Abstract

Unidirectional and skeletal textures in the thin inward-crystallizing Animikie Red Ace (ARA) pegmatite dike, in northeastern Wisconsin, suggest rapid, disequilibrium crystallization of the outer zones as the pegmatite-forming magma came in contact with much cooler country-rocks. The rock textures support the cooling and solidification of the dike in less than 50 days in conditions of strong to moderate undercooling, as estimated in a previous fluid- and melt-inclusion study and modeling of the conductive cooling. The magmatic disequilibrium textures are accompanied by a suite of replacement textures resulting from the aggressive reaction of assemblages of first-generation minerals deposited on the colder walls with a liquid derived from the hotter inner zones. Apatite habit, frequency, cathodoluminescence, and chemical composition fluctuate systematically within the ARA pegmatite from the outer to the inner zones. Apatite of distinctive Mn, Cl, and Fe contents occurs in the border zone, wall zone, and core-margin zone; the intervening intermediate zones and main core zones do not contain any apatite. Manganese concentrations alternate several times from very low in apatite-(CaF) to as much as 12.7 wt% MnO in manganoan apatite-(CaF). The jigsaw-like pattern of apatite occurrence and chemical composition is interpreted as a consequence of rhythmic evolution of melt composition in boundary layers formed ahead of solidifying fronts during the rapid, inward crystallization of the dike.

Abstract

Les textures unidirectionnelles et skelettiques développées lors du développement centripète du mince filon de pegmatite granitique de Animikie Red Ace (ARA), dans le nord-est du Wisconsin, indiquent une cristallisation rapide et déséquilibrée des zones externes lorsque le magma est entré en contact avec l’encaissant, beaucoup moins chaud. Ces textures concordent avec un refroidissement et une solidification du filon en moins de 50 jours dans un milieu de surfusion forte à modérée, tels qu’indiqués par une étude antérieure des inclusions fluides et des reliquats magmatiques, ainsi que par une modélisation du refroidissement du filon par conduction. Les textures magmatiques indiquant le déséquilibre sont accompagnées d’un ensemble de textures de remplacement résultant de la réaction aggressive des minéraux primaires déposés sur les parois avec le liquide dérivé des zones internes plus chaudes. La morphologie, la fréquence de nucléation, la cathodoluminescence, et la composition chimique de l’apatite montrent des fluctuations systématiques des zones externes vers les zones internes. Nous signalons des teneurs distinctes en Mn, Cl, et Fe de l’apatite caractéristiques des zones de bordure, de parois, et à la bordure du noyau; les zones intermédiaires et le noyau lui-même sont dépourvus d’apatite. Les concentrations en Mn oscillent plusieurs fois de niveaux très faibles dans l’apatite-(CaF) jusqu’à 12.7% MnO (poids) dans l’apatite-(CaF) manganifère. La variation en dents de scie de la distribution et de la composition chimique de l’apatite résulteraient de l’évolution rhythmique de la composition du magma dans des couches-limites formées en deçà des fronts de solidification lors de la cristallisation rapide et centripète du filon.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.