Abstract

Freudenbergite (Na2Fe23+Ti6O16) occurs in peralkaline alkali syenite dikes at Katzenbuckel, southwestern Germany, in association with lorenzenite, pyrochlore, landauite and Na–Zr silicates as rare, late-stage mineral phases. Freudenbergite shows a broad range in chemical composition; we recognize two varieties: 1) a “low-titanium” type, with low concentrations of Ti and all iron in the trivalent state, as established by Mössbauer spectroscopy; this is the normal type of freudenbergite found in a syenite from the Katzenbuckel; 2) a “high-titanium” type, with elevated concentrations of Ti and high contents of divalent cations (Mg2+, Mn2+, Zn2+) substituting for Fe2+. Increased concentrations of Nb are the cause of cation deficiency of sodium at the A site. Freudenbergite, up to 0.75 mm in size, is a sector-zoned mineral with selective enrichments in (Nb + Zr) and Ti in sectors (001) and (100), respectively. In one dike (Kb 45), freudenbergite metasomatically replaces primary ilmenite as well as thin exsolution-lamellae within hematite grains. Pseudobrookite, ilmenite, hematite or magnetite occur as Fe–Ti oxides in the freudenbergite-bearing syenite samples. Ilmenite–hematite mineral pairs show large miscibility-gaps, and indicate conditions of formation in the range of 750–550°C at low pressures of about of 0.2–0.3 kbar. The unique occurrence of primary freudenbergite is mainly due to an efficient process of fractionation of the peralkaline syenitic melt, leading to a Na- and Ti-rich, but Ca-poor melt accompanied by a distinct enrichment in niobium and zirconium.

Abstract

La freudenbergite (Na2Fe23+Ti6O16) est présente dans des filons de syénite hyperalcaline à Katzenbuckel, dans le sud-ouest de l’Allemagne, en association avec lorenzenite, pyrochlore, landauite et des silicates de Na–Zr comme manifestations tardives de cristallisation. Elle montre un intervalle de composition important; nous en documentons deux variétés: 1) une variété à teneur en Ti relativement faible, avec tout le fer sous forme trivalente, ce qui a été confirmé par spectroscopie de Mössbauer; il s’agit de la freudenbergite normale rencontrée dans la syénite de Katzenbuckel; 2) une variété à concentrations élevées de Ti et de cations bivalents (Mg2+, Mn2+, Zn2+) à la place de Fe2+. Des niveaux accrus de Nb sont la cause d’un déficit de sodium dans le site A. La freudenbergite, en cristaux atteignant 0.75 mm, montre une zonation en secteurs, avec un enrichissement sélectif en (Nb + Zr) et Ti dans les secteurs (001) et (100), respectivement. Dans un filon (Kb 45), la freudenbergite remplace par métasomatose l’ilménite primaire, de même que de minces lamelles d’exsolution au sein de cristaux d’hématite. La pseudobrookite, l’ilménite, l’hématite ou la magnétite sont les oxydes de Fe–Ti présents dans les échantillons de syénite porteurs de freudenbergite. Les paires ilménite–hématite font preuve de larges lacunes de miscibilité, et indiquent une cristallisation sur l’intervalle 750–550°C à faible pression, environ 0.2–0.3 kbar. Le développement unique de la freudenbergite primaire serait surtout dû à un processus efficace de fractionnement d’un liquide syénitique à néphéline, ce qui a mené à un liquide évolué riche en Na et Ti, mais dépourvu de Ca, et anormalement enrichi en niobium et en zirconium.

(Traduit par la Rédaction)

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