Abstract

We have used electron-microprobe analyses to establish the presence of a suite of accessory rare-earth-element (REE) minerals in Archean banded iron-formation (BIF, oxide facies) from the former Sherman mine, at Temagami, and the former Adams mine, south of Kirkland Lake, Ontario. The REE minerals identified are monazite and xenotime. Other REE-rich minerals were found, but their REE patterns and major-element compositions were not sufficiently distinctive to afford unambiguous identification. The grains of phosphate are small, 5 to 10 μm, and characterized by an anhedral morphology considered to reflect resorption. The monazite REE patterns are characterized by LREE enrichment similar to those seen in monazite from igneous and metamorphic rocks. However, all the monazite from BIF samples has a significant positive Eu anomaly, comparable to the Eu anomaly characteristic of the BIF host-rocks. These REE minerals contain no U or Th detectable by the electron microprobe. The positive Eu anomaly and the low U and Th contents argue against a volcaniclastic precursor. The accessory REE phosphate minerals probably arise from REE and phosphate that accompanied the deposition of the precursor oxide minerals that crystallized during the early diagenetic history of the iron formation, during the elimination and dehydration of pore fluids. A comparison of whole-rock REE content with that attributable to accessory minerals tentatively suggests that REE phosphates may significantly influence the bulk REE pattern of oxide facies iron-formation. Pore-water reflux from BIF sediment to the water column may represent a source of fluids with higher HREE proportions than original seawater, as possibly seen in REE profiles observed in xenotime.

Abstract

Nous nous sommes servis d’analyses effectuées avec une microsonde électronique pour établir la présence d’une suite d’accessoires phosphatés enrichis en terres rares dans la formation de fer archéenne rubannée, faciès à oxydes, provenant de l’ancienne mine Sherman, à Temagami, et la mine Adams, au sud de Kirkland Lake, en Ontario. Les minéraux de terres rares identifiés sont la monazite et le xénotime. D’autres minéraux de terres rares sont présents, mais leur profil des terres rares et leur composition en termes d’éléments majeurs ne sont pas suffisamment distinctifs pour permettre une identification non ambigüe. Les grains de phosphate sont très petits, de 5 à 10 μm, et xénomorphes, probablement à cause d’une résorption. Le tracé de la monazite montre un enrichissement relatif en terres rares légères, tout comme c’est le cas de la monazite dans les roches ignées et métamorphiques. Toutefois, tous les échantillons de monazite des formations de fer possèdent une anomalie positive importante en Eu, tout à fait comparable à l’anomalie caractérisant leurs roches hôtes. Ces minéraux de terres rares ne contiennent pas d’uranium ou thorium décelables avec une microsonde électronique. L’anomalie positive en Eu et les faibles teneurs en U et Th ne favorisent pas une origine volcaniclastique. Ces accessoires phosphatés auraient accompagné la déposition précoce de minéraux précurseurs oxydés lors de la diagenèse de la formation de fer, pendant l’élimination et la déshydratation des fluides des pores. Une comparaison des teneurs en terres rares des roches globales et celles qui sont attribuables aux minéraux accessoires fait penser que les phosphates de terres rares pourraient bien influencer de façon importante le profil des terres rares des formations de fer, faciès à oxydes. Un reflux de l’eau connée des sédiments ferreux vers la colonne d’eau pourrait représenter une source de fluides ayant une proportion accrue des terres rares lourdes par rapport à l’eau de mer originale, et serait manifestée par le profil en terres rares du xénotime.

(Traduit par la Rédaction)

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