gsminmag Mineralogical Magazine Mineralogical Magazine 0026-461X Mineralogical Society 10.1180/minmag.1973.039.304.12 Crystallization Trend of Titanomagnetites in an Alkali Basalt from Saint-Clément (Massif Central, France) Prévot M. Laboratoire de Géomagnétisme, 4 avenue de Neptune, 94100 Saint-Maur, France Mergoil J. Département de Géologie et Minéralogie de l'U.E.R., Sciences Exactes et Naturelles, Université de Clermont-Ferrand, 5 rue Kessler, 63000, Clermont-Ferrand, France 12 1973 39 304 474 481 9 4 1973 Copyright © 1973, The Mineralogical Society 1973 Summary

Three generations of homogeneous titanomagnetite in a hawaiite from Saint-Clément may be defined by differences in size, habit, or reflectance, and are believed to correspond to different crystallization stages of the lava. Chemical compositions were determined by electron microprobe, and by X-ray and thermomagnetic methods.

Larger crystals are of intratelluric origin and occur either as inclusions in phenocrysts of early clinopyroxene (generation 1) or separately in the groundmass (generation 2); in the latter case, they always show evidence of resorption. Post-eruptive titanomagnetite (generation 3) is smaller and so highly oxidized that it is better termed titanomaghemite. Since the maghemitization, which is a low temperature process, alters the metallic ratios (especially the Fe/Ti ratio) the metallic contents at the time of the high-temperature crystallization are exactly known only for the intratelluric titanomagnetites.

As intratelluric crystallization proceeds Ti content increases greatly (5 to 14%); Mn also increases (but slightly), A1 and Mg decrease, while results for Cr are inconclusive. Apparently these changes go on until the post-eruptive crystallization stage.

The titanium trend is contrary to common belief. However, it is in accordance with predictions from the Fe-Ti-O system and may be explained by a decrease in oxygen fugacity during magma ascent.

 Rśumé

L'observation pétrographique d'un basalte alcalin différencié (hawaïte) permet de caractériser d'après leur forme, leur taille ou leur pouvoir réflecteur trois populations de titanomagnétites homogènes correspondant à diverses étapes de la cristallisation du magma.

La composition chimique des titanomagnétites a été déduite d'analyses à la microsonde électronique, de measures de paramètres cristallins et d'études thermomagnétiques.

Les cristaux les plus grands, d'origine intratellurique, sont, soit inclus dans des phénocristaux de clinopyroxène précoce (génération 1), soit isolés dans la mésostase (génération 2). Dans ce dernier cas ils présentent toujours une corrosion périphérique. Les titanomagnétites post-éruptives (génération 3) sont des microcristaux fortement oxydés (titanomaghémites).

La maghémitisation modifiant à basse température les rapports métattiques (notamment le rapport Fe/Ti), les teneurs en métaux de la titanomagnétite originelle cristallisée à haute température ne sont connus avec précision, dans le cas de la coulée étudiée, que pour les titanomagnétites intratelluriques.

Au fur et à mesure que se développe la cristallisation intratellurique, la teneur en titane augmente fortement (de 5 a 14%), celle du manganèse augmente légèrement, tandis que celles de l'aluminium et du manganèse diminuent. Apparemment, cette évolution se poursuit jusqu'au moment de la cristallisation post-éruptive.

L'évolution du titane est spectaculaire et contraire aux idées communément admises. Elle est en accord avec les données antérieurement fournies par l'étude expérimentale du système Fe-Ti-O et peut être due à une diminution de la fugacité de l'oxygène au cours de l'ascension du magma dans le conduit éruptif.