Abstract

A calcite – amphibole – clinopyroxene rock (CAPR) occurs as veins and schlieren in cumulate ultramafic series of the Afrikanda complex, Kola Peninsula, Russia. The rock is composed of major amounts of diopside, amphibole, calcite, titanite, perovskite, magnetite and chlorite. Apart from xenocrysts derived from the ultramafic wallrocks, the Ti–Al–Mn-poor diopside (6–17 mol.% NaFe3+Si2O6) and K–Ti-enriched magnesiohastingsite, with subordinate schorlomite and phlogopite, are the earliest minerals to crystallize. Their crystallization is believed to reflect the enrichment of a parental carbonatitic magma in silica (possibly, >40 wt.% SiO2) and alkalis. The abundance of Na-bearing amphiboles and relative paucity of phlogopite reflect enrichment of the parental magma in Na relative to K. The early magnesiohastingsite is replaced and rimmed by sodic–calcic amphiboles, representing products of re-equilibration with a Na-rich carbothermal fluid. The fluid fractionated from the carbonatitic source was also enriched in REE, Nb and Th, as indicated by the replacement of early perovskite by loparite-(Ce) and ceroan lueshite. Separation of the fluid and associated fracturing were likely induced by decompression of partly crystallized carbonatitic magma. A series of replacement reactions observed in CAPR (perovskite ⇒ titanite, ilmenite ⇒ titanite and amphibole ⇒ chlorite) indicate a relatively high silica activity (>10−4) and acidity of the fluid [−loga(H+) well above the range −4 to −5.5]. The chlorite compositions, inferred to be in equilibrium with the fluid, yield temperatures near 200°C. The latest minerals to crystallize consist of zeolites, muscovite and prehnite that probably precipitated from a fluid derived from younger intrusions of foidolitic magma. The mode of occurrence and compositional variation of 23 silicate minerals identified in CAPR are presented and compared with the available data on other carbonatite complexes. A number of minerals described in this study [e.g., gittinsite, cerite-(Ce) and calcium catapleiite] are either extremely rare or have not been previously reported to occur in carbonatites.

Abstract

Une roche à calcite – amphibole – clinopyroxene (CAPR) se présente sous forme de veines et de lentilles déformées dans la série de cumulats ultramafiques du complexe d’Afrikanda, dans la péninsule de Kola, en Russie. La roche contient des quantités importantes de diopside, amphibole, calcite, titanite, pérovskite, magnétite et chlorite. En plus des xénocristaux dérivés de l’encaissant ultramafique, le diopside à faible teneur en Ti, Al et Mn (6–17% NaFe3+Si2O6, proportion molaire) et magnésiohastingsite enrichi en K et Ti, avec des quantités moindres de schorlomite et de phlogopite, sont les minéraux primaires précoces. Leur cristallisation reflèterait l’enrichissement du magma carbonatitique parental en silice (même peut-être plus de 40% SiO2, poids) et en alcalins. L’abondance relative des amphiboles contenant le Na et la rareté de la phlogopite indiquent l’enrichissement du magma parental en Na plutôt qu’en K. La magnésiohastingsite précoce est entourée et remplacée par des amphiboles sodiques–calciques, produits d’un ré-équilibrage avec une phase fluide carbothermale riche en Na. La phase fluide émanant de la source carbonatitique était par surcroît enrichie en terres rares, Nb et Th, comme l’indique le remplacement de la pérovskite précoce par la loparite-(Ce) et la lueshite enrichie en cérium. La séparation de cette phase fluide et le développement de fissures associées résulteraient d’une décompression du magma carbonatitique partiellement cristallisé. Une série de réactions menant à des remplacements dans les roches CAPR (pérovskite ⇒ titanite, ilménite ⇒ titanite et amphibole ⇒ chlorite) indique une activité en silice relativement élevée (>10−4) et une valeur d’acidité de la phase fluide [−loga(H+)] entre −4 et −5.5. Les compositions de chlorite, considérées avoir été en équilibre avec la phase fluide, indiquent une température voisine de 200°C. Parmi les minéraux tardifs se trouvent des zéolites, muscovite et prehnite, qui auraient précipité à partir d’une phase fluide dérivée de venues intrusives de magma foïdolitique plus jeunes. Les aspects texturaux et la variation en composition des vingt-trois minéraux silicatés identifiés dans cette suite sont comparés avec les données disponibles d’autres complexes de carbonatite. Plusieurs minéraux signalés dans ce travail [e.g., gittinsite, cérite-(Ce) et calcium catapléiite] sont rarissimes ou bien n’ont pas été décrits auparavant dans des carbonatites.

(Traduit par la Rédaction)

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