Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Mineral Chemistry and Parageneses of Oxyborates in Metamorphosed Fe-Mn Oxide Deposits
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Mineralkemi och parageneser för oxyborater i metamorfa Fe-Mn-oxidmalmer (Swedish)
Abstract [en]

Oxyborate minerals can represent the most important sink for boron in silica-undersaturated mineralised systems such as those of the Långban-type. Yet, their distribution, characteristics and parageneses are still not completely known. In order to test the hypothesis that the chemical compositions of oxyborates are essentially reflecting their local environments, the present study was set up. Additional observations regarding their assemblages, textures and structure would allow for a broader understanding of their formation and paragenetic interrelationships. A representative selection of Mg-(Fe-Mn) oxyborates and associated minerals have been characterised using optical microscopy, field emission electron probe microanalysis (FE-EPMA) with wavelength dispersive spectroscopy (WDS), and Raman spectroscopy. The studied samples are from a suite of carbonate-hosted Fe-Mn oxide deposits in the western part of the Palaeoproterozoic Bergslagen ore province, in south central Sweden and include the minerals blatterite [(Mn2+,Mg)35(Mn3+,Fe3+)9Sb5+3(BO3)16O32], fredrikssonite [Mg2(Mn3+,Fe3+)BO5], chemically variable ludwigites [c. (Mg,Fe2+)2Fe3+BO5], orthopinakiolite [(Mg,Mn2+)2Mn3+BO5] and pinakiolite [(Mg,Mn2+)2(Mn3+,Sb5+)BO5]. The results show a correlation between the cation distribution in the oxyborates fredrikssonite, ludwigite, orthopinakiolite as well as pinakiolite, and their associated metal oxides consisting of hausmannite and spinel group minerals. This combined with the textural relationships of the phases suggests that the bulk contents of magnesium, manganese and iron in the oxyborates were sequestered from these pre-existing metal oxides. The chemically broad range of hausmannite and spinel group minerals associated with specifically fredrikssonite and ludwigite agrees with their more frequent general occurrence, compared to orthopinakiolite and pinakiolite. Raman spectroscopy verified the structural character of the studied oxyborates and indicates a potential connection between the presence of manganese and whether local BO33- ions are allowed to be positioned in symmetry sites which result in a split E´ mode. The results from this study contribute to the understanding of this family of minerals and their potential diversity in mineralised systems, and form a fundamental prerequisite for their potential application for boron isotope studies.

Abstract [sv]

Mineral är kemiska föreningar eller rena grundämnen som har en väldefinierad kemisk sammansättning, ordnad kristallstruktur och är bildade av geologiska processer. Oxyborater är en typ av sådana föreningar vilka innehåller grundämnena bor och syre samt olika kombinationer av metalliska grundämnen. Oxyboratmineral kan bland annat bildas i och omkring malmfyndigheter där grundämnet kisel är ovanligt eller icke förekommande, och kan utgöra de viktigaste borföreningarna i vissa sådana miljöer. Genom att bättre förstå denna typ av mineral och de kemiska och bildningsmässiga samband som finns mellan dem och andra föreningar kan vi få en större kunskap om hur de bildas, samt hur olika grundämnen kan omfördelas i sådana geologiska system. I denna studie har ett representativt urval av oxyborater undersökts med hjälp av mikroskopi och mikrokemiska samt spektroskopiska metoder för att testa huruvida deras kemiska sammansättning är direkt kopplad till den lokala miljön. De studerade proven kommer från karbonatbundna mineraliseringar i den västra delen av malmprovinsen Bergslagen i södra Mellansverige. De mineral som undersökts närmre är oxyboraterna blatterit, fredrikssonit, ludwigit, ortopinakiolit och pinakiolit. Resultaten visar på direkta kemiska samband mellan uppträdandet av fredrikssonit, ludwigit, ortopinakiolit samt pinakiolit, och de lokalt bergartsbildande mineral som de samexisterar med. Den breda kemiska fördelningen hos de metall- och syreföreningar som finns i samma omgivning som fredrikssonit och ludwigit förklarar också varför dessa två oxyborater generellt är mera vanligt förekommande än ortopinakiolit och pinakiolit. De spektroskopiska analyserna verifierar den tidigare klassificeringen av de studerade oxyboraterna samt visar på ett möjligt samband mellan innehållet av metallen mangan, samt hur grundämnet bor förekommer i deras kristallstruktur. Resultaten från denna studie bidrar med en kombination av nya kemiska, paragenetiska och spektroskopiska data samt ökar förståelsen av dessa värdmineral för grundämnet bor i malmfyndigheter med låg eller ingen kiselhalt. Resultaten ger även en insikt i hur den kemiska sammansättningen potentiellt kan påverka kristallstrukturen hos dessa oxyborater.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 98 p.
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 358
Keyword [en]
Oxyborates, in situ boron analysis, microchemical analysis, Raman analysis, Fe-Mn oxide deposits, Långban, Nordmark, Jakobsberg
Keyword [sv]
Oxyborater, in situ boranalys, mikrokemisk analys, Ramananalys, Fe-Mn-oxidmalmer, Långban, Nordmark, Jakobsberg
National Category
URN: urn:nbn:se:uu:diva-292660OAI: diva2:926323
Educational program
Master Programme in Earth Science
2016-01-08, Norrland I, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 10:00 (English)
Available from: 2016-05-07 Created: 2016-05-05 Last updated: 2016-05-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7455 kB)100 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7455 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 100 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 197 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link