SILICA-UNDERSATURATED PORTION OF THE SYSTEM NEPHELINE – KALSILITE – SiO₂ AT 2 GPa [P(H₂O) = P(Total)]

The nepheline (Ne) – kalsilite (Kls) – sanidine (Sa) – albite (Ab) quadrilateral representing petrogeny’s residua system for silica-undersaturated alkalic magmas has been studied at 2 GPa [P(H₂O) = P(Total)] and various temperatures. The composition of the eutectics, their assemblages and the equilibrated temperatures of the various binary joins studied at 2 GPa in presence of excess H₂O are as follows. Along the Kls–Sa join, the eutectic occurs at Kls₁₃Sa₈₇ (all compositions are expressed in wt% unless specified) and 700°C, where Kls, Sa_ss, liquid and vapor are in equilibrium. Along the Kls–Ne binary join, the eutectic is located at Kls₄₄Ne₅₆ and 650°C, where Kls and Ne_ss coexist with liquid and vapor. The eutectic point of the binary join Ne–Ab occurs at Ne₈₇Ab₁₃ and 670°C, where Ne_ss, Jd_ss, liquid and vapor are in equilibrium. In the case of the Ab–Kfs binary join, the eutectic lies at Ab₇₃Kfs₂₇ and 630°C, where Jd_ss, Sa_ss, quartz, liquid and vapor are the equilibrium assemblage. There are two eutectics in the silica-undersaturated portion of the Ne–Kls–SiO₂ system, studied at 2 GPa in presence of excess H₂O: 1) E₁ occurs at Kls₁₈Ne₅₂Qtz₃₀ and 620°C, where Jd_ss, Sa_ss, Ne_ss, liquid and vapor are in equilibrium, and 2) E₂ is located at Kls₄₉Ne₂₅Qtz₂₆ and 615°C, where Ne_ss, Kls, Sa_ss coexist with the liquid. In this system, the maximum (M) produced by the intersection of the join nepheline–sanidine with the nepheline–feldspar cotectic line occurs at Kls₃₅Ne₃₈Qtz₂₇ and 635°C, where Ne_ss + Sa_ss + Gl + V are in equilibrium. In contrast to the phase-equilibria studies made at 1 atm, 0.1, 0.2 and 0.5 GPa in presence of excess H₂O, there is no field of leucite_ss at 2 GPa. The join Ab–Sa no longer acts as a thermal barrier as at low pressure. Instead, Jd (jadeite)–Sa becomes the stable thermal barrier; because of this, all compositions within the triangle Ab–Sa–Jd yield Sa_ss, Jd_ss and quartz at 2 GPa isobaric polythermal conditions in presence of excess H₂O. The same compositions at low pressure produce feldspathoid– feldspar-bearing assemblages. The occurrence of jadeite along with feldspathoid and feldspar in nepheline syenites arises because the bulk composition of the magma lies in the silica-deficient portion of the system Jd–Sa–Ne, whereas the occurrence of Jd–Sa– SiO₂ observed in association with granitic rocks is related to crystallization of the magma at a high pressure.

Nous avons étudié le quadrilatère néphéline (Ne) – kalsilite (Kls) – sanidine (Sa) – albite (Ab), qui contient les magmas résiduels sous-saturés en silice suite à un fractionnement poussé, à 2 GPa [P(H₂O) = P(Total)] et à des températures variées. La composition des points eutectiques, les assemblages et les températures à l’équilibre le long de divers séries binaires à 2 GPa en présence d’un excédent de H₂O sont comme suit. Le long de la bordure Kls–Sa, le point eutectique est situé à Kls₁₃Sa₈₇ (chaque composition est exprimée en pourcentages pondéraux) et à 700°C; les phases Kls, Sa_ss, liquide et vapeur coexistent à l’équilibre. Le long de la bordure Kls–Ne, le point eutectique est situé à Kls₄₄Ne₅₆ et à 650°C; les phases Kls et Ne_ss coexistent avec liquide et vapeur. Le point eutectique entre Ne et Ab est situé à Ne₈₇Ab₁₃ et 670°C, et Ne_ss, Jd_ss, liquide et vapeur s’y trouvent à l’équilibre. Dans le cas de la série Ab–Kfs, le point eutectique est situé à Ab₇₃Kfs₂₇ et 630°C, en présence de Jd_ss, Sa_ss, quartz, liquide et vapeur à l’équilibre. Il y a deux points eutectiques dans la portion sous-saturée en silice du système Ne–Kls–SiO₂ à 2 GPa en présence d’un excédent de H₂O: 1) E₁ se trouve à Kls₁₈Ne₅₂Qtz₃₀ et 620°C, et les phases Jd_ss, Sa_ss, Ne_ss, liquide et vapeur sont en équilibre, et 2) E₂ est situé à Kls₄₉Ne₂₅Qtz₂₆ et 615°C, et les phases Ne_ss, Kls, Sa_ss coexistent à l’équilibre avec un liquide. Dans ce système, le maximum (M) résultant de l’intersection de la série néphéline–sanidine avec la courbe cotectique néphéline–feldspath se trouve à Kls₃₅Ne₃₈Qtz₂₇ et 635°C, et Ne_ss + Sa_ss + Gl + V y sont à l’équilibre. Contrairement aux résultats d’études semblables à 1 atm, 0.1, 0.2 et 0.5 GPa en présence d’un excédent de H₂O, la leucite_ss n’a aucun champ de stabilité à 2 GPa. De plus, la série Ab–Sa n’agit plus comme maximum thermique comme à basse pression. En revanche, c’est la ligne entre Jd (jadéite) et Sa qui devient la barrière thermique. Comme résultat, toute composition dans le triangle Ab–Sa–Jd produit Sa_ss, Jd_ss et quartz à 2 GPa en présence de H₂O. A basse pression, les mêmes compositions produiraient des assemblages contenant feldspathoïde + feldspath. La coexistence de jadéite avec un feldspathoïde et un feldspath dans les syénites néphéliniques survient parce que la composition du magma se trouve dans la portion déficitaire en silice du système Jd–Sa–Ne, tandis que l’association Jd–Sa–SiO₂ dans une roche granitique résulte de sa cristallisation à presion élevée.

(Traduit par la Rédaction)