Abstract

At Odivelas (Beja, Portugal), massive accumulations of coarse-grained magnetic oxides occur within the lower group of a layered, synorogenic Variscan gabbroic sequence. These oxide bodies, irregular in shape, at approximately right angles to the regional layering and of considerable size (up to an estimated 50 t each), are mainly composed of vanadium-bearing titanian maghemite, as large equant grains forming a polygonal texture, poikilitic ilmenite and accessory amounts of maghemite. No Fe2+ was detected by Mössbauer spectroscopy in either maghemite and titanian maghemite. Strongly weathered samples show hematite and goethite replacing the maghemite or forming late veinlets cutting all oxide phases. Apart from these supergene veinlets, no fracturing is discernible within the oxide bodies; also, no zonation was found in the oxide phases, despite an examination by several techniques (reflected light microscopy, EPMA and micro-PIXE). The irregular and discordant shape of these bodies must have resulted from localized settling of primary oxide grains in the magma chamber or from gravitational destabilization of previously formed layers of oxide minerals. A supergene origin for these accumulations of maghemite is discounted because of textural considerations and the total absence of hydrous alteration. The surrounding gabbroic rocks show no alteration and host an oxide assemblage composed of titanian magnetite and ilmenite, which closed chemically at around 650–675°C, thus above the experimental threshold for maghemite formation. The oxide bodies of Odivelas thus underwent an oxidation process that has not affected their host rocks and that must have been caused by the focusing to their margins of late degassing fluids owing to rheological contrasts. As soon as the oxidizing fluids reached the oxide accumulations, oxidation proceeded by intergranular diffusion until all primary spinels were converted to maghemite, but did not spread to the country rocks, owing to the sluggishness of diffusion through silicates at these temperatures. The development of part of the observed ilmenite and of the precursor of Ti-free maghemite seems to result from the early stages of the oxidation process, according to the equation normally describing oxidation-induced exsolution in titanian magnetite. The ilmenite and spinel structures remained intact under further strong oxidation, probably owing to the incorporation of minor cations inherited from the original spinel.

Abstract

Nous décrivons, à Odivelas, dans la région de Beja, au Portugal, des accumulations massives d’oxydes magnétiques à gros grains dans la partie inférieure d’une séquence gabbroïque stratiforme d’âge varisque. Ces amas d’oxydes, de forme irrégulière, disposés environ perpendiculairement au pendage régional et atteignant une taille considérable (une cinquantaine de tonnes chaque), contiennent surtout une maghémite titanifère et vanadifère en grains équidimensionnels polygonaux, entourés d’ilménite poecilitique, avec une maghémite pure comme accessoire. Nous n’avons décelé du Fe2+ ni dans la maghémite, ni dans la maghémite titanifère. Dans les échantillons altérés par météorisation, l’hématite et la goethite remplacent la maghémite ou forment des veinules tardives recoupant tous les oxydes. A part ces veinules, nous ne voyons pas de fractures dans ces amas d’oxydes; de plus, nous ne voyons pas de zonation dans les oxydes, malgré un examen minutieux avec plusieurs techniques (microscopie en lumière réfléchie, analyses à la microsonde électronique, analyses micro-PIXE). La forme irrégulière et discordante de ces amas résulterait d’abord d’une accumulation de grains d’oxydes dans la chambre magmatique, les cumulats d’oxydes étant possiblement déstabilisés sur une pente. Une origine supergène de ces accumulations de maghémite semble peu probable compte tenu des textures et de l’absence totale de produits hydratés d’altération. Les roches gabbroïques avoisinantes ne montrent aucun signe d’altération, et contiennent un assemblage habituel de magnétite titanifère et d’ilménite, les paires devenant des systèmes fermés à environ 650–675°C, et donc à des conditions supérieures au seuil de formation de la maghémite. Les amas d’oxydes à Odivelas ont donc subi un processus d’oxydation qui n’a pas affecté leurs roches hôtes, et qui a dû impliquer de façon localisée (à cause d’un contraste rhéologique) un flux d’une phase fluide formée par dégazage. Aussitôt que la phase fluide oxydante eut atteint les amas d’oxydes, l’oxydation a procédé par diffusion intergranulaire jusqu’à la transformation complète du spinelle primaire en maghémite, mais sans interaction avec les roches-hôtes, à cause de la lenteur de la diffusion au travers des silicates à ces températures. Le développement d’une partie de l’ilménite observée et du précurseur de la maghémite dépourvue de Ti semble hérité des stades précoces du processus d’oxydation, selon l’équation normalement utilisée pour expliquer l’exsolution provoquée par l’oxydation de la magnétite titanifère. Les structures de l’ilménite et du spinelle sont demeurées intactes au cours de la progression de l’oxydation, probablement à cause de la présence de cations mineurs hérités du spinelle originel.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.