Rôle des éléments volatils dans les cancrinites du complexe de Larvik, Norvège

Abstract

Thirty-five samples of cancrinite, cancrisilite, and vishnevite from the Larvik Plutonic Complex and from thirteen other alkaline deposits worldwide were studied using single-crystal X-ray diffraction and infrared spectroscopy. Their chemical compositions were determined by electron-microprobe analyses. Two Ca-rich cancrisilites were described with Si/Al ratios of 6.6/5.4 and unit-cell parameters a = 12.59 Å and c = 5.11 Å. The cancrinites exhibit variable chemical compositions depending on the Na/Ca ratio and CO32− content. Their unit-cell parameters range from a = 12.59–12.64 Å and c = 5.11–5.14 Å. Two types of vishnevite were identified: one K-rich from the type locality (Vishnevye Mountains, Russia) with unit-cell parameters a = 12.75 Å, c = 5.21 Å and another K-poor but enriched in Ca and CO32− from Loch Borralan (Scotland) with unit-cell parameters a = 12.68 Å, c = 5.18 Å. This second type belongs to the cancrinite–vishnevite solid solution. The volatile elements detected in appreciable quantities in cancrinites include CO32−, SO42−, H2O, CO2, and F−. The possible presence of the organic oxalate anion C2O42− was identified in the infrared spectra of some samples. Fluorine is present in significant amounts (0.29 pfu) in a cancrinite from the Eboundja Massif, Cameroon, and its position within the cancrinite structure was refined. Cancrinites belonging to the continuous cancrinite–cancrisilite solid solution are distinguished into six types based on their infrared spectra: (1) typical-cancrisilite, (2) Ca-rich cancrisilite, (3) Ca-poor cancrinite, (4) intermediate cancrinite, (5) typical-cancrinite, and (6) Ca-rich cancrinite. This distinction correlates with variations in the agpaitic index of the crystallization environment. The primary cancrinites of the Larvik Plutonic Complex belong to the intermediate type, whereas the secondary ones are depleted in Ca.

Trente-cinq échantillons de cancrinite, cancrisilite et vishnévite provenant du complexe de Larvik et de treize autres gisements alcalins dans le monde ont été étudiés par diffraction des rayons X sur monocristal et par spectroscopie infrarouge. Leurs compositions chimiques ont été déterminées par des analyses à la microsonde électronique. Deux cancrisilites riches en Ca ont été décrites avec des rapports Si/Al égaux à 6,6/5,4 et des paramètres de mailles a = 12,59 Å et c = 5,11 Å. Les cancrinites possèdent des compositions chimiques variables selon le rapport Na/Ca et la teneur en CO32−. Leurs paramètres de maille oscillent entre a = 12,59–12,64 Å et c = 5,11–5,14 Å. Deux types de vishnévites ont été identifiées : un riche en K provenant de la localité type (les Monts Vishnevy, en Russie) avec les paramètres de maille a = 12,75 Å, c = 5,21 Å et un pauvre en K, mais enrichi en Ca et en CO32−, provenant du Loch Borralan (en Écosse) avec les paramètres de maille a = 12,68 Å, c = 5,18 Å. Ce second type appartient à la solution solide cancrinite–vishnévite. Les éléments volatils détectés en quantités appréciables dans les cancrinites sont CO32−, SO42−, H2O, CO2 et F−. La présence éventuelle de l’anion organique oxalate C2O42− a été identifiée dans les spectres infrarouges de certains échantillons. Le fluor est présent en quantités importantes (0,29 pfu) dans une cancrinite du Massif d’Éboundja, au Cameroun, et sa position a été affinée dans la structure de cette cancrinite. Les cancrinites qui appartiennent à la solution solide continue cancrinite–cancrisilite se distinguent en six types sur base de leur spectre infrarouge : (1) cancrisilite « typique », (2) cancrisilite riche en Ca, (3) cancrinite pauvre en Ca, (4) cancrinite intermédiaire, (5) cancrinite « typique » et (6) cancrinite riche en Ca. Cette distinction est à mettre en relation avec les variations de l’indice d’agpaïcité de l’environnement de cristallisation. Les cancrinites primaires du complexe de Larvik appartiennent au type intermédiaire, tandis que les secondaires sont appauvries en Ca.