Abstract

Porphyry-related deposits are the fourth type of tin deposits in importance after pegmatite, greisen and granite-related hydrothermal veins. We have studied tourmalines and associated minerals from the several porphyry-tin occurrences related to rhyolite dikes in the Mramorny tin cluster, located in Chukotka, the second large tin province in Russia after the Far East province. Two types of tourmaline were identified in the occurrences of the Mramorny tin cluster: (1) early pre-ore tourmaline, and (2) ore-stage tourmaline, which is associated with chamosite. The early-stage tourmaline can be classed as an intermediate member of the schorl–foitite and “oxy-schorl” – “oxy-foitite” series. Its compositions are characterized by their values of X-site vacancy and Fetot/(Fetot + Mg) ranging from 0.147 to 0.665 apfu and from 0.85 to 1.00, respectively. The ratio Fe3+/Fetot in the tourmaline is about 19–25%. The ore-stage tourmaline is characterized by a more complex composition distinguished by lower values of X-site vacancy and Fetot/(Fetot + Mg), ranging from 0.018 to 0.437 apfu and from 0.49 to 0.75, respectively. The Fe3+/Fetot value in the tourmaline is about 11–23%. The early and ore-stage tourmalines are characterized by different types of Al substitutions: AlO[R(OH)]−1 and □Al(RNa)−1 in the former, and FeAl−1, taking into account the higher Mg concentration, in the latter. The precipitation of cassiterite and the higher activity of H2S during the ore stage resulted in the deposition of Fe-bearing sulfides, and the Fetot/(Fetot + Mg) value in the ore-stage tourmaline is lower than that of the early tourmaline. The pattern is similar in the associated early and ore-stage chamosite, i.e., the Fetot/(Fetot + Mg) ratio decreases like in tourmaline. On the basis of fluid inclusions, the ore-stage tourmaline started to crystallize at temperature about 385°C and at a pressure of 23 MPa. The fluid responsible for tourmaline formation and ore deposition did boil and was similar to that of porphyry-copper deposits, confirming that the occurrences studied are related to a porphyry environment. The oxygen isotopic data indicate a significant admixture of meteoric water at the ore-stage tourmaline deposition (δ18OH2O from −8.4 to +0.6‰). The comparison of the tourmalines studied here with tourmalines from porphyry-copper and porphyry-gold deposits indicates that the FeAl−1 substitution is typical of tourmaline in the porphyry environment.

Abstract

Les gisements d’étain liés aux venues porphyriques constituent le quatrième groupe de gisements stannifères en importance après ceux associés aux pegmatites, aux greisens et aux veines hydrothermales issues de granites. Nous avons étudié les tourmalines et les minéraux associés provenant de plusieurs indices minéralisés associés à des filons de rhyolite du camp stannifère de Mramorny, situé à Chukotka, le deuxième camp en importance en Russie après la province Orientale. On distingue deux sortes de tourmaline dans cette suite stannifère: (1) tourmaline précoce par rapport à la minéralisation, et (2) tourmaline contemporaine de la minéralisation et associée à la chamosite. La tourmaline précoce est un membre intermédiaire entre les séries schorl–foïtite et “oxy-schorl” – “oxy-foïtite”. Les compositions ont des teneurs de lacunes au site X et un rapport Fetot/(Fetot + Mg) allant de 0.147 à 0.665 apfu et de 0.85 à 1.00, respectivement. Le rapport Fe3+/Fetot de la tourmaline précoce est environ 19–25%. La tourmaline accompagnant la minéralisation a une composition plus complexe, distinguée par un taux plus faible de lacunes au site X et une valeur plus faible de Fetot/(Fetot + Mg), allant de 0.018 à 0.437 apfu et de 0.49 à 0.75, respectivement. Le rapport Fe3+/Fetot est dans l’intervalle 11–23%. Ces deux générations de tourmaline se dinstinguent aussi par leur mode d’incorporation de l’aluminium: AlO[R(OH)]−1 et □Al(RNa)−1 dans la première génération, et FeAl−1 et une teneur plus élevée en Mg dans la seconde. La précipitation de la cassitérite et l’activité plus élevée de H2S au cours du stade de minéralisation ont mené à la déposition de sulfures de fer, et le rapport Fetot/(Fetot + Mg) de la tourmaline accompagnant la minéralisation s’en trouve diminué par rapport à la tourmaline précoce. Le même schéma se répète dans la chamosite; le rapport Fetot/(Fetot + Mg) diminue comme dans la tourmaline. Les inclusions fluides montrent que la tourmaline accompagnant la minéralisation s’est formée à environ 385°C à une pression de 23 MPa. La phase fluide responsable de la formation de la tourmaline et de la minéralisation a atteint le point d’ébullition, et ressemble aux fluides impliqués dans la formation des porphyres cuprifères, ce qui confirme le lien de nos gisement avec des venues porphyriques. Les données sur les isotopes d’oxygène indiquent un apport important d’eau météorique au stade de la minéralisation (δ18OH2O de −8.4 à +0.6‰). Une comparaison de nos compositions de tourmaline avec celles provenant de gisements porphyriques de cuivre et d’or montre que la substitution FeAl−1 est typique de la tourmaline du milieu porphyrique.

(Traduit par la Rédaction)

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