Abstract

Several generations of collinsite were formed during the hydrothermal alteration of phoscorite and dolomite carbonatite in the Kovdor alkaline-ultramafic complex, northwestern Russia. The collinsite at this locality shows isomorphic substitution of Sr for Ca at the A crystallographic site, which is atypical both for this species and for the entire fairfieldite group. The Sr content reaches 0.74 atoms per formula unit and shows an inverse correlation with Ca. Sr is found to account for no more than 37% of the total occupancy of the A site, a proportion that fits the Lewis acidity of interstitial cations, a value of 0.25 valence units (assuming a disordered distribution of Sr), which in turn matches the Lewis basicity of the structural unit in collinsite, the chain [Mg(PO4)2(H2O)2]. The collinsite-bearing assemblages were formed by juvenile hydrothermal solutions derived from phoscorites and carbonatites that had been cooling in a tectonically active environment. Textural evidence and strontium isotopic characteristics show that the assemblages were superimposed upon the host rocks after the cataclasis of the dolomite carbonatite and selective leaching of its primary minerals. The Sr isotopic composition of collinsite and the associated hydrothermal phosphates shows no contribution from any crustal component. Being confined to faults, the orthomagmatic hydrothermal solutions migrated upward and were not mixed with groundwater or crustal fluids in tectonic channels prior to deposition of the collinsite-bearing assemblages. The active fluid–rock interaction below 270°C under wide variations in pH–Eh parameters, f(O2), f(S2), and relatively low f(CO2) did not homogenize the isotopic composition of Sr between the solutions and the affected carbonate rock.

Abstract

Plusieurs générations de collinsite ont été déposées lors de l’altération hydrothermale de la phoscorite et de la carbonatite à dolomite du complexe alcalin et ultrabasique de Kovdor, dans le nord-ouest de la Russie. La collinsite de cet endroit fait preuve d’une substitution du Sr pour le Ca dans le site A de la structure, ce qui n’est pas typique de cette espèce ou des membres du groupe de la fairfieldite en général. La teneur en Sr atteint 0.74 atomes par unité formulaire et montre une corrélation inverse avec la teneur en Ca. Le Sr atteint donc une teneur maximale de 37% du site A, une proportion qui concorde avec la prédiction faite à partir de l’équivalence de l’acidité de Lewis des cations interstitiels, 0.25 unités de valence (en supposant une distribution désordonnée du Sr), et de la basicité de Lewis de la chaîne [Mg(PO4)2(H2O)2], le module structural de la collinsite. Les assemblages à collinsite se sont formés à partir de solutions hydrothermales juvéniles dérivées des phoscorites et des carbonatites au cours de leur refroidissement dans un milieu tectoniquement actif. D’après l’évidence texturale et les caractéristiques des isotopes de strontium, les assemblages ont été imposés aux roches-hôtes après la cataclase de la carbonatite à dolomite et le lessivage sélectif de ses minéraux primaires. La composition isotopique du Sr dans la collinsite et les phosphates hydrothermaux associés ne révèle aucun apport de la croûte. Confinée aux plans de failles, la phase fluide orthomagmatique a monté sans se mélanger aux nappes d’eau souterraines ou aux fluides d’origine crustale dans les chenaux d’origine tectonique avant de déposer les assemblages à collinsite. L’interaction entre roche et phase fluide aqueuse à une température inférieure à 270°C en présence de fluctuations importantes en conditions de pH–Eh, f(O2), f(S2), et à f(CO2) relativement faible, n’a pas permis une homogénéisation des isotopes de Sr entre les solutions et les roches carbonatées affectées.

(Traduit par la Rédaction)

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