The Mg/(Fe + Mg) ratio and the Ti and A site contents of tourmaline as promising indicators of granitic magma evolution

Abstract

In the recent past, important research has shown how tourmaline can be used as a petrogenetic indicator in pegmatite rocks and related mineralization. A previous study by Ribeiro da Costa and Antunes (2019) demonstrated that tourmaline composition may be a useful guide to ascertain the degree of evolution and oxygen fugacity of host granitic rocks from the Variscan orogen in the Central Iberian Zone (CIZ). Following those promising preliminary conclusions, we have investigated whether these results hold for tourmaline-bearing granitic rocks from other geotectonic contexts, enlarging our scope to include whole-rock stable isotope analyses. The data collected so far has shown that, whereas most tourmaline components and component ratios seem essentially impervious to granitic magma composition and oxygen fugacity, there are a few exceptions, such as the Mg/(Mg+Fe) ratio and Ti contents of tourmaline that show clear variation with the degree of evolution and oxygen fugacity of the host granitic rocks. From both mineralogical and petrological points of view, it seems that these compositional features in tourmaline may be used as indicators of the degree of evolution and of specific characteristics of the granitic magmas that produced them.

Trabajos recientes sobre turmalinas en rocas graníticas de la Zona Centro Ibérica (CIZ) del orógeno Varíscico han demostrado que la composición de las turmalinas puede ser una guía útil que ayude a determinar el grado de evolución y la fugacidad de oxígeno de los granitoides en que se encuentran. Esto, unido a otras investigaciones que fundamentan el empleo de las turmalinas como indicador petrogenético en pegmatitas, y en la mineralización a ellas asociada, nos ha animado a investigar si semejantes consideraciones son también aplicables a granitoides con turmalina en otros contextos geotectónicos, complementando los datos químicos con datos de isótopos estables en roca total. Los datos evaluados indican que si bien la mayoría de elementos y relaciones elementales determinadas en las turmalinas parece ser insensibles a la composición del magma, y a su fugacidad de oxígeno, hay algunas excepciones importantes, entre las que destaca la relación Mg/(Mg + Fe) y el contenido en Ti de la turmalina, que se modifican claramente a medida que cambia el grado de evolución y la fugacidad de oxígeno. Desde una perspectiva mineralógica y petrológica, parecería que las características composicionales de la turmalina pueden utilizarse como indicadores del grado de evolución y de otras características específicas del granito en que se encuentran