Abstract

Biotite, the dominant ferromagnesian mineral in Paleozoic granitic rocks of the Canadian Appalachians, has been analyzed with an electron microprobe (wavelength dispersion) for major elements and by 57Fe Mössbauer spectroscopy. We sampled a wide variety of rock types, ranging from gabbro, diorite, syenite to granite, but by far mostly granitic (sensu lato). The most pronounced variations are in total Al contents and Fe/(Fe + Mg) values. In the biotite quadrilateral (annite –siderophyllite –phlogopite – eastonite), biotite from A-type granites of the Humber and Avalon zones in Gaspé (Québec) and New Brunswick is characterized by low mean Al contents, ~1.15 atoms per formula unit (apfu), and variable Fe/(Fe + Mg) values in the range 0.4 to 0.9. In the granites of the Notre Dame arc of the Dunnage zone in Newfoundland, biotite has moderate mean values of Al (~1.40 apfu) and Fe/(Fe + Mg) (~0.58). In granites of the Gander zone of New Brunswick and Newfoundland, biotite has a mean Fe/(Fe + Mg) value of 0.6 and shows a pronounced trend of increasing total Al (1.05 to 1.75 apfu), confirming significant contributions of aluminous supracrustal material to the magmas, either by assimilation or anatexis. Finally, in granites of the Meguma zone, derived entirely from metasedimentary material, biotite exhibits a remarkable increase in total Al (1.30 to 2.00 apfu) and considerable iron-enrichment [Fe/(Fe + Mg) in the range 0.4 to 1], with compositions nearing the siderophyllite end-member. The biotite from most zones plots on or above the NNO buffer, indicating moderately oxidizing conditions, whereas that from the Meguma zone plots mainly between the QFM and NNO buffers, implying fairly reducing conditions during crystallization. Assuming a reasonable range of crystallization temperatures of 750 to 900°C, oxygen fugacities ranged from 10−10 to 10−16.9 bars during crystallization. The composition of biotite reflects primarily the nature of the host magmas. It cannot readily be used for tectonomagmatic characterization of these rocks without the aid of other types of data.

Abstract

Des échantillons de biotite, minéral ferromagnésien dominant dans les roches granitiques des Appalaches canadiennes, ont été analysés avec une microsonde électronique et par spectrométrie de Mössbauer. Ces échantillons proviennent de roches plutoniques allant de gabbro, diorite, syénite jusqu’à granite, mais surtout granitiques (sensu lato). Les variations compositionnelles les plus prononcées se situent au niveau des teneurs en Al et du rapport Fe/(Fe + Mg). Dans le quadrilatère compositionnel de la biotite (annite – sidérophyllite – phlogopite – eastonite), la biotite des granites de type A des zones Humber et Avalon de la Gaspésie (Québec) et du Nouveau-Brunswick se caractérise par des teneurs en Al faibles (~1.15 atomes par formule unitaire, apfu), et par des valeurs Fe/(Fe + Mg) variant de 0.4 à 0.9. Dans les granites de l’arc Notre Dame de la zone Dunnage de Terre-Neuve, la biotite possède des valeurs modérées de Al (~1.40 apfu) et du rapport Fe/(Fe + Mg) (~0.58). Dans les granites de la zone Gander du Nouveau-Brunswick et de Terre-Neuve, la biotite possède un rapport Fe/(Fe + Mg) moyen de 0.6 et définit une lignée prononcée vers un enrichissement en Al total (1.05 à 1.75 apfu), confirmant une contribution importante de matériau supracrustal alumineux aux magmas, soit par assimilation ou encore par anatexie. Finalement, dans les granites de la zone de Meguma, ceux-ci dérivés entièrement de matériau métasédimentaire, la biotite démontre un enrichissement prononcé en Al total (1.30 à 2.00 apfu) et en fer [Fe/(Fe + Mg) de 0.4 à 1], avec des compositions qui se rapprochent du pôle sidérophyllite. La biotite de la majorité des zones se trouve sur ou au-dessus du tampon NNO, indiquant des conditions assez oxydantes, tandis que celle de la zone de Meguma se retrouve principalement entre les tampons QFM et NNO, indiquant des conditions beaucoup plus réductrices. En supposant une température de cristallisation de 750 à 900°C, nous obtenons des pressions partielles d’oxygène de 10−10 à 10−16.9 bars pendant la cristallisation. La composition de la biotite des roches granitiques reflète surtout la nature du magma duquel les roches ont cristallisé. Cependant, nous ne croyons pas que cette composition puisse servir par elle-même à distinguer le contexte tectonomagmatique; l’apport d’autres types de données sera nécessaire.

(Traduit par la Rédaction)

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