Abstract

The Peggys Cove area of southern Nova Scotia contains abundant, flat-lying, zoned, tourmaline-bearing aplite–pegmatite sheets cutting leucomonzogranite of the peraluminous, 372 Ma South Mountain Batholith, locally enriched in metasedimentary xenoliths. Muscovite extracted from aplite, pegmatite and quartz – muscovite – tourmaline pocket zones give flat 40Ar/39Ar age spectra with 370 Ma plateau ages. Petrographic observations indicate rapid post-crystallization cooling and minimal deuteric alteration, although erratic Al/Si ordering in feldspar suggests heterogeneous strain, also indicated by undulose textures in quartz; hence, pegmatite formation occurred in a dynamic setting. Whole-rock and mineral compositions indicate that the aplite–pegmatites are not chemically evolved compared to global geochemical databases for such rocks. Rather, they may reflect locally generated volatile-rich melts extracted from the leucomonzogranitic magma. Whole-rock REE data show that the aplite cannot be derivatives of the leucomonzogranitic magma by simple fractional crystallization. Whole-rock (WR) and mineral δ18O data (WR: +11.7 to +14.7‰) are high compared to data for the SMB (WR: +8.5 to +12.5‰) and reflect equilibration of the pegmatite-forming melt with a metasedimentary source-material. Fluid-inclusion studies indicate pegmatite crystallization from a melt that exsolved a moderately saline (20–25 wt.% equiv. NaCl) fluid and constrain pegmatite formation to ca. 600–650°C at 3–3.5 kbar pressure. Abundant decrepitation-induced textures for the inclusions indicate pegmatite formation in an environment undergoing rapid changes in pressure, consistent with undulose extinction in quartz and Al–Si ordering in K-feldspar. The observations and data support a model of pegmatite–aplite formation via devolatilization of the metasedimentary xenoliths, abundant in the host rocks, and local generation of melts enriched in B during periods of cycling fluid pressure, in part related to regional stresses. Thus these tourmaline-bearing pegmatites are not related to conventional processes of late-stage fractionation of granitic magmas. Textural features of the pegmatites (e.g., comb-textured K-feldspar) and aplites indicate a single period of dilatancy and infilling to form the sheets.

Abstract

Dans la région de Peggys Cove, dans le sud de la Nouvelle-Ecosse, on trouve une abondance de couches sub-horizontales zonées contenant aplite et pegmatite granitiques à tourmaline recoupant le leucomonzogranite du batholite hyperalumineux de South Mountain (372 Ma), enrichi localement en xénolites métasédimentaires. La muscovite extraite de l’aplite, la pegmatite, et des assemblages à quartz – muscovite – tourmaline des poches miarolitiques produit des spectres 40Ar/39Ar plats indiquant un âge de 370 Ma. Les observations pétrographiques concordent avec l’hypothèse d’un refroidissement rapide suite à la cristallisation et une altération deutérique minimale, quoiqu’un degré d’ordre Al/Si erratique du feldspath fait penser à une déformation hétérogène, tout comme une extinction roulante dans le quartz; il semble donc que la formation de la pegmatite se soit faite dans un milieu dynamique. Les compositions des roches globales et des minéraux indiquent que les échantillons d’aplite et de pegmatite ne sont pas géochimiquement évolués par rapport aux exemples dans les banques globales de données géochimiques pour de telles roches. Les données à propos des terres rares sur roches globales montrent que les aplites ne pourraient pas être dérivées d’un magma leucomonzogranitique par simple cristallisation fractionnée. Les valeurs de δ18O pour les roches globales, entre +11.7 et +14.7‰, et les minéraux, sont élevées par rapport aux données sur les roches du batholite de South Mountain (entre +8.5 et +12.5‰), et montrent que le bain fondu qui a généré la pegmatite avait atteint l’équilibre avec un matériau métasédimentaire à la source. Les études des inclusions fluides indiquent une cristallisation d’un magma qui a exsolvé une phase fluide modérément saline (20–25% en poids de NaCl ou équivalent), et limitent la formation de la pegmatite à environ 600–650°C à 3–3.5 kbar. Des signes abondants d’une décrépitation des inclusions indiquent que le milieu de formation subissait d’importants changements en pression, ce qui concorde avec l’extinction roulante du quartz et la mise en ordre du feldspath potassique. D’après les observations et les données, nous proposons une modèle de dévolatilisation des xénolithes métasédimentaires, abondants dans les roches hôtes, pour expliquer la génération locale de magma enrichi en bore au cours de périodes de variations en pression de la phase fluide, en partie liées aux contraintes régionales. Ces pegmatites à tourmaline ne résultent donc pas de processus conventionnels de fractionnement à un stade tardif d’évolution d’un magma granitique. Les textures des pegmatites, par exemple le développement de cristaux de feldspath potassique en peigne, et des aplites concordent avec une seule période de dilatation et de mise en place en couches du magma.

(Traduit par la Rédaction)

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