Assemblages of Li-Cs pegmatite minerals in equilibrium with a fluid from their primary crystallization until their hydrothermal alteration: an experimental study

Summary Hydrothermal alteration of alkali-rich pegmatites gives rise to secondary minerals: for example spodumene + quartz replace petalite, cesian analcime crystallizes at the expense of pollucite and albite. Earlier experiments were performed at 450° and 600°C to determine the composition of the hydrothermal solution in equilibrium with Na-Li-Cs bearing minerals during their primary crystallization. New experiments performed at 330°C extend the previous results At 1.5 kbar, the Na/(Li + Na) ratio of the solution coexisting with petalite + albite remains constant and equal to 0.54 from 600° to 330°C. At 4 kbar the ratio of the solution coexisting with spodumene + albite varies from 0.49 to 0.68 over the same temperature range. During the lowering of the temperature these variations induce the dissolution of albite and the crystallization of a Li mineral. In the case of Cs, Na aluminosilicates, at 330°C we observe a continuous solid solution from pollucite to analcite. This result explains the wide variety of compositions of secondary cesian analcite in contrast to the relatively constant composition of primary pollucite.

---

Résumé L'altération hydrothermale des pegmatites riches en alcalins donne naissance à des minéraux secondaires: par exemple l'association spodumène-quartz remplace la pétalite, et l'analcime substituée en césium remplace l'association pollucite-albite Des expériences précédentes, à 450° et 600°C, ont déterminé la composition des solutions hydrothermales chlorurées en équilibre avec des associations minérales contenant Li, Na et Cs. Nous présentons ici de nouvelles expériences à 330°C.Entre 600° et 330°C, à 1,5 kbar, dans la solution en équilibre avec l'association pétalite-albite, le rapport Na/(Li + Na) reste égal à 0,54. Entre les mêmes températures, à 4 kbar, ce rapport varie de 0,49 à 0,68 pour la solution en équilibre avec spodumène-albite. En système fermé, cette variation entraîne qu'une baisse de température, à pression constante de 4 kbar, provoque la dissolution de l'albite et la cristallisation d'un minéral contenant du Li.A 330°C nous constatons que la pollucite forme une solution solide continue avec l'analcime. Ceci explique pourquoi, dans la nature, les analcimes césiques de deuxième génération ont une composition très variable, alors que les pollucites primaires ont une composition relativement constante.

---

---

With 4 Figures