Abstract

Most magmatic Ni–Cu–(PGE) deposits are considered to have formed from sulfide-undersaturated silicate magmas and to contain a significant component of crustal sulfur that was derived via wholesale melting, partial melting, or devolatilization of wall rocks. Under such circumstances, the system may comprise a silicate magma and a sulfide magma, with or without crystalline solids, undissolved wallrock-derived xenoliths, an unmixed silicate xenomelt, or an undissolved xenovolatile phase, each of which may contain distinct chalcophile and lithophile components. Because traditional two-component (silicate magma – sulfide magma) mass-balance models do not accurately model such systems, we have developed a series of multicomponent elemental and isotopic mass-balance equations to model batch equilibration in magmatic Ni–Cu–(PGE) systems. We have applied them to the type examples of komatiite-associated Ni–Cu–(PGE) deposits at Kambalda, Western Australia. The calculations indicate that the elemental and isotopic compositions of the various components in a multicomponent system will vary considerably as a function of the relative abundances of the components, and that different metals and isotopic systems may decouple from each other, yielding apparently conflicting information regarding the sources of the components. The results suggest that the S isotopic and Zn compositions of the ores are more sensitive indicators of contamination than the Os isotopes, and support a sediment-melting model for Kambalda.

Abstract

Dans la plupart des cas, les gisements magmatiques de Ni–Cu–(éléments du groupe du platine, EGP) se seraient formés à partir de magmas silicatés sous-saturés en sulfures; ceux-ci auraient hérité d’une contribution importante de soufre dérivé de la croûte par fusion complète, fusion partielle, ou dévolatilisation de l’encaissant. Dans de telles circonstances, le système pourrait contenir un magma silicaté et un magma sulfuré, avec ou sans phases cristallines, des xénolithes non dissous détachés de l’encaissant, un bain fondu silicaté d’origine externe, ou une phase volatile aussi d’origine externe, chacun pouvant contenir des composants distincts chalcophiles et lithophiles. Les modèles traditionnels de bilans des masses à deux composantes (magma silicaté – magma sulfuré) ne reflètent pas adéquatement de tels systèmes. Nous avons donc dû développer une série d’équations décrivant le bilan des masses d’éléments et d’isotopes dans des systèmes à composantes multiples afin de simuler l’équilibrage de volumes dans des systèmes magmatiques à Ni–Cu–(EGP). Nous les avons appliqué à l’exemple-type de gisements de Ni–Cu–(EGP) associés aux venues komatiitiques, à Kambalda, en Australie occidentale. Nos calculs indiquent que les teneurs en éléments et en isotopes des diverses composantes des tels systèmes varient considérablement en fonction de l’abondance relative des composantes, et que les métaux et les systèmes isotopiques peuvent se découpler les uns des autres, menant à une confusion dans les indications des sources des composantes. Les résultats montrent que les isotopes de soufre et la teneur en zinc du minerai sont des indicateurs plus sensibles de la contamination par la croûte que les isotopes d’osmium, et concordent en général avec un modèle impliquant la fusion de sédiments pour le cas de Kambalda.

(Traduit par la Rédaction)

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