Chemické složení magmatického a hydrotermálního turmalínu v horninách z Tseelského teránu, JZ Mongolsko

Bc. Nikola Pecháčková

Master's thesis

Chemical composition of magmatic and hydrothermal tourmaline from rocks in Tseel Terrane, SW Mongolia

Abstract:

Předložená práce je zaměřena na studium chemického složení magmatického a hydroter-málního turmalínu v horninách z tseelského teránu, ležícího na jihozápadě Mongolska. Pro účely porovnání chemického složení byly dále zvoleny turmalínem bohaté mineralizace z okol-ních jednotek (gobi-altajský a turgenský terán). Z tseelského teránu bylo studováno šest vzorků: Tři vzorky turmalín-muskovitických pegmatitů, dva vzorky z hydrotermálních žil prostorově svázaných s pegmatity a jeden vzorek migmatitu. Z okolních méně metamorfovaných teránů byly zkoumány dvě hydrotermální křemenné žíly s turmalíny a turmalinit. Chemické složení turmalínu bylo analyzováno elektronovou mikrosondou. U pěti vzorků bylo naměřeno celkem 120 fluidních inkluzí z křemene, které byly analyzovány za použití mikrotermometrie. Výsledky studia chemického složení turmalínu potvrzují, že tento minerál poměrně dobře odráží genezi hornin, ve kterých se vyskytuje. Chemické složení turmalínu z pegmatitových žil naznačuje poměrně nízký stupeň frakcionace taveniny a lze označit jako Al-bohaté skoryl-dra-vity až oxy-skoryly a oxy-dravity ((Fe/(Fe + Mg) 0,40–0,88; YAl (0,32–0,84 apfu). Nízkému stupni frakcionace také odpovídají nízké obsahy F (0,04–0,18 apfu). Turmalíny z křemenných žil můžeme klasifikovat jako skoryl-dravity s poměrem Fe/(Fe + Mg) v rozsahu 0,34–0,52 a YAl (do 0,48 apfu). Typické jsou také nízké obsahy F (0,01–0,12 apfu). Svým chemickým slo-žením poměrně dobře odpovídá turmalínu vzniklému ze zbytkových hydrotermálních fluid po krystalizaci granitické taveniny. Turmalíny z turmalinitu můžeme klasifikovat jako skoryl-dra-vity s poměrem Fe/(Fe + Mg) v rozpětí 0,35–0,43 a YAl (0,20–0,26 apfu). Turmalíny z migma-titu se svým chemickým složením blíží turmalínům z turmalinitů (skoryl-dravitu s Fe/(Fe + Mg) 0,38–0,38 a YAl 0,14–0,18 apfu). Mikrotermometrická měření pseudosekundárních inkluzí vykazují spíše nižší až střední teploty homogenizace (124 až 310 °C) v závislosti od typu inkluze. Eutektické teploty nazna-čují přítomnost několika systémů vodních roztoků uvnitř inkluzí: NaCl-H2O, MgCl2-H2O a FeCl2-H2O. Prostorový vztah studovaných křemen-turmalinických hydrotermálních žil s pegmatito-vými žilami a podobnost v chemickém složení turmalínu a fluidních inkluzí v obou typech mi-neralizací tseelského teránu naznačují jejich kogenetický vznik. Hydrotermální žíly s turmalí-nem a hydrotermální turmalinity v okolních méně metamorfovaných jednotkách vznikly po-dobným způsobem. Pravděpodobně se jedná o hydrotermání fluida generovaná krystalizací felsické taveniny, která byla často modifikována interakcí s okoními metamorfními horninami.

Abstract:

This thesis is focused on studying chemical composition of magmatic and hydrothermal tourmaline from Tseel terrane, which lies in the southwest of Mongolia. The tourmaline rich mineralizations from the adjacent units (Gobi-Altaj and Turgen terrane) were used for the com-parison purpose of the chemical composition. Six samples were studied from the Tseel terrane: Three samples of tourmaline-muscovite pegmatite, two samples of hydrothermal veins, which are spatially bound with pegmatites and one sample of migmatite. Two hydrothermal quartz veins with tourmalines and turmalinites were studied from the surrounding, less meta-morphosed terranes. The chemical composition of tourmaline was analyzed by an electron microprobe. In five samples there were measured in total 120 fluid inclusions of quartz, which were analyzed using a microthermometry. The results of this study confirms, that tourmaline relatively well reflects the genesis of rocks in which is found. Chemical composition of tourmaline from pegmatite veins indicates low degree of melt fractionation and it can be determined as Al-rich schorl-dravites up to oxy-schorl and oxy-dravites ((Fe/(Fe + Mg) 0,40–0,88; YAl (0,32–0,84 apfu) with this assertion also correspond low amounts of F (0,04–0,18 apfu). Tourmalines from quartz veins can be classified as schorl-dravite with ratio Fe/(Fe + Mg) in range 0,34–0,52 and YAl (up to 0,48 apfu). Typical are also low contents of F (0,01–0,12 apfu). This tourmalines chemical composition corre-sponds to the chemical composition of a tourmaline crystallized from the residual hydrothermal granitic fluid. Tourmalines from tourmalinite can be classified as schorl-dravites with ratio of Fe Fe/(Fe + Mg) in range 0,35–0,43 and YAl (0,20–0,26). Chemical composition of tourmalines from migmatite is close to tourmalines from tourmalinites and coresponds to schorl-dravite with substantially homogenous ratio range Fe/(Fe + Mg) 0,38–0,38 and YAl (0,14–0,18 apfu). Microtermometric measurements of pseudosecondary inclusions show lower to medium temperatures of homogenization (124–309 °C) depending on the type of inclusion. Eutectic temperatures indicate presence of several systems of aquatic solutions inside of inclusions: NaCl-H2O, MgCl2-H2O a FeCl2-H2O. The quartz-tourmaline hydrothermal veins, from the Tseel terrane, can be considered to be cogenetic with pegmatites based on the spatial relation of hydrothermal veins with pegmatite dikes and also on the basis of the similarity in chemical composition of tourmaline and fluid inclusions. Hydrothermal veins with tourmaline and hydrothermal tourmalinites in surrounding less metamorphosed units were formed in a similar way. The hydrothermal fluids are probably derived from felsic magmatism and often are modified by interaction with the surrounding me-tamorphic rocks.

Keywords

fluidní inkluze, chemické složení turmalínu, křemenné žíly, pegmatity, Mongolsko, fluid inclusions, chemical composition of tourmaline, quartz veins, pegmatite, Mongolia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 1. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 5. 2. 2020
• Supervisor: Mgr. David Buriánek, Ph.D.
• Reader: Mgr. Přemysl Pořádek

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Geology