Abstract

The alkali-deficient tourmaline, foitite [□(Fe2+2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3(OH)], and associated hematite occur in quartz veins that cut the geon 17 Baraboo Quartzite in south-central Wisconsin. The bluish green prismatic crystals of tourmaline are chemically zoned from core to rim, with the cores being very aluminous, highly alkali-deficient and, in one sample, relatively magnesian. Electron-microprobe analyses demonstrate that the tourmaline has a prevailing alkali-deficiency in the X site, which ranges from 49 to 87%, with a mean of 73%, making this the most alkali-deficient tourmaline reported to date. In one sample, high contents of Al (up to 7.7 Al apfu) and high cation-charge excess demonstrate the likely existence of a dominant “oxy-foitite” component [□ (Fe2+Al2)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3(O)], which is the first recognition of such in a natural occurrence. The wide range of chemical zoning in the tourmaline is most consistent with substitutions represented by the □Al(NaR)−1, AlO[R(OH)]−1, FeAl−1 and MgFe−1 exchanges, where R symbolizes Fe + Mg. The alkali-deficient character of the Baraboo tourmaline largely reflects the alkali-depleted and chemically mature composition of the host Baraboo Quartzite, but core-to-rim compositional variation in the tourmaline records the evolving nature of the attendant hydrothermal fluid, from a Na-poor, relatively alkaline early stage to a more sodic, acidic later stage.

Abstract

On trouve la foïtite [□ (Fe2+2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3(OH)], pôle du groupe de la tourmaline déficitaire en alcalins, en association avec l’hématite dans des veines de quartz recoupant la quartzite de Baraboo (géon 17) dans le centre-sud du Wiscon-sin. Les cristaux vert bleuâtre prismatiques de tourmaline sont zonés du coeur vers la bordure; le coeur est fortement alumineux, déficitaire en alcalins et, dans un échantillon, magnésien. Les analyses à la microsonde électronique montrent que la tourmaline accuse un déficit important au site X, entre 49 et 87%, en moyenne 73%, faisant de ce groupe de compositions le plus déficitaire en alcalins qui soit. Dans un échantillon, les teneurs élevées en Al (jusqu’à 7.7 Al atomes par unité formulaire) et l’excédent en charges positives démontrent l’existence probable d’une composante “oxy-foïtite” [□ (Fe2+Al2)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3(O)], ce qui est en fait le premier exemple à être signalé dans la nature. On interprète l’étendue de la zonation chimique dans la tourmaline en termes de substitutions représentées par les échanges □Al(NaR)−1, AlO[R(OH)]−1, FeAl−1 et MgFe−1; ici, R représente Fe + Mg. Le déficit en alcalins de la tourmaline de Baraboo témoigne surtout du déficit en alcalins et le caractère chimiquement mature de l’hôte, la quartzite de Baraboo. La zonation des cristaux résulterait de l’évolution du système hydrothermal, au départ à faible teneur en Na et relativement alcalin, et vers la fin plus sodique et plus acidique.

(Traduit par la Rédaction)

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