Abstract

Silver-gray tourmaline fibers intergrown with a deep pink elbaite host from the Cruzeiro mine, Minas Gerais, Brazil, provide evidence for the compositional evolution of magmatic and hydrothermal fluids involved in pegmatite formation. Optical and back-scattered electron imaging, together with detailed microanalysis, establish that the fibers, 0.05–0.3 mm in width, are complexly zoned and developed in four distinct generations marked by discrete compositions and replacement textures. Fiber growth is punctuated by periods of dissolution. The first generation, preserved in the fiber interior, is a dark blue foitite; the blue-gray second generation varies from Fe-rich elbaite to Li-rich schorl, and the third generation is a yellowish-green “fluor-elbaite”. Volumetrically the most abundant, generation-three fibers poikiloblastically replace the earlier generations as well as the host. A fourth generation of fibrous tourmaline fills fractures that cut all previous generations and the host, but is unrelated to growth of the previous fibers. Compositionally, last generation is indistinguishable from the second-generation Li-rich schorl fibers. Textural and compositional discontinuities of each generation record periods of stability followed by reaction(s) in which the tourmaline was initially unstable, partially dissolved owing to interaction with fluids, and then redeveloped in response to interactions with evolving orthomagmatic or hydrothermal fluids. The general progression of the first three generations implies that reacting fluids were generally undergoing fractionation, becoming successively enriched in Na, Li, Ca, and F during late crystallization of the pegmatite. The composition was reset to a Li-rich schorl during late-phase fracturing. Crystal-chemical constraints such as F – X-site vacancy avoidance control part of the compositional variability observed. In this multistage tourmaline sample, individual fibers exhibit the most chemically complex compositions yet recorded, and reflect the dramatic complexity of fluid evolution involved in their crystallization.

Abstract

Des générations de tourmaline fibreuse en intercroissance avec une elbaïte rose foncé, provenant de la mine Cruzeiro, province de Minas Gerais, au Brésil, permettent de reconstruire l’évolution de la phase fluide orthomagmatique ou hydrothermale accompagnant la cristallisation de la pegmatite. Les images optiques et les images résultant de la rétrodiffusion d’électrons, avec les résultats de microanalyses, montrent que les fibres, d’une largeur de 0.05 à 0.3 mm, sont zonées de façon complexe. Elles se sont développées en quatre générations distinctes marquées par des sauts de composition et des textures de remplacement. La croissance des fibres est ponctuée par des intervalles de dissolution. La première génération, préservée à l’intérieur des fibres, est une foïtite bleu foncé. La deuxième génération, gris-bleu, varie d’elbaïte ferrifère à schorl lithinifère, et la troisième génération est une “fluor-elbaïte” vert jaunâtre. Cette dernière est la plus volumineuse; elle englobe de façon poecilitique les fibres précoces et la tourmaline hôte. Une quatrième génération de fibre remplit les fissures qui recoupent les trois générations antérieures, mais elle semble sans relation avec celles-ci. Du point de vue composition, la dernière génération rejoint la seconde (schorl lithinifère). Les discontinuités texturales et compositionnelles marquant chaque génération témoignent de périodes de stabilité suivies de réactions au cours desquelles la tourmaline, instable au départ, est en partie dissoute suite à une interaction avec la phase fluide, et ensuite redéveloppée en réponse aux interactions avec la phase fluide en évolution, soit d’origine orthomagmatique ou bien hydrothermale. La progression ordonnée en composition des trois premières générations fait penser que les fluides responsables étaient en voie de fractionnement, devenant par ce fait progressivement enrichis en Na, Li, Ca, et F au cours des stades tardifs de cristallisation de la pegmatite. La composition a ensuite été modifiée pour cristalliser un schorl lithinifère le long des fissures tardives. Des contraintes cristallochimiques, par exemple l’incompatibilité de F et de lacunes sur le site X, exercent un contrôle partiel de la variabilité des compositions observées. Au cours de cette croissance épisodique, les fibres individuelles enregistrent les compositions les plus complexes qui soient connues, et illustrent ainsi la complexité dramatique du schéma d’évolution de la phase fluide accompagnant leur cristallisation.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.