Abstract
Tourmalines of the schorl–dravite – povondraite series were studied in three samples of tourmalinite pebbles from Lower Triassic Lúžna Formation in the Tatric Unit (Bratislava, Devinská Kobyla hill) and the Upper Cretaceous Upohlav conglomerates of the Pieniny Klippen Belt (Orlové), in the western Carpathians, Slovakia. A combination of analytical techniques was used to analyze for major elements (electron microprobe), Fe3+ and Fe2+ (Mössbauer spectroscopy). The tourmaline-group minerals studied belong to the schorl–dravite subgroup; they attain the composition of povondraite by virtue of an obvious dravite–schorl – povondraite trend, partially overlapped by a schorl – feruvite trend. A significant amount of Fe3+ in the tourmaline was determined directly by Mössbauer spectroscopy (at least 59.1% of iron is Fe3+) and indirectly by the cation charge-deficiency (Fe3+ up to 3.7 apfu). The Al3+ content is less than 5.0 apfu, locally reaching below 3.0 (2.86) apfu in sample TQ6. A decreasing Al3+ content can be charge-balanced by two different mechanisms of substitution: (1) feruvite–uvite substitution [CaMg(NaAl)−1], and (2) povondraite substitution (Fe3+Al−1). The feruvite–uvite substitution saturates the X site with Ca2+ and the octahedral sites with Mg2+ to balance Al3+ below 6.0 apfu. Subsequent decreases in Al content below 5.0 apfu cannot be compensated by the input of divalent cations, but by Fe3+ using a povondraite substitution. Enlargement of the tourmaline structure in Al-poor povondraitic tourmaline due to Fe3+Al−1 substitution allows introduction of K into the X site (up to 0.03 apfu). The genetic environment of the tourmalines studied remains obscure, but their high Fe3+ contents and K-enrichment suggest highly oxidized conditions in association with evaporitic processes.
Abstract
Nous avons étudié les compositions de tourmaline de la série schorl–dravite – povondraïte dans trois cailloux de tourmalinite trouvés dans la Formation Lúžna, de l’Unité Tatrique, d’âge triassique inférieur (Bratislava, colline Devinská Kobyla) et les conglomérats de Upohlav, de la ceinture de klippe de Pieniny, d’âge crétacé supérieur (Orlové), dans les montagnes Carpathes occidentales, en Slovaquie. Nous nous sommes servis d’une combinaison de techniques d’analyse pour établir la composition en termes d’éléments majeurs (microsonde électronique), Fe3+ et Fe2+ (spectroscopie de Mössbauer). Les grains de tourmaline correspondent au sous-groupe de schorl–dravite; ils atteignent la composition de la povondraïte grâce à la substitution majeure dravite–schorl – povondraïte, partiellement modifiée par un vecteur schorl–feruvite. Une proportion importante de Fe3+ dans la tourmaline a été établie directement par spectroscopie de Mössbauer (au moins 59.1% du fer serait Fe3+) et indiquée indirectement par le déficit en charges positives (jusqu’à 3.7 apfu Fe3+). La teneur en Al3+ est inférieure à 5.0 apfu, atteignant localement un niveau aussi faible que 2.86 apfu dans l’échantillon TQ6. Un telle diminution en Al3+ peut être compensée électrostatiquement de deux façons: (1) substitution feruvite–uvite [CaMg(NaAl)−1], et (2) substitution povondraïte (Fe3+Al−1). La substitution feruvite–uvite cause une saturation du site X en Ca2+ et des sites octaédriques en Mg2+ afin de balancer des teneurs en Al3+ inférieures à 6.0 apfu. Toute diminution en Al au delà de 5.0 apfu ne peut être compensée par l’apport de cations bivalents, mais plutôt par l’apport de Fe3+ grâce à la substitution povondraïte. Un gonflement du réseau de la tourmaline povondraïtique dû à la substitution Fe3+Al−1 permet l’introduction de K dans le site X (jusqu’à 0.03 apfu). Le milieu génétique favorisant une telle suite de tourmalines demeure obscur, mais les teneurs élevées en Fe3+ et l’enrichissement en K laissent supposer des conditions fortement oxydantes associées à un milieu évaporitique.
(Traduit par la Rédaction)
