Quantitative chemistry and compositional variability offluorine fibrous amphiboles from Biancavilla (Sicily, Italy)

— Compositional variability of the new fluorine fibrous amphiboles (fluoro-edenite) from the volcanic area of Biancavilla (Sicily, Italy) is reported here for the first time. Quantitative chemical analysis of a suite of four samples was performed by a standardized SEM-EDS microanalysis method, previously developed and tested on different typologies of fibrous amphiboles. The results highlighted compositional differences, especially concerning Si, Ca, Fe, and Na contents, both within the same and among the different samples. Compared to the previously investigated fluoro-edenite prismatic variety, the fluorine fibrous amphiboles showed average values of Si and Fe contents always higher, whereas Ca was significantly lower, which we consider a distinctive character for the fluorine fibrous variety. The Fe/Fetot ratios, evaluated by Mossbauer spectroscopy, reflected different iron oxidation states: Fe3+ was always more prevalent than Fe2+, which was very low for two of the four samples analyzed. Employing the Leake classification, all the analyzed fluorine amphibole fibers showed an edenite-winchite trend, with a non negligible content of tremolite component. Both the fluorine amphibole fibers and the prismatic fluoro-edenite from Biancavilla may be correlated with the same genetic process, but the compositional variability reflect different growth conditions. The large variation observed for Fe/Fetot ratios in the amphibole fibers is probably due to local variations of oxygen fugacity during crystallization. A workable hypothesis is that a hot metasomatizing fluid, enriched in fluorine and other incompatible elements, altered the volcanic rocks and caused the crystallization of either the fibrous fluorine amphiboles, by a very fast cooling, or the prismatic fluoro-edenite, by slow cooling. riAssunto. — Viene riportata la variabilita composizionale di alcuni campioni di anfiboli fibrosi (fluoro-edenite) di Biancavilla (Sicilia, Italia), analizzati per la prima volta in modo quantitativo tramite microanalisi SEM-EDS standardizzata, un metodo sviluppato e testato in precedenza dagli stessi autori su diverse tipologie di anfiboli fibrosi. I risultati hanno evidenziato differenze composizionali relative, in particolare, ai contenuti di Si, Ca, Fe e Na, sia all’interno dello stesso campione che tra i diversi campioni analizzati. Un carattere composizionale distintivo tra questi anfiboli fibrosi e la fluoro-edenite prismatica precedentemente studiata e il contenuto sempre piu basso di Ca e sempre piu alto di Si e Fe nella varieta fibrosa. Inoltre i rapporti Fe/Fetot ottenuti sui campioni di fibre tramite spettroscopia Mossbauer hanno evidenziato differenti stati di ossidazione del Quantitative chemistry and compositional variability of fluorine fibrous amphiboles from Biancavilla (Sicily, Italy) simonA mAzziotti-tAgliAni 1, giovAnni b. Andreozzi 1, 2, biAgio m. bruni 3, Antonio giAnfAgnA 1 *, AlessAndro PAcellA 1 and luigi PAoletti 3 1 Dipartimento di Scienze della Terra, Universita degli Studi di Roma La Sapienza, P.le A. Moro, 5, 00185 Roma, Italy 2 Istituto di Geoscienze e Georisorse, CNR, Via G. Moruzzi, 1, 56124 Pisa, Italy 3 Dipartimento di Tecnologie e Salute, Istituto Superiore di Sanita, V.le Regina Elena, 299 , 00162 Roma, Italy Submitted, December 2008 Accepted, March 2009 * Corresponding author, E-mail: antonio.gianfagna@ uniroma1.it 66 s. mAzziotti-tAgliAni, g.b. Andreozzi, b.m. bruni, A. giAnfAgnA, A. PAcellA and l. PAoletti ferro, con il Fe3+ sempre prevalente sul Fe2+ . Secondo la classificazione di Leake, le fibre di anfibolo analizzate mostrano un andamento composizionale edenite-winchite, con un contenuto di tremolite non trascurabile. La variabilita composizionale riscontrata indica pertanto condizioni di crescita differenti, sebbene il processo genetico che ha portato alla formazione delle fibre potrebbe essere lo stesso processo che ha permesso la cristallizzazione della fluoro-edenite prismatica. L’ampia variazione del rapporto Fe/Fetot riscontrata nelle fibre di anfibolo sembrerebbe associata a variazioni locali della fugacita di ossigeno durante la loro cristallizzazione. Sulla base delle indicazioni acquisite e ipotizzabile che un fluido caldo, ricco in F ed altri elementi incompatibili, abbia metasomatizzato le rocce vulcaniche preesistenti e facilitato la cristallizzazione di anfiboli fibrosi (raffreddamento veloce) e di fluoroedenite prismatica (raffreddamento lento).