Tourmalines in the Namacotche Li-Cs-Ta granitic pegmatite group, Mozambique: crystal chemistry and origin

Abstract

[Abstract] The field work, backscattered electron images and detailed microanalyses of three generations of tourmaline from the Namacotche LCT pegmatites allows de distinction between the compositional magmatic and hydrothermal tourmalines. The generation 1 occurs in the outer intermediate zone of the pegmatite. It consists of zoned crystals with an oscillatory inner core of foitite and schorl, an outer core of schorl and an Fe-rich fluor-elbaite rim. Unzoned Fe-rich fluor-elbaite crystals occur in the inner intermediate zone of the pegmatite. All the crystals are derived by fractionation of a (Al, Li, B)-rich pegmatite melt. However, the rim of zoned crystals and some compositions of unzoned crystals show evidence of hydrothermal fluids, as they plot outside the fractionation trends. The zoned fluor-elbaite crystals of the generation 2 are from the inner intermediate zone of the pegmatite. They have a pink core and a green rim. The rim has higher YFe2+, Na, F contents YFe2+/(YFe2++Licalc.) value and lower Si, YAl, Licalc. and X-site vacancy contents, X-vacancy/(Na+X-vacancy) value than the core. Both zones are hydrothermal. The rim is an overgrowth. The fluor-elbaite gemmy crystals of the generation 3 occur in sheared breccia blasts and clasts with a cookeite matrix. They depend mainly on the fluid-rich hydrothermal environment of low temperatures (280-150ºC). Some from the cycle a may result from the dissolution of magmatic tourmaline crystals of the generation 1 from the sheared outer and inner intermediate zones of the pegmatite due to reaction with late fluids in chemical disequilibrium, followed by growth of tourmaline with low temperature hydrothermal fluids. The evolution from the cycle a to the cycle b and to the cycle c of the generation 3 implies that the hydrothermal reacting fluids were undergoing fractionation and becoming richer in Li and poorer in Fe2+ during the late hydrothermal crystallization of the pegmatites.

[Resumen] El trabajo de campo, las imágenes de electrones retrodispersados y microanálisis detallados de tres generaciones de turmalina de las pegmatitas LCT de Namacotche permiten distinguir entre las turmalinas magmáticas y las hidrotermales. La generación 1 aparece en la zona intermedia exterior de la pegmatita. Consiste en cristales zonados con un núcleo interno oscilante de foitita y esquisto, un núcleo externo de esquisto y un borde de fluor-elbaita rico en Fe. En la zona intermedia interior de la pegmatita aparecen cristales no zonados de fluor-elbaita ricos en Fe. Todos los cristales derivan del fraccionamiento de un fundido pegmatítico rico en Al, Li y B. Sin embargo, el borde de los cristales zonados y algunas composiciones de cristales no zonados muestran evidencias de fluidos hidrotermales, ya que trazan fuera de las tendencias de fraccionamiento. Los cristales zonados de fluor-elbaita de la generación 2 proceden de la zona intermedia interna de la pegmatita. Tienen un núcleo rosa y un borde verde. El borde tiene mayor contenido en YFe2+, Na, F (YFe2+/(YFe2++Licalc.)) y menor contenido en Si, YAl, Licalc. y vacantes X, vacantes X/(Na+X-vacantes) que el núcleo. Ambas zonas son hidrotermales. El borde es un sobrecrecimiento. Los cristales geminados de fluor-elbaita de la generación 3 aparecen en clastos de brechas cizalladas y en clastos con matriz de cookeita. Dependen principalmente del ambiente hidrotermal rico en fluidos de bajas temperaturas (280-150ºC). Algunos del ciclo a pueden ser el resultado de la disolución de cristales magmáticos de turmalina de la generación 1 de las zonas cizalladas externa e interna intermedia de la pegmatita debido a la reacción con fluidos tardíos en desequilibrio químico, seguida del crecimiento de la turmalina con fluidos hidrotermales de baja temperatura. La evolución del ciclo a al ciclo b y al ciclo c de la generación 3 implica que los fluidos hidrotermales reaccionantes estaban sufriendo fraccionamiento y haciéndose más ricos en Li y más pobres en Fe2+ durante la cristalización hidrotermal tardía de las pegmatitas.