Abstract

The Nanping No. 31 granitic pegmatite, a highly evolved spodumene-type pegmatite in the Nanping pegmatite district, southeastern China, can be divided into five internal zones from the border inward: zones I–III as the outer zones and zones IV–V as the inner zones. It is strongly mineralized with Nb–Ta–Sn oxide minerals. We investigated these minerals by using back-scattered electron (BSE) imaging and quantitative electron-microprobe analyses (EMPA) to characterize their complex internal textures. The primary Nb–Ta oxide minerals show a sequence from columbite-(Fe) (zone I) through tantalite-(Fe) (zone II) to tantalite-(Mn) (zone III), but distinctly become columbite + wodginite in zone IV and, rarely, columbite in the zone V. Microscopic tapiolite-(Fe) is identified as a product of exsolution in cassiterite from the zones II–III, whereas complex associations of wodginite, columbite–tantalite and tapiolite-(Fe) are characteristic of cassiterite in zone IV. The classic variation of the columbite-group minerals from the zones I to III seems to result from the greater stability of tantalite than columbite components during fractional crystallization of the melt. However, decreasing values of Ta/(Nb + Ta) in columbite-group minerals in the inner zones are more probably compensated by crystallization of abundant primary wodginite-group minerals, controlled by the f(O2) of the magma. Columbite-group minerals commonly exhibit zoning, but complex and multiple-generation phenomena are notable in columbite–tantalite crystals from zones IV–V. In the latter case, later generations of columbite–tantalite overgrow or cross-cut the earlier ones. Irregular patterns of zoning are linked to the activity of hydrothermal fluids at the late stages of pegmatite evolution. The high mobility of Ta in such fluids is supported by the development of veinlets of tantalite. They cross-cut first the earlier-formed columbite + wodginite aggregates, and later fill brittle-deformation-induced fissures in the columbite, forming a network texture. The complex internal textures of Nb–Ta–Sn oxide minerals from the zones IV–V indicate a distinctly fluid-rich environment at the late stage of crystallization of the Nanping No. 31 pegmatite.

Abstract

La pegmatite granititique dite Nanping No. 31, fortement évoluée et cristallisant le spodumène, affleure dans le district pegmatitique de Nanping, dans le sud-est de la Chine; nous distinguons cinq zones internes allant de la bordure vers le centre: les zones I–III sont externes, et les zones IV–V sont internes. La pegmatite est fortement minéralisée en oxydes de Nb–Ta–Sn. Nous avons étudié ces minéraux et leurs textures internes complexes au moyen d’images générées par les électrons rétrodiffusés et par analyses quantitatives effectuées avec une microsonde électronique. Les oxydes de Nb–Ta primaires définissent une séquence allant de columbite-(Fe) (zone I) à tantalite-(Fe) (zone II) et tantalite-(Mn) (zone III), mais devient distinctement un assemblage columbite + wodginite dans la zone IV et, rarement, columbite dans la zone V. Nous avons identifié des germes de tapiolite-(Fe) comme produit d’exsolution dans la cassitérite des zones II–III, tandis que des associations complexes de wodginite, columbite–tantalite et tapiolite-(Fe) caractérisent la cassitérite de la zone IV. La progression classique parmi les minéraux du groupe de la columbite des zones I à III semblent résulter de la stabilité accrue de la composante tantalite par rapport à la columbite au cours de la cristallisation fractionnée du magma. Toutefois, une diminution des valeurs de Ta/(Nb + Ta) dans les minéraux du groupe de la columbite des zones internes serait probablement compensée par la cristallisation abondante de minéraux primaires du groupe de la wodginite, régie par la fugacité de l’oxygène du magma. Les minéraux du groupe de la columbite font généralement preuve de zonation, mais elle devient très complexe et implique plusieurs générations dans les cristaux de columbite–tantalite des zones IV–V. Les générations tardives recouvrent et recoupent les générations précoces. Ces schémas irréguliers de zonation sont liés à l’activité des fluides hydrothermaux aux stades ultimes de la cristallisation de cette pegmatite. La mobilité importante du Ta dans de tels fluides est indiquée par le développement de veinules de tantalite qui recoupent les agrégats de columbite + wodginite, et éventuellement remplissent des fissures dues à la déformation cassante dans la columbite pour former une texture réticulaire. Les textures internes complexes des oxydes de Nb–Ta–Sn des zones IV–V témoignent d’un milieu très fortement enrichi en phase fluide aux stades ultimes de cristallisation de la pegmatite dite Nanping No. 31.

(Traduit par la Rédaction)

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