Central, France): The disseminat-

ed  magmatic  Sn-Li-Ta-Nb-Be  mineralization.  Econ.  Geol.  87,

background image

204                                                                                        KUBIŠ and BROSKA

1766–1794.

Dingwell D.B., Scarfe C.M. & Cronin D.J. 1985: The effect of fluorine

on viscosities in the system Na

2

-Al

2

O

3

-SiO

2

: implications for pho-

nolites, trachytes and rhyolites. Amer. Mineralogist 70, 80–87.

Dingwell  D.B.,  Knoche  R.  &  Webb  S.L.  1993:  The  effect  of  F  on  the

density of haplogranite melt. Amer. Mineralogist 78, 325–330.

Dolejš D. & Štemprok M. 2001: Magmatic and hydrothermal evolution

of  Li-F  granites:  Cínovec  and  Krásno  intrusion,  Krušné  hory

batholith, Czech Republic. Bull. Czech Geol. Survey 76, 2, 77–99.

Drnzík E. 1982: Factors controlling the tin mineralization in the Hnilec

tin ore field. Unpubl. PhD Thesis, Technical University, Košice, 1–

142 (in Slovak).

Faryad  S.W.  &  Jakabská  K.  1996:  Tourmaline  of  the  Gemer  granites.

Miner. Slovaca 28, 203–208 (in Slovak).

Faryad S.W. 1997: Metamorphic petrology of the Early Paleozoic low-

grade rocks in the Gemericum. In: Grecula P., Hovorka D. & Putiš

M. (Eds.): Geological evolution of the Western Carpathians. Min-

er. Slovaca — Monograph, Bratislava, 235–252.

Finger F. & Broska I. 1999: The Gemeric S-type granites in southeast-

ern Slovakia: Late Palaeozoic or Alpine intrusion? Evidence from

the  electron-microprobe  dating  of  monazite.  Schweiz.  Mineral.

Petrogr. Mitt. 79, 439–443.

Grecula P. & Drnzík E. 1995: Hydrothermal-greisenic and albititic min-

eralisation. In: Grecula P. et al. (Eds.): Mineral deposits of the Slo-

vak Ore Mountains. Vol 1. Geokomplex Press, Košice, 99–113.

Halter W.E. & Williams-Jones A.E. 1996: The role of greisenization in

cassiterite  precipitation  at  the  East  Kemptville  tin  deposit,  Nova

Scotia. Econ. Geol. 91, 368–385.

Heinrich C.A. 1990: The chemistry of hydrothermal tin (-tungsten) ore

deposition. Econ. Geol. 85, 457–481.

Icenhower J.L. & London D. 1995: An experimental study of element par-

titioning  between  biotite,  muscovite,  and  coexisting  peraluminous

silicic melt at 200 MPa (H

2

O). Amer. Mineralogist 80, 1229–1251.

Jackson N.J. & Helgeson H.C. 1985: Chemical and thermodynamic con-

strain  on  the  hydrothermal  transport  of  tin:  I.  Calculation  of  the

solubility  of  cassiterite  at  high  pressures  and  temperatures.

Geochim. Cosmochim. Acta 49, 1–22.

Jackson  N.J.,  Willis-Richards  J.,  Manning  D.A.C.  &  Sams  M.S.  1989:

Evolution of the Cornubian ore field, Southwest England: Part II.

Mineral  deposits  and  ore-forming  processes.  Econ.  Geol.  84,

1101–1133.

Kohn S.C., Dupree R., Mortuza M.G. & Henderson C.M.B. 1991: NMR

evidence for five- and six-coordinated aluminium fluoride complex

in F-bearing aluminosilicate glasses. Amer. Mineralogist 76, 309.

Kohút M., Stein H. & Radvanec M. 2004: Re-Os dating of molybdenite

from  the  Hnilec  Permian  granite-related  mineralisation  —  its  tec-

tonic significance (Gemeric unit, Slovakia). Geolines 17, 54–55.

Kohút M. & Stein H. 2005: Re-Os molybdenite dating of granite-related

Sn-W-Mo  mineralisation  at  Hnilec,  Gemeric  Superunit,  Slovakia.

Petrology and Mineralogy (in print).

Krist E., Korikovsky S.P., Putiš M., Janák M. & Faryad S.W. 1992: Ge-

ology  and  petrology  of  metamorphic  rocks  of  the  Western  Car-

pathian  crystalline  complexes.  Comenius  Univ.  Press,  Bratislava,

1–324.

London  D.  &  Manning  D.A.C.  1995:  Chemical  variation  and  signifi-

cance  of  tourmaline  from  Southwest  England.  Econ.  Geol.  90,

495–519.

London  D.,  Morgan  G.B.  &  Wolf  M.B.  1996:  Boron  in  granitic  rocks

and their contact aureoles. Rev. in Mineralogy 33, 300–330.

Mahe¾ M. 1974: The Inner West Carpathians. In: M. Mahe¾ (Ed.): Tec-

tonics of the Carpathian-Balkan regions. D. Štúr Inst. Geol., Brat-

islava,  91–133.

Manning D.A.C. 1981: The effect of fluorine on liquidus phase relation-

ship  in  the  system  Qz-Ab-Or  with  excess  water  at  1  kbar.  Contr.

Mineral. Petrology 76, 206–215.

Mark G. & Foster D.R.W. 2000: Magmatic-hydrothermal albite–actino-

lite–apatite-rich  rocks  from  the  Cloncurry  district,  NW  Queen-

sland, Australia. Lithos 51, 223–245.

Morgan G.B. & London D. 1987: Alteration of amphibolitic wallrocks

around the Tanco rare-element pegmatite, Bernic Lake, Manitoba.

Amer. Mineralogist 72, 1097–1121.

Mysen B.O., Ryerson F.J. & Virgo D. 1981: The structural of phospho-

rus in silicate melts. Amer. Mineralogist 66, 106–117.

Pichavant  M.  1981:  An  experimental  study  of  the  effect  of  boron  on

a water saturated haplogranite at 1 kbar vapour pressure. Geologi-

cal applications. Contr. Mineral. Petrolology 76, 430–439.

Pichavant  M.  &  Manning  D.A.C.  1984:  Petrogenesis  of  tourmaline

granites and topaz granites; the contribution of experimental data.

Phys. Earth Planet Int. 35, 31–50.

Plašienka D., Grecula P., Putiš M., Hovorka D. & Kováè M. 1997: Evolu-

tion and structure of the Western Carpathians. In: Grecula P., Hovor-

ka  D.  &  Putiš  M.  (Eds.):  Geological  evolution  of  the  Western

Carpathians. Mineralia Slovaca — Monograph, Bratislava, 1–24.

Pollard P.J., Nakapadungrad S. & Taylor R.G. 1995: The Phuket Super-

suite,  southwest  Thailand:  fractionated  I-type  granites  associated

with tin-tantalum mineralization. Econ. Geol. 90, 586–602.

Pollard P.J., Pichavant M. & Charoy B. 1987: Contrasting evolution of

fluorine-  and  boron-rich  tin  system.  Mineralium  Deposita  22,

315–321.

Poller U., Uher P., Broska I., Janák M. & Plašienka D. 2002: First Per-

mian-Early  Triassic  zircon  ages  for  tin-bearing  granites  from  Ge-

meric  unit  (Western  Carpathians,  Slovakia):  connection  to  the

post-collisional extension of the Variscan orogen and S-type mag-

matism. Terra Nova 14, 41–48.

Raimbault M., Cuney M., Azencott C., Duthou J.L. & Joron J.L. 1995:

Geochemical  evidence  for  a mustistage  magmatic  genesis  of  Ta-

Sn-Li  mineralization  in  the  granite  at  Beauvoir,  French  Massif

Central. Econ. Geol. 90, 548–576.

Schaller T., Dingwell D.B., Keppler H., Knöller., Merwin L. & Sebald

A. 1992: Fluorine in silicate glasses: A multinuclear nuclear mag-

netic resonance study. Geochim. Cosmochim. Acta 56, 2, 701–707.

Soták  J.,  Vozárová  A.  &  Ivanièka  J.  2000:  New  microfossils  from  the

Early Paleozoic formations of the Gemericum. Slovak Geol. Mag.

6, 275–277.

Tagirov B. & Schott J. 2001: Aluminium speciation in crustal fluids re-

visited. Geochim. Cosmochim. Acta 65, 3965–3992.

Tagirov  B.,  Schott  J.,  Harrichouri  J-C.  &  Salvi  S.  2002:  Experimental

study of aluminium speciation in fluoride-rich supercritical fluids.

Geochim. Cosmochim. Acta 66, 2013–2024.

Thomas R., Förster H.J., Rickers K. & Webster J.D. 2005: Formation of

extremely  F-rich  hydrous  melt  fractions  and  hydrothermal  fluids

during differentiation of highly evolved tin-granite magmas: a melt/

fluid-inclusion study. Contr. Mineral. Petrology 148, 582–601.

Uher P. & Broska I. 1996: Post-orogenic Permian granitic rocks in the

Western  Carpathian-Pannonian  area:  Geochemistry,  mineralogy

and evolution. Geol. Carpathica 47, 311–321.

Veksler I.A. & Thomas R. 2002: An experimental study of B-, P- and F-

rich synthetic granite pegmatite at 0.1 and 0.2 GPa. Contr. Miner-

al. Petrology 143, 673–683.

Vozárová A. & Ivanièka J. 1996: Geodynamic position of acid volcan-

ism  of  the  Gelnica  group  (Early  Paleozoic,  Southern  Gemericum;

Inner Western Carpathians). Slovak Geol. Mag. 3–4, 245–250.

Willis-Richards J. & Jackson N.J. 1989: Evolution of the Cornubian ore

field, southwest England: Part I. Batholith modeling and ore distri-

bution. Econ. Geol. 84, 1078–1100.

Wilson G.A. & Eugster H.P. 1990: Cassiterite solubility and tin specia-

tion  in  supercritical  chloride  solution.  Geochem.  Soc.  Spec.  Publ.

2, 179–195.

Zeng  Q.  &  Stebbins  J.F.  2000:  Fluoride  sites  in  aluminosilicate  glasses:

High-resolution 

19

F NMR results. Amer. Mineralogist 85, 863–867.