Abstract

Magmatic sulfides are generally accepted as forming by segregation of an immiscible sulfide liquid from a host silicate melt. Immiscible sulfides have been observed in many types of igneous rocks; however, some types of plutonic and volcanic rocks lack sulfides. We have examined a suite of samples from Mount Pinatubo (Philippines), Volcán Popocatépetl (Mexico), Satsuma–Iwojima (Japan) and Mount St. Helens, Bingham Canyon, Tintic District, and Clear Lake (U.S.A.). The samples reflect a range of crystallization histories and compositions; they range from rhyolite to basalt to trachyandesite, with f(O2) at the time of eruption ranging from below the fayalite – magnetite + quartz (FMQ) buffer to well above the nickel – nickel oxide (NNO) buffer. Textural and chemical evidence from our suite of samples indicate that sulfides initially were present, but were modified prior to complete cooling of the parent melt, giving rise to Fe-oxide globules. The globules formed through: (1) segregation of an immiscible Fe–S–O melt, and possibly, further separation of immiscible Fe–S and Fe–O liquids, and (2) undersaturation with respect to sulfide, causing removal of S from the immiscible sulfide melt. Sulfide undersaturation may have been caused by magma degassing (passively or during eruption), or magma mixing. The recognition of modified magmatic sulfides is important because, with extensive degassing, base and precious metals (e.g., Cu, Au) could be stripped from a melt by a S-rich magmatic volatile phase and entrained into a magmatic-hydrothermal fluid, ultimately giving rise to porphyry-type or related mineralization. For a melt containing 0.01 modal % magmatic sulfides, efficient degassing of only 10 km3 of magma could yield enough Cu to form a giant deposit.

Abstract

On accepte en général que les sulfures magmatiques se sont formés par ségrégation d’un liquide sulfuré immiscible à partir d’un magma hôte silicaté. La présence de sulfures immiscibles a été signalée dans plusieurs types de roches ignées; toutefois, il faut aussi dire que certains types de roches plutoniques et volcaniques sont dépourvus de sulfures. Nous avons examiné une suite d’échantillons provenant du mont Pinatubo (Philippines), du volcan Popocatépetl (Mexique), Satsuma–Iwojima (Japon), du mont St. Helens et des localités Bingham Canyon, Tintic District, et Clear Lake (Etats-Unis). Les échantillons font preuve d’une variété de modes de cristallisation et de compositions; ils représentent le spectre de composition allant de rhyolite à basalte à trachyandésite, la fugacité d’oxygène f(O2) lors de l’éruption allant de conditions inférieures au tampon fayalite – magnétite + quartz (FMQ) dans certains cas à des conditions au delà du tampon nickel – oxyde de nickel (NNO). D’après les critères texturaux et géochimiques, les sulfures étaient présents à l’origine dans notre suite d’échantillons, mais ils ont été modifiés avant le refroidissement final du liquide silicaté parental, ce qui est responsable de la formation de globules d’oxyde de fer. Ces globules se sont formés (1) par ségrégation d’un liquide Fe–S–O immiscible, et peut-être, séparation éventuelle en liquides Fe–S et Fe–O immiscibles, ou (2) sous-saturation par rapport au sulfure, ce qui mena à la perte de soufre du liquide immiscible sulfuré. Cette sous-saturation pourrait résulter d’un dégazage du magma, soit passif ou bien au cours d’une éruption, ou bien par mélange de magmas. Il est important de reconnaître les sulfures magmatiques ainsi modifiés, parce qu’avec un tel dégazage important, les métaux de base et les métaux précieux, par exemple Cu et Au, auraient pu être éliminés du magma par une phase volatile magmatique riche en soufre, et entraînés dans un fluide magmatique-hydrothermal, pour se manifester ultimement dans une minéralisation associée à un porphyre, par exemple. Dans le cas d’un magma contenant 0.01% de sulfures magmatiques par volume, un dégazage efficace de 10 km3 de magma seulement pourrait fournir amplement de cuivre pour former un gisement géant.

(Traduit par la Rédaction)

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