Abstract

Dark brown porous ferrotapiolite is a dominant product of alteration in pseudomorphs after primary stibiotantalite from the lepidolite pegmatite at Laštovičky, western Moravia, Czech Republic. Two compositionally distinct varieties of ferrotapiolite were recognized, a volumetrically dominant Fe3+-rich phase and a very rare Sb-rich phase. Niobium-rich ferrotapiolite, with up to 17.51 wt.% Nb2O5 (0.61 apfu), is highly heterogeneous, with Ta/(Ta + Nb) of 0.69 to 0.84 and Mn/(Mn + Fe) of 0.01 to 0.05; Fe2O3calc. ≤3.09 wt.% (0.18 Fe3+apfu, ~0.16 to 0.22 Fe3+apfu from Mössbauer spectroscopy) in the ferrian variety, and Sb2O3 ≤ 9.87 wt.% (0.34 Sb3+apfu) in antimonoan variety. The unit-cell dimensions of ferrian ferrotapiolite (4.746 < a < 4.757 Å, 9.198 < c < 9.244 Å) calculated from X-ray powder-diffraction data indicate highly variable degrees of structural order. The substitution NbTa−1 is dominant; the minor substitution Fe33+Fe−22+R−15+ typical of the ferrian ferrotapiolite strongly suggests the incorporation of Fe3+ at both the A and the B sites in ferrotapiolite, indicative of solid solution toward Fe3+TaO4. The substitution Sb33+Fe−22+R−15+ in the antimonoan variety tends to an end-member composition of SbTaO4, corresponding to stibiotantalite; however, it very likely reflects microscopic relics of primary stibiotantalite in ferrotapiolite hidden below the surface of polished samples. Stibiotantalite is replaced by ferrotapiolite along irregularly distributed fractures according to the hypothetical reaction 2Sb(Ta,Nb)O4 + Fe(OH)2 + 2H2O = Fe(Ta,Nb)2O6 + 2Sb(OH)3. Such a significant Fe-enrichment (stibiotantalite versus newly formed ferrotapiolite), documented by abundant secondary ferrotapiolite at Laštovičky, is exceptional among products of secondary replacement after primary (Nb,Ta)-oxide minerals in granitic pegmatites. High Fe2O3 in ferrotapiolite indicates high but variable f(O2) during alteration. Values of Ta/(Ta + Nb) in primary stibiotantalite and secondary ferrotapiolite are virtually equal; they suggest very low mobility of both Nb and Ta. Absence of hydrothermal (fluid) fractionation of Nb from Ta in granitic pegmatites and low mobility of Ta and Nb documented here and in other studies support the importance of magmatic processes as a dominant factor in crustal fractionation of Ta from Nb.

Abstract

Une ferrotapiolite brun foncé et poreuse est le produit prédominant de l’altération par pseudomorphose de la stibiotantalite primaire d’une pegmatite à lépidolite de Laštovičky, en Moravie occidentale, République Tchèque. Deux variétés de ferrotapiolite sont distinguées, une riche en Fe3+ et largement prédominante, et l’autre riche en Sb. La ferrotapiolite riche en Fe3+ et en Nb, avec jusqu’à 17.51% de Nb2O5 (en poids; 0.61 apfu), est fortement hétérogène, avec Ta/(Ta + Nb) entre 0.69 et 0.84, et Mn/(Mn + Fe) entre 0.01 et 0.05; la teneur en Fe2O3 calculée atteint 3.09% (poids; 0.18 Fe3+apfu, entre ~0.16 et 0.22 Fe3+apfu selon la spectroscopie de Mössbauer). La variété riche en antimoine peut atteindre 9.87% (poids; 0.34 Sb3+apfu). Les paramètres réticulaires de la ferrotapiolite riche en Fe3+ (4.746 < a < 4.757 Å, 9.198 < c < 9.244 Å), calculés à partir des données en diffraction X (méthode des poudres) indique un degré d’ordre très variable. La substitution NbTa−1 est dominante; la substitution Fe33+Fe−22+R−15+ est moins importante, et semble indiquer la présence de Fe3+ aux deux sites de la structure, A et B, et donc une solution solide vers le pôle Fe3+TaO4. La substitution Sb33+Fe−22+R−15+ dans la seconde variété pourrait exprimer une solution solide vers le pôle SbTaO4, c’est-à-dire la stibiotantalite; toutefois, il est probable que le déplacement en composition est dû à la présence de reliques microscopiques de stibiotantalite primaire dans la ferrotapiolite, cachées sous la surface des échantillons polis. La stibiotantalite est remplacée par la ferrotapiolite le long de fractures distribuées de façon irrégulière selon la reaction hypothétique 2Sb(Ta,Nb)O4 + Fe(OH)2 + 2H2O = Fe(Ta,Nb)2O6 + 2Sb(OH)3. Un tel enrichissement important en fer (stibiotantalite transformée en ferrotapiolite), documenté par la présence d’une abondance de ferrotapiolite secondaire à Laštovičky, est exceptionnelle parmi les produits du remplacement des oxydes primaires de (Nb,Ta) dans les pegmatites granitiques. Les teneurs élevées en Fe2O3 de la ferrotapiolite indiquent des niveaux élevés mais variables de f(O2) au cours de l’altération. Les valeurs de Ta/(Ta + Nb) dans la stibiotantalite primaire et la ferrotapiolite secondaire sont presqu’égales, ce qui fait penser que le Nb et le Ta ont une mobilité très faible. L’absence de fractionnement hydrothermal de Nb par rapport au Ta dans les pegmatites granitiques et la faible mobilité de Ta et Nb, établie ici et dans d’autres travaux, soulignent l’importance des processus magmatiques dans le fractionnement du Ta par rapport au Nb dans la croûte.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.