Abstract

The Brazil Lake pegmatite, in Yarmouth County, Nova Scotia, enriched in Li, Ta and Rb, conforms to the LCT-suite classification. The pegmatite group, dominated by two subvertical sheets, is hosted by Silurian sedimentary and mafic volcanic rocks that were deformed and metamorphosed (600°C, 3–4 kbar) during the ca. 410 Ma Acadian Orogeny. A U–Pb tantalite minimum age of 395 Ma for the pegmatite equates to an amagmatic event in this part of southern Nova Scotia, but given its location within a high-grade shear-zone environment, it is likely that a progenitor, crust-derived granite resides at depth. Sequential extraction of progressively more evolved melt-fractions, facilitated by compression in a shear-zone environment, resulted in generation of a melt with several wt.% Li2O. Pegmatite orientation and internal textures are consistent with intrusion into en échelon structures within a regionally extensive dextral shear-zone. The southern pegmatite, the focus of study, is dominated by spodumene and K-feldspar megacrysts (1–2 m) with intergranular spodumene – muscovite – albite – quartz and rare K-feldspar. The megacrysts are generally oriented perpendicular to the contact, and there is a notable absence of an aplite wall-zone, quartz-rich core, and miarolitic cavities. Instead, extensive areas of saccharoidal albite occur after pre-existing K-feldspar megacrysts. The albite-rich zones host most of the Ta–Nb oxide mineralization, as indicated from extensive sampling and geochemical analyses. Most of the muscovite is also of secondary origin, its paragenesis being tied to albite formation. This muscovite sequestered the K and Rb liberated from destruction of K-feldspar and also is enriched in columbite-group phases. The Brazil Lake pegmatite represents an excellent example of an albite–spodumene-type pegmatite overprinted by late-stage albite-rich replacement units. Replacement of K-feldspar by the albite resulted from alkali exchange between a Na-rich melt and an already crystallized, crystal-rich body (K-feldspar + spodumene) that was driven by chemical and thermal gradients. In addition, the Li-rich nature of the melt delayed the onset of Ta–Nb–Sn oxide mineral crystallization, thus leading to enrichment of these elements in the latter stages of melt evolution. The observations noted here are not unique, as Ta–Nb enrichment in albite-rich zones of like pegmatites is observed globally; hence, this interpretation has universal application.

Abstract

La pegmatite granitique de Brazil Lake, dans le comté de Yarmouth, en Nouvelle-Ecosse, enrichie en Li, Ta et Rb, se conforme aux propriétés de suites de type LCT. L’essaim de pegmatite, surtout composée de deux massifs subverticaux, est mis en place dans des roches sédimentaires et volcaniques mafiques siluriennes qui ont subi une déformation et un métamorphisme à 600°C et 3–4 kbar au cours de l’orogenèse acadienne à environ 410 million d’années. Un âge minimum de 395 Ma (U–Pb, tantalite) indique un événement amagmatique pour ce secteur du sud de la Nouvelle-Ecosse, mais à cause de sa location dans un milieu de cisaillement intense, il est probable qu’il se trouve en profondeur une masse plutonique de granite de dérivation crustale. L’extraction de venues progressivement plus évoluées, facilitées par la compression dans ce milieu de cisaillement, a mené à la génération d’un magma contenant plusieurs pourcents de Li2O. L’orientation des masses de pegmatite et les textures internes concordent avec l’intrusion en structures en échelon dans la zone de cisaillement importante sur le plan régional. Dans la masse du sud, sur laquelle ont porté les études, il y a prédominance de mégacristaux de spodumène et de feldspath potassique (1–2 m) associés à un assemblage intergranulaire de spodumène – muscovite – albite – quartz et de feldspath potassique plus rare. Les mégacristaux sont généralement orientés perpendiculairement au contact, et il n’y a aucune manifestation d’aplite près de la paroi, de noyau de quartz, ou de cavités miarolitiques. En revanche, il y a des volumes importants d’albite saccharoïdale en pseudomorphose de mégacristaux de feldspath potassique pré-existants. Les zones enrichies en albite renferment la plupart de la minéralisation en oxydes de Ta–Nb, comme l’indiquent un échantillonage détaillé et des analyses géochimiques. La plupart de la muscovite est aussi secondaire, sa paragenèse étant étroitement liée à la formation de l’albite. Cette muscovite contient le K et le Rb libérés par la destruction du feldspath potassique, et elle est aussi enrichie en oxydes du groupe de la columbite. La pegmatite de Brazil Lake serait un exemple excellent d’un massif de type albite–spodumène ayant subi un remplacement tardif menant à la formation d’albite. Le remplacement du feldspath potassique par l’albite est le résultat d’un échange d’alcalins entre un magma sodique et un massif déjà cristallisé riche en feldspath potassique et en spodumène, régi par des gradients chimiques et thermiques. De plus, le caractère lithinifère du magma a retardé le début de la cristallisation des oxydes de Ta–Nb–Sn, menant ainsi à un enrichissement de ces éléments aux stades tardifs de l’évolution du magma. Les observations décrites ici ne sont pas uniques; l’enrichissement en Ta–Nb dans les zones riches en albite de pegmatites semblables est universel. C’est donc dire que l’interprétation a une applicabilité globale.

(Traduit par la Rédaction)

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