Abstract

Quartz- and topaz-hosted melt, fluid, and mineral micro-inclusions have been studied to shed light on the origin of the massive and banded Li,F-enriched granites that host the Orlovka tantalum deposit, in Transbaikalia, Russia. Certain quartz and topaz grains, similar to most of the others in their morphology and structure, contain primary or secondary melt inclusions (or both), suggesting that these rocks are of magmatic origin. Their textural features are assumed to stem from different regimes of cooling of parental melts, as indicated by morphological peculiarities of rock-forming minerals. From thermometric and analytical studies of the melt and fluid inclusions, it follows that the Li,F-enriched granites were formed from melt that was enriched in F (~4 wt%) and H2O (~6 wt%), contained CO2 in addition to H2O (mole fractions are ~0.08 and ~0.92, respectively), and had unusually low viscosity (~50 Pa·s at 660°C). The existence of quartz crystals that contain melt inclusions and columbite–tantalite microcrystals in the same growth-zones suggests that the melt became tantalite-saturated during early stages of crystallization at the top of the intrusion and late in the crystallization sequence at lower levels. With regard to results of model calculations, the uppermost position of the most Ta-rich melt in the pluton is considered to be caused by the removal of interstitial residual melt from deeper parts of the magmatic body and emplacement into a previously solidified crystalline carapace rather than by crystal settling.

Abstract

Nous avons étudié des micro-inclusions de magma (verre), fluide et solides piégées dans le quartz et le topaze d’échantillons d’un granite massif ou rubanné enrichi en Li et F, situé au Transbaïkal, en Russie, afin de déterminer l’origine du gisement de tantale d’Orlovka, qui lui est associé. Certains grains de quartz et de topaze, semblables à la plupart des autres en morphologie et en structure, contiennent des inclusions vitreuses primaires ou secondaires (ou les deux), montrant que ces roches ont une origine magmatique. Leur développement textural serait dû au régime de refroidissement imposé au magma parent, comme en témoigne les particularités morphologiques des minéraux principaux de ces roches. A partir des études thermométriques et analytiques des inclusions vitreuses et fluides, les granites enrichis en Li et F se seraient formés à partir d’un magma enrichi en F (~4%, poids) et H2O (~6%), contenant aussi du CO2 [les fractions molaires dans la phase gazeuse étant ~0.08 (H2O) et ~0.92 (CO2)], et possédant une viscosité anormalement faible (~50 Pa·s à 660°C). L’existence de cristaux de quartz contenant à la fois des inclusions vitreuses et des microgermes de columbite–tantalite dans une même zone de croissance fait penser que le magma est devenu saturé en tantalite au cours des stades précoces de sa cristallisation au sommet de la chambre magmatique, et plus tardivement en profondeur. Selon nos calculs, la position apicale de la fraction magmatique la plus enrichie en Ta serait due à la migration du liquide résiduel interstitiel des parties profondes de la chambre vers le sommet, et sa mise en place dans une carapace cristalline déjà solidifiée, plutôt que par accumulation de cristaux vers le bas par gravité.

(Traduit par la Rédaction)

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