Composition of micas from rocks and melt inclusions in quartz of Li-F granites of the Orlovka massif in Eastern Transbaikalia as a genetic indicator

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Based on the study of the chemical composition of rock-forming micas and micas from melt inclusions in quartz of a full range of differentiates of the Li-F granite Orlovka massif in Eastern Transbaikalia, possible mechanisms of formation of the massif are considered. An early stage with a mica evolution trend in rocks (biotite — Li-rich aluminous annite — Li-rich phengite-muscovite), manifested in the synchronous accumulation of Li and F in the melt, mica from the rock and melt inclusions (an ongonite trend of the melt evolution), culminated in the formation of specific porphyroblast microcline-albite granites with Li-rich phengite-muscovite and snow-ball quartz. It was this melt that served as the basis for all its subsequent transformations (repeated manifestation of silicate-salt liquid immiscibility, post-magmatic metasomatism), which determined the development of the “apogranite process”. The crystallization of exclusively lithium-free high-alumininous muscovite in the melt inclusions of microcline-albite granites and the subsequent series of amazonite-bearing rocks with a high content of Li and F in the homogenized glass of these inclusions allows us to assume the crystallization of this mineral from the depleted melt, coexisting with the isolated Li-F hydrosalt phase. The obtained results indicate the convergence of the mechanism of formation of Li-Fe micas, which allows the probability of their crystallization from a fluid-saturated melt and as a result of metasomatic reworking at the different stages of formation of the Orlovka massif.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. V. Badanina

Saint-Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: e.badanina@spbu.ru
Russian Federation, Saint-Petersburg

L. F. Syritso

Saint-Petersburg State University

Email: e.badanina@spbu.ru
Russian Federation, Saint-Petersburg

E. V. Volkova

Saint-Petersburg State University

Email: e.badanina@spbu.ru
Russian Federation, Saint-Petersburg

R. Thomas

Email: e.badanina@spbu.ru
Germany

References

  1. Abushkevich V. S., Syritso L. F. Isotope-geochemical model of the formation of Li-F granites of the Khangilay ore node in Eastern Transbaikalia. Saint Petersburg: Nauka, 2007. 147 p. (in Russian).
  2. Badanina E. V., Thomas R., Syritso L. F., Veksler I. V., Trumboll R. B. High concentration of boron in the melt forming Li-F granites. Reports Russian Acad. Sci. 2003. Vol. 390. N 1. P. 96—99 (in Russian).
  3. Badanina E. V., Veksler I. V., Thomas R., Syritso L. F., Trumbull R. Magmatic evolution of Li-F rare-metal granites: a case study of melt inclusions in the Khangilay complex, Eastern Transbaikalia (Russia). Chem. Geol. 2004. Vol. 210. P. 113—133.
  4. Badanina E. V., Trumbull R. B., Dulski P., Wiedenbeck M., Veksler I., Syritso L. F. The behavior of rare-earth and lithophile trace elements in rare-metal granites: a study of fluorite, melt inclusions and host rocks from the Khangilay complex, Transbaikalia, Russia. Canad. Miner. 2006. Vol. 44. P. 667—692.
  5. Badanina E. V., Syritso L. F., Volkova E. V., Thomas R., Trumbull R. The composition of the Li-F granite melt and its evolution during the formation of the ore-bearing Orlovka massif in Eastern Transbaikalia. Petrology. 2010. Vol. 18. N 2. P. 139—167 (in Russian).
  6. Badanina E. V., Syritso L. F., Ivanova A. A., Rizvanova N. G. Age and isotope-geochemical characteristics of Ta, Nb, W, Sn mineralization associated with rare-metal granites (Khangilay ore node, Eastern Transbaikalia. Petrology. 2023. Vol. 31. N 4. P. 1—12.
  7. Beskin S. M., Larin V. N., Marin Yu. B. Rare-metal granite formations. Leningrad: Nauka, 1979. 280 p. (in Russian).
  8. Beskin S. M., Grebennikov A. M., Mathias V. V. The Khangilay granite pluton and the associated Orlovka tantalum deposit in Transbaikalia. Petrology. 1994. Vol. 2. N1. P. 68—87 (in Russian).
  9. Beus A. A., Severov E. A., Sitnin A. A., Subbotin K. D. Albitized and greisenized granites (apogranites). Moscow: Publ. House USSR Acad. Sci., 1962. 208 p. (in Russian).
  10. Breiter K., Fryda J., Seltmann R., Thomas R. Evidence for two magmatic stages in the evolution of an extremely fractionated P-rich rare-metal granite: the Podlesi stock, Krusne Hory, Czech Republic. J. Petrol. 1997. Vol. 38. Р. 1723—1739.
  11. Breiter K., Badanina E., Durisova J., Dosbaba M., Syritso L. Chemistry of quartz: A new insight into the origin of the Orlovka Ta-Li deposit, Eastern Transbaikalia, Russia. Lithos. 2019. Vol. 348—349. P. 1—13.
  12. Gramenitsky E. N., Shchekina T. I., Devyatova V. N. Phase relations in fluorinated granite and nepheline-syenite systems and the distribution of elements between phases. Moscow: GEOS, 2005. 186 p. (in Russian).
  13. Jochum K. P., Dingwell D. B., Rocholl A., Stoll B., Hoffmann A. W. The preparation and preliminary characterisation of eight geological MPI-DING reference glasses for in-situ microanalysis. Geostand. Newsletter. 2000. Vol. 24. 87—133.
  14. Kovalenko V. I. Petrology and geochemistry of rare-metal granitoids. Novosibirsk: Nauka, 1977. 206 p. (in Russian).
  15. Kostitsyn Yu.A., Zaraisky G. P., Aksyuk A. M. Chevychelov V. Yu. Rb-Sr isotopic evidence of the genetic community of biotite and Li-F granites on the example of the Spokojnoje, Orlovka and Etyka deposits (Eastern Transbaikalia). Geochemistry. 2004. N 9. P. 940—948 (in Russian).
  16. Lapides I. L., Kovalenko V. I., Koval P. V. Micas of rare-metal granitoids. Novosibirsk: Nauka, 1977. 104 p. (in Russian).
  17. Marin Yu.B., Beskin S. M. Principles of determination and systematics of Phanerozoic granitoid formations and associated mineral deposits. J. Mining Inst. 1983. Vol. 95. P. 32—40 (in Russian).
  18. Mikhailova K. V., Semenova T. F., Syritso L. F. Crystallochemical features of Li-Fe micas of the muscovite-zinnwaldite series from rare-metal granites. In: Proc. Inter. Symposium on the history of mineralogy and mineralogical museums, gemology, crystal chemistry, and classification of minerals. Saint Petersburg, June 26—30, 2000. 2000. P. 71 (in Russian).
  19. Peretyazhko I. S., Zagorsky V. E., Tsareva E. A., Sapozhnikov A. N. Immiscibility of fluoride-calcium and aluminosilicate melts in ongonites of the Ary-Bulak massif (Eastern Transbaikalia). Doklady Earth Sci. 2007. Vol. 413. N 2. P. 244—250 (in Russian).
  20. Raimbault L., Cuney M., Azencott C., Duthou J. L., Joron J. L. Geochemical evidence for a multistage magmatic genesis of Ta-Sn-Li mineralization in the granite at Beauvoir, French Massif Central. Econ. Geol. 1995. Vol. 90. P. 548—576.
  21. Reif F. G. Melt inclusions in quartz of post-orogenic granites of Central Buryatia and PT-conditions of their formation. Reports Acad. Sci. USSR. 1973. Vol. 213. N 4. P. 918—221 (in Russian).
  22. Reif F. G. Ore-forming potential of granites and conditions of its realization. Moscow: Nauka, 1990. 180 p.
  23. Redder E. Fluid inclusions in minerals. The use of inclusions in the study of the genesis of rocks and ores. Moscow: Mir, 1997. 631 p. (in Russian).
  24. Rieder M., Gavazzini G., D’yakonov Y.S., Frank-Kamenetski V.A. et al. Nomenclature of the micas. Clays and clay minerals. 1998. Vol. 46. N 5. P. 586—595.
  25. Shchekina T. I., Gramenitsky E. N., Alferyeva Ya. O. Leucocratic magmatic melts with limiting concentrations of fluorine: experiment and natural relations. Petrology. 2013. Vol. 21. N 5. P. 499—516 (in Russian).
  26. Shvadus M. I. Petrology of parent granitoids of fluorine-rare-metal deposits of Western Transbaikalia. Novosibirsk: Nauka, 1980. 72 p. (in Russian).
  27. Smirnov S. Z., Thomas V. G., Kamenetsky V. S., Kozmenko O. A. Water-silicate liquids in the rare–metal granite — Na2O–SiO2–H2O system as concentrators of ore components at high pressure and temperature. Petrology. 2017. Vol. 25. N 6. P. 646—658.
  28. Syritso L. F., Zalashkova N. E., Zorina M. L., Sokolova E. P. Micas of metasomatically altered granites. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 1970. P. 99. N 3. P. 261—276 (in Russian).
  29. Syritso L. F., Ponomareva N. I., Butorin V. V. Physico-chemical conditions of stability of lithium-ferruginous micas. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 1996. N 5. P. 74—80 (in Russian).
  30. Syritso L. F., Tabuns E. V., Volkova E. V., Badanina E. V., Vysotsky Yu. A. Geochemical model of the formation of Li-F granites of the Orlovka massif, Eastern Transbaikalia. Petrology. 2001. N 13. Vol. 9. P. 313—336.
  31. Syritso L. F. Mesozoic granitoids of Eastern Transbaikalia and problems of rare-metal ore formation. Saint Petersburg, 2002. 357 p. (in Russian).
  32. Thomas R., Davidson P., Badanina E. V. A melt and fluid inclusion assemblage in beryl from pegmatite in the Orlovka amazonite granite, East Transbaikalia, Russia: implications for pegmatite forming melt systems. Miner. Petrol. 2009. Vol. 96. P. 129—140.
  33. Thomas R., Davidson P. Revisiting complete miscibility between silicate melts and hydrous fluids, and the extreme enrichment of some elements in the supercritical state — Consequences for the formation of pegmatites and ore deposits. Ore Geol. Reviews. 2016. Vol. 72. P. 1088—1101.
  34. Tischendorf G. On Li-bearing micas: estimating Li from electron microprobe analyses and an improved diagram for graphical representation. Miner. Mag. 1997. Vol. 61. P. 801—834.
  35. Trufanova L. G., Gluck D. S. Conditions for the formation of lithium minerals. Novosibirsk: Nauka, 1986. 151 p. (in Russian).
  36. Veksler I. V., Thomas R., Schmidt C. Experimental evidence of three coexisting immiscible fluids in synthetic granite pegmatite. Amer. Miner. 2002. Vol. 87. P. 775—779.
  37. Veksler I. V., Dorfman A. M., Kamenetsky M., Dulski P., Dingwell D. B. Partitioning of lantanides and Y between immiscible silicate and fluoride melts, fluorite and cryolite and the origin of the lanthanide tetrad effect in igneous rocks. Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. Vol. 69. P. 2847—2868.
  38. Zalashkova N. E. Zonality of metasomatically altered tantalum-bearing granites. Mineralogical-geochemical and genetic features of rare-metal apogranites. Moscow: Nauka, 1969. P. 5—29 (in Russian).
  39. Zaraisky G. P. Conditions of formation of rare-metal deposits associated with granitoid magmatism. In: Smirnovsky Collection-2004. Moscow: Acad. V. I. Smirnov Foundation, 2004. P. 105—192 (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. Schematic latitudinal geological section of the Orlovka massif according to the profile of wells 28, 29, 30, 507. 1 — terrigenous-sedimentary rocks, 2 — strata of trachyriodacites, 3 — dyke of lamprophyres of the pre-granite age, 4—11 — granites: 4 — porphyritic biotite, 5 — two-mica, 6 — porphyroblast microcline-albite with pea-shaped quartz, 7 — microcline–albite with green muscovite, 8 — amazonite-albite with Fe-rich lepidolite and green muscovite, 9 — amazonite-albite with Fe-rich lepidolite, 10 — amazonite-albite with zinnwaldite, 11 — albite-amazonite with lepidolite, 12 — quartz-amazonite-albite pegmatoid bodies, 13 — zinnwaldite-topaz endocontact greisen; 14 — topaz-Li-annite greisen with beryl from exocontact, 15 — low-thin pegmatoid quartz–feldspar bodies on the boundary of two-mica and porphyroblast granites, 16 — gradual (a) and sharp (b) boundaries, 17 — exploration wells, 18 — sampling sites.

Download (228KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution of the mica type in the rocks of the vertical meridional section of the Orlovka massif. 1 — green muscovite, 2 — green muscovite and Fe-rich lepidolite, 3 — Fe-rich lepidolite, 4 — zinnwaldite, 5 — lepidolite, 6 — Li-rich annite, 7 — lenses of mica-free albitites, 8 — drilling wells and their numbers, 9 — host rocks.

Download (148KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Estimation of lithium concentration in micas based on calculation by the empirical formulas of G. Tischendorf (1997) and its correlation with chemical analysis data (flame photometry): according to the content of fluorine (a, б), rubidium (в, г) and silicon (д, e). Cirles, Li-rich annite, triangles, Li-Fe mica, darkened symbols, Orlovka massif, empty symbols, Turga and Etyka massifs.

Download (242KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Compositions of micas from rocks and melt inclusions in quartz of the Khangilai and Orlovka massifs (the first symbol — according to wet chemistry, the second symbol — according to microprobe analysis). Dashed lines are the boundaries of the regions of di- and trioctahedral mica compositions. Dotted lines are the boundaries of the fields of varieties. Rock varieties: Khangilay massif: 1 — biotite granites, Orlovka massif: 2 — two-mica granites, 3 — porphyroblast microcline-albite granites, 4 — albitites with green muscovite, 5 — amazonite-albite granites with Fe-rich lepidolite, 6 — amazonite granites with lepidolite, 7 — pegmatoids, 8 — zinnwaldite-albite-topaz greisens of endo- and exocontacts, SW site: 9 — amazonite granites with Fe-rich lepidolite, 10 — pegmatoids. The numbers in the circles are: 1 — biotite, 2 — Li-rich annite, 3 — Li-rich phengite-muscovite, 4 — muscovite, 5 — Fe-rich lepidolite, 6 — lepidolite, 7 — zinnwaldite. Му, muscovite, Тлт, trilithionite, Плт, polylithionite, Тот, tainiolite, Фл, phlogopite, Aн, annite, Ист, eastonite, Сдф, siderophyllite, Слд, celadonite. Classification and nomenclature of micas from (Lapides et al., 1977).

Download (183KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».