Abstract

Calcite – amphibole – diopside silicocarbonatite from the Afrikanda complex, in the Kola Peninsula, northwestern Russia, contains abundant crystals of F-rich hibschite associated with titanite, chlorite, calciocatapleiite and calcite. The crystals range from 10 to 50 μm across and consist of an oscillatory-zoned core and a uniform rim arising from variations in Al and Fe contents across the crystal. The hibschite contains from 4.2 to 6.0 wt.% F, which is unparalleled by any F-bearing silicate garnet described to date. The compositional variation of the Afrikanda hibschite can be described by the formula Grs57–63Kt21–27Fgr8–11Adr0–13, where Grs, Kt and Adr stand for the grossular, katoite and andradite, respectively, and Fgr denotes the hypothetical end-member Ca3Al2F12.The average Fgr content is 10 mol.%. The crystal structure of F-rich hibschite was refined in space group Ia3d to R1 = 2.8%. In agreement with the chemical data, the refinement shows that about one-third of the tetrahedrally coordinated positions (Z) are vacant. These vacancies are coordinated by (OH) and F anions, which results in expansion of the unit cell [a = 12.037(3) Å] relative to that of grossular. The size of the Z-centered tetrahedron is sensitive to the substitution of (OH) by F, as indicated by the smaller center-to-corner and corner-to-corner distances measured for the Afrikanda hibschite relative to garnets with a similar Si content along the grossular–katoite join. The F-rich hibschite crystallized in the final stages of silicocarbonatite evolution from a low-temperature (200–250°C) deuteric fluid with log a(H+)aq ≈ log a(F)aq ≈ −5.

Abstract

La silicocarbonatite à calcite, amphibole et diopside du complexe de Afrikanda, dans la péninsule de Kola en Russie, contient une abondance de cristaux de hibschite riche fluor associés à la titanite, chlorite, calciocatapléiite et calcite. Les cristaux vont de 10 à 15 μm de diamètre et possèdent un noyau à zonation oscillatoire et une bordure uniforme, résultats de variations en teneurs de Al et Fe. La hibschite contient de 4.2 à 6.0% de F (en poids), ce qui est sans égal parmi les exemples connus de grenat silicaté fluoré à date. On peut décrire la variation en composition de la hibschite de Afrikanda par la formule Grs57–63Kt21–27Fgr8–11Adr0–13 Grs57–63Kt21–27Fgr8–11Adr0–13, dans laquelle Grs, Kt et Adr représent les pôles grossulaire, katoite et andradite, respectivement, et Fgr représente le pôle hypothétique idéal Ca3Al2F12. La teneur moyenne en Fgr est 10% (base molaire). Nous avons affiné la structure cristalline de la hibschite fluorée dans le groupe spatial Iad jusqu’à un résidu R1 de 2.8%. En concordance avec les données chimiques, l’affinement montre qu’environ un tiers des positions Z à coordinence quatre sont vides. Ces lacunes sont coordonnées par des groupes (OH) et des anions F, ce qui mène à une expansion de la maille élémentaire a à 12.037(3) Å, relative à la valeur pour le grossulaire. La dimension du tétraèdre est sensible à la substitution du (OH) par F, comme l’indique les distances plus courtes du centre Z aux coins et de coin à coin par rapport à celles des échantillons de grenat de la série grossulaire–katoite ayant une teneur en Si semblable. La hibschite riche en fluor a cristallisé au stade final de l’évolution de la silicocarbonatite à une faible température (200 à 250°C) a partir d’une phase fluide dans laquelle log a(H+)aq ≈ log a(F)aq ≈ −5.

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