Abstract

Pyrochlore-group minerals are relatively common accessory constituents of calcite carbonatite at the Oka Carbonatite Complex, Quebec. This complex is a member of the Cretaceous Monteregian petrological province, and consists predominantly of calcite carbonatite and feldspathoidal silicate rocks. Mineralogical studies of the complex have identified ceroan pyrochlore, ceriopyrochlore, uranoan pyrochlore, uranpyrochlore, thorian pyrochlore and “thoriopyrochlore” as occurring within the NIOCAN and Bond Zone deposits. At Oka, pyrochlore [general structural formula: A16–xB16O48(O,OH,F)8–y] typically occurs as euhedral to subhedral crystals, rarely as aggregates and clusters. Back-scattered electron images, coupled with results of energy-dispersion analyses, reveal complex compositional zoning in pyrochlore, which reflects changes in magma composition during growth. Uranium-rich pyrochlore from Oka exhibits either strong zonation or is devoid of zoning. Large compositional variations were observed for the major oxides of the pyrochlore: CaO (ranging from 4.1 to 34.8 wt.% oxide), TiO2 (2.3–40.4%), Nb2O5 (20.1–58.1%), ThO2 (0.3–18.2%), and UO2 (0.1–28.0%). Ceriopyrochlore, ceroan pyrochlore and uranpyrochlore exhibit the greatest A-site vacancies, ranging from 8.1 to 62.5%. Of the rare-earth elements, only Ce is present at high levels of concentration (ranging from 2.1 to 15.8% Ce2O3). Of note is the significant content of ZrO2, which ranges from 0 to 16.3 wt.%. An A-site substitution in the pyrochlore-group minerals has been identified between (REE + U + Th) and (Na + Ca), as well as a B-site substitution between (Nb + Ti) and Zr. The wide variety of pyrochlore-group minerals at Oka, coupled with their textural features, indicate that the Oka calcite carbonatite has an extremely complex evolutionary history. The pyrochlore-group minerals crystallized from two or more carbonatitic magmas, enriched in Nb, Ti, LREE, U, and Th. The calcite carbonatites of the NIOCAN and Bond Zone areas are hybrid rocks. No simple hypothesis can be devised to explain the significant concentrations of pyrochlore in particular samples of host rock. Enrichment in specific zones is dependent upon rheological factors rather than compositional controls.

Abstract

Les minéraux du groupe du pyrochlore sont des phases accessoires assez répandues dans la carbonatite calcitique du complexe d’Oka, Québec. Ce complexe fait partie de la province pétrographique Montérégienne, d’âge crétacé, et contient surtout des venues de carbonatite à calcite et des roches silicatées à feldspathoïdes. Nous avons identifié le pyrochlore enrichi en cérium, le cériopyrochlore, le pyrochlore uranifère, l’uranpyrochlore, le pyrochlore thorifère et le “thoriopyrochlore” dans les gisement de NIOCAN et de la zone Bond. A Oka, le pyrochlore [formule structurale générale: A16–xB16O48(O,OH,F)8–y] se présente généralement en cristaux idoimorphes ou subidiomorphes, et rarement en aggrégats ou regroupés. Les images d’électrons rétrodiffusés, considérées avec les résultats d’analyses en dispersion d’énergie, révèlent une zonation complexe de la composition du pyrochlore, qui témoigne de changements dans la composition du magma au cours de la croissance. Le pyrochlore uranifère à Oka fait preuve d’une forte zonation ou bien est dépourvu de zonation. De grandes variations en composition sont développées: CaO (entre 4.1 et 34.8% de l’oxyde, proportion pondérale), TiO2 (2.3–40.4%), Nb2O5 (20.1–58.1%), ThO2 (0.3–18.2%), et UO2 (0.1–28.0%). Le cériopyrochlore, le pyrochlore riche en cérium, et l’uranpyrochlore font preuve de la plus grande proportion de lacunes au site A, entre 8.1 et 62.5%. Parmi les terres rares (TR), seul le Ce est présent à un niveau de concentration élevé (entre 2.1 et 15.8% Ce2O3). Nous signalons aussi la teneur importante du ZrO2, entre 0 et 16.3%. Nous avons identifié une substitution au site A dans les minéraux du groupe du pyrochlore, impliquant (TR + U + Th) et (Na + Ca), de même qu’au site B, entre (Nb + Ti) et Zr. La grande variété de minéraux du groupe du pyrochlore à Oka, et leur développement textural, montrent que la carbonatite calcitique résulte d’une évolution extrêmement complexe. Ces minéraux ont cristallisé à partir d’au moins deux venues de magma carbonatitique, enrichies en Nb, Ti, terres rares légères, U, et Th. Les carbonatites calcitiques des gisements NIOCAN et de la zone Bond sont en fait hybrides. Aucune hypothèse simple ne pourrait expliquer les concentrations importantes de minéraux du groupe du pyrochlore dans des échantillons particuliers des roches hôtes. Un enrichissement dans des zones spécifiques dépendrait plutôt de facteurs rhéologiques que de contrôles compositionnels.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.