Illitic substitution in micas of very low-grade metamorphic clastic rocks

Abstract

The chemical compositions of micas from sixwell-characterised sequences have been jointly evaluated in order to analysethe behaviour of illitic substitution (SiAl 1 ! K 1) in relation to diagenetic/metamorphic grade. Data from ~265 crystals,corresponding to 48 samples, were obtained through EDX analyses in SEM and TEM and the influence of analytical artefacts, suchas contamination and alkali loss, was critically evaluated. From diagenesis to low epizone, the compositions of the micas are highlyheterogeneous at the sample level, do not show systematic differences between grades, and include a significant illitic component,ranging from 7 interlayer cations = 0.6 to 1.0 a.f.u. At high epizone (Kübler Index < 0.2 2 °2 ), a very significant textural change isaccompanied by homogenisation of the chemical composition and a reduction of the illitic component to very low values. Our datasuggest continuity in the composition between illite and muscovite and do not allow us to confirm the existence of a miscibility gapin low-T environment natural samples. Some of the mica analyses reaching Si contents of around 3.5 a.f.u. correspond to interlayercationpopulation contents in the range of 0.6 0.7 a.f.u., indicating illitic substitution. Therefore, thermobarometry of lowtemperaturephengites based only on the Si-content, without taking into account the illitic component, would result in pressureoverestimates.

Se evalŽuan de manera conjunta los datos quŽ?micos de micas correspondientes a seis secuencias bien caracterizadaspreviamente, con el objeto de analizar el comportamiento de la sustituciŽon ilŽ?tica (SiAl 1 ! K 1), en relaciŽon al grado diagenŽetico/metamŽorfico. Se han empleado los datos quŽ?micos obtenidos mediante SEM(EDX) y TEM (AEM) de ~265 cristales pertenecientesa 48 muestras. Se ha considerado crŽ?ticamente la influencia de artefactos analŽ?ticos tales como la contaminaciŽon y la volatilizaciŽonde alcalinos. Desde la diagŽenesis hasta la epizona dŽebil, las muestras se caracterizan por mostrar micas composicionalmente muyheterogŽeneas, sin diferencias sistemŽaticas entre grados y con un componente ilŽ?tico significativo, con valores de interlaminares de 0.6a 1.0 a.f.u. En la epizona intensa (ŽIndice de Kübler < 0.2 2 °2 ) un cambio textural importante acompa na a la homogeneizaciŽon dela composiciŽon quŽ?mica de las micas con la consiguiente reducciŽon del componente ilŽ?tico a valores muy bajos. Nuestros datossugieren continuidad en la composiciŽon entre ilitas y moscovitas y no permiten confirmar la existencia de un hueco de miscibilidaden ambientes naturales de baja temperatura. Algunos anŽalisis de las micas alcanzan valores de Si de 3.5 a.f.u. junto a una poblaciŽonde interlaminares en el rango de 0.6 a 0.7 a.f.u. que indican claramente la sustituciŽon ilŽ?tica. Por tanto, la termobarometrŽ?a de micasfengŽ?ticas de baja temperatura basada sŽolo en el contenido en Si sin tener en cuenta el componente ilŽ?tico, podrŽ?a producir unasobrevaloraciŽon de la presiŽon.