937 Thc Catudian M inz ralo gist Vol. 35, pp. 937-946 (1997)

I.A COMPOSITIONCHIMIOUE DU XENOTIME EN LIMOUSIN,MASSIF CENTRAL, FRANGE*

GEORGESSABOI]RDYI

Laboratoire de Gdolngie, Universitd de , 123, avenuz Albert TVamas, 87060 Linnges Cedzx,

JEAN-PAI]LSAGON

Ddpartemznt de Pdnobgie, Universitd Piene et Marie Carie, Tour 26, 4, plnce lussieu" 75252 Paris Cedex 05, France

PASCALPASTIER

Emdes en G4ologi.e, Environnemznt et Hydrogdologie, 11,nrc Henri Barbwse, 87000 Limoges, France

SoNnue-m.s

Nous avons r6alis6 i la microsonde 6lectronique cent-quarante-et-une analyses portant sru cinquante-et-un cristaux de xdnotime provenant du Limousin, dans le Massif Central fralgais; vingt-neuf cristaux sont issus d'alluvions aliment6es exclusivement par des leptynites (roches m6tamorphiques orthod6riv6es pauvres en min!13ua ferromagn6siens), sept proviennent de leptynites en place, et quinze sont issus de granites post-m6tamorphiques. Dans ces demiers, le x6notime n'a 6t6 observ6 que clans certains granites peralumineux dont la biotite a une composition chimique bien d@fiais dans les diagramnes binaires AlzO: - FeO, AIzOr - MgO et MgO - FeO. Tous le.s6chantillons de x6notime analys6s montrent d'importantes substiurtions des tenes rares lourdes, principalement Dy, Er et Yb, d I'yttrium. [.a somme des terres rares lourdes, remarquablement stable, est comprise entre 18 et l9Vo en poids d'oxydes. Celle des terres rares l6gdres est inf6rierre d l%o. Lerbium montre les plus faibles fluctuafions en valeurs relatives. De fortes variations en valeurs relatives afrertent N4 Sm, Gd et Ho. L,es terres rares les plus lourdes (Yb, Lu) se concentrent au coeur des qistaux. Le taux de substitution de U + Th d Y et de Si d P e,stfies [mit6. Les teneurs moyennes en U sont toujours suffieures l celles du Th. Les diff6rences les plus accusdes enFe ces deux 6l6ments s'observent dans les ganites. Le x6notime des leptFites etcelui de,sgranites post-m6tamorphiques F6seDte,ntunecoDposition chimiquevoisine; le second est loutefois plus riche en N4 Sm et U que le premier. La prdsence de x6notime da::s les granites 6tudi6s n'a qu'un faible impact sur la teneur en ytrrium de la roche totale. Cet 6l6ment doit donc se localiser dgalement dans d'autres min6raux" en particulier le zircon, le grenat, la monazite et la titanite. l,e x6no'me das leptynites et des granile.s post-mdtamorphiques du Timousin se diffdrencie du x6notime ayant une autre provenance (pegmatites granitiques, granites alcalins d biotite, fente.s alpines, alt6rations hydrothermales A chlorite) par des teneurs diff6rent€s, soit en certaines terres mreso soit en uranium et thorium.

Mots-clCs: x6notime, terres rares, yttrium, uranium, granite, leptynite, analyses d Ia microsonde dlecfonique, Limousi-n, France.

AssrRAsr

Fiffy-onespecimens of xenorimefromtheLimousin region, in tleMassif Central ofFrance, havebeen analyzedwith an electron microprobe; twenty-nine come from stream sediments derived from leptynites (metagranitic rocks poor in ferromagnesian phases), seven come from leptynites, and fi:fteen come from postmetamorphic granite.s. In these, xenotime has been found only in some peralnminsus granites, the biotite of which has a restricted chemical composition in AlzOr - FeO, AlzOr - MgO and MgO - FeO binary plots. All the specimens of xenotime analyzed show imporuntreplacement of Yby the heavy rare-earth elements (IIREE), mainly \ F-r, aad Yb. The level of incorporation of. the HREE remains constalt (between 18 and l9Voby weight of the oxides). In contrast, the light REE amount to less rhan I %. Erbium shows the lowest variations in concentrations, whereas N4 Sm" Gd and Ho vary widely. The heaviest REE (Yb, Lu) are concentrated in the core of crystals. Substinrdon of the actinides for Y and of Si for P is very limited. The U contents are invariably higher than the Th contents; the greatest differences between levels ofU and Th are observed in xenotime from granites. Xenotime from leptynites and that from postmetamorphic granites are very similar in chemical composition; the latter is richer in N4 Sm, and U. In the granilas studied xenotime hosts only a small proportion of the whole-rock ygrium contenl This element thus must also be locared in other minerals, especially zhcon, gamet, monazite and titanite. Xenotime from l"ptynit s and postmet'morphic granites of the Limousin differs from that of other origin Gtanitic pegmatites, alkali biotite-bearing granite.s, alpine clefts, chlorite-bearing alteration assemblages) in its concentrations of either specific REE or U and Th.

Keywords: xenoting mre eartbs, yttri'm, uranium, granite, I4tynit€, electron-microprobe analysis, Limousin, France. 'me * The chemicalcomposition of xeno in the Limousin, Massif Central,France. I Adressedkctroniquz: [email protected] 938 TITE CANADIAN MINERALOGIST

INTRoDUCiloN L'unitd de Thiviers-Payzaccomporte des m6tatufs rhyodacitiquescalco-alcalins, des m6tagrauwackes et des Le x6notime(YPOa), min6ral rare, peut serencontrer mCtapeUes.necoWee pa desgraircs ant6-m&anorpbiques dansdes granitas, des pegmatites granitiques, des gneiss d'fue ordovicie.n(Bernard-Ciriffiths a aI. 1977),cetewtt6 ou desveinules, ofentes notlmmentdans les alpines" estrapport6e au h6cambrien sup'6rieur@oc'h 1983)et @erthois 1935,Vainshtein et al. 1956,Young & Sims conespondd une,nvironnement detpe arcinsulaire. Lrmitd 1958,Lyakhovich & Barinskii1961, Lyakhovicht962, sup6rieuredes Gneiss est constitu6ede gneissriches en Jeffo,rd1962, Amli Lyls,Atu lg%,Mariano 1989,Seeger plagioclaseissus du m6tamorphismedegrauwackes. Elle et al. L989,Demartin et al. L99l). Trds peu altErable,il comportedes intercalationsortho-deriv6es basiques se concentreaussi dans les sddimentsd6tritiques. Il se thol6iitiquestrtransitionnelles (Guillot etal. L979,Cabanis prdsenteg6n6ralement en cristaux de faible dimension et al. 1983),dont cerlainescontiennent des reliques de except6dans les pegmatites,of il peutareindre plusieun hautepression (Santallier 1981). Cetr€ unit6, attribu6e au centimdtres.Comme tous les min6rauxd'yttrium, le Pal6ozoiqueinf6rieur, correspond i un environnementde x6notime p'neuve fait d'un importanttaux de remplacement type rift intra-continental@oc'h 1983). del'yurfumpmlesterres rres lorndes.I.es donn€espubli€es I- unit6 ophiolitique,form6e de m6tap6ridotiteset de concernenttoutefois essentiellementdes cristaux issus m6tagabbros,correspond d un fragment de lithosphEre de pegmatiteset de fentesalpines. oc6anique et al. 1982,Girardeau et al. 1986). Dansle Limousin,le x6notimea ete d€E-ntpour la @[ercier L unit6inf6rieure des Gneiss qst compos6e de paragneiss premiB.refois parDerby (1897) dans lekaolin form6 aux et de micaschistes, avec de rares intercalations d6pensde granitesde la r6gion de Tim6ggs, sans que la d'amphibolites(metadol6rites). Elle comportedes lmlisationexacte du gisernentn'ait etEpfuie. Cemin&al, leptynitescorrespondant i desgranites salgo-alsalin5 associ6tr la tourmaline,la magn6tite,l'iln6nite, l'anatase mis en place entre530 et435Ma el et la pseudobrookite,avait 6tEobtenu par concentration @ernard-Grffiths aI. 1977,Floc'h 1983).Enfn, I'unit6 de Millevaches, dlabat&. R6cemmentSagon et Sabourdy(1993) ont interpr6t6ecomme l'autochtone relatif (Lameyre1982, ddcouvertle x6notimedans la s6rie m6tamorphique 1984),est constitudede m6tas6dimentsde plateforme limousine,et ont montreque ce mindral caract6rise l'unit6 contine,ntale(m@€lites, quaftzit€s)dont l'fue estinconnu inf6rieuredes gneiss, constifir6e de pragneiss et de leptynite Toutesces unit€s ont subi deux phasesde d6formation (rochem6tamorphique orthoddrivde, pauvre en min6raux synm6tamorphiquedurant le Ddvonien au cours d'une ferromagndsiens).Ie xdnotimea d'abord6tE identifi6 dans collisioncontinentale. Elles sontrecou@s pardes massifs lesalluvions des cours d'eau qui drainentuniquementcette derochesgranitiquespost-m6tamorrphiques (Fig.l): diorites unit6. tr a 6t6 mis en 6videnceult6rieurement dans des quartzifdresau cours du D6vonien sup€rieur,granites leptynitesen place (m6ta$anites)ds I'rrnifd inf6rieure calco-alcalins,granites peralumineux d biotite avec ou desGneiss. I- analysedu x6notimenouv6 dans les alluvions sanscordidrite, granites peralumineux i deux micas,et a revel6d'imFortants remplac€ments de I'yttrium par les pegmatitesgranitiques durant le Carbonif0re et terresrares lourdes, principalement Dy, Er et Yb. @uthou al. 1984,Peiffer 1985,Pastter 1992). Dms lepr€sentftavailnous nous proposons torf d'abord d'apporterdes compl6mentsconcemant la distribution du x6notimedans les leptynites.Nous avonsr6alis6 des Mfmoporocre analysesde ce min6rald la microsonde6lectronique; ces r6sultatsnous permettentdes comparaisonsavec les Le x6notime6tant un mindralrare, tout aumoins dans compositionsdu x6no'imeissu d'alluvions (Sagon& les formationsque nous avons6tudi6es, il est illusoire Sabourdy1993). Par ailleurs, la d6couvertedu x6notime d'esp6rerI'observer dans des laass mincesde roches. in situ nousa ncttE i rechercheraussi ce min6ral dans Pouravoirdemeilleun chancesde lemettreen 6vidence, les granitespost-mdtamorphiques du Limousin. nousavons traitd entidrement de gros 6chantillonso d'une massede 10 kg, constitudssoit de leptynite alt6r6e,soit Cnone GEoloclqur de granite ar6nis6.Les 6chantillons,suffisamment meubleset friables, ont 6t6 tamis6soet leurs min6raux La s6riem6tamorphique limousine est constitu6e par densesont 6t6 concentr6spar lavagei la bat6e.Les I'emFilementde six unitdslithotectoniques s6par6es par cristauxde x6notime,tous de taills infdrieured 1 mmo descontacts chevauchants @oc'h et al. 1989).Uunit6 ont €t€ identifi6s et compt6si la loupe binoculaire. deG€Dis est consti0r6e de m6tapdlites Epizonales renfemant Certainsofi ete mont6ssur lame de verre pour €tre desacritarches ordoviciens et silwiens.Elle contientdes 6tudi6sd la microsonde6lectronique aprds polissage. lentilles carbonat6esd conodontesdu siluro-ddvonien Les analysesont 6t6 r6alis6esavec une microsonde (Guillot & Lefdvre 1975,Guillot 1981).Cette unit6 CAMEBAX SX40 G]FR des Sciencesde la Terre, comporteun ensemblede rochesbasiques thol6iitiques Universit6 Pierre et Marie Curie, Paris, France). Les daffiniG sa6anique(Guillot 1981,Cabanis et al.1983), conditionsanalytiques ofi ete les suivantes:voltage repr6sentativesd'un complexeophiolitique d6membr6 d'acc6l6ration:20 kV intensitd:40 nA, tempsde et correspondantparcons6quent dun milieugdotectonique comptage:10 secondes,avec les cristauxalalyseurs de type ride ocdanique. suivants:PEl|} PKot,ThMa,UMu, LiF: NdLF, SmZoa )GNoTnIE H\ I.u\4oUsIN, MASSIFCENIRAL 939

Amilles Llmoudne s

S- Tro N

20 lan ,I r-44 2 fiili1l] s l7

FIc. 1. Carte g6ologique sinplifi€e du Limousin. Symboles: l: diorites, 2: granites, 3: leptynites, 4: failles ductiles synm6tamorphiques,5:faillas ductilesardi- ipost-metarnorphiques,6:unit6s lithotectoniques (U.G.: unit6 de G6nis,U.T.P.: unit€ de Thiviers-Payzac,U.S.G.: unit6 sup€rieuredes Gneiss,U,O.: unit€ ophiolitique,U.I.G.: unit6 infdrieuredes Gneiss, U.M.: unit6 de Millevaches).ks sitesde a I i indiquent les pr6lBvementssur leptynites,et le sitej indique Ie prdldvement sur gneissmicaschisteux. 940

Gdlu, ThL a, DyL a, HoLB, FrLB, T mI a, YbL a, LuL a, Iz xlnotime dnnsIa s€rie mltamnrphiquelimousine et TAP: YZa. Nous nous sommesservis des 6talons suivants:apatite @) d l8,3IVo de P, oxyde d'yttrium Irs pr6ldveme,ntsalluvionnaires dalis6s dans les unit6s synth6tique({)d78,74%o d'Y, verresynthdtique (Nd) i m6tamorphiquesdu centreLimousin (Sagon & Sabourdy 3,65Vode N4 verresynth6tique (Sm) d 3,677ade Sm, 1993)ont montr6que le x6notimeest cantonn6 exclusi- verresynthdtique (Gd) d3 ,87Vo de Gd, verresynthdtique vementaux alluvionsaliment6es par les leptyniteset les (Ib) d3,78%ode Tb, verresynth6tique @y) d 3,807ode paragneissde I'unit€ inf6rieuredes Gneiss. Ia recherche Dy, vere synthdtique(Ho) d 3,85VodeHo,venesynth6- du x6notimedans les roches en place de I'unit6 inf6rieure tique(Er) d 3,8lVodeEr, venesynth6tique (Im) d3,8l7o despeiss apermis,dans uure phase pr6liminaire, de metrre de Tm, verre syntl6tique (Yb) l3,74%o de Yb, verre endvidence ce min6ral dans trois 6chantillonsde leptynite synth6tiqueQt) A,3,75Vode Lu, monazitenaturelle sur qutre analys6s(Sagon & Sabourdy1993). (l{t) d,L6,547o de Th, oxyded'uranium synth6tique(Lf Nous avonscompl€t6 cette 6tudeen recherchantle i 88,007od'U. x9rofimein situdanscinq autres6chantillons de leptynite et un dchantillonde paragneiss.Tous les pr6ldvements Ir dosagequantitatif des tenes rares pr6sente certaine.s sesontav€r€sposffi.Lesteneurss'€chelonnentdequelques diffi cult6sen raison d'interf€rences susceptibles d'exister grains a plus de 200 grainsde x6no."ne pour 10 kg de entrecertaines raies pour plusieurs 6l6ments. Pour palier rochesanalysfss. L'6chantillon de paragneiss n'afourni I cesdifficult6s, il est n6cessaired'u'iliser desfacteurs que deux grains. de correction.Dans le casdu x6notime,les valeurspour Lu et Tm sontperturb6es par desinterf6rences avec Dy, Iz xdnotimedans ks granitespost-m.dnmorphiqucs Smet Ho, PourTmZcl, le recouvrementdes pics d'inter- fdrenceest 9,3Vo SmLyr et l,SVoDyLFq;pour LuZa1, il I- 6cbantillonnageaportd essentielleme,ntsurles roches estde ll,LVo DyLFzet de 6,5VoHoLFz (Roeder 1985). enplace ardnis6s. Au total"65 ardnes ont 6t6 6chantillonn6es Demarth et aI. (1991) aboutissenti la conclusionque dansdiffdrentesvari6t6 deroches granitoides: granodiodte le dosagede Tm" qui n'existequ'en faible quanfl6 dans calco-alcaline,granite subalcalin, granite peral'mineux le x6notime,n'est passatisfaisant mal8r6 les corrections, ideuxmicas, granitepe,ralumineuxibiotite, avecou sans etrenoncent pa( consdquent n pre dree,n compte les valeurs cordi6rite.En ouhe, quatrepr6ldvements alluvionnaires obtenuespour cet 6l6ment.Dans notre 6tude, faute d'un ont 6t€r6alis6s dans des cours d'eau qui drainentune seule dchantillont€moin comportaniun6@lange en quantit6s vari6tdde granite. connuesde toutesles terresrares, il n'a pas6tE possible Lardpartitiondu xdnotimedans les diff6rents granites de contr6lerles teneursen Tm mesur6espuis corrigdes. 6tudi6sest pr6ssnt6e dans la pigure2. Nousn'avons pas Dansces conditions, nous avons d6cidd de ne pas prendre rencontr6le x6notimedans les granitesperalumineux i en comptecet 6l6ment. deuxmicas ni dansles alluvionsderuisseaux qui draine,nt uniquementces granites: massifs de Saint-Sylvestre, Iomrnncenou sr REpARrr[oNDU Xh\rorrME Saint-Mathieuet Br6me.Toutefois, dans ce dernier,le DANSI.EIIMOUSIN xenotimea 6td signal6rtens certains facids en inclusion dansla biorite (Friedrich 1984).Le granitei deuxmicas Caractdres mindrabgiqaes et associations de Cognac-la-For6trenferme un peu de xenotime,mais les teneursy sont toutefois extrCmementfaibles (deux I,e x6notime pr6senteune morphologie cract6ristique; grainspour 10 kg d'6chantillon).Les teneursdans les il est ais6ment identifiable en raison de sa forme pegmatit€sgnanitiques associ€s sontldgErementsup€rieures bipyramidale, qui ressemble d des octaddres aplatis. t es (13 grainspour 10 kg d'6chantillon).Les granodiorites cristaux pr6sentent tous le m6me hahitus, aussi bien dens de Pidgut-Pluvierset du Confolentais,qui appartiennent les alluvions et les leptynites que dsns les granites. l,a ) la s6riecalco-alcaline, n'otrt pasmontr6 de xdnotime, teille des cristaux est faible, et se situe entre 0,08 mm et i I'exception du granite de Brillac, qui en contient des 0,4 mm dansl6s leptynites et les granite.s.Elle peut afteindre traces.Ce ganite se distinguetoutefois par la pr6sence 0,8 mm d I mm dans les pegmatites granitiques et les de biotite plus pauwe en fer 1992).IE gralnto alluvions issues de l'6rosion de leptynites. Les cristaux @astier subalcalind'Esse ne r6velepas de x6norime.Les glanites ne montrent pas de diff6rences de couleur en fonction peralumineuxd biotite (, Nexonnais,St-Nicolas - de leur origine. Ils sont soit transparents, jaune pdle i Courbefy,Chadefaine, [.es Cars, Janailhac, I-a Porcherie) verdiitre, soit mats, rougedfres I brunjaune. Les cristaux renfermentdu x6notime. [,es teneursy sont toutefois macl6s sont rares (l d2Vo). [-a surcroissance6pitaxique trds erratiques.Si certains6chantillons peuvent en Otre du x6notime sur le zircon noa pas 6t6 observ6e. d6pourvus,d'autres en contiennentabondamment Dans les leptynites et les granites, les mindraux (195grains pour un 6chantillondu ganile d'Aureil, 363 accessoires accompagnateurs sont toujours le zircon et grainspour un 6chantillondu granite des Cars).D'une parfois le grenat l'amphibole, l'dpidote et la monazite. fagon g6n6rale,on constateque les graniteslimousins Dansles 6chanrtillonsles plusriches enx€notime,lamonazite contenantdu x6notimede fagon significative ont de la et le grenat sont trds rares ou absents. biotite dont la compositionchimique @astier 1992) se )GNOTIME EN LMOUSIN, MASSIF CENTRAL 941

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FIc. 2. Carte de rdpartition du x6norime dans les granites du Limousin. Symboles: l: pr6sence d'un nombre significatif de grains de x6notime dans les 6chantillons, 2: pr6sence d'un ou deux grains de x6notime rlans certains 6chantillons, 3: absence de 'lans les dchantillons 6tudi6s, 4: massif non 6tudi6, 5: diorites, non comprises dans 1'6tude. "6oo64e

situe dans le champ peralumineux des diagremmes CoNlposmoNCFm/treuE pu XENorndspANs binairesAlzOr-FeO,AlzOg -MgO etMgO-FeO (Abdel- t-u Luuousnv:REsulrers Er DlscussroN Rahman 1994), mais d proximit6 de la limite du chamF calco-alcalin (Frg. 3). Ils corresponden! dans le Massif Au total, 141analyses ont 6t6r6alis6es sur des cristaux Central frangais, aux granilss alumineux intrusifs aux dex6nofime. Elles se r6partissenl6s la manieresuivante: caractdres interm6diaires entre roches granitiques 97 analysessur 29 grainsde x6notime issus d'alluvions calcealcalines et granitesperalumineux d'anatexis crustalle alimentEesexclusiveme,ntpr des leptynites, 6chantillonn6es (Pupin 1985). sur cinq sitesdiff6rents, 20 analysessur sept grainsde 942 TI{E CANADIAN MINERALOGIST

TMUI

P2& Y,o'N&olsq$@o'Tb,qrry:olEqo'EriolYb$tl!1orTtq Irq s@

^26 3J.0943.er 0.ls 0z t3s 0.43 42 t.t3 4.99 4.67 1.00 0.41 1.099.85 s ojl lr9 0.12 0.18 0J7 0.15 0.75 024 0.6 0_$ 0.15 02 059 =an lffi t.45 2.9 t0.@ 6.6 4D 34.8 t7.n 2tZ 921 t9' 1s.0065.5 54.U 35.154m 0.18 036 l.n 0J2 4.& l.t9 4.86 4_01l.g 06t 0.81976 Ero La 0J9 0.69 0.10 008 09 0.0t 0.4s 0B 0z 0_43 0ll 036 0.,f5 (it l00ck L67 t.63 5555 n2 n.yr '53A 9i3 24i6 4.ts 10.72l0J7 J9.0t S55 o x 3J58 40.80 033 ojl l.m 0.49 437 l.l3 4.n 4A Lti O.g Lgtr.n G o 0.d) 094 0.ll 0.13 031 0.(}7 08 030 0.n 0J3 Oll 024 ojf t,u l{Fdx 1.6 230 33.332550 Vm A,n 6.D 2614 4.65 l2-l,o rc.n 4,4 fi.n

16e-y#fr d6qffi d%dqyd6(Fidc) AAlEeioG"rhFrFF&skFyritsEry ds t@b€ I- IrFydts$ Eq@&2i @!E G: G@ns ry! d!2a @alFe

26 36 xdnotimeprrovenantdeleptynites dnis6es, dchantillom6es (polds FeO* 7") dansfrois sitesdiffdrents, Z analysessur 15 grains de xdnotimepr€senbdans des gra.uites ar€nis6s, €chant'rllonn6s dansquatre sites diffdrents. Le programmed'analyse du x6notimecomporte 14 s 6l6mentspour lesquelsl'6cart type et le coefEcientde o Ezo vriation ont6t€ calcul6s (Iableau I ). Torrefoiqle x6notime o CL presentantune compositisashimique complexe, il est susceptiblede renfermerdoautres 6l6ments. Pour cette 516 raison,nous avons recherch6 dans un certainnombre de cristauxla prdsencedes terres rares l6gdres, du zirconium, du silicium et de I'aluminium en utilisant un autre programmed'analyse. Le.sr6sultats des analyses shimiques r6vdlent que la est compriseentre 18 et 10 16 sollme desterres rares lourdes MgO (polds 7o) l9%oen poids d'oxydes,et celle desterres rares l6gdres est inf6rieure l 17o.Quel que soit le contexteoon note d'importans remplacementsde l'ymium par las terres I rareslourdes, principalement Dy, Er et Yb. I,e rempla- cementde Y pr6f6rentiellementparles terres rares lourdes s^t5 dansle x6nofimea 6t€expliqu6 par la taille plusfavorable so fu sitedisponible. I-es temes raes l6gtres,de rayon atomique o plus grand seplacent plus ais6mentdans la structurede 9ro a 3 o ,-l la monaziteG.{ii et al. 1995). =ED \K En moyenne,les teneursen terresrares sont trds prochespour le x6notimedes 6chantillons d'alluvions ou 6 12 \.F.i 13l de leptynitear6nis6e. Ce r6sultatast l6gitime puisque les alluvionssont nourries exclusivement par les leptynites. Pource qui estdu x6notimeprovenant de graniteset qui appartiennent1 un cycle g6ologiqueplus r6centque les 16 26 36 45 pr6c6dents,on constateque les rdsultatsanalytiques sont FeO* (polds %) trds prochesdes pr6c6dents.Les diff6rencesnotables concernentSm et surtoutNdo dont les teneurssont plus 6lev6esdans les granites. Le coefficient de variation Ftc. 3. Composition de la biotite des granites 6tudi6s en traduitlesvariations relafives en te,neurs de chaqueoxyde. terme.sdes diagrarnmes A12O3- FeO* (a), AlzOg - MgO (b) Ce coefEcientest le plus faible pour Er, mis i part P et et MgO - FeO* (c). Symboles: l: Pi6gut-Pluviers, Y, et il est le plus 6lev6pour Nd. 2: Esse,3: Hiesse,4: Manot,5: Brillac,6: Auriat,7: Aureil Dmsle Limousin,quelle que soit son origine le xdnotime 8: Chadefaine, 9: Janailhac, l0: Nexon - - Saint- est toujourspauwe en Th. Par confte, les teneursen U Nicolas Courbeff, ll: Cognac-la-Fo€q 12: Saint-Mathieu, vrie,nte,nfonctiondu conexelithologique, avec des valeurs - 13: Saint-Sylvestre Saint-Goussaud,A: champ de la biotite moyennesqui sontinf6rieures d 1,1 7o UO2 porn le xdnotime des granites C: champ granites 4lgalins, de Ia biotite des des leptynitesen place et des alluvions alimgat(bspar calco-alcalins, P: champ de Ia biotite des'granites 'me; peralumineux. Domaircs en gris6: granites sans x6no les leptynites,Pour le x6notimedes granites, les teneurs domaine entour6 d'une ligne pointillde: granites avec en U sontproches de2Vo UO2. Dans le x6notime,il est prdsence signifi sative de xdnotime. admisque de petites quantitds de Si peuventse substituer Sxornm uv rnaoustN, MAssIFcENTRAL 943

d P,la compensationdes valences s'effectuant de manidre 1.13azh, et doncle volume V de la bipyramideest 6gal ) concomitantepar une substitutionde Zr et d,eU 213azh. Pour simFlifier le calcul, on considdreque la tEtravaledaY3+. R6cemment, YanEmdenet al. (1997) bipyramideest un octaddre,donc que ft est69 al d al2, ce ont d'ailleurs montresur desd6p6ts alluvionnaires que qui n'introduit pasune grosse ereur puisquele parandtre deuxm6canismes irnportants, (Th lJ)a+aQaz+ =2pBpt+ c de la maillecristalline est proche du paramdtrea = D. et (fh,tl)+t + Si4+= REE3++ P5+,interviennent dans Un cristalbipyramidald'ar€te,a = 003mm auradonc un I'incorporationdeTh etU dansla monaziteet le xdnotime. volu'nede 0,009mm3. Le x6notimeayant une densit6 Dansce dernier,le second m6canisme serait pr6pond6rant prochede 5, la massed'un tel volumesera de 0,045 mg. I-es dosagesque nous avonseffectu6s sur quelques Dansun 6chantillonde granitede l0 kg renfermant195 cristauxn'ontpas permis de d6tecterZr etAl; parcontre, grainsdex6notime Granite d'Aureil), lamasse deceminfoal Si a 6tEftouv6 en teneurssignificatives, de0,O6d,O,9Vo serade 195x 0,M5 =8,77 mg,ce qui correspondI une SiO2.La corr6lationpositive que nousmettons en tnew de0,877gltcefte valeurquivaft 4028 glt d'yrrium, dvidenceentre SiOzet UOz etentre SiOz et (UOz+ ThO2) puisquedans ce granitela teneurmoyeDne du xenotime confirme les substitutionsde Si d P et de U + Th d Y. En 8. detA,69Vo q,YzO3,soit340%odeY Cefievaleurcalcul€e raisondes diff6rences de rayonsioniques et de valences, (0,28g/t) estbeaucoup plus basseque la teneurmoyenne cessubstitutions sonttoutefois beaucoup moins marqu6es mesur6een rochetotale (10,5g/t), soit environquarante quepour les terresrares lourdes. fois moins @astier1992). Ce calcul simplifi6 confirme bien que I'impact du xdnotimesur les teneursen Y dans larochetotale estfaible. L yttriumetles terres rares lourdes qui peuventse substituer dcet 6l6mentdoivent donc exister TSITAU Z COM$NON COWAR.E D6 TWHJRS ENTru RAR.N ENME6MET MRDUreDE QUg.QiIJB GISTAUDEffi{oTnG arssidans d'atres mindrauxaccessoires ou mineurscommg PROWNANTD'AIIMONS en particulier,le zircon, le grenaEla titanite, I'apatite et gmhl gd2 Fh3 @4 @5 la monazite(Lyakhovich 1962). Par consEuent, pour une @ ffi @ tE!!o @ hodEo ffi bdtuB tenewdonn6e en yttrium dansle magm4la cristallisation

Gdp, 1.49 l.s 0.62 t2 0.o r2l 098 r.l9 o.n LB ou non du x€notimesera d6termin6e par la comp6tition Tbrq 04 0J9 025 O.43 023 0.41 0 0.4t o.t6 o.42 D!,Or 4Jl 5.09 271 1.31 296 433 339 3.74 3.t5 3.19 exerc6epar ces [email protected] cristallisationpr6coce et

Yb,q 5J0 3.6 745 5.m 7.12 5.6 32 4.n 5.78 3.9 abondantede tous ces min6raux accessoires ou d'unepartie bg t.ll 0.69 1.36 1.05 139 120 I.l4 LO5 l.m 0.99 de ceux-ciest susceptible d'6puiser compldtement le bain silicat€ ymium k qm6dqidbd% dorydB (Ftu). en et enterres rares lourdes. Ceci explique que les granodioritescalco-alcalines riches en zircon, 66nazi1s,4p4tite et titanitesont depourvues de xenotime, Certainsgrains de x6notimeprovenant d'alluvions montrentde forts contrastesde teneun en Yb et Lu, qui sont plus abondantsau cenhedes grains qu'tr leur p6ri- TABIIAU3. COMPOSINoBDf, SIOru EDMRSSSPROVENAI{CES ph6rie(Iableau 2). Au contraire,Dy, Gd et Tb sontplus abondantssur les bords des cristaux quoenleur centre. Plo. Yro' !{4O' s&q@q Tbp, D!to' Eo|q E 1q Tnl}Yhq LeO In Uq L erbium ne pr6sentepas d'affinitE particulidrepour le 34_4 4.n 0.26 037 2.t9 0.49 1.6 LV 3.16 4fi 0s7 6s 1.6 ojl 4.17 0.82 35 4.S 0.6 0.& l3 centre ou la p6riph6rie des cristaux. Cette disposition &.12 L6 0.Q 5.n r% 4il 3,@ [4 013 o.tr peut K.76 n.lo 263 6.14 ta s'expliquerpar le degrdd'incompatibilit6 plus v.at 6.% t.9 4,t9 124 grandpour Dy, Gd et qui 8.46 n93 03j o.tr 0.89 0.6 5.00 0.64 4.E6 Lt2 il.7t 0.9J 0s 02 Tb, ont donctendance d rester 35.&| 4533 06 02J Zm 0.65 5.82 l.l9 4s 26 0.7t < 0@ pluslongtemps dans le bnin silicat6que 3& W 0g o.Q t_9t o.43 3.57 0.83 Tn 1.1t O.9 4.10 l.S Yb et Lu. 3610 t5.D 0f4 037 1.6 0.u 4.u o.ts 4.x 4.n Lt4 < 0a le x6notime6tantleprincipal min€ral porteurd'yffium et de terresrares lourdes, sa pr6sence en teneurssignifi-

.- .:'- .l /- -'- " o E ;..F+-/, 5,0 .' a, € ,' -// n .otr x g at tr 6 t q, 4.5 o' o ,9 o E o c +,0 (5E tr o o L L o F 3r5 -Alluvlons "=o = - - - Leptynltes o c - - - o Granltes at, ------Br6sll o t' an Ol -t- ---- Madagascar o J - - Autrlche

2r5 Nd Sm Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu

FIc. 4. Concentrations des terres r21B5dqns le x6notime d'origine vari6e, normalis€es par rapport aux teneurs dans les chondrites carbon6es @oynwn et aL 1984).

(Amstalf,Autriche). Cesdchantillons appartiennent d la Limousin en raisonde sateneur trds faible en Nd, par de min6ralogie enDy, etpardesteneurs enYb relafivement collectionde deI'Universit6 Paris W. Ils ont fortesteneurs '1l6ns 6t6 analys6sdrns les m6mesconditions que ceux du faibles.En outreoces 6chaa sontremarquablement Limousin, ce qui permetd'effectuer des comparaisons d6pournrs de Th et U. Celui de Madagascarcontient dansles meilleuresconditions possibles. sensiblementles mOmesteneurs en terresrares que celui Nousdisposons en outre de compositions puis€es dans du Limousin,except€ que les teneursen Er y sontun peu la liu€rarure(Iableau 3): xdnotimeprovenant de pegmatites plus faible. Par contre,il estbeaucoup plus riche en Th. granitiques(Amli 1975,Demartin etaI. l99l),degranites Lex6notimeprrovenantdefente,salpinas (Autiche) possdde alcalinsdbiotite (Jefford 1962), de fentes alpines @emartin dest€neurs en ten€s rares trds voisines de celles du x6notime et aI. l99L) et d'altdrationshydrothermales d cblorite du r imousin.Par contre, il s'endistingue par I'absence (Schandl& Goton 1991).Ces analyses ont 6tdeffectudes de Th et par sa pauvret6en U. La normalisationpar avecdes m6thodes vari6es. Ainsi, le x6notimedes graniteq rapport aux chondritescarbondes Cl r6vdledes profils d biotitedu Nigeriaa €tEanalys' par spectoscopie optigud ndsvoisins pourles diff€rents 6chantillons deMadagascar pour les terresrares (Jefford 1962). et d'Autricheet pourceux du Limousin(Ftg. 4). En fonctionde I'origine gdographique, il existe de fortes lrs compositionsde x6notimeprises de la littdrature variationsdes teneursen terresrares dans le x6notime ont 6t6 obtenuesd Ia microsonde6lectronique, comme despegmatites granitiques que nous avons analys6. Celui cellesdes 6chantillons dulimousin, maiscertains 616me,nts despegmatites du Br6sil se diff6renciedu x6notimedu n'ont pas6t6 dos6s (Iableau 3). Lesteneurs en t€rres ranes ffiNornG B.t Ln4ousIN, MASSIFcENrRd 945 dansle x6notimedes pegmatites granitiques de Norvdge @. Henderson, ed.). Elsevier, Amsterdam, The Netherlands et desAlpes sont identiquesi cellesdu x6notimedu (63-r14). Limousin,except6 en Er et Lu, qui y sontplus faiblement Sameum, D., Jemzq H., IUEvB, repr6sent6s.Le x6notimedes CasArus,B., Gunror, P.L., fentesalpines se diff6rencie G. & TnsuL, M. 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Ils exprimentleur gratihrde GdoLGdochim- Uraniutn Q,Iancy),Mdm 5, aux rapporteurs,ainsi qu'au Prof. BernardBonin et au Gnenonau"J., DrrBurssoN, G. & MaRcrBR.,J.M. (1986):Cin6- Prof.RobertF. lvlrth, pourlew lecurreoitique du manuscrit matiquedemiseenplacede,sophiolites etnappes duLimousir, et leurs conseils. ouestdu Massif Centralfrangais. ,Soc. gdol. France,Bull., Sdr 8,2,849-860. RErEnmlcrs Guu.or, P.L.(1981): La sdricnltowrphiquz d.uBas-Limausiru' ABDEL-RArilVIAN,A.M. (1994): Nature of biotites from alkaliqe, de Ia valldedc l'Isle d.la vall4e de la Condze.Ie socle en calc-alkaling, and peraluminous magmas. J. Petrol. 35, bordureda BassinAquiteinTh*,D@L d'Etat Uniy.Orl6ans, 525-541. Orl6ans.France.

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