Abstract

Zincochromite associated with chromite and magnesiochromite was found in heavy-mineral concentrates from the Quebrada Grande placer deposit in the Guaniamo River diamondiferous district, Venezuela. It occurs in subhedral to anhedral grains from 0.1 to 0.7 mm in size. Reflectance measurements show an increase of reflectance values with FeFe2O4 content in spinel solid solution. The Vickers microhardness (load 100 g) is 1367(84) kg/mm2. Zincochromite containing 60 mol.% ZnCr2O4 has a unit cell with a value of a equal to 8.271(3) Å. As revealed by EPMA, zincochromite grains are markedly zoned, with the rim and microfissures enriched in Zn. Furthermore, the chromite crystals partly replaced by zincochromite indicate high-temperature metasomatic processes involving a Zn- and Mn-bearing fluid phase. All chromian spinel compositions observed underwent, more or less intensely, this replacement. The chemical formula of the zincochromite richest in Zn from Guaniamo can be written: (Zn6.499Fe2+0.613Mn2+0.511Mg0.434Ni0.022)∑8.079(Cr9.639Al4.742Fe3+1.262Ti0.213V3+0.040)∑15.921O32. A large extent of Mn-for-Fe2+ substitution has been observed. In some grains, the number of Mn atoms per formula unit exceeds Fe2+. Statistically, taking into account the Fe3+ concentration, zincochromite was formed at higher oxygen fugacities than its chromite and magnesiochromite precursors. EPMA traverses of zoned zincochromite and Zn-bearing magnesiochromite crystals indicate the substitution mechanisms 3Zn → 2(Fe2+ + Mn) + Mg and 4Zn → (Fe2+ + Mn) + 3Mg, besides the Zn → (Fe2+ + Mn) and Zn → Mg replacements. Chromite and magnesiochromite contain low, but consistent Zn concentrations, which demonstrate an early Zn enrichment of the magmatic system. Their chemical compositions are compatible with chromian spinels occurring in diamondiferous kimberlites and lamproites. Considering the presence of Zn-bearing chromites in several kimberlite-bearing areas on a worldwide scale, the occurrence of zincochromite at Guaniamo points to its use as a mineral indicator of kimberlites.

Abstract

La zincochromite associée à la chromite et la magnésiochromite a été observée dans des concentrés lourds provenant du placer de Quebrada Grande, situé dans le district diamantifère de Guaniamo au Venezuela. Elle se présente en cristaux subautomorphes à xénomorphes de 0.1–0.7 mm. Des mesures de pouvoir réflecteur montrent que celui-ci augmente avec la teneur en FeFe2O4 en solution solide du spinelle. La microdureté Vickers (poids de 100 g) est de 1367(84) kg/mm2. La zincochromite contenant 60% (base molaire) de ZnCr2O4 possède une maille avec a égal à 8.271(3) Å. Les analyses à la microsonde électronique révèlent que les cristaux de zincochromite sont remarquablement zonés, avec la bordure et les microfissures enrichies en Zn. Par ailleurs, les cristaux de chromite partiellement remplacés par la zincochromite font entrevoir des processus métasomatiques de haute température impliquant une phase fluide transportant Zn et Mn. Tous les grains observés ont subi, plus ou moins intensément, ce remplacement. La composition chimique de la zincochromite la plus riche en Zn s’écrit: (Zn6.499Fe2+0.613Mn2+0.511Mg0.434 Ni0.022)∑8.079 (Cr9.639Al4.742Fe3+1.262Ti0.213V3+0.040)∑15.921O32. Une substitution importante de Fe2+ par Mn est observée. Certains cristaux présentent un nombre d’atomes de Mn par unité formulaire supérieur à Fe2+. Statistiquement, considérant la teneur en Fe3+, la zincochromite paraît s’être formée à une fugacité d’oxygène plus élevée que ses précurseurs, à savoir, la chromite et la magnésiochromite. Les traversées à la microsonde électronique des cristaux zonés de zincochromite et de magnésiochromite zincifère montrent qu’outre les remplacements Zn → (Fe2+ + Mn) et Zn → Mg, les mécanismes de substitution suivants se présentent : 3Zn → 2(Fe2+ + Mn) + Mg et 4Zn → (Fe2+ + Mn) + 3Mg. La chromite et la magnésiochromite contiennent de faibles concentrations de Zn qui attestent d’un enrichissement précoce en Zn du système magmatique. Les compositions chimiques de ces spinelles sont compatibles avec les spinelles chromifères des kimberlites et lamproïtes diamantifères. En tenant compte de l’apparition des spinelles chromifères et zincifères dans plusieurs districts à kimberlites dans le monde, la zincochromite apparaît comme un minéral indicateur prometteur de ce type d’environnement.

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