Abstract

The phase relations in the sulfur-rich regions of the system Fe–Co–Ni–As–S were investigated with mineral syntheses, and characterization of the products by electron-microprobe analysis and powder X-ray diffraction. The experimental charges were weighed with an atomic ratio (Fe + Co + Ni)/(As + S) of 1:2 and a S:As ratio of 3:1. Two isothermal sections were investigated, 500° and 650°C. The 500°C experiments resulted in the formation of arsenopyrite, cobaltite, cattierite, gersdorffite, linnaeite, monosulfide solid-solution, pyrite, siegenite and vaesite. Pyrite, the most common phase, is found in all Fe-bearing assemblages. The phase assemblages formed at 650°C involve cattierite, vaesite, cobaltite and gersdorffite in Fe-poor samples. In Fe-rich samples, the phase assemblage is dominated by monosulfide solid-solution and As1–xSx melt. The formation of this melt made it possible to estimate the activity of sulfur, using the constraints of Barton (1969). Cobaltite, cattierite and gersdorffite all show extensive solid-solution with respect to Co–Ni and As–S. All the Me(As,S)2 phases have a pyrite-type structure with a disordered distribution of As and S (space group Pa3); the unit-cell parameter a was determined.

Abstract

Nous avons établi les relations de phases dans les régions riches en soufre du système Fe–Co–Ni–As–S par synthèse de minéraux, et par caractérisation des produits par analyses avec une microsonde électronique et par diffraction X (méthode des poudres). Les réactifs ont été préparés avec un rapport atomique (Fe + Co + Ni)/(As + S) de 1:2 et un rapport S:As de 3:1. Nous avons choisi deux sections isothermales, 500° et 650°C. Les expériences à 500°C ont donné les phases arsénopyrite, cobaltite, cattierite, gersdorffite, linnaeïte, solution solide monosulfurée, pyrite, siegenite et vaesite. La pyrite, la phase la plus répandue dans les produits, est présente dans tous les assemblages contenant du fer. Les assemblages formés à 650°C contiennent cattierite, vaesite, cobaltite et gersdorffite dans les échantillons à faible teneur en Fe. Dans les échantillons riches en Fe, les assemblages contiennent en prominence la solution solide monosulfurée et un bain fondu As1–xSx. La formation de ce liquide nous a permis d’estimer l’activité du soufre, en utilisant les contraintes de Barton (1969). La cobaltite, la cattierite et la gersdorffite montrent toutes une solution solide étendue par rapport à Co–Ni et As–S. Toutes les phases Me(As,S)2 ont une structure de type pyrite, avec une distribution désordonnée de As et S (groupe spatial Pa3); nous en avons déterminé le paramètre réticulaire a.

(Traduit par la Rédaction)

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