Abstract

The crystallization of the late-stage F-enriched Kymi topaz granite, in southeastern Finland, has been investigated by remelting and analyzing crystallized melt inclusions in quartz and topaz grains from porphyritic and equigranular topaz granites and marginal pegmatite. The conditions of rehomogenization were 300 MPa and 700°C for the granites, and 100 MPa and 700°C for pegmatite, as well as 1 atm and 900°C for all phases of the stock. After rehomogenization, quartz from the granites and pegmatite contains four types of melt inclusion: two coexisting types of melt inclusion varying in vapor content, extremely high-F melt inclusions and melt inclusions with very low F contents. The compositions of the melt inclusions show that the topaz granites and the stockscheider pegmatite of the Kymi stock crystallized from very F- and H2O-rich melts, and that Li and B were present in the granitic melt at high concentrations. They also confirm that the equigranular granite and pegmatite crystallized from a more evolved melt than the porphyritic granite. The melt inclusions in quartz and topaz grains from the granites and pegmatite contain indirect indications of melt separation and formation of a minor peralkaline melt fraction in addition to the prevailing peraluminous melt at the final stages of the crystallization. Combined petrological and field observations as well as melt-inclusion studies of the Kymi stock indicate that the zoned structure of the stock is a result of the migration of a highly evolved residual melt from the deeper parts of the magma chamber to the carapace of the chamber. This migration may be related to an opening of the contact between the surrounding rapakivi granite bedrock and residual crystal mush of the porphyritic granite, and to a migration of the residual melt into the carapace along contacts and fractures, or to a migration of highly evolved interstitial magma and fluid through the crystallizing porphyritic granite and along the walls of the magma chamber to the carapace.

Abstract

Nous avons évalué la cristallisation d’un magma granitique tardif, riche en fluor, dans le pluton de Kymi, sud-est de la Finlande, par refusion des reliquats magmatiques déjà cristallisés, piégés dans les grains de quartz et de topaze provenant des granites à topaze porphyritique et équigranulaire, et d’une pegmatite en bordure du pluton. Les conditions de réhomogénéisation étaient 300 MPa et 700°C pour les granites, et 100 MPa et 700°C pour la pegmatite, ainsi que 1 atm et 900°C pour toutes les phases du stock. Après la réhomogénéisation, le quartz des échantillons de granite et de pegmatite contiennent quatre types d’inclusions vitreuses: deux sortes d’inclusions vitreuses coexistantes différant en teneur en phase vapeur, des inclusions vitreuses à teneur extrêmes en fluor, et d’autres fortement dépourvues en fluor. Leurs compositions montrent que le granite à topaze et les pegmatites en stockscheider du pluton de Kymi auraient cristallisé à partir de magmas fortement enrichis en F et H2O, et que le Li et le B y étaient présents en fortes concentrations. Elles confirment aussi que le granite équigranulaire et la pegmatite ont cristallisé à partir d’un magma plus évolué que celui qui a donné le granite porphyritique. Les reliquats magmatiques piégés dans le quartz et le topaze des granites et de la pegmatite contiennent des indications indirectes d’une séparation du magma et de la formation d’une quantité mineure d’une fraction hyperalcaline en présence du magma hyperalumineux prédominant aux stades ultimes de la cristallisation. Une combinaison des informations pétrologiques et des observations de terrain, de même que nos études des reliquats magmatiques, montrent que le pluton zoné de Kymi résulterait de la migration d’un magma résiduel fortement évolué provenant des parties plus profondes de la chambre magmatique vers la carapace de cette chambre. Cette migration pourrait être liée à une ouverture du contact entre l’encaissant, un granite rapakivi, et le granite porphyritique partiellement cristallisé, et à une migration du magma résiduel vers cette carapace le long des contacts et des fractures, ou bien à une migration du magma interstitiel fortement évolué et de la phase fluide associée au travers du granite porphyritique en cours de cristallisation et le long des parois de la chambre magmatique vers la carapace.

(Traduit par la Rédaction)

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