Abstract

The average result of 49 electron-microprobe spot analyses of huttonite (monoclinic ThSiO4) from its type locality, Gillespie’s Beach, southern Westland, New Zealand, yields the following chemical composition (in wt.%, ± 1σ standard deviation in italics in parentheses): P2O5 0.43 (0.13), SiO2 18.78 (0.17), ThO2 79.21 (0.53), UO2 0.66 (0.07), Y2O3 0.35 (0.15), La2O3 0.02 (0.02), Ce2O3 0.06 (0.07), Pr2O3 0.02 (0.02), Nd2O3 0.12 (0.08), Sm2O3 0.06 (0.05), Gd2O3 0.10 (0.05), Dy2O3 0.06 (0.04), CaO 0.01 (0.01), FeO 0.01 (0.01), PbO 0.03 (0.01), total 99.94 (0.32). Huttonite is very close to the theoretical ideal stoichiometry, with the general formula (Th0.96U0.01Y0.01REE0.01)∑0.99 (Si0.99P0.02)∑1.01 O4. It displays little compositional heterogeneity and is near end-member composition (93.2 to 98.4 mol.% ThSiO4). The chondrite-normalized REE patterns are umbrella-like, with Gd being the most prominent rare-earth element. The P, U, Fe, and total REE contents of the grains studied differ strongly from those of the type material published by Pabst & Hutton (1951). Thorite (tetragonal ThSiO4) from Gillespie’s Beach displays the following average composition (n = 30): P2O5 0.12 (0.09), SiO2 18.84 (0.18), ThO2 73.46 (1.85), UO2 5.90 (1.46), Y2O3 0.21 (0.11), La2O3 0.00 (0.01), Ce2O3 0.08 (0.05), Pr2O3 0.02 (0.04), Nd2O3 0.07 (0.05), Sm2O3 0.04 (0.04), Gd2O3 0.04 (0.04), Dy2O3 0.04 (0.04), CaO 0.13 (0.08), PbO 0.43 (0.20), total 99.42 (0.44). Like huttonite, it is virtually non-metamict, nearly stoichiometric [(Th0.90U0.07Y+REE0.01Ca0.01Pb0.01)∑1.00Si1.01O4] and approaches end-member composition (86.3 to 96.7 mol.% ThSiO4). Th – U – total Pb dating reveals a late Tertiary (Miocene) age for the huttonite. The thorite records older ages, from late Triassic–early Jurassic to early Tertiary. All ages coincide with major metamorphic or magmatic events on South Island. Rocks that formed in the experimentally derived P–T stability field of huttonite are unknown in the area. There thus are suggestions of discrepancies between the experimental data on huttonite–thorite phase relations and those observed in natural systems.

Abstract

La composition moyenne de la huttonite (ThSiO4 monoclinique), déterminée à partir de 49 analyses ponctuelles à la microsonde électronique d’échantillons de la localité-type, Gillespie’s Beach, Westland du sud, en Nouvelle-Zélande, est comme suit (en % pondéraux, ± 1σ écart-type en italiques entre parenthèses): P2O5 0.43 (0.13), SiO2 18.78 (0.17), ThO2 79.21 (0.53), UO2 0.66 (0.07), Y2O3 0.35 (0.15), La2O3 0.02 (0.02), Ce2O3 0.06 (0.07), Pr2O3 0.02 (0.02), Nd2O3 0.12 (0.08), Sm2O3 0.06 (0.05), Gd2O3 0.10 (0.05), Dy2O3 0.06 (0.04), CaO 0.01 (0.01), FeO 0.01 (0.01), PbO 0.03 (0.01), total 99.94 (0.32). Cette composition se rapproche de très près de la stoechiométrie idéale: (Th0.96U0.01Y0.01REE0.01)∑0.99 (Si0.99P0.02)∑1.01 O4. Les cristaux sont assez homogènes et se rapprochent du pôle (de 93.2 à 98.4% ThSiO4 en termes molaires). Les spectres de terres rares, normalisés par rapport à une chondrite, ont l’allure d’un parapluie, le Gd étant la terre rare la plus concentrée. Les teneurs en P, U, Fe, et terres rares totales des grains étudiés diffèrent de façon marquée des teneurs établies dans la description originelle de Pabst et Hutton (1951). La thorite (ThSiO4 tétragonal) provenant de Gillespie’s Beach possède la composition moyenne suivante (n = 30): P2O5 0.12 (0.09), SiO2 18.84 (0.18), ThO2 73.46 (1.85), UO2 5.90 (1.46), Y2O3 0.21 (0.11), La2O3 0.00 (0.01), Ce2O3 0.08 (0.05), Pr2O3 0.02 (0.04), Nd2O3 0.07 (0.05), Sm2O3 0.04 (0.04), Gd2O3 0.04 (0.04), Dy2O3 0.04 (0.04), CaO 0.13 (0.08), PbO 0.43 (0.20), total 99.42 (0.44). Tout comme la huttonite, la thorite est quasiment non métamicte et presque stoechiométrique [(Th0.90U0.07Y+REE0.01Ca0.01Pb0.01)∑1.00Si1.01O4], et elle aussi s’approche du pôle (de 86.3 à 96.7% ThSiO4). Une datation fondée sur les teneurs en Th, U et Pb total révèle un âge tertiaire tardif (miocène) de formation de la huttonite. En revanche, la thorite indique un âge de formation plus ancien, allant de triassique tardif ou jurassique précoce à tertiaire précoce. Tous les âges coïncident avec des événements métamorphiques ou magmatiques majeurs à South Island. On ne connait pas de roches qui ont été formées dans des conditions P–T qui correspondent au champ de stabilité de la huttonite, telles qu’établies par expériences. Les relations de phases entre thorite et huttonite déduites à partir des études expérimentales ne concordent pas bien avec les observations de terrain.

(Traduit par la Rédaction)

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