Abstract

The Keivitsansarvi deposit, in northern Finland, is a low-grade dissemination of Ni–Cu sulfides containing 1.3–26.6 g/t PGE. It occurs in the northeastern part of the 2.05 Ga Keivitsa intrusion and is hosted by olivine wehrlite and olivine websterite, metamorphosed at greenschist-facies conditions. The sulfide-mineralized area shows variable bulk S, Ni, Co, Cu, PGE, Au, As, Sb, Se, Te and Bi contents. S and Au tend to decrease irregularly from bottom to top of the deposit, whereas Ni, Ni/Co, PGE, As, Sb, Se, Te and Bi tend to increase. Thus, the upper section of the deposit has low S (<1.5 wt.%) and Au (160 ppb on average), but elevated levels of the PGE (2120 ppb Pt, 1855 ppb Pd on average). Sulfides consist of intergranular, highly disseminated aggregates mainly made up of pentlandite, pyrite, and chalcopyrite (all showing fine intergrowths), as well as nickeline, maucherite and gersdorffite in some samples. Most platinum-group minerals occur as single, minute grains included in silicates (57%) or attached to the grain boundaries of sulfides (36%). Only a few PGM grains (6%) are included in sulfides. Pt minerals (mainly moncheite and sperrylite) are the most abundant PGM, whereas Pd minerals (mainly merenskyite, Pd-rich melonite, kotulskite and sobolevskite) are relatively scarce, and most contain significant amounts of Pt. Whole-rock PGE analyses show a general Pd enrichment with respect to Pt. This discrepancy results from the fact that a major part of Pd is hidden in solid solution in the structure of gersdorffite, nickeline, maucherite and pentlandite. The mineral assemblages and textures of the upper section of the Keivitsansarvi deposit result from the combined effect of serpentinization, hydrothermal alteration and metamorphism of pre-existing, low-grade disseminated Ni–Cu ore formed by the intercumulus crystallization of a small fraction of immiscible sulfide melt. Serpentinization caused Ni enrichment of sulfides and preserved the original PGE concentrations of the magmatic mineralization. Later, coeval with greenschist-facies metamorphism, PGE and some As (together with other semimetals) were leached out from other mineralized zones by hydrothermal fluids, probably transported in the form of chloride complexes, and precipitated in discrete Ni–Cu–PGE-rich horizons, as observed in the upper part of the deposit. Metamorphism also caused partial dissolution and redistribution of the sulfide (and arsenide) aggregates, contributing to a further Ni enrichment in the sulfide ores.

Abstract

Le gisement de Keivitsansarvi, dans le nord de la Finlande, est une accumulation de sulfures de Ni–Cu disséminés contenant de 1.3 à 26.6 g/t d’éléments du groupe du platine (EGP). Ce gisement se trouve dans le secteur nord-est du complexe de Keivitsa, mis en place il y a 2.05 Ga, et encaissé par une wehrlite à olivine et une websterite à olivine, métamorphisées aux conditions du faciès schistes verts. La fraction sulfurée contient des quantités variables de S, Ni, Co, Cu, EGP, Au, As, Sb, Se, Te et Bi. La teneur en S et en Au tend à diminuer de façon irrégulière du bas vers le haut de la séquence, tandis que la teneur en Ni, EGP, As, Sb, Se, Te et Bi, et la valeur de Ni/Co, tendent à augmenter. La partie supérieure du gisement montre donc de faibles teneurs en S (< 1.5%, poids) et en Au (160 ppb, en moyenne), mais des teneurs élevées en EGP (2120 ppb Pt, 1855 ppb Pd, en moyenne). Les sulfures sont intergranulaires, en fait des aggégats fortement disséminés contenant surtout pentlandite, pyrite, et chalcopyrite (montrant toutes des intercroissances fines), de même que nickeline, maucherite et gersdorffite dans certains échantillons. La plupart des minéraux du groupe du platine (MGP) se présentent en grains infimes et monophasés inclus dans des silicates (57%) ou rattachés aux bordures des grains de sulfures (36%). Seulement une faible fraction des grains de MGP (6%) sont inclus dans les sulfures. Les minéraux de Pt (surtout monchéite et sperrylite) sont les plus abondants, tandis que les minéraux de Pd (surtout merenskyite, melonite palladifère, kotulskite et sobolevskite) sont relativement rares, et contiennent une proportion importante de Pt dans la plupart des cas. Toutefois, les roches montrent un enrichissement global en Pd par rapport au Pt. Cette anomalie découle du fait que la plupart du Pd logerait en solution solide dans la structure de la gersdorffite, la nickeline, la maucherite et la pentlandite. Les assemblages de minéraux et leurs textures dans la partie supérieure du gisement de Keivitsansarvi sont le résultat cumulatif de la serpentinisation, de l’altération hydrothermale et du métamorphisme d’un minerai pré-existant disseminé, à faible teneur en Ni–Cu, formé par la cristallisation intercumulus d’une faible fraction de liquide sulfuré immiscible. La serpentinisation a causé un enrichissement en Ni des sulfures et a conservé les teneurs originales en EGP. Plus tard, lors d’un métamorphisme aux conditions du faciès schistes verts, les EGP et une partie de l’arsenic, ainsi que d’autres semi-métaux, furent lessivés de la zone minéralisée par une venue de fluides hydrothermaux, probablement transportés sous forme de complexes chlorurés, et précipités le long d’horizons devenus enrichis en Ni–Cu–EGP, comme c’est le cas vers la partie supérieure du gisement. La recristallisation métamorphique a aussi causé une dissolution partielle et une redistribution des aggrégats de sulfures et d’arséniures, contribuant ainsi à un enrichissement accru du minerai sulfuré en nickel.

(Traduit par la Rédaction)

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