Trace element and isotopic composition of baddeleyite

Summary

Baddeleyite from Palabora Igneous Complex, South Africa, is among the purest natural ZrO₂ phases. This has been demonstrated by using various methods, i.e. microprobe, neutron activation, spark source and thermal ion mass spectrometry. HfO₂ with 1.87% is the only other major component. The concentrations of other HFSE are also relatively high, compared to most other elements, that reach only a few ppm.

The REE display a U-shaped pattern that is interpreted to be superimposed by a strongly LREE enriched source component. The high⁸⁷Sr/⁸⁶Sr initial of 0.713085 and the negative ɛNd_t of −10.7 prove that this component was LILE enriched for a long time prior to the formation of the Palabora Igneous Complex. These data indicate that the baddeleyite crystallized from a magma which was derived from an enriched mantle reservoir, similar to that involved in the formation of group II kimberlites.

Zusammenfassung

Baddeleyit vom Palabora Igneous Complex, Südafrika, gehört zu den reinsten natürlichen Vorkommen von ZrO₂. Dies wurde durch Analysen mit verschiedenen Methoden wie Mikrosonde, Neutronenaktivierung, Funken- und Thermionenmassenspektrometrie bestätigt. HfO₂ ist mit 1.87 die einzige andere Hauptkomponente, auch die Konzentrationen der anderen HFSE sind relativ hoch im Vergleich zu den anderen Elementen, die nur wenige ppm erreichen.

Die REE bilden ein U-förmiges Muster, das als Ausdruck einer stark LREE angereicherten Komponente im Ausgangsgestein gedeutet wird. Das hohe⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Initialverhältnis von 0.713085 und das negative ɛNd_t von -10.7 belegen, daß diese Komponente über einen langen Zeitraum vor der Bildung des Palabora Igneous Complex angereichert gewesen war. Diese Daten deuten an, daβ der Baddeleyit aus einem Magma kristallisierte, das aus einem angereicherten Mantelreservoir stammte, ähnlich dem, das bei der Bildung der Gruppe 11 Kimberlite beteiligt war.