Les ferromagnésiens du granite rapakivique de Nordingrå, centre-est de la Suède : composition chimique et stade final de cristallisation

法语. L’étude chimique des trois principaux ferromagnésiens: l’augite, la ferro-édénite et la ferrohornblende contenu dans le granite rapakivique de Nordingrå, a montré une évolution progressive des compositions chimiques entre ces phases minérales au cours du refroidissement du magma. L’augite a réagit, par endroit, avec le liquide pour substituer certains de ses éléments chimiques et se transformer en ferro-édénite. Après d’autres substitutions, la ferro-édénite s’est aussi, par endroit, substituer en ferrohornblende. Cet ordre d’évolution des phases minérales est appuyé par les observations du microscope optique, qui mettent clairement en évidence la présence de deux types d‘amphiboles distinct par leurs couleurs. Ce granite est riche en feldspath potassique, le rapport K/Na est élevé. Certains des éléments traces sont élevés comme F, Rb, Ba, Ga et Zr. Les rapports Mg/(Fetot+Mg) des ferromagnésiens sont bas, 0.08 ± 0.04 (1σ), les valeurs sont similaires pour les clinopyroxènes et les amphiboles.

英语. The three principal mafic minerals, augite, ferro-edenite and ferrohornblende, show a progressive chemical evolution during the crystallisation of the Nordingrå rapakivi granite magma. Some crystals of augite have reacted with the liquid forming ferroedenite. Some ferroedenite is in turn altered into ferrohornblende. This order of mineral evolution has been determined from observations under the petrological microscope. The change from the one amphibole into the other is clearly observed as a distinct change in colour. The granite is enriched in K-feldspar and has a high K/Na ratio. It is also enriched in some trace elements as F, Rb, Ba, Ga and Zr. This means that the mafic minerals have very low Mg/(Fetot + Mg) ratios, 0.08±0.04 (1σ). Clinopyroxene and amphiboles have similar ratios.

瑞典. De tre mafiska huvudmineralen, augit, ferroedenit och ferrohornblände visar en progressiv kemisk utveckling under kristallisationen av Nordingrårapakivigranitens magma. Vissa augitkristaller har reagerat med smältan och bildat ferroedenit. En del ferroedenit har i sin tur reagerat till ferrohornblände. Kristallisationssekvensen har bestämts genom mikroskopiska observationer, där förändringen av ferroedenit till hornblände är synlig genom tydlig förändring av egenfärgen. Graniten är anrikad i kalifältspat och har ett högt K/Na förhållande. Den är också anrikad i vissa spårelement som F, Rb, Ba, Ga och Zr. Detta innebär att de mafiska mineralen har mycket låga Mg/(Fetot + Mg) förhållanden, 0.08±0.04 (1σ). Klinopyroxen och de båda amfibolerna har likartade Mg/(Fetot + Mg) förhållanden.

瑞典. Populärvetenskaplig sammanfattning: Rapakivigraniter är en speciell typ av graniter som uppträder minst hundra miljoner år efter det att orogena jordskorpebildande processer i det aktuella området har avslutats. De definierades först av finska geologer. Flera massiv har identifierats i Sverige och nu är rapakivigraniter kända från alla kontinenter. Märkligt är att de flesta har bildats under en begränsad period av Jordens historia. Man har föreslagit att det skulle bero på att Jordens kontinenter vid denna tidpunkt var ansamlade till en jättekontinent. Den värmeenergi som idag försvinner ut i de mittoceana ryggarna i form av mycket frekventa vulkanutbrott blev ”instängd” under denna kontinent. Detta medförde en tänjning av jordskorpan orsakad av smältbildning i jordmanteln. Dessa smältor har bildat gabbror, som ofta uppträder associerade med rapakivigraniterna. Gabbromagmorna transporterade upp stora mängder värmeenergi, som orsakade en smältning av understa delen av jordskorpan. Dessa smältor har sedan transporterats upp till högre nivåer i skorpan och kristalliserat som rapakivigraniter. Nordingråmassivet ligger i östra delen av centrala Sverige (Ångermanland). Större delen av massivet är emellertid enligt nya undersökningar täckta av Bottenhavet, varför massivet faktiskt är ett av de större i den Baltiska skölden. Rapakivigraniter har extremt låga Mg/Fe-förhållanden och oftast höga K/Na förhållanden. De är även anrikade på vissa spårelement som F, Rb, Ba, Ga, Zr. Dominerande i graniter är kvarts och fältspater samt normalt några få procent mörk glimmer (biotit). Nordingrårapakivin skiljer sig från ”vanliga” graniter genom att den är extremt anrikad på kalifältspat i förhållande till plagioklas (Na-Ca fältspat) och att dess mörka mineral främst utgörs av amfibol och klinopyroxen, med endast ganska obetydliga mängder biotit. Ställvis förekommer till och med järnolivin (fayalit). Föreliggande arbete är en studie av Nordigrårapakivigranitens mörka mineral. Tre olika mineral, klinopyroxen och två olika amfiboler har studerats. Några studier av biotit har inte skett och de prov som studerades innehöll inte fayalit. När en bergart kristalliserar från en magma börjar alltid ett mineral att kristallisera, därefter tillkommer ett andra och ett tredje etc. Till slut kristalliserar ett stort antal mineral tillsammans. Hastigheten med vilken de olika mineralen kristalliserar ändras kontinuerligt och vid tillkomsten av ett nytt mineral diskontinuerligt. Detta schema kan modifieras genom att ett redan bildat mineral inte längre är stabilt utan börjar reagera med smältan under bildning av ett nytt mineral. Av de mörka mineralen har klinopyroxenen börjat att kristallisera. Efter det att kristallisationen fortskridit växer ferroedenit på klinopyroxenen. Ferroedenit är en typ av amfibol som beroende på ljusets svängningsriktning varierar i färg mellan olivgrönt och brunaktigt. Det verkar som om en reaktion ägt rum mellan kvarvarande smälta och den tidigare bildade klinopyroxenen. Ferroedeniten kommer i sin tur att ersättas av en annan amfibol, ett ferrohornblände. Denna är blågrön till grön i färgen. Kontakterna mellan de olika amfibolerna är skarpa. Som ett led i undersökningarna har också ett stort antal kemiska analyser gjorts av dessa mineral. Alla de mörka mineralen har mycket höga Fe/Mg förhållanden. Någon skillnad mellan de tre mörka mineralen har inte kunnat påvisas. Eftersom dessa tre mineral innehåller nästan allt järn (utom det som finns bundet i enstaka malmmineral) och magnesium, är detta höga Fe/Mg förhållande inte oväntat. Mer remarkabelt är i så fall att både pyroxnen och de båda amfibolerna har så likartade förhållanden. Den kemiska skillnaden mellan de båda amfibolerna ligger i halterna av Na och K. Ferroedeniten har betydligt högre halter av dessa båda alkalielement än vad ferrohornbländet har. Vad denna skillnad beror på är inte klarlagt. Sannolikt hänger det ihop med en massiv kristallisation av fältspat som utarmat smältan på K och Na, varför ferroedeniten blivit instabil och ersattas av det mer K- och Na-fattiga ferrohornbländet.