Phengitization, sericitization and potassium-beidellite in a hydrothermally-altered granite

Abstract

X-ray diffraction, optical and microprobe studies of a kaolinized oligoclase—orthoclase—two-mica—granite (Southern Armorican Massif) indicated that low-temperature metasomatism had produced three series of minerals. 1. Partial alteration of muscovite resulted in the formation of ferrous-magnesium-phengite. Biotite was destabilized to a kaolinite-titanium oxide assemblage. 2. Phengite, unreacted muscovite and feldspars recrystallized to an aluminous, magnesian 1M sericite mineral ranging in composition from mica to illite. 3. Feldspars were entirely destabilized to produce the assemblage potassic-beidellite-kaolinite—Al-illite. Kaolinite was the predominant mineral in the most altered rock. A fourth stage of mineral equilibrium was also observed; this occurred after material from stage 3 had been reworked. In this environment, the potassic-beidellite was replaced by a calcic-montmorillonite. Potassic-beidellite was not stable under weathering conditions.

Resume

Les phases d'altération d'un granite kaolinisé du Sud du Massif Armoricain ont été déterminées par microscopie optique, diffraction de rayons X et analyses à la microsonde électronique. Elles forment trois séries de minéraux apparaissant dans les oligoclases, les orthoses, les muscovites et les biotites primaires. 1, Une phengite ferromagnésienne se forme dans les muscovites partiellement altérées. Les biotites sont déstabilisées en un assemblage kaolinite—oxyde de titane. 2. Les phengites, les muscovites non altérées et les feldspaths recristallisent en séricites 1M magnésiennes dont les compositions vont du domaine des micas à celui de illites. 3. Les feldspaths sont entièrement altérés et remplacés par un assemblage beidellite potassique—kaolinite—illite Al. La kaolinite devient le minéral prédominant dans la roche très altérée. Ces trois séries de minéraux sont produites par une altération hydrothermale de basse température. L'assemblage 3 est, en effet, déstabilisé dans un horizon sédimentaire qui surmonte le profil d'altéation. Dans cet environnement, la beidellite potassique est remplacée partiellement par une montmorillonite calcique. Il est donc évident que la beidellite potassique n'est pas stable dans les conditions de surface (altération ou sédimentation).

Kurzreferat

Optische Untersuchungen sowie Analysen durch Röntgenbeugung und mit der Mikrosonde an einem kaolinitisierten Oligoklas-Orthoklas-Zwei-glimmer-Granit (Southern Armorican Massif) ergaben, daß Tieftemperatur-Metasomatismus zu drei verschiedenen Serien von Mineralen geführt hatte: 1. Partielle Veränderung von Muskowit unter Bildung von Fe(II)-Mg-Phengit. Biotit wurde zu einer Kaolinit-Titanoxid-Mineralgesellschaft abgebaut, 2. Phengit, nicht reagierter Muskowit und Feldspäte rekristallisierten zu einem Aluminium- und magnesiumhaltigen 1M-Serizit-Mineral, dessen Zusammensetzung im Bereich zwischen Glimmer und Illit lag. 3. Feldspäte wurden vollständig destabilisiert und ergaben die Mineralgesellschaft K-Beidellit-Kaolinit-Al-Illit. Kaolinit war in den meisten veränderten Gesteinen das vorherrschende Mineral. Nachdem das Material der Phase 3 aufgearbeitet worden war, konnte auch ein viertes Stadium der Mineralumwandlung beobachtet werden: In diesem Milieu wurde der K-Beidellit durch Ca-Montmorillonit ersetzt. K-Beidellit ist unter Verwitterungsbedingungen nicht stabil.

Resumen

Los estudios por difracción de rayos X, microscopía óptica y microsonda electrónica de un granito-oligoclasa-ortoclasa-mica caolinitizado (Southern Armorican Massif) indican que el metasomatismo a baja temperatura da lugar a tres series de minerales: 1. Alteración parcial de la moscovita con formación de una fengita ferromagnesiana. La biotita se alteró para formar un agregado óxido de titanio y caolinita. 2. La fengita, la moscovita sin alterar y los feldespatos recristalizan en un mineral sericítico 1M aluminico-magnésico, con una composición entre la mica y la ilita. 3. Los feldespatos se alteraron completamente para dar lugar a un agregado de beidellita potásica-caolinita-Al-ilita. La caolinita es el mineral predominante en la roca más alterada. Un cuarto estadio del equilibrio mineral fué observado después que el material del estadio 3 ha sido posteriormente meteorizado. En este entorno, la beidellita potásica fué reemplazada por una montmorillonita cálcica. La beidellita potásica no es estable en las condiciones de meteorización.