Genetic reinterpretation of crystallographicintergrowths of jacobsite andhausmannite from natural assemblages

Summary

Crystallographic intergrowths of jacobsite and hausmannite (“vredenburgite”) occur in association with braunite in the Precambrian Sausar Group of rocks, India, that were metamorphosed under 600-700°C and P ∼ 6 kb. Quartz, hematite, rhodochrosite and a later hausmannite may occasionally occur as minor associates. Detailed characterization of the intergrown phases reveals that hausmannite lamellae, oriented in 4 or 5 crystallographic directions in the jacobsite host, show a wide variation in thickness and tapered intersections at low angles. The lamellae may be locally deformed. Analytical data reveal that the composition of natural hausmannite and jacobsite in the intergrowths cannot be approximated within the system Fe₃O₄ -Mn₃O₄, as has been conventionally done. These really belong to the Fe₂O₃-Mn₃O₄ subsystem. In the two phase intergrowths, hausmannite is depleted and the jacobsite is enriched in Fe in higher grade rocks. Mineral associations and petrographic considerations suggest that the jacobsite-hausmannite intergrowth originated through prograde decarbonation-oxidation reactions of a carbonatic precursor in an unbuffered X CO₂ situation, but f O₂ was held between hematite-magnetite and bixbyite-hausmannite buffers at the ambient physical conditions of metamorphism. Subsequent oxidation yielded a strong oxygenbuffering assemblage jacobsite, hausmannite, braunite, hematite and quartz. This study negates the commonly held idea that hausmannite jacobsite crystallographic intergrowth (“vredenburgite”) originates through unmixing of a high ([ldvredenburgite”) originates through unmixing of a high temperature spinel_ss temperature spinel_ss during cooling.

Zusammenfassung

Kristallographische Verwachsungen von Jakobsit und Hausmannit („Vredenburgit”) treten in Verbindung mit Braunit in Gesteinen der präkambrischen Sausargruppe in Indien auf. Die Gesteine wurden bei Drucken von ca. 6 kbar und Termperaturen von 600–700°C metamorphosiert. Quarz, Hämatit, Rhodochrosit, und Hausmannit als Spätphase treten gelegentlich als untergeordnete Gemengteile auf. Hausmannit-Lamellen, die in vier oder fünf kristallographischen Richtungen in Jakobsit orientiert sind, haben sehr unterschiedliche Durchmesser und bilden versetzte Zwickel in kleinem Winkel mit dem Jakobsit. Die Lamellen können lokal deformiert sein. Analytische Daten zeigen, daß die Zusammensetzung von natürlichem Hausmannit und Jakobsit in Verwachsungen nicht, wie bisher angenommen, in dem System Fe₃O₄-Mn₃O₄ dargestellt werden kann. Diese Verwachsungen gehören vielmehr in das Fe₂O₃-Mn₃O₄ System. In höher-gradigen metamorphen Gesteinen ist Fe in zwei-phasigen Verwachsungen im Hausmannit ab- und im Jakobsit angereichert. Die Mineralzusammensetzung und petrographische Gesichtspunkte lassen darauf schließen, daß die Jakobsit/Hausmannit Verwachsung durch prograde Dekarbonatisierung/Oxydationsreaktion eines karbonatischen Vorläufers in einem nicht gepufferten X CO₂ Milieu entstanden ist. F O₂ wurde durch Hämatit-Magnetit und Bixbyit-Hausmannit Puffer unter den gegebenen physikalischen Bedingungen der Metamorphose stabil gehalten. Eine nachfolgende Oxydation führte zu einer starken Sauerstoff-puffernden Assoziation von Jakobsit, Hausmannit, Braunit, Hämatit und Quarz. Diese Untersuchungen widerlegen die allgemein verbreitete Ansicht, daß die kristallographische Verwachsung von Hausmannit und Jakobsit (Vredenburgit) durch Entmischung eines Hochtemperatur-Spinells während der Abkühlung entstanden ist.