Abstract

Solid – liquid – vapor fluid inclusions in spodumene in rare-element granitic pegmatites commonly contain one or more high-birefringence minerals. Optical examination and laser Raman spectroscopic analyses of over 500 crystal-rich fluid inclusions in spodumene from Bikita and Kamativi, Zimbabwe, and Bernic Lake (Tanco), Manitoba, indicate that the high-birefringence phase is zabuyelite (Li2CO3). Laser Raman spectra were also obtained from fluid inclusions in a wafer of spodumene from the Tanco pegmatite reported to contain the type samples of diomignite (Li2B4O7). In every fluid inclusion, the high-birefringence phase was shown to be zabuyelite; no phase yielding the Raman spectrum of Li2B4O7 was observed. Petrographic analysis indicates that the inclusions are secondary in origin and are trapped within healed fractures and cleavage planes. Essentially all fluid inclusions exhibit extensive necking after the crystallization of solid phases. The dominant solid phases are quartz and zabuyelite. Other minerals such as cookeite, calcite, a cesium-rich phase, apatite and several unidentified minerals were found in fewer than 5% of the fluid inclusions examined. An estimate of the bulk composition of the fluid entrapped within spodumene at Tanco was obtained by averaging the contents of several hundred coeval fluid inclusions, and the composition of individual fluid inclusions was determined using laser Raman spectroscopy, synchrotron X-ray fluorescence and laser ablation – inductively coupled plasma – mass spectrometry. The results indicate that the inclusions in spodumene, like those in the quartz component of SQUI, entrapped a low-salinity (ca. 7 wt.% NaCl equiv.), alkali-rich, aqueous carbonic fluid. We propose that the solid – liquid – vapor inclusions in spodumene from Tanco, Bikita and Kamativi are the products of a reaction between the low-density aqueous carbonic fluid and the host spodumene during the late stages of pegmatite evolution; therefore, they do not represent the products of a complex borosilicate melt as suggested previously.

Abstract

Les inclusions fluides contenant solide – liquide – vapeur piégés dans le spodumène des pegmatites granitiques enrichies en éléments rares contiennent couramment au moins un minéral à biréfringence élevée. Un examen optique et l’analyse des spectres Raman obtenus avec laser de plus de 500 inclusions fluides contenant de tels cristaux dans le spodumène provenant des pegmatites de Bikita et de Kamativi, au Zimbabwe, et du lac Bernic (Tanco), au Manitoba, indiquent que la zabuyelite (Li2CO3) est cette phase solide à biréfringence élevée. Nous avons aussi obtenu des spectres Raman d’inclusions fluides dans une lame mince de spodumène de la pegmatite de Tanco réputée contenir les échantillons-types de diomignite (Li2B4O7). Dans chacune des inclusions fluides étudiées, la phase à biréfringence élevée s’avère être la zabuyelite; nous n’avons pas trouvé de phase ayant le spectre de Raman du composé Li2B4O7. Une analyse pétrographique indique que les inclusions sont secondaires, piégées dans des fissures cicatrisées et des plans de clivage. La grande majorité des inclusions fluides font preuve de remplissage sélectif suite à l’apparition des phases solides, dont le quartz et la zabuyelite prédominent. Nous signalons la présence aussi de cookeïte, calcite, une phase césique, apatite, et plusieurs minéraux non identifiés dans moins de 5% de la population d’inclusions fluides examinée. Nous avons pu établir la composition globale de la phase fluide piégée dans le spodumène à Tanco en prenant la moyenne du contenu de plusieurs centaines d’inclusions fluides contemporaines, et la composition d’inclusions fluides individuelles a été établie par spectroscopie Raman avec laser, analyse par fluorescence X avec synchrotron, et analyse par ablation au laser suivie de spectrométrie de masse du plasma à couplage inductif. Les résultats montrent que les inclusions dans le spodumène, tout comme celles dans le quartz faisant partie d’une intercroissance avec le spodumène (SQUI), ont piégé une phase fluide aqueuse carbonique riche en alcalins, de faible salinité (ca. 7% par poids de NaCl ou son équivalent). A notre avis, les inclusions de type solide –liquide – vapeur dans le spodumène provenant de Tanco, Bikita et Kamativi résulteraient d’une réaction entre une phase fluide aqueuse carbonique de faible densité avec le spodumène hôte au cours des stades ultimes de l’évolution de ces pegmatites. Elles ne représenteraient donc pas un assemblage résultant du piégeage d’un liquide borosilicaté complexe, comme on l’a conclu antérieurement.

(Traduit par la Rédaction)

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