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Electron-Optical Study of Hydrothermal Fringe Alteration of Plagioclase in Quartz Monzonite, Butte District, Montana

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

J. M. Guilbert
Affiliation:
Departments of Geology and Civil Engineering, University of Arizona, Tucson, Arizona
R. L. Sloane
Affiliation:
Departments of Geology and Civil Engineering, University of Arizona, Tucson, Arizona

Abstract

Plagioclase feldspar is one of the outermost minerals destroyed in the hydrothermal alteration of quartz monzonite of the Butte district, Montana. Single grains of andesine plagioclase showing varying stages of fringe alteration were selected to show the sequence of events leading from the fresh plagioclase tectosilicate to the phyllosilicate montmorillonite, and to evaluate the role of petrographically-identified allophane in the alteration process.

Replicas of fresh, incipiently, and thoroughly montmorillonitized grains reveal a complex sequence of events which may follow alternate equivalent paths. Quantitatively most important is the formation of a hobnail texture composed of sparse to dense ~0.5 μ discoids of amorphous material on feldspar cleavage surfaces. These discoids appear to fuse laterally to form amoeboid or lobate amorphous clusters. Some assume progressively more polygonal outlines characterizing the montmorillonite morphology, or their fringes become flake-like montmorillonite which peels away in wisps from the pitted feldspar surface. Wisps may persist singly, they may form minute ropy granules, they may develop into wispy ridges, or the entire surface may convert to ragged, wispy, or compact montmorillonite. Far less commonly, plagioclase appears to develop without a discernible amorphous stage. The alternative paths are probably influenced by the chemical activity of magnesium in the system.

Résumé

Résumé

Le feldspath plagioclase est l’un des minéraux les plus extérieurs qui ont été détruits par les alterations hydrothermiques de quartz monzonite de la region de Butte. Montana. Une sélection de simples grains de plagioclase andésite qui montraient différents stades d’altérations à la frange a permis d’illustrer la chaîne d’évènements qui transforme le tectosilicate plagioclase frais en montmorillonite phylosilicate, et d’évaluer le rôle de l’allophane identifié pétrographiquement dans le processus d’altération.

Des doubles de grains frais, partiellement et totalement montmorillonitisés révèlent une série d’évènements complexes qui peuvent suivre des chemins équivalents alternés. La plus importante formation du point de vue quantitatif est celle d’une texture en clou qui se compose de discoides, parfois clairsemés, parfois compactes, de 0,5 μ de matériau amorphe sur les surfaces de clivage du feldspath. Ces discoides semblent se fusionner latéralement pour former des groupes amorphes amiboides ou lobaires. Certains prennent des formes de plus en plus polygonales, ce qui caractérise la morphologie montmorillonite; leur frange peut se transformer en montmorillonite flocconneux que l’on peut éplucher par torons de la surface de feldspath piquée. Les torons peuvent rester individuellement séparés, ou former de minuscules granulés visqueux ou prendre la forme de stries en torons, ou alors leur surface entiêre peut se changer en montmorillonite inégale, en torons, ou compacte. Il arrive parfois, mais c’est peu fréquent, que le plagioclase se mette à développer des micrograins et des torons de montmorillonite sans passer visiblement par un stade amorphe. Les chemins alternatifs résultent probablement de l’activité chimique du magnésium dans le système.

Kurzreferat

Kurzreferat

Plagioklas ist eines der äussersten Minerale, die bei der hydrothermischen Umwandlung des Quarzmonozits aus dem Butte Gebiet in Montana zerstört wurden. Es wurden Einzelkörner von Andesin-Plagioklas in verschiedenen Stadien der Randzonenumwandlung ausgewählt, um die Reihenfolge aufzuzeigen, welche vom frischen Plagioklas-Tektosilikat zum Phyllosilikat-Montmorillonit führt, und die Rolle des petrogrphisch identifizierten Allophans im Umwandlungsprozess zu bestimmen.

Nachbildungen frischer, sowie anfänglich und vollständig montmorillonisierter Körner zeigen eine komplizierte Folge von Erscheinungen, die gemäss gleichwertiger Alternativbahnen ablaufen können. Mengenmässig am bedeutendsten ist die Bildung eines schuhnagelartigen Gefüges, das aus schütteren bis dichten, 0,5 μ messenden Scheibchen aus amorphem Material auf Feldspat-Spaltoberflächen besteht. Diese Scheibchen scheinen seitlich unter Bildung von amöboiden oder lappenartigen amorphen Büscheln zusammen zu schmelzen. Manche nehmen nach und nach mehr vieleckige Kontouren an, die für die Morphologie von Montmorillonit kennzeichnend sind, oder die Ränder werden blättrigeres Montmorillonit, das sich in Bündeln von den narbigen Feldspatoberfächen ablöst. Die Bündel können vereinzelt bleiben, sie können winzige, fadenartige Körnchen formen, sie können sich zu bündelartigen Wulsten entwickeln oder die gesamte Oberfläche kann sich in unebenes, bündeliges oder kompaktes Montmorillonit verwandeln. Viel seltener scheint der Plagioklas Mikrokörner und Montmorillonit-bündel unmittelbar, ohne erkennbare Zwischenstufe, zu entwickeln. Die Alternativbahnen werden wahrscheinlich durch die chemische Aktivität des Magnesiums in dem System beeinflusst.

Резюме

Резюме

Плагиоклаз это один из наиболее удаленных от центра минералов, разрушаемых в ходе гидротермальных изменений кварцевого монционита в районе ъаттс, в штате Монтана (США). Отдельные зерна плагиоклаза-андезина, показывающие разные степени изменения края, были избраны, чтобы показать последовательность явлений от свежего плагиоклазтекто силиката до филосиликатного монтмориллонита и чтобы также предоставить оценку роли петрографически отождествленного аллофана в процессе изменения.

Модели свежих,зачаточных и тщательно подвергнутых монтмориллонизации зерен, раскрывают сложную последовательность явлений, которые могут проходить по альтернативно эквивалентным путям. Качественно наиболее важным является образование грубо сшитой структуры, состоящей из рассеянных до плотных дискоидов аморфного материала размером 0,5 μ на поверхностях расщепления полевого шпата. Дискоиды эти повидимому поперечно сплавляются, чтобы создать смебоидные или лопастные аморфные скопления. Некоторые из них постепенно принимают многоугольные контуры, характерные в монтмориллонитовой морфологии или-же их края становятся чешуйчатым монтмориллонитом, который отслаи вается пучками от разъеденной поверхности полевого шпата. Пучки остаются одиночными или-же они образуют крохотные волнистые гранулы, которые могут развиться в клочковые гребни, или-же вся поверхность превращается в шероховатый клочкообразный или-же компактный монтмор иллонит. В более редких случаях, плагиоклаз повидимому развивает микроверна и клочья монтмориллонита непосредственно, без заметной аморфной стадии. Альтернативные пути вероятно находятся под влиянием химического действия магния в системе.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1968, The Clay Minerals Society

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