Geochemistry International, Vol. 40, No. 4, 2002, pp. 313-322. Translated from Geokhimiya, No. 4, 2002, pp. 355-364



Yüklə 187,61 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix18.04.2017
ölçüsü187,61 Kb.
#14377

Geochemistry International, Vol. 40, No. 4, 2002, pp. 313-322. Translated from Geokhimiya, No. 4, 2002, pp. 355-364. 

Original Russian Text Copyright © 2002 by Zaitsev, Kogarko. 

English Translation Copyright © 2002 by MAIK "Nauka /Interperiodica" (Russia). 

Compositions of Minerals of the Lamprophyllite Group 

from Alkaline Massifs Worldwide 

V. A. Zaitsev and L. N. Kogarko 

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences, 

ul. Kosygina 19, Moscow, 119991 Russia 

Received September 10, 2001 



Abstract—The analysis of a data base on the compositions of lamprophyllites from alkaline massifs worldwide 

enabled us to discuss the isomorphic substitutions in structures of the minerals of this group, as well as varia­

tions of their compositions and typomorphic features in different alkaline massifs. It is shown that the lampro­

phyllite composition is related to geochemical features of the corresponding massif. However, there is no sim­

ple relation between the element contents in lamprophyllite and the host massif. 

Minerals of the lamprophyllite group (Sr, Ba, K, 

Na)

2

Na(Na,  M n ,  F e , Ca,  M g )



2

  T i [ T i

2

0

2



( S i

2

0



7

)

2



] ( 0 , 

OH, F)


2

 are usual accessory phases of igneous com­

plexes oversaturated with respect to alkalis. They nor­

mally crystallize at the later stages of  m a g m a differen­

tiation and during the  p o s t m a g m a t i c processes up to the 

latest stages of mineral formation. 

The wide crystallization range of lamprophyllites 

makes it reasonable to study their  t y p o m o r p h i c (partic­

ularly chemical) features. 

A data base was created for this purpose, which 

comprises the compositions of minerals of the lampro­

phyllite group from alkaline complexes worldwide. It 

includes published analyses,  a u t h o r s ' data, and several 

analyses graciously provided by N.V.  C h u k a n o v and 

D.V. Lisitsin.  T h e analyses were carried out by wet 

chemistry or obtained with electron  m i c r o p r o b e and by 

interpreting of the mineral structures. 

The representative analyses of minerals of the lam­

prophyllite group are listed in Table 1. 

The crystal structures of lamprophyllite and the 

other minerals of its group (baritolamprophyllite and 

K-baritolamprophyllite) were determined in samples 

from many alkaline complexes  [ 1 2 - 1 7 ] . As a result, the 

lamprophyllite structure is now well  k n o w n . However, 

some problems of isomorphic substitutions in its struc­

ture are not yet solved (see below). 

Several sites  c a n be  d i s t i n g u i s h e d in  t h e lampro­

phyllite structure, i.e., Si,  T i ( l ) ,  T i ( 2 ) ,  N a ,  M ( l ) , 

M(2),  0 ( 1 ) . . . 0 ( 6 ) , and H.  T h e structure is based on 

the three-sheet layer  c o m p o s e d of the central trioctahe-

dral sheet with Na, Ti(2), and  M ( 2 ) sites and side nets 

built up of Si

2

0

7



 diorthogroups linked by five-coordi­

nated Ti(l) polyhedra.  T h e  a t o m s between the layers 

occupy the  M ( l ) sites.  T h e distribution of cations over 

the sites is shown in Table 2. 

All of the oxygen atoms in the trioctahedral sheets 

[except for  O ( l ) of hydroxyl groups that is replaced by 

F and CI] are shared with Ti-Si-O nets. 

T h e lamprophyllite structure is devoid of vacancies 

that could be occupied by any additional (foreign) cat­

ions (R.K. Rastsvetaeva, personal  c o m m u n i c a t i o n ) . 

As a result, the cation total in a correct formula cal­

culation should not exceed 12.  T h e lamprophyllite for­

mulas are calculated on the basis of four Si atoms. It is 

suggested in this case that all Al atoms occupy the Ti 

sites. Another calculation procedure is based on the 

assumption that Al atoms occupy the sites with tetrahe-

dral coordination together with Si. We calculated the 

mineral formulas by both methods and analyzed the 

distribution of total cation  a m o u n t s (Table 3). 

T h e statistic data obtained are  m o r e consistent with 

the substitution of Al for Si, rather than for Ti. 

Based on these data, we used the second calculation 

procedure and controlled the cation totals.  T h e analyses 

with cation totals deviating by more than 3a from 12 

were not considered.  T h e analyses with total  a m o u n t s 

of Sr, Ba, and К above two formula units by more than 

0.2 were also considered as unsatisfactory. 

T h e coefficients of correlation between individual 

cations in the lamprophyllite structure calculated from 

these data are shown in Table 4. 

This table demonstrates that the best correlation is 

observed between Sr and Ba, which is related to the 

occupation of the  M ( l ) site by these two elements. 

According to structural data [14, 16, 17], potassium 

also occupies the  M ( l ) site and correlates negatively 

with Sr and positively with Ba.  T h e latter is caused by 

the similarity of К and Ba ionic radii.  T h e calculated 

partial coefficient of correlation

1

 between Ba and К is 



The partial coefficient of correlation is a measure of linear corre­

lation between any two variables from the X



{

X

2

...X

n

 group when 

the effect of the other variables is eliminated [18]. 

313 


Table 1. Representative analyses of minerals of the lamprophyllite group 

Ordi-


nal no. 

N a


2

K



2

MgO 



CaO 

SrO 


BaO 

MnO 


FeO  A 1

2

0



F e


2

0



S i 0

T i 0



N b


2

0



H

2



CI 


T h 0

L a



2

0



C e

2

0



Total 


- 0 = F 

11.34 



1.61 

0.74 


1.09 

11.71 


7.65 

0.78 


5.06 

0.12 


n.a. 

30.06  27.92 

0.11 

n.a. 


1.87 

n.a. 


-

0.00 


2.70 

102.76 


101.88 

9.99 



2.41 

0.39 


1.12 

6.94  11.89 

1.03 

4.14 


n.a. 

1.32 


29.80  29.49 

n.a. 


0.81 

1.65 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


100.98 

100.20 


12.10 


0.62 

0.44 


4.30 

11.50 


0.00 

5.06 


0.00 

2.00 


2.48 

29.98  29.57 

0.11 

1.58 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

99.74 


9.60 


1.64 

0.66 


1.27 

8.69 


9.51 

1.40 


3.20 

0.90 


1.44 

30.40  29.50 

0.27 

1.79 


n.a. 

-

n.a. 



n.a. 

n.a. 


100.27 

9.20 



2.30 

0.41 


1.90 

6.54  15.60 

0.53 

3.19 


0.17 

n.a. 


29.10  28.80 

n.a. 


n.a. 

1.64 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


99.38 

98.61 


11.99 


0.94 

1.03 


0.26 

3.48  20.06 

1.60 

1.27 


0.04 

n.a. 


29.90  28.68 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


99.25 

9.67 



1.06 

0.39 


0.56 

4.74  26.31 

0.84 

n.a. 


-

1.20 


27.96  26.34 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

-

-



-

99.07 


11.14 


0.94 

0.34 


0.36 

0.65  24.12 

1.10 

0.71 


0.04 

n.a. 


28.75  27.80 

n.a. 


1.83 

1.18 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


98.96 

98.40 


9.20 


0.65 

0.71 


0.29 

17.11 


5.68 

4.95 


1.58 

0.26 


n.a. 

30.22  28.42 

0.34 

n.a. 


n.a. 

-

-



-

-

99.41 



10 

10.57 


1.89 

0.53 


0.88 

11.40 


8.67 

2.38 


1.75 

0.60 


-

29.00  28.94 

0.30 

1.56 


1.60 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

100.07 


99.32 

11 


10.63 

1.17 


0.67 

1.74 


14.07 

2.31 


4.29 

1.91 


0.44 

0.54 


30.70  29.14 

0.15 


n.a. 

0.84 


0.28 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


98.88 

98.48 


12 

10.04 


2.97 

1.46 


1.44 

9.53 


4.23 

2.16 


3.49 

0.76 


2.68 

30.78  28.91 

0.24 

n.a. 


1.63 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

100.32 


99.55 

13 


12.45 

0.46 


0.63 

0.91 


14.72 

0.97 


3.86 

2.29 


0.20 

n.a. 


31.14  30.16 

0.11 


n.a. 

1.96 


n.a. 

0.22 


0.06 

0.45 


100.59 

99.67 


14 

12.59 


1.15 

n.a: 


0.34 

1.80  19.27 

3.60 

0.23 


0.31 

n.a. 


27.53  25.54 

3.09 


1.82 

1.36 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


98.63 

97.99 


15 

11.16 


0.46 

0.44 


0.63 

15.02 


1.10 

3.18 


3.34 

0.27 


n.a. 

30.64  30.39 

0.45 

n.a. 


1.40 

0.00 


-

0.07 


0.52 

99.07 


98.41 

16 


8.40 

0.79 


0.32 

0.46 


11.93 

8.18 


2.43 

2.31 


0.20 

n.a. 


31.17  28.03 

0.67 


n.a. 

1.57 


0.00 

0.02 


0.01 

0.35 


96.84 

96.10 


17 

11.57 


0.82 

0.18 


0.14 

7.35  15.01 

2.18 

1.19 


0.32 

n.a. 


30.04  28.10 

0.30 


n.a. 

1.97 


n.a. 

n.a. 


n.a. 

0.12 


99.29 

98.36 


18 

12.58 


0.52 

0.52 


0.55 

14.83 


0.65 

2.96 


3.69 

0.14 


n.a. 

32.27  29.84 

0.38 

n.a. 


2.73 

n.a. 


n.a. 

n.a. 


0.02 

101.68 


100.40 

19 


11.27 

0.45 


0.42 

0.41 


14.65 

0.87 


6.14 

2.85 


0.13 

n.a. 


30.51  29.42 

0.25 


n.a. 

0.93 


0.01 

-

0.16 



0.24 

98.71 


98.27 

20 


12.59 

0.41 


0.66 

0.42 


15.49 

0.77 


2.08 

3.93 


0.19 

n.a. 


30.90  29.45 

0.20 


n.a. 

1.71 


n.a. 

0.15 


0.05 

0.45 


99.45 

98.65 


Note: (1) Niva (authors' data), (2) Botogol [1]; (3) Strelka [2]: (4) Turii Mys [3]; (5) Oldoinyo Lengai [4]; (6) Gardiner [5]; (7) Bearpaw [6]; (8) Inagli [7]; (9) Pilanesberg (authors' data); 

(10) Khibiny [8]; (11) Khibiny [9]; (12) Khibiny [10]: (13) Lovozero, Lephe-Nelm (authors' data); (14) Lovozero, Yubileinaya [11]; (15, 16) Lovozero, differentiated complex 

(authors' data); (17, 18) Lovozero, eudialyte complex (authors' data), core and rim of a crystal; (19, 20) Lovozero, porphyritic lujavrites (authors' data). Dash means content below 

detection limit, n.a. is not analyzed. 



COMPOSITIONS OF MINERALS OF THE LAMPROPHYLLITE GROUP 315 

Table 2. Occupation of cation sites in lamprophyllites (data of structure interpretation) 

Table 3. Mean totals of cations in lamprophyllite formulas 

Analyses are recalculated on the basis of 

Si = 4 

Si + Al = 4 



Mean values for all analyses 

12.299 ±0.085 

12.073 ±0.088 

Mean values for analyses within 3a interval: 

all analyses 

12.320 ±0.059 

12.104 ±0.070 

microprobe analyses 

12.09  ± 0 . 0 5 

12.00  ± 0 . 0 5 

chemical analyses 

12.50  ± 0 . 0 9 

12.29  ± 0 . 0 8 

Table 4. Coefficients of correlation between element concentrations in minerals of the lamprophyllite group 

Ele­


ment 

Sr 


Ba 

К 

Na 



Ca 

Mg 


Fe 

Mn 


Zn 

Ti 


Nb 

Zr 


Al 

CI 



Sr 

1.00 


Ba 

-0.91 

1.00 


К 

-0.68 

0.62 

1.00 


Na 

0.38  -0.39  -0.59 

1.00 


Ca 

-0.19 

0.01 


0.34  -0.14 

1.00 


Mg  -0.03  -0.06 

0.02 


0.02 

0.24 

1.00 


Fe 

-0.12  -0.07 



0.46  -0.22 

0.39 

0.21 

1.00 


Mn 

0.43  -0.39  -0.39 

0.09  -0.30  -0.30  -0.49 

1.00 

Zn 


-0.08  -0.14  -0.18  -0.01  -0.14  -0.49  -0.22 

0.18 


1.00 

Ti 


0.05  -0.01 

0.06 


0.23  -0.03  -0.22  -0.12 

0.11  -0.02 

1.00 

Nb  -0.51 



0.50 

0.31 

0.01  -0.09  -0.23  -0.12  -0.07 

0.32 

0.05 


1.00 

Zr 


-0.38 

0.37 


0.11 

0.22 


0.42 

0.09 


0.17  -0.17  -0.06  -0.08 

0.59 

1.00 


Al 

-0.12 


0.00 

0.11  -0.22 



0.33 

0.32 

0.01 


0.02 

0.84  -0.19  -0.04  -0.30 

1.00 


-0.05 


0.02 

0.23  -0.09  -0.13  -0.03 

0.40  -0.36 

-0.06 


0.16 

0.60  -0.39  1.00 

CI 


-0.38 

0.35 


0.32  -0.20 

0.33 


0.49 

0.47  -0.50 

-0.52  -0.12 

0.11  0.19  1.00 

Note: Significant coefficients are shown in bold. 

0.02 with consideration of the Sr effect, i.e., К and Ba 

collectively replace Sr in the lamprophyllite structure. 

The problem of Na and Ca distribution between 

M(l) and  M ( 2 ) sites was also discussed in the literature 

[15, 17, 19].  O u r data (Table 5) show no correlation 

between Na and Ca in lamprophyllite. This fact indi­

cates that these elements occupy different sites in the 

mineral structure or they are distributed over several 

sites with complex isomorphic substitutions.  T h e coef­

ficients of Na and Ca correlation with other elements in 

the  M ( l ) site (structural data) indicate that Na also 

occupies this site, as it is justified by a large negative 

coefficient of Na correlation with K, while the coeffi­

cient of correlation between Ca and К is positive. Sig­

nificant correlations between Na and Sr, Na and Ba, and 

Ca and Sr are induced by the effect of K.

2



 The induced (false) correlation between two variables is the cor­

relation induced by the effect of the other variables. 

GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 

2002 


316 ZAITSEV, KOGARKO 

Table 5. The main isomorphic admixtures in the M(2) site 

Element 


The lowest content 

The highest content 

The lowest mean content 

The highest mean content 

Element 

(f.u.) was found in 

(f.u.) was found in 

(f.u.) was found in 

(f.u.) was found in 

Mn 


Khibiny (0.05) 

Gardiner (0.05) 

Khibiny (0.90) 

Oldoinyo Lengai (0.06), s.a. 

Niva (0.08) 

Pilanesberg (0.56) 

Fe 

Lovozero (0.03) 



Murun (0.65) 

Khibiny (0.63) 

Pilanesberg (0.17) 

Botogol (0.60), s.a. 

Murun (0.59) 

Niva (0.52) 

Mg 

Khibiny (0.02) 



Khibiny (0.38) 

Lovozero, differentiated 

Niva (0.16) 

Lovozero, eudialyte 

Inagli (0.27) 

complex (0.07) 

Gardiner (0.16) 

complex (0.03) 

Pilanesberg (0.16) 

Lovozero, 

pegmatites (0.03) 

Ca 


Pilanesberg (0.02) 

Khibiny (0.60) 

Pilanesberg (0.05) 

Strelka (0.57), s.a. 

Lovozero, eudialyte 

Strelka (0.57) 

Oldoinyo Lengai (0.28), s.a. 

complex (0.02) 

Botogol (0.16), s.a. 

Turii Mys (0.15) 

Murun (0.15) 

Note: s.a. is single analysis. 

N o t e the high positive coefficients of correlation 

between К and Fe, as well as between Sr and  M n . Con­

sidering the effect of these dependencies, we obtained 

a positive partial coefficient of correlation between Mn 

and K. A positive correlation between the concentration 

of univalent К replacing bivalent Sr and Ba in the  M ( l ) 

site and the concentrations of  M n , Fe, and Ca replacing 

univalent Na can be illustrated by the following charge-

compensation  s c h e m e 

(Sr


2+

, Ba


2+

) + Na


+

 — K


+

 + (Mn


2+

, Fe


2+

, Ca


2+

). 


As a result, we propose the following formula for 

the K-lamprophyllite end member:  K

2

N a ( M n , Fe, 



C a )

2

T i [ T i



2

0

2



( S i

2

0



7

)

2



] ( 0 ,  O H , F)

2



A l u m i n u m shows significant positive correlations 

with Ca and Mg and negative, with Na, which can be 

accounted for by the following substitution scheme: 

N a + Si — (Ca,  M g ) + Al. 

T h e compositions of minerals of the lamprophyllite 

group were compared in triangular plots describing the 

occupation of M( 1) and  M ( 2 ) + Na sites (Fig. 1). The Ti 

site has not been considered, because the  N b , the main 

isomorphic admixture in this site, has not been ana­

lyzed in many published lamprophyllite compositions. 

T h e  O ( l ) site was also not considered, because most of 

the analyses do not include CI and  H

2

0 contents, while 



F concentrations are reported only for about  7 0 % of the 

analyzed lamprophyllites. 



Fig. 1. Compositions of lamprophyllites from alkaline massifs worldwide in the K-Sr-Ba diagram, (a) Fields: (/) Khibiny, (2) Gar­

diner, (3) Pilanesberg, (4) Bearpaw, (5) Murun, (6) Niva, (7) Inagli. (b) Lovozero Massif; fields: (/) differentiated complex, (2) eud­

ialyte complex, (J) porphyritic lujavrites, (4) pegmatites. 

GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 2002 



COMPOSITIONS OF MINERALS OF THE LAMPROPHYLLITE GROUP 

317 


The M(l) site is generally occupied by Sr, Ba, K, 

and Na. It probably also incorporates rare earth ele­

ments and Y. 

The  K - S r - B a  d i a g r a m shows that the fields of the 

lamprophyllite compositions from various massifs sig­

nificantly overlap. However, three groups of lampro­

phyllites could be distinguished in this diagram, partic­

ularly for the Ba-rich varieties. Lamprophyllites of the 

first group are enriched in К  ( M u r u n , Turii  M y s , Inagli, 

Niva, and Khibiny massifs). Lamprophyllites of the 

Murun Massif are richest in К (0.61 f.u., on average) in 

agreement with the elevated potassium contents in the 

rocks of this massif.  T h e second group comprises lam­

prophyllites with low К contents (<0.2 f.u.) (Bearpaw, 

eudialyte and differentiated complexes of the Lovozero 

Massif, and Pilanesberg). Lamprophyllites from peg­

matites of the Lovozero Massif  c o m p o s e the third 

group with transitional compositions. 

The lamprophyllites of  s o m e massifs  c o m p o s e  t w o 

fields: (1) enriched with Sr and (2) enriched with Ba. 

However, there is no gap between the Sr- and Ba-rich 

compositions (Fig. 1), which suggests a continuous 

solid solution series in the lamprophyllite-baritolam-

prophyllite series.  T h e occurrence of lamprophyllites of 

two separate compositional groups within one massif 

could be caused by the evolution of the mineralizing 

medium. Pekov etal [20] explained the transition from 

lamprophyllite to baritolamprophyllite in the Khibiny 

Massif by the separation of Sr from Ba at the later peg-

matitic stages due to Sr partitioning into carbonates 

(ancylite and strontianite), which are closely associated 

with baritolamprophyllite. A similar role in  s o m e other 

massifs could be played by the chevkinite-group miner­

als, as well as  R E E phosphates and carbonates (Table 6). 

Similar evolutionary trends of the lamprophyllite com­

position in different massifs, including the rocks of the 

eudialyte complex that have almost no Sr-apatite and 

contain much smaller  a m o u n t s of Sr-bearing minerals 

as compared to lamprophyllite, suggest that there are 

some other reasons for the transition from lamprophyl­

lite to baritolamprophyllite. We believe that this transi­

tion could be related to the accumulation of compo­

nents of the lower temperature Ba-lamprophyllite in the 

melt relative to those of the higher temperature Sr-lam-

prophyllite. 

The triangular  N a - S r - B a ,  N a - K - S r , and  K - S r - B a 

diagrams were found to be less informative. 

Lamprophyllites can be subdivided by  d o m i n a n t 

cations occupying the  M ( l ) site into Sr-rich and Ba-

rich minerals (in the general case, this classification is 

not equivalent to a formal subdivision into lamprophyl­

lite and baritolamprophyllite). In turn, the Ba-rich lam­

prophyllites are subdivided into high-, medium-, and 

low-K varieties. 

The rare earth elements and Y are usually not ana­

lyzed in lamprophyllites.  T h e available data indicate 

that the mineral can contain up to 0.02 f.u. La, 0.01 f.u. 

Nd, and 0.3 f.u.  C e ; however, the latter normally does 



Fig. 2. Mn distribution in lamprophyllites from alkaline 

complexes worldwide. 

not exceed 0.05 f.u. Only lamprophyllites from the 

Niva Massif have exclusively high Ce contents  ( 0 . 1 3 -

0.23 f.u.). Yttrium contents are typically below 0.005 f.u., 

i.e., lamprophyllites are enriched in light rare earth ele­

ments. 

The M(2) site is generally occupied by Na (the Na 

content not found in the  M ( l ) site is >2 f.u. in  8 0 % of 

all cases). Data on minor admixtures in the  M ( 2 ) site 

are given in Table 5. 

T h e distribution of Mn has a  m i n i m u m at about 

0.2 f.u. (Fig. 2). Such a bimodal distribution allows one 

to subdivide lamprophyllites into high- and low-Mn 

varieties. 

H i g h - M n (>0.2 f.u.) lamprophyllites are abundant in 

the Khibiny, Lovozero, Pilanesberg, Turii  M y s , and 

Strelka massifs, while low-Mn lamprophyllites are typ­

ical of the Inagli, Bearpaw, Gardiner,  M u r u n , Oldoinyo 

Lengai, Botogol, and Niva massifs. 

Zinc contents in lamprophyllites normally do not 

exceed 0.05 f.u. and are usually not analyzed. There is 

one analysis of lamprophyllite from pegmatite of the 

Lovozero Massif with 0.4 f.u. Zn. In this case, Zn prob­

ably occupies the  M ( 2 ) site. 

Lamprophyllites in some massifs have an almost 

constant Mn/Fe ratio (Fig. 3), which is low in the Niva 

Massif (0.15), somewhat higher in the Inagli (0.95) and 

Bearpaw (0.56) massifs, and extremely high in Pilanes­

berg (3.90).  S o m e fields are roughly isometric and 

characterize significant variations in the mineral com­

position (low-Mn lamprophyllites of the Khibiny Mas­

sif, lamprophyllites of pegmatites and the eudialyte 

complex of the Lovozero Massif and Gardiner com­

plex).  S o m e fields are elongated along the  N a - M n side, 

for example, very similar fields of lamprophyllites from 

the rocks of the differentiated complex and porphyritic 

lujavrites of the Lovozero Massif; some other fields 

gravitate to the  N a - F e side (lamprophyllites of the 

M u r u n Massif).  T h e field of high-Mn lamprophyllites 

of the Khibiny Massif is small and is located at the 

right-hand sides of the extended field of the Pilanesberg 

lamprophyllites and the group of fields enclosing 1am-

GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 2002 


Table 6. Occurrences and mineral assemblages of lamprophyllites in alkaline complexes worldwide 

Massif 


Rock 

Mineral assemblage 

Lamprophyllite type 

Genesis 


Reference 

Bearpaw 


Pegmatite 

Nepheline, microcline, phlogopite-annite, magne-

tite, rutile, zircon, thorite, betafite, Ce-loparite, crich-

tonite, ilmenite, pyrophanite, aegirine, sphene, 

minerals of the chevkinite group 

Sr-lamprophyllite with rims of 

Ba-lamprophyllite 

Pegmatitic 

[6, 12] 

Gardiner 

Pegmatites and 

veins 


Natrolite, sphene; lorenzenite, melanite, pectolite, 

magnetite, aegirine-augite 

Sr- and Ba-lamprophyllites 

Pegmatitic (?), 

metasomatic (?) 

[5] 


Gardiner 

Phonolite 

dikes (?) 

Aegirine, lorenzenite, sodalite, albite, natrolite 

High- and low-Mn Sr-lamprophyl-

lite and low-K Ba-lamprophyllite 

Magmatic (?), 

metasomatic (?) 

[5] 

Inagli 


Pegmatite 

Lorenzenite, neptunite, vinogradovite, albite, 

nepheline, eudialyte, aegirine, microcline, leu-

cosphenite, thompsonite 

Pegmatitic 

[7, 17,21] 

Inagli 

Metasomatites 



Albite, microcline, leucosphenite, batisite, innelite 

High-Mn high-K lamprophyllite 

Metasomatic 

[2] 


Koksharovka  Eudialytic 

lujavrites 

Eudialyte, aegirine, potassium feldspar, nepheline 

Magmatic (?) 

[22] 

Lovozero 



Rock of the diffe-

rentiated complex 

Nepheline, feldspar, aegirine, ilmenite, loparite 

High-Mn Sr-lamprophyllite 

Late magmatic (?) 

[23] 


authors' data 

Lovozero 

Eudialytic 

lujavrites 

Nepheline, feldspar, aegirine, amphibole, murman-

ite, mosandrite, steenstrupine, monazite, nenadkevi-

chite, vitusite, loparite 

High-Mn Sr-lamprophyllite and 

rare low-K Ba-lamprophyllite 

Late magmatic (?) 

[23, 24] 

authors' data 

Lovozero 

Porphyritic 

lujavrites 

Nepheline, feldspar, aegirine, amphibole 

High-Mn Sr-lamprophyllite 

Late magmatic (?) 

[23] 

authors' data 



Lovozero 

Pegmatites 

Aegirine, serandite, steenstrupine, narsarsukite, 

lomonosovite, microcline, sodalite, magnesioarfved-

sonite, eudialyte, terskite 

High-Mn Sr-lamprophyllite and 

medium-K Ba-lamprophyllite 

Pegmatitic 

[11,21,23] 

Chukanov's 

and authors' data 

Murun 


Pegmatite 

Odintsovite, aegirine, sphene, feldspar 

High-Mn high-K Ba-lamprophyl-

lite, Sr-lamprophyllite 

Pegmatitic 

[16, 25] 

Chukanov's data 

Niva 


Agpaitic syenite  Feldspar, aegirine-diopside to aegirine, amphib-

ole, aenigmatite, natrolite, apatite, shcherbakovite 

Low-Mn high-K Ba-lamprophyllite  Magmatic (?) 

[26, 27] 

authors' data 


Table 6. (Contd.) 

Massif 


Rock 

Mineral assemblage 

Lamprophyllite type 

Genesis 


Reference 

Oldoinyo 

Lengai 

Combeite 



nephelinite 

Combeite, sodalite, apatite, nepheline, pyroxene, 

melanite, delhayelite,  C e - N b - S r perovskite,  C a -

N a - S r - K phosphate, magnetite (rare) 

Low-Mn high-K Ba-lamprophyllite  Late magmatic 

[4] 


Parana 

Fenites 


Sr-chevkinite, Sr-loparite, aegirine, nepheline, 

sanidine 

Low-Mn Sr-lamprophyllite 

Metasomatic 

[28] 

Pilanesberg 



Nepheline 

syenite 


Microcline, nepheline, aegirine, calcite, analcime, 

pectolite, fluorite 

High-Mn Sr-lamprophyllite 

Magmatic (?) 

[21] 

authors' data 



Strelka 

Metasomatites 

Eudialyte, lorenzenite, rhyncholite, lomonosovite  High-Mn Sr-lamprophyllite 

Metasomatic 

[2] 

Turii Mys 



Fenites 

Aegirine, natrolite, quartz, labuntsovite, calcite, 

sphene, woehlerite, eudialyte 

High-Mn high-K Ba-lamprophyllite  Hydrothermal 

[ 1 , 3 , 2 9 ] 

Khibiny 


Khibinite 

Ilmenite, amphibole 

Late magmatic (?) 

[10] 


Khibiny 

Melteigite-urtite  Nepheline 

Late magmatic (?) 

[10] 


Khibiny 

Rischorrite 

Nepheline, aegirine, amphibole 

Late magmatic (?) 

[10] 

Khibiny 


Apatite-

nepheline rocks 

Nepheline, aegirine, amphibole 

Late magmatic (?) 

[10] 

Khibiny 


Pegmatites 

Nepheline, feldspars, aegirine, eudialyte, lomono-

sovite, ancylite, strontianite, apatite, cancrinite, 

villiaumite, analcime, pectolite 

Sr-lamprophyllite and high-'K Ba-

lamprophyllite, usually high-Mn 

Pegmatitic 

[1, 8, 10, 19-21] 

Chukanov's 

and Lisitsin's data 

Khibiny 

Fenites 


Ilmenite, sphene, lorenzenite, eudialyte, 

nepheline, feldspar, pyroxene 

Metasomatic 

[30] 


Khibiny 

Apophyllite 

veins 

Sodalite, natrolite, cancrinite, microcline, rhyn-



cholite, apophyllite, loparite, opal, fluorite, 

calcite, aegirine, eudialyte, apatite, arfvedsonite 

High-Mn Sr-lamprophyllite 

Hydrothermal 

[9] 

Yllymakh 



Metasomatites 

Sr-lamprophyllite and high-K Ba-lamprophyllite, 

usually high-Mn 

High-Mn Sr-lamprophyllite 

Metasomatic 

[2] 


Fig. 3. Compositions of lamprophyllites from alkaline massifs worldwide in the Fe-Na-Mn diagram. See Fig. 1 for explanation of 

fields. 


prophyllites from the differentiated complex and por-

phyritic lujavrites of the Lovozero Massif. 

T h u s , the occupation of the  M ( 2 ) site in lamprophyl­

lites varies between different massifs and within indi­

vidual massifs. 

Titanium is probably replaced by Fe,  M g , and Al in 

the lamprophyllite structure [15, 17]. However,  a m o n g 

these elements, only Mg shows a significant negative 

correlation with Ti. 

By analogy with other "titanosilicate micas", we 

believe that the Ti site can also be occupied by Nb and 

Zr. This is verified by the significant negative coeffi­

cient of Nb correlation with Ti. Concentrations of Zr 

and Nb are low: mean Nb contents are 0.01-0.03 f.u. 

(up to 0.05 in rare analyses).  K h o m y a k o v [11] 

described lamprophyllite with 0.2 f.u. Nb from the 

Yubileinaya vein in the  L o v o z e r o Massif.  Z i r c o n i u m 

is  n o r m a l l y not  a n a l y z e d . Its  c o n t e n t s in the available 

m i c r o p r o b e  a n d  c h e m i c a l  a n a l y s e s  d o not  e x c e e d 

0.04 f.u. 

The O(l) site is included in the hydroxyl group, 

which is replaced by F and CI.  T h e fluorine contents in 

lamprophyllite normally range from 0.5 to 1.0 f.u. 

However, low-F lamprophyllites (0.32 f.u., on average) 

are typical of the Inagli Massif, while high-F lampro­

phyllite varieties (up to 2 f.u.) are observed in the Turii 

M y s and Khibiny massifs.  T h e F-rich analogs of lam­

prophyllite, baritolamprophyllite, and K-baritolampro-

phyllite could be described as new mineral species. 

D a t a on the CI  c o n c e n t r a t i o n s in lamprophyllite 

are scarce.  T h e available  a n a l y s e s  c o n t a i n up to 

0.15 f.u. CI. 

T h e lamprophyllite compositions can be classified 

by cation amounts in the  M ( l ) site and by Mn content. 

T h e distribution of lamprophyllites of various chemical 

types are characterized in Table 6. 

We compared these data with the distribution of К 

and Mn in alkaline complexes containing lamprophyl­

lite (Table 7). There is a positive correlation between 

Mn concentrations in rocks and lamprophyllites for the 

Khibiny, Lovozero, and Pilanesberg massifs. However, 

Table 7. K

2

0 and MnO contents in the rocks of some alkaline massifs 



Massif 

к

2



о , % 

MnO, % 


Reference 

Khibiny 


6.15 

0.20 


[31] 

Lovozero Massif 

differentiated complex 

5.31 


0.29 

[23] 


eudialyte complex 

4.60 


0.45 

[23] 


Oldoinyo Lengai, lavas 

4.38-5.43 

0.34-0.39 

[4] 


Pilanesberg, foyaites 

5.41 


0.60 

[32] 


lujavrites 

2.78 


0.62 

[32] 


GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 2002 

COMPOSITIONS OF MINERALS OF THE LAMPROPHYLLITE GROUP 

321 


the relatively  M n - r i c h  r o c k s of  O l d o i n y o  L e n g a i Vol-

cano include  l o w - M n  l a m p r o p h y l l i t e s . 

Among the massifs  u n d e r  c o n s i d e r a t i o n , the  K h i b -

iny Massif has the  h i g h e s t  K

2

0  c o n t e n t in its  r o c k s .  T h e 



Ba-lamprophyllites from this massif are richest in 

potassium.  T h e  h i g h - K  B a - l a m p r o p h y l l i t e is also typi-

cal of Oldoinyo  L e n g a i ,  w h o s e lavas are  c o m p a r a b l e 

with the rocks of the eudialyte  c o m p l e x of the  L o v o z e r o 

Massif in  K

2

0  c o n c e n t r a t i o n s .  T h e latter, however, 



includes low-K  l a m p r o p h y l l i t e s . 

The paragenetic analysis  s h o w s that  l a m p r o p h y l l i t e s 

are usually confined to the latest differentiates that are 

enriched in  i n c o m p a t i b l e  e l e m e n t s  a c c u m u l a t e d  d u r i n g 

magma evolution.  T h e crystallization of  m i n e r a l s of the 

lamprophyllite  g r o u p  c o r r e s p o n d s to a certain level of 

alkaline  m a g m a differentiation.  T h e variations of the 

lamprophyllite  c o m p o s i t i o n s  c o m p l y with the evolution 

of highly differentiated alkaline  m a g m a s .  T h e  l a m p r o -

phyllite  c o m p o s i t i o n is related to the initial  m a g m a 

composition  a n d  p h y s i c o c h e m i c a l  c o n d i t i o n s (pres-

sure, temperature, and fluid  c o m p o n e n t fugacities), 

which affect the  t h e r m o d y n a m i c activities of the lam-

prophyllite  c o m p o n e n t s . 

This study  w a s  s u p p o r t e d by the  R u s s i a n  F o u n d a -

tion for Basic  R e s e a r c h , project  n o s .  9 9 - 0 5 - 6 4 8 3 5 and 

00-15-98497. 

R E F E R E N C E S 

1. Kapustin, Yu.L., Recent Finds of Barytolamprophyllite 

and the Lamprophyllite Formula, Dokl. Akad. Nauk 



SSSR, 1973, vol. 210, no. 4, pp. 921-924. 

2. Kravchenko, S.M., Kapustin, Yu.L., Kataeva, Z.T., and 

Bykova, A.P., Agpaitic Mineralization of Mesozoic 

Alkaline Potassium-Rich Metasomatites of the Central 

Aldan, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1982, vol. 263, no. 2, 

pp. 435-439. 

3. Evdokimov, M.D., Fenity Tur'inskogo shchelochnogo 

kompleksa KoUskogo poluostrova (mineral'nye assotsi-

atsii i geokhimicheskie osobennosti) (Fenites of Tur'ya 

Alkaline Complex of the Kola Peninsula), Leningrad: 

Lening. Gos. Univ., 1982. 

4. Dawson, J.B., Peralkaline Nephelinite-Natrocarbonatite 

Relationships at Oldoinyo Lengai, Tanzania, J. Petrol, 

1998, vol. 39, no. 11-12, pp. 2077-2094. 

5. Johnsen, O., Nielsen, T.F.D., and Ronsbo, J.G., Lampro-

phyllite and Barytolamprophyllite from the Tertiary Gar-

diner Complex, East Greenland, Neues Jarb. Mineral, 

1994, no. 7, pp. 328-336. 

6. Chakhmouradian, A.R. and Mitchell, R.H., Primary, 

Agpaitic, and Deuteric Stages in the Evolution of Acces-

sory Sr, REE, Ba, and Nb-Mineralization in Nepheline-

Syenite Pegmatites at Pegmatite Peak, Bearpaw Mts, 

Montana, Mineral. Petrol, 1999, vol. 67, nos. 1-2, 

pp. 85-110. 

7. Lazebnik, K.A., Zayakina, N.V., and Paukevich, G.S., 

Strontium-Free Lamprophyllite: A New Member of the 

Lamprophyllite Group, Dokl. Ross. Akad. Nauk, 1998, 

vol. 361, no. 6, pp. 799-802. 

8. Kalenchuk, G.E. and Zabavnikova, N.I., Determination 

of Alkali and Alkali-Earth Elements in Lamprophyllite 

and Specification of Its Formula, in Khimicheskie i fiz-

iko-khimicheskie metody analiza rud, porod i mineralov 

(Chemical and Physicochemical Methods for Analyzing 

Ores, Rocks, and Minerals), Moscow, 1974, pp. 26-30. 

9. Barabanov, V.F., The Mineralogy of Apophyllite Veins of 

the Yukspor Mountain, the Khibina Tundra, in Voprosy 

geologii i mineralogii KoVskogo poluostrova (Geologi-

cal and Mineralogical Problems of Kola Peninsula), 

Moscow: Akad. Nauk SSSR, 1960, vol. 3, pp. 161-218. 

10. Mineralogiya Khibinskogo massiva (The Mineralogy of 

Khibina Pluton), Chukhrov, F.V., Ed., Nauka, 1978. 

11. Khomyakova, A.P., Mineralogiya uVtraagpaitovykh 



shchelochnykh porod (The Mineralogy of Ultraagpaitic 

Alkaline Rocks), Moscow: Nauka, 1990. 

12. Woodrow, P.J., The Crystal Structure of Lamprophyllite, 

Nature (London), 1964, vol. 204, no. 4956, p. 375. 

13. Saf yanov, Yu.N., Vasil'eva, V.N., Golovachev,  V P , et al, 

Crystal Structure of Lamprophyllite, Dokl. Akad. Nauk 

SSSR, 1983, vol. 269, no. 1, pp. 117-120. 

14. Rastsvetaeva, R.K., Sokolova, M.N., and Gusev, A.I., 

Specified Structure of Lamprophyllite, Mineral. Zh., 

1990, vol. 12, no. 5, pp. 25-28. 

15. Rastsvetaeva, R.K. and Dorfman, M.D., Crystal Struc-

ture of Ba-Lamprophyllite in the Lamprophyllite-Bary-

tolamprophyllite Isomorphous Series, Kristallografiya, 

1995, vol. 40, no. 6, pp. 1026-1029. 

16. Rastsvetaeva, R.K., Evsyunin, V.G, and Konev, A.A., 

Crystal Structure of K-Barytolamprophyllite, Kristal-



lografiya, 1995, vol. 40, no. 3, pp. 517-519. 

17. Rastsvetaeva, R.K. and Chukanov,  N . V , The Crystal 

Structure of the Recently Identified Ba-Rich Lampro-

phyllite with a Primitive Lattice, Dokl. Ross. Akad. 



Nauk, 1999, vol. 386, no. 4, pp. 492-495. 

18. Afifi, A.A. and Azen, S.P, Statistical Analysis: A Com-



puter-Oriented Approach, New York: Academic, 1979. 

Translated under the title Statisticheskii analiz: podkhod 



s ispoVzovaniem EVM, Moscow: Mir, 1982. 

19. Belyaevskaya,  G P . and Borutskii, B.E., The Accordance 

of the Chemical Composition of Lamprophyllite with Its 

Crystal Structure, Dokl Ross. Akad. Nauk, 1993, 

vol. 328, no.  l , p p . 90-93. 

20. Pekov, I.V., Chukanov,  N . V , and Turchkova, A.G., The 

Mineralogy and Behavior of Barium in Alkaline Differ-

entiates of the Khibina Pluton, Kola Peninsula, Tezisy 



dokladov XIX Vserossiiskogo seminar a s uchastiem 

strati SNG

 u

Geokhimiya magmaticheskikh porod

ff 

(Abstracts of Pap. XIX Vseross. Conf. with CIS Partici-

pants "Geochemistry Magmatic Rocks"), Moscow, 

2000, pp. 111-112. 

2 1 . Mineraly, spravochnik (Minerals. Reference Book), 

Moscow: Nauka, 1972, vol. 3, issue 1. 

22. Zalishchak, B.L., Koksharovskii massiv uVtroosnovnykh 

i shchelochnykh porod (Yuzhnoe Primor'e) (The Kok-

sharov Pluton of Ultrabasic and Alkaline Rocks in the 

Southern Primor'e), Moscow: Nauka, 1969. 

23. Bussen, IV. and Sakharov, A.S., Petrologiya Lovozer-



skogo massiva (The Petrology of the Lovozero Pluton), 

Nauka: Leningrad, 1972. 

GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 2002 


322 

ZAITSEV, KOGARKO 

24. Kogarko, L.N., Williams, C.T., and Wooley, A.R., Chem-

ical Evolution and Petrogenetic Implications of Loparite 

in the Layered, Agpaitic Lovozero Complex, Kola Pen-

insula, Russia, Mineral. Petrol., 2002, vol. 74, pp. 1-74. 

25. Konev, A.A., Vorob'ev, E.I., and Lazebnik, K.A., Miner-

alogiya Murunskogo shchelochnogo massiva (The Min-

eralogy of the Murun Alkaline Pluton), Novosibirsk: 

Ob'ed. Inst. Geol. Geoflz. Nauchno-Issled. Tsent. Sib. 

Otd. Ross. Akad. Nauk, 1996. 

26. Arzamastsev, A.A., Chashchin, V.V., and Arzamastse-

va, L.V., The Niva Pluton: An Agpaitic Magmatism 

Occurrence Recently Found in the Kola Alkaline 

Province, Dokl. Ross. Akad. Nauk, 1999, vol. 365, no. 5, 

pp. 653-656. 

27. Arzamastseva, L.V., Belyatskii, B.V., and Arzamas-

tsev, A.A., An Agpaitic Magmatism Occurrence Recently 

Found in the Kola Alkaline Province: Isotope-Geochem-

ical Studies of Rocks and Xenoliths, Tezisy dokladov 

XIX Vserossiiskogo seminara s uchastiem stran SNG 

"Geokhimiya magmaticheskikh porod" (Abstracts of 

Pap. XIX Vseross. Conf. with CIS Participants 

"Geochemistry Magmatic Rocks"), Moscow, 2000, 

pp. 17-18. 

28. Haggerty, S.E. and Mariano, A.N., Strontian-Loparite 

and Strontio-Chevkenite: Two New Minerals in Rheo-

morphic Fenites from the Parana Basin Carbonatites, 

South America, Contrib. Mineral. Petrol., 1983, vol. 84, 

pp. 365-381. 

29. Kaledonskii kompleks uVtraosnovnykh, shchelochnykh 



porod i karbonatitov Kol'skogo poluostrova i Karelii 

(Caledonian Complex of Ultrabasic-Alkaline Rocks and 

Carbonatites in the Kola Peninsula and Karelia), 

Kukharenko, A.A., Ed., Moscow: Nedra, 1965. 

30. Tikhonenkova, R.P. and Skosyreva, M.V., Accessory 

Minerals from Fenites of the Khibina Pluton, in Miner-



alogiya pegmatitov i gidrotermalitov shchelochnykh 

massivov (The Mineralogy of Pegmatites and Hydro-

thermally Altered Rocks of Alkaline Plutons), Moscow: 

Nauka, 1967, pp. 85-102. 

3 1 . Galakhov, A.V., Petrologiya Khibinskogo shcheloch-



nogo massiva (The Petrology of the Khibina Alkaline 

Pluton), Leningrad: Nauka, 1975. 

32. Shand, S.J., The Geology of Pilansberg in the Western 

Transvaal: A Study of Alkaline Rocks and Ring Intru-

sions, Trans. Geol. Soc. South Africa, 1928, vol. 31. 

GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL Vol. 40 No. 4 2002 



Yüklə 187,61 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin