THE ORIGIN OF PRIMARY TEXTURES IN GRANITIC PEGMATITES

Many granitic pegmatites contain two textural domains. Anisotropic textures of the outer zones, including fine-grained units, graphic intergrowths, and unidirectional solidification textures, are dominated by the effects of liquidus undercooling. The coarse, blocky textures of the interior zones result mostly from the accumulation of fluxes that enhance the diffusion of Al and of Si. Those fluxes are likely to become enriched in a boundary-layer liquid that forms at the growth front of crystals. Experiments that entail the dissolution of acid solutions of H₃BO₃, H₃PO₄ and HF into haplogranite glass at 800°C and 200 MPa serve as model subsystems for the boundary-layer liquid in granitic pegmatites. When the fluxes are added as acidic components, they promote an increase in the H₂O content of granitic melts via a melt-speciation reaction, M⁺A (A = anions of B, P, or F) + H⁺ = H⁺A + M⁺, which shifts to the right as the activity of H⁺ in the melt increases. The effects of fluxes on the mass transport of Si were measured in experiments wherein quartz dissolved into a peralkaline, persodic, and multicomponent flux-enriched “granitic” melt at 800°C and 200 MPa. That peralkaline and flux-rich hydrosilicate melt transports ~10⁷ times the mass of silica compared to an equivalent volume of aqueous fluid at the same P–T conditions. The flux-rich hydrosilicate melt transports Si (via “local” diffusion) at a rate that is ~10³ times faster than diffusion of Si through simple H₂O-saturated granitic melt. “Field” diffusion of other components made possible by a flux-rich melt erases gradients in Si at a rate that is orders of magnitude faster than the “local” diffusion of Si.

Plusieurs pegmatites granitiques contiennent deux domaines texturaux. Les textures anisotropes des zones externes, par exemple les roches à grains fins, les intercroissances graphiques, et les textures de solidification unidirectionnelles, sont régies par les effets de surfusion en dessous du liquidus. Les textures impliquant les cristaux de taille plus grande et en blocs dans les zones internes résulteraient surtout de l’accumulation de fondants qui favorisent la diffusion de Al et de Si. Ces fondants deviennent concentrés dans un liquide occupant la couche limite au front de croissance des cristaux. Des expériences impliquant la dissolution de solutions acides de H₃BO₃, H₃PO₄ et HF dans un verre haplogranitique à 800°C et 200 MPa illustrent les sous-systèmes modèles qui simulent le liquide de couches limites des pegmatites granitiques. Quand ces fondants sont ajoutés sous forme de composants acides, ils provoquent une augmentation de la teneur en H₂O du liquide granitique à cause d’une réaction régissant la spéciation du liquide, M⁺A (A = les anions B, P, ou F) + H⁺ = H⁺A + M⁺, qui est déplacée vers la droite à mesure que l’activité de H⁺ augmente dans ce liquide. L’influence des fondants sur le transfert de Si a été mesuré par dissolution du quartz dans un magma “granitique” hyperalcalin, hypersodique, et enrichi en multiples fondants à 800°C et 200 MPa. Ce liquide hydrosilicaté hyperalcalin riche en fondants transporte ~10⁷ fois la masse de silice par rapport à un volume équivalent de fluide aqueux aux mêmes conditions de P et de T. Le liquide hydrosilicaté riche en fondants transporte le Si (via diffusion “locale”) environ ~10³ fois plus rapidement que la diffusion de Si dans un simple magma granitique saturé en H₂O. La diffusion en “champ” des autres composants rendus possibles par la présence d’un magma enrichi en flux efface les gradients en Si à un taux qui est plus rapide de plusieurs ordres de grandeur que la diffusion “locale” de Si.

(Traduit par la Rédaction)