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Ni, Cu, Au, and platinum-group element contents of sulphides associated with intraplate magmatism : a synthesis

Barnes Sarah-Jane, Zientek M.L. et Severson M.J.. (1997). Ni, Cu, Au, and platinum-group element contents of sulphides associated with intraplate magmatism : a synthesis. Canadian Journal of Earth Sciences, 34, (4), p. 337-351.

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URL officielle: http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/e1...

Résumé

The tectonic setting of intraplate magmas, typically a plume intersecting a rift, is ideal for the development of Ni - Cu - platinum-group element-bearing sulphides. The plume transports metal-rich magmas close to the mantle-crust boundary. The interaction of the rift and plume permits rapid transport of the magma into the crust, thus ensuring that no sulphides are lost from the magma en route to the crust. The rift may contain sediments which could provide the sulphur necessary to bring about sulphide saturation in the magmas. The plume provides large volumes of mafic magma; thus any sulphides that form can collect metals from a large volume of magma and consequently the sulphides will be metal rich. The large volume of magma provides sufficient heat to release large quantities of S from the crust, thus providing sufficient S to form a large sulphide deposit. The composition of the sulphides varies on a number of scales: (i) there is a variation between geographic areas, in which sulphides from the Noril'sk-Talnakh area are the richest in metals and those from the Muskox intrusion are poorest in metals; (ii) there is a variation between textural types of sulphides, in which disseminated sulphides are generally richer in metals than the associated massive and matrix sulphides; and (iii) the massive and matrix sulphides show a much wider range of compositions than the disseminated sulphides, and on the basis of their NiICu ratio the massive and matrix sulphides can be divided into Cu rich and Fe rich. The Cu-rich sulphides are also enriched in Pt, Pd, and Au; in contrast, the Fe-rich sulphides are enriched in Fe, Os, lr, Ru, and Rh. Nickel concentrations are similar in both. Differences in the composition between the sulphides from different areas may be attributed to a combination of differences in composition of the silicate magma from which the sulphides segregated and differences in the ratio of silicate to sulphide liquid (R factors). The higher metal content of the disseminated sulphides relative to the massive and matrix sulphides may be due to the fact that the disseminated sulphides equilibrated with a larger volume of magma than massive and matrix sulphides. The difference in composition between the Cu- and Fe-rich sulphides may be the result of the fractional crystallization of monosulphide solid solution from a sulphide liquid, with the Cu-rich sulphides representing the liquid and the Fe-rich sulphides representing the cumulate.

Le contexte tectonique des magmas d'intraplaque, caractérisé par un panache croisant un rift, fournit les conditions idéales pour le développement de sulfures de Ni–Cu et d'élément du groupe du platine. Le panache transporte les magmas riches en métaux près de la limite séparant le manteau de la croûte. L'interaction du rift et du panache permet un transport rapide du magma dans la croûte, ce qui atténue la perte des sulfures du magma en route vers la croûte. Le rift peut contenir des sédiments susceptibles de fournir le soufre nécessaire pour atteindre le point de saturation des sulfures dans les magmas. Le panache est formé de larges volumes de magma mafique; ainsi tous les sulfures en voie de cristallisation peuvent collecter les métaux à même ce grand volume de magma, et conséquemment tous les sulfures seront riches en métaux. Le grand volume de magma fournit suffisamment de chaleur pour libérer de grandes quantités du S contenu dans la croûte, et de cette façon peut fournir le soufre nécessaire à la formation d'un gros gisement de sulfures. La composition des sulfures varie selon les échelles : (i) il y a des différences entre les régions géographiques—les sulfures de la région de Noril'sk–Talnakh sont les plus riches en métaux, les sulfures de l'intrusion de Muskox sont les plus pauvres en métaux; (ii) il existe divers types texturaux parmi les sulfures—les sulfures disséminés sont généralement plus riches en métaux que les sulfures associés à des corps massifs ou matriciels; (iii) les sulfures massifs ou matriciels montrent des variations beaucoup plus importantes que les sulfures disséminés, et en utilisant le rapport Ni/Cu, on peut regrouper les sulfures massifs et matriciels en deux catégories, une riche en Cu et l'autre riche en Fe. Les sulfures riches en Cu sont aussi enrichis en Pt, Pd et Au; tandis que les sulfures riches en Fe sont enrichis en Fe, Os, Ir, Ru et Rh. Dans les deux cas les concentrations en Ni sont identiques. Les écarts de composition entre les sulfures de diverses régions peuvent être attribués à une combinaison des différences en composition du magma silicaté qui a engendré par ségrégation les sulfures et des différences dans le rapport du magma silicaté au liquide sulfuré (facteurs R). La teneur plus élevée des métaux dans les sulfures disséminés, comparativement à celle dans les sulfures massifs ou matriciels, est peut-être due au fait que les sulfures disséminés étaient en équilibre avec un plus grand volume de magma que l'étaient les sulfures massifs et matriciels. La différence de composition entre les sulfures riches en Cu et ceux riches en Fe dépend probablement du processus de cristallisation fractionnée de la solution solide monosulfurée à partir du liquide sulfuré, avec les sulfures riches en Cu représentant le liquide et les sulfures riches en Fe représentant le cumulat.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
ISSN:0008-4077
Volume:34
Numéro:4
Pages:p. 337-351
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:1997
Sujets:Sciences naturelles et génie > Sciences naturelles > Sciences de la terre (géologie, géographie)
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Unité d'enseignement en sciences de la Terre
Déposé le:31 mai 2016 13:57
Dernière modification:09 déc. 2016 14:19
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