Abstract

An unusual occurrence of blackwall rock occurs on a promontory in Lake Kvesjöen, in the Norwegian Caledonides, at the contact between a lens of ultramafic rock (Fo–En-rock) 200 m in diameter and amphibolite-facies metapelitic country-rocks. The blackwall contains corundum, staurolite, tourmaline and four micas: muscovite, paragonite, margarite and biotite. Accessories include allanite–epidote, apatite, ilmenite, rutile, monazite, and zircon. The blackwall evolved from a normal quartz-rich staurolite–garnet–biotite metapelite by progressive loss of SiO2 to the silica-deficient Fo-rich ultramafic rock at about 570°C and 6.5 kbar. Thermodynamic modeling of the metasomatic process predicts first the disappearance of garnet and excess quartz, and then the production of corundum from excess Al2O3. Subsequent desilication of plagioclase then results in the formation of paragonite and margarite in addition to the “primary” muscovite and biotite. Abundant development of biotite at the expense of staurolite and muscovite at a late stage of the process leads to the observed dark biotite-rich corundum–margarite rock. The model process predicts the observed blackwall mineralogy and also suggests that the corundum–margarite rock represents a mature end-product of the metasomatic reaction. The SiO2 lost by the metapelite reacted with forsterite and enstatite of the ultramafic rock to form talc. The chemical potential of SiO2 imposed by the talc–forsterite assemblage was much lower than that given by quartz saturation in the metapelite under the prevailing conditions during the active process. The resulting gradient in chemical potential was the prime driving force in the formation of the blackwall.

Abstract

Nous signalons un exemple inhabituel de “paroin oire” sur un promontoire dans le lac Kvesjöen, dans les Calédonides norvégiennes, au contact entre une lentille de roche ultramafique (roche à Fo–En) d’un diamètre de 200 m et un encaissant métapélitique (faciès amphibolite). La paroi noire contient corindon, staurolite, tourmaline et quatre micas: muscovite, paragonite, margarite et biotite. Parmi les accessoires, on trouve allanite–épidote, apatite, ilménite, rutile, monazite, et zircon. Cette paroinoire s’est formée à partir d’une métapélite banale à staurolite – grenat – biotite et riche en quartz par perte progressive de SiO2 à la roche ultramafique adjacente, riche en Fo et déficitaire en silice, à environ 570°C et 6.5 kbar. Un modèle thermodynamique du processus métasomatique prédit d’abord la disparition du grenat et de l‘excédent de quartz, et ensuite la production de corindon à partir de l’excédent en Al2O3. Une désilication subséquente du plagioclase a donné lieu à la formation de paragonite et demargarite, ajoutées à la muscovite et la biotite “primaires”. Un développement tardif et abondant de biotite aux dépens de staurolite et de muscovite a donné l’aspect sombre de la roche à corindon–margarite. Le modèle prédit la minéralogie observée de la paroi noire et mène à l’hypothèse que la roche à corindon–margarite représente un terme stable de la réaction métasomatique. La silice perdue par la métapélite a réagi avec la forstérite et l’enstatite de la roche ultramafique pour former du talc. Le potentiel chimique de SiO2 fixé par l’assemblage talc–forstérite était largement inférieur au niveau établi par la métapélite saturée en quartz au cours du processus aux conditions préconisées. Le gradient en potentiel chimique qui en résulta était le moteur principal de formation de la paroi noire.

(Traduit par la Rédaction)

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