OSCILLATORY ZONING IN STANNIFEROUS HEMATITE AND ASSOCIATED W- AND Bi-RICH MINERALS FROM CANADIAN CREEK, YUKON, CANADA

We document the first natural occurrence of oscillatory zoning in hematite, due to cryptic variations in tin content. Our studies bear on a placer grain (ca. 0.5 × 0.7 mm) from a deposit located in Canadian Creek, Yukon, characterized by electron-microprobe analysis (EMP) and Raman spectroscopy. This grain was found in association with ferberite and hübnerite, which form an extensive and nearly continuous series (with up to 10–12 mol.% MgWO₄ in ferberite), bismuthinite, daubréeite (?) [BiO(OH)], and tetradymite (Bi₂Te_1.9S_1.1), which displays a minor deviation from stoichiometry owing to S-for-Te substitution. The compositional data, obtained via EMP traverses oriented across oscillatory zones (up to 10 μm thick, diffuse, and “bright” in back-scattered electron imaging) indicate that this zoning is a reflection of covariations in Fe, Sn, and, to a lesser degree, Al. The “bright” oscillatory zones are enriched in Sn, up to 2.26% SnO₂, and in Al, up to 0.42% Al₂O₃, and are correspondingly poorer in Fe. The Sn-enrichment observed in hematite could be related to a solid-solution series from α-Fe₂O₃ toward a mixed-valence compound Sn₂O₃, yielding a mechanism (Sn⁴⁺ + Sn²⁺) ↔ 2 Fe³⁺. However, a regime of low values of oxygen fugacity would be required to stabilize Sn²⁺, which seems unlikely in this system. Instead, a series could extend from α-Fe₂O₃ toward SnO₂ (cassiterite). Presumably, Sn⁴⁺ enters octahedral sites; a substitution Sn⁴⁺-for-Fe³⁺ is combined with a reduction of Fe³⁺ to Fe²⁺ in order to maintain charge balance. We prefer this mechanism, and suggest that the incorporation of minor Al³⁺ may occur to minimize lattice strain due to the incorporation of Sn⁴⁺ and Fe²⁺. This grain of Sn-bearing hematite may have been derived, along with the W- and Bi-rich minerals, from a mineralized zone associated with a fluid-rich environment, probably a hydrothermal deposit (possibly Au-bearing), which is related to Cretaceous felsic magmatism developed in the placer area.

Nous décrivons le premier exemple naturel de zonation oscillatoire dans l’hématite, due aux variations cryptiques en étain. Nos études ont porté sur un seul grain (ca. 0.5 × 0.7 mm) trouvé dans une accumulation de minéraux lourds de type placer situé dans la crique Canadian, au Yukon; nous l’avons caractérisé par analyse avec une microsonde électronique et par spectroscopie de Raman. Ce grain fait partie d’une association avec ferberite et hübnerite, qui forment une série continue (avec jusqu’à 10–12% de MgWO₄ dans la ferberite), bismuthinite, daubréeite (?) [BiO(OH)], et tétradymite (Bi₂Te_1.9S_1.1), qui montre un écart mineur à sa composition à cause d’un léger excès de S se substituant au Te. Les données sur la composition, obtenues avec une microsonde électronique le long de traverses perpendiculaires aux zones oscillatoires (jusqu’à 10 μm en épaisseur, diffuse, et “illuminées” en images d’électrons rétro-diffusés) indiquent que cette zonation résulte de covariations en Fe, en Sn et, à un degré moindre, en Al. Les zones oscillatoires “illuminées” sont enrichies en Sn, 2.26% SnO₂, et en Al, jusqu’à 0.42% Al₂O₃, et sont dépourvues en Fe de façon complémentaire. L’enrichissement de l’hématite pourrait être due à une solution solide entre α-Fe₂O₃ et une composante Sn₂O₃, à valences mixtes, selon un mécanisme (Sn⁴⁺ + Sn²⁺) ↔ 2 Fe³⁺. Pour ceci, il faudrait un régime de faibles valeurs de la fugacité d’oxygène afin de stabiliser Sn²⁺, ce qui ne semble pas approprié dans ce système. En revanche, la série pourrait aller de α-Fe₂O₃ vers SnO₂ (cassitérite). Le Sn⁴⁺ aurait alors une coordinence octaédrique; une substitution de Sn⁴⁺ au Fe³⁺ serait dans ce cas couplée avec une réduction de Fe³⁺ en faveur du Fe²⁺ afin de conserver un équilibre de charges. Nous préférons ce mécanisme, et nous croyons que l’incorporation d’une quantité mineure de Al³⁺ servirait à minimiser la déformation du réseau due à la présence de Sn⁴⁺ et de Fe²⁺ dans la structure. Ce grain d’hématite stannifère pourrait bien être dérivé, de même que les minéraux riches en W et Bi, d’une zone minéralisée et d’un milieu riche en fluide lié à un gîte minéral, possiblement aurifère, et un magmatisme felsique crétacé près du placer.

(Traduit par la Rédaction)