Abstract

Niobian rutile commonly exsolves titanian ferrocolumbite to manganocolumbite or ixiolite with elevated contents of Nb, Mn and Sc, W or Sn, but further breakdown of the exsolved phase has not been reported to date. Niobian rutile from Eptevann, southern Norway, exsolved titanian-scandian phase E1 of the A3+BO4 type, which subsequently broke down to a (Sc,Mn)-enriched and U-depleted phase E2 (11 to 12.8 wt.% Sc2O3), a Ti-rich but (Sc,Mn,U)-poor phase E3, and a (U,Y)-rich but (Ti,Sc,Mn)-depleted, metamict and hydrous phase X (2.5 to 3 wt.% UO2). Niobian rutile from Ilmen Mountains, Russia, exsolved a (Ti,U)-poor, Mn-rich tungstenian ixiolite (10 to 14 wt.% WO3), which subsequently broke down into a Ti-poor but W-rich phase (~30 wt.% WO3) and a U-enriched but W-depleted mineral (~6 wt.% WO3, 0.7 to 1.5 wt.% UO2). The second-stage breakdown of the exsolved phases reflects the metastable nature of these minerals, which feature disordered populations of divalent to hexavalent cations in an exclusively octahedral array of oxygen anions, with consequent long-range disorder and local imbalances of electrostatic charges. Under low-temperature conditions, insufficient for further exsolution and ordering, the exsolved phases readily respond to the action of aqueous fluids by breakdown to more cation-selective phases. However, incomplete separation of different categories of cations and non-integral stoichiometries of the products suggest that they did not attain equilibrium.

Abstract

Le rutile niobifère montre couramment des lamelles d’exsolution de ferrocolumbite ou manganocolumbite titanifère ou d’ixiolite contenant des teneurs élevées de Nb, Mn et Sc, W ou Sn, mais une exsolution plus avancée dans ces produits d’exsolution n’a pas été documentée antérieurement. Le rutile niobifère d’Eptevann, dans le sud de la Norvège, a exsolvé la phase E1, de type A3+BO4, enrichie en titane et en scandium; à son tour, la phase E1 s’est décomposée en une phase E2 enrichie en Sc (de 11 à 12.8% Sc2O3 en poids) et Mn, et appauvrie en U, une phase E3 riche en titane mais appauvrie en Sc, Mn et U, et une phase X hydratée et métamicte enrichie en U (2.5 à 3% UO2) et Y, mais appauvrie en Ti, Sc et Mn. Le rutile niobifère des montagnes Ilmen, en Russie, a exsolvé une ixiolite tungstènifère (10 à 14% WO3) riche en Mn et appauvrie en Ti et U; à son tour, celle-ci s’est déstabilisée en une phase riche en W (~30 wt.% WO3) et appauvrie en Ti, et une autre enrichie en U (0.7 à 1.5% UO2) et appauvrie en W (~6% WO3). Le deuxième stade de déstabilisation des phases exsolvées résulte de la métastabilité de ces minéraux, qui contiennent des populations désordonnées de cations divalents à hexavalents entourés d’atomes d’oxygène dans un agencement exclusivement octaédrique, et donc avec une désordre à longue échelle et des gradients locaux de charges électrostatiques. A faible température, trop faible en fait pour une exsolution plus poussée et une mise en ordre, les phases exsolvées réagissent d’emblée en présence d’une phase aqueuse, pour donner des phases plus sélectives par rapport aux cations. Toutefois, une séparation incomplète des différentes catégories de cations et une stoechiométrie non intégrale des produits font penser qu’ils n’ont pas atteint l’équilibre.

(Traduit par la Rédaction)

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