Abstract

Zoned crystals of tourmaline (elbaite–foitite) were found in pockets of the lepidolite-subtype granitic pegmatites at Dobrá Voda, western Moravia, Czech Republic, and the White Queen mine, Pala, San Diego County, California. Zoned crystals consist of pale pink, colorless and greenish Fe-poor elbaite, blue, violet or green Fe-rich elbaite, and dark violet to black foitite. Elbaite–foitite is associated with quartz, cookeite, albite and apatite at Dobrá Voda, and with albite, quartz, K-feldspar, beryl, and muscovite at the White Queen mine. Chemical compositions of foitite and associated Fe-poor to Fe-rich elbaite are similar at both localities, and exhibit an X-site vacancy (≤ 0.78 apfu, in foitite), and variable amounts of Ca (≤ 0.05 apfu), Mn (≤ 0.47 apfu) and F (≤ 0.75 apfu, in elbaite), in contrast to foitite that in many cases is F-free. Two distinct stages of late Fe-enrichment in tourmaline were recognized, in contrast to Fe-depletion, noted in many granitic pegmatites. The first stage is generally characterized by increasing Fe and Na, and decreasing Al and Li contents; three substages show the following substitutions: (i) R2 (LiAl)−1, NaR2(OH)(X□Al2O)−1 and (OH) F−1 for elbaite containing <0.3 Fe apfu at Dobrá Voda (R = Fetot + Mn + Mg + Zn); (ii) Na R2(OH)(X□ Al2O)−1 or NaR (X□Al)−1 and F (OH)−1 for Fe-rich elbaite with 0.5–1.0 Fe apfu (iii) AlO2 [Li(OH)2]−1 and (OH) F−1, perhaps combined with R2 (LiAl)−1 for Fe-rich elbaite with 1.0–1.3 Fe apfu at the White Queen mine. The second stage involves formation of foitite via the XR(NaLi)−1 exchange and, at White Queen, also the substitution (OH) F−1. Foitite at Dobrá Voda crystallized from Fe-rich fluids at temperatures below ~400°C (as low as 300°C), on the basis of observed mineral assemblages, textural relations and results of experimental studies. Iron enrichment during the late stages of pegmatite crystallization recorded in Fe-rich elbaite, foitite, schorl and other minerals [micas, (Nb,Ta)-oxides] appears to be a widespread but volumetrically negligible process in complex granitic pegmatites. However, the source of Fe has not been sufficiently explained.

Abstract

Nous décrivons des cristaux zonés de tourmaline (elbaïte–foïtite) prélevés de poches dans des pegmatites granitiques à lépidolite à Dobrá Voda, en Moravie occidentale, en République Tchèque, et à la mine White Queen, à Pala, comté de San Diego, en Californie. Les cristaux zonés contiennent une elbaïte rose pâle, incolore ou verdâtre à faible teneur en fer, une elbaïte bleue, violacée ou verte riche en fer, et une foïtite violette foncé ou noire. Les cristaux d’elbaïte–foïtite montrent une association avec quartz, cookeïte, albite et apatite à Dobrá Voda, et avec albite, quartz, feldspath potassique, béryl, et muscovite à la mine White Queen. Les compositions chimiques de la foïtite et de l’elbaïte riche ou pauvre en Fe des deux endroits se ressemblent, et font preuve de lacunes dans le site X (≤ 0.78 apfu, dans la foïtite), et de teneurs variables en Ca (≤ 0.05 apfu), Mn (≤ 0.47 apfu) et F (≤ 0.75 apfu, dans l’elbaïte), ce qui contraste avec la foïtite, qui dans plusieurs cas est sans fluor. Nous distinguons deux stades distincts d’enrichissement tardif en fer, ce qui contraste avec l’appauvrissement en fer qui est signalé dans plusieurs massifs de pegmatite granitique. Le premier stade se distingue par une augmentation en Fe et Na, et une diminution en Al et Li; trois subdivisions de ce stade montrent les substitutions suivantes: (i) R2 (LiAl)−1, NaR2(OH)(X□Al2O)−1 et (OH) F−1 dans le cas de l’elbaïte contenant moins de 0.3 Fe apfu à Dobrá Voda (R = Fetot + Mn + Mg + Zn); (ii) Na R2(OH)(X□ Al2O)−1 ou NaR (X□Al)−1 et F (OH)−1 dans le cas de l’elbaïte riche en fer avec entre 0.5 et 1.0 Fe apfu; (iii) AlO2 [Li(OH)2]−1 et (OH) F−1, possiblement en combinaison avec R2 (LiAl)−1 dans le cas de l’elbaïte riche en fer contenant entre 1.0 et 1.3 Fe apfu à la mine White Queen. Le deuxième stade implique la formation de la foïtite via le mécanisme d’échange XR(NaLi)−1 et, à la mine White Queen, la substitution (OH)F−1 en plus. La foïtite à Dobrá Voda a cristallisé à partir d’une phase fluide riche en fer à une température inférieure à environ 400°C (même possiblement 300°C), compte tenu des assemblages de minéraux observés, des relations texturales et des résultats d’études expérimentales. L’enrichissement en fer signalé aux stades tardifs de cristallisation, que témoignent l’elbaïte riche en Fe, la foïtite, le schorl et les autres minéraux [micas, oxydes de (Nb,Ta)], semble répandu, mais il affecte un volume infime d’une pegmatite granitique complexe. Toutefois, la provenance du fer n’est pas expliquée de façon satisfaisante.

(Traduit par la Rédaction)

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