Abstract

Menzerite-(Y), a new mineral species, forms reddish brown cores, n = 1.844 (20), up to 70 μm across, rimmed successively by euhedral almandine containing up to 2.7 wt% Y2O3 and by K-feldspar in a felsic granulite on Bonnet Island in the interior Parry Sound domain, Grenville Orogenic Province, Canada. It is named after Georg Menzer (1897–1989), the German crystallographer who solved the crystal structure of garnet. Single-crystal X-ray-diffraction results yielded space group Ia3d, a = 11.9947(6) Å. An electron-microprobe analysis of the grain richest in Y (16.93 wt% Y2O3) gave the following formula, normalized to eight cations and 12 oxygen atoms: {Y0.83Gd0.01Dy0.05Ho0.02Er0.07Tm0.01Yb0.06Lu0.02Ca1.37Fe2+0.49Mn0.07} [Mg0.55Fe2+0.42Fe3+0.58Al0.35 V0.01Sc0.01Ti0.08](Si2.82Al0.18)O12, or {(Y,REE)(Ca,Fe2+)2}[(Mg,Fe2+)(Fe3+,Al)](Si3)O12. Synchrotron micro-XANES data gave Fe3+/∑Fe = 0.56(10) versus 0.39(2) calculated from stoichiometry. The scattering power refined at the octahedral Y site, 17.68 epfu, indicates that a relatively light element contributes to its occupancy. Magnesium, as determined by electron-microprobe analyses, would be a proper candidate. In addition, considering the complex occupancy of this site, the average Y–O bond length of 2.0244(16) Å is in accord with a partial occupancy by Mg. The dominance of divalent cations with Mg > Fe2+ and the absence of Si at the octahedral Y site (in square brackets) are the primary criteria for distinguishing menzerite-(Y) from other silicate garnet species; the menzerite-(Y) end-member is {Y2Ca}[Mg2](Si3)O12. The contacts of menzerite-(Y) with almandine are generally sharp and, in places, cuspate. It is interpreted to have equilibrated with ferrosilite, augite, quartz, oligoclase, allanite-(Ce), magnetite, ilmenite and fluorapatite, in the absence of almandine, on the prograde path at 7–8.5 kbar and T ≈ 700–800°C, and subsequently dissolved incongruently in an anatectic melt to form almandine, most likely, at P ≈ 8.5–9.5 kbar and T ≈ 800–850°C.

Abstract

La menzerite-(Y), nouvelle espèce minérale, se présente en noyaux bruns rougeâtres, n = 1.844 (20), jusqu’à 70 μm de diamètre, entourés successivement par l’almandin idiomorphe contenant jusqu’à 2.7% Y2O3 (poids) et par le feldspath potassique dans une granulite felsique sur l’île Bonnet, faisant partie du domaine interne de Parry Sound, province orogénique du Grenville, au Canada. Le nom rappelle Georg Menzer (1897–1989), cristallographe allemand qui a été le premier à résoudre la structure cristalline du grenat. Nos résultats obtenus par diffraction X sur monocristal indiquent le groupe spatial Ia3d, a = 11.9947(6) Å. Une analyse du grain le plus riche en Y (16.93% Y2O3) avec une microsonde électronique mène à la formule suivante, normalisée selon huit cations et 12 atomes d’oxygène: {Y0.83Gd0.01Dy0.05Ho0.02Er0.07Tm0.01Yb0.06Lu0.02Ca1.37Fe2+0.49Mn0.07}[Mg0.55Fe2+0.42 Fe3+0.58Al0.35V0.01Sc0.01Ti0.08](Si2.82Al0.18)O12 ou, de façon idéale, {(Y,REE)(Ca,Fe2+)2}[(Mg,Fe2+)(Fe3+,Al)](Si3)O12. Les données micro-XANES obtenues avec un synchrotron indiquent Fe3+/∑Fe = 0.56(10) versus 0.39(2), valeur calculée par stoechiométrie. Le pouvoir de dispersion affiné au site octaédrique Y, 17.68 epfu, indique qu’un élément relativement léger loge à ce site. Le magnésium, tel que déterminé par analyse avec une microsonde électronique, serait un candidat approprié. De plus, compte tenu de la complexité des occupants de ce site, la longueur de la liaison Y–O moyenne, 2.0244(16) Å, concorde avec un taux d’occupation partiel par le Mg. La prédominance des cations bivalents, avec Mg > Fe2+, et l’absence du Si au site octaédrique Y (entre crochets carrés), seraient les principaux critères pour distinguer la menzerite-(Y) des autres espèces de grenat silicaté; le pôle menzerite-(Y) possède une composition {Y2Ca}[Mg2](Si3)O12. Les contacts entre la menzerite-(Y) et l’almandin sont francs, en général, et cuspidés par endroits. Ce grenat aurait été équilibré avec ferrosilite, augite, quartz, oligoclase, allanite-(Ce), magnétite, ilménite et fluorapatite, en l’absence de l’almandin, au cours du tracé prograde à 7–8.5 kbar et à environ 700–800°C, et par la suite aurait été dissout de manière incongruente dans un bain fondu anatectique pour former l’almandin, très probablement à une pression voisine de 8.5–9.5 kbar et à environ 800–850°C.

(Traduit par la Rédaction)

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