Abstract

Niobium–tantalum-oxide minerals from five localities with moderately to highly fractionated granitic pegmatites were examined for their Zr and Hf contents. Wodginite was found to contain up to 9.59 ZrO2 and 1.15 wt.% HfO2, and columbite-group minerals, up to 1.26 and 0.12 wt.%, respectively. The Zr/Hf value is decidedly high in columbite-group minerals (13 to 6) relative to wodginite (4 to 1). Coexisting wodginite-group and columbite-group minerals behave similarly with respect to the overall behavior of Zr + Hf and with respect to the partitioning of Zr versus Hf. In individual pegmatite bodies, no systematic changes in Zr + Hf or Zr/Hf are discernible among the various zones. However, a positive correlation of Zr + Hf with Sn, Mn and Ta is locally observed, and a negative correlation with Ti. No clear trends are shown by Zr/Hf. The Zr/Hf value in the (Nb,Ta)-oxide minerals generally corresponds to its range in associated zircon–hafnon. Considerable depolymerization of highly fractionated, (F, B, P)- and H2O-rich pegmatite-forming melts, in part alkaline in boundary layers (particularly significant in final stages of consolidation), is responsible for shifting oxygen coordination of Zr and Hf from [8]- to [6]-fold. Consequently, the abundance of zircon decreases, and the (Nb,Ta)-oxide minerals become geochemically significant carriers of Zr and Hf. This effect apparently operates not only in granitic pegmatites but also in other granite-related environments.

Abstract

Nous avons examiné les oxydes de niobium et de tantale provenant de cinq exemples de pegmatites granitiques modérément à fortement fractionnées du point de vue de leurs teneurs en Zr et en Hf. La wodginite peut contenir jusqu’à 9.59% de ZrO2 et 1.15% de HfO2 (base pondérale), et les minéraux du groupe de la columbite, jusqu’à 1.26 et 0.12%, respectivement. Le rapport Zr/Hf est nettement élevé dans les minéraux du groupe de la columbite (de 13 à 6) par rapport à la wodginite (de 4 à 1). Où ils coexistent, les minéraux des groupes de la wodginite et de la columbite se comportent de façon semblable par rapport à Zr + Hf et par rapport à la répartition de Zr versus Hf. A l’intérieur d’une pegmatite, aucun changement systématique de Zr + Hf ou de Zr/Hf sont évidents parmi les diverses zones. Toutefois, nous notons une corrélation positive locale entre Zr + Hf et les teneurs en Sn, Mn et Ta, et une corrélation négative avec la teneur en Ti. Aucune tendance claire n’est évidente avec la valeur de Zr/Hf. Ce rapport dans les oxydes de (Nb,Ta) correspond en général aux valeurs dans les membres de la série zircon–hafnon associés. Une dépolymérisation importante du magma fortement fractionné formateur de la pegmatite, enrichi en F, B, P et H2O, rendu en partie alcalin dans les couches limites, particulièrement aux stades finaux de la cristallisation, serait responsable du changement de la coordinence du Zr et du Hf avec l’oxygène de [8] à [6]. Par conséquent, le zircon diminue en abondance, et les oxydes de (Nb,Ta) deviennent davantage importants comme minéraux hôtes de Zr et de Hf. Cet effet serait important non seulement dans les pegmatites granitiques, mais aussi dans d’autres milieux liés aux granites.

(Traduit par la Rédaction)

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