Abstract

Experiments were performed to establish the stability limits and mineral – sulfide melt partitioning behavior of the platinum-group minerals laurite (Ru,Os,Ir)S2 and Ru–Os–Ir alloy as functions of temperature and sulfur fugacity. Ruthenium-doped experiments yielded laurite up to ~1275 °C at log f(S2) of −2.0, with laurite replaced by Ru alloy at higher temperature. Similar results were observed at log f(S2) of −2 and −1.3 for compositions doped with multiple PGE, except that Ru–Os–Ir alloy coexisted with laurite at T ≤ 1265°C. Laurite and alloy from these latter experiments were found to be Ru–Os–Ir-rich and Pt–Pd-poor, with grains of alloy containing more Os and Ir than laurite, and both phases becoming (Os + Ir)-rich with increasing f(S2). Concentrations of PGE in sulfide liquid saturated with laurite ± lloy were found to be: Ru: 1–13 wt%; Os and Ir: ≤ 0.6 wt%; Pt and Pd: 0.5–4 wt%. The finding that laurite and Ru–Os–Ir alloy are stable at chromian-spinel-based liquidus temperatures indicates that the commonly observed inclusion of these phases in chromian spinel can be interpreted as a primary magmatic texture. High solubilities for Ru in molten sulfide, combined with low intrinsic abundances of the PGE in igneous rocks, suggest that crystallization of laurite or Ru–Os–Ir alloy in the presence of immiscible sulfide liquid is unlikely. Thus, the extent to which PGE-bearing accessory minerals will affect the final distribution of the PGE within an igneous body may be strongly linked to when, or if, saturation in sulfide liquid occurs.

Abstract

Nous décrivons les résultats d’expériences conçues dans le but d’établir les limites de la stabilité des phases minérales laurite [Ru,Os,Ir)S2] et un alliage de Ru–Os–Ir, et la répartition d’éléments du groupe du platine (EGP) en présence de ces phases et d’un liquide sulfuré en fonction de la température et de la fugacité du soufre. Les expériences, qui ont porté sur des mélanges dopés au ruthénium, ont donné de la laurite jusqu’à environ 1275°C à une valeur de log f(S2) de −2.0; à plus haute température, la laurite est déstabilisée aux dépens de l’alliage à dominance de Ru. Les expériences portant sur des compositions dopées avec d’autres éléments du groupe du platine à une valeur de log f(S2) de −2 et −1.3 ont donné des résultats semblables, sauf que l’alliage Ru–Os–Ir coexiste avec la laurite à une température inférieure ou égale à 1265°C. La laurite et l’alliage dans ces derniers cas sont riches en Ru–Ir–Os et montrent de faibles teneurs en Pt et Pd, les grains d’alliage contenant plus d’osmium et d’iridium que la laurite, et les deux phases devenant progressivement plus riches en Os + Ir avec une augmentation en f(S2). Le liquide sulfuré saturé en laurite ± alliage contient 1–13% en poids de Ru, ≤ 0.6% de Os et Ir, et entre 0.5 et 4% de Pt et Pd. Le fait que la laurite et l’alliage Ru–Os–Ir soient stables à une température du liquidus, telle que calibrée au moyen du spinelle chromifère, montre que les exemples répandus de ces phases piégées dans le spinelle chromifère marqueraient une relation primaire et donc magmatique. A cause des solubilités élevées du Ru dans le liquide sulfuré, ainsi que des abondances limitées des EGP dans les roches ignées, la cristallisation de la laurite ou de l’alliage Ru–Os–Ir en présence d’un liquide sulfuré immiscible semble peu probable. Le rôle des minéraux accessoires porteurs des EGP dans la distribution finale de ceux-ci dans un complexe igné dépendrait donc fortement de la présence ou non d’un liquide sulfuré et du stade de son apparition.

(Traduit par la Rédaction)

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