Abstract

Bornite-bearing ores of the Waterloo volcanic-rock-hosted massive sulfide (VHMS) deposit, northern Queensland, Australia, host germanium-bearing colusite, ideally Cu24+xV2(As,Sb)6−x(Sn,Ge)xS32, which has been studied by a combination of reflected-light microscopy, scanning electron microscopy and electron-microprobe (EMP) analysis. On the basis of textural criteria, colusite is associated with pyrite, chalcopyrite, sphalerite, tennantite and bornite. The EMP investigations showed that the colusite is chemically homogeneous, the concentrations of As, Sb, V, Sn and Ge being in the range of 3.42–4.08, 0.10–0.20, 1.86–2.19, 0.01–0.12 and 1.78–2.23 apfu, respectively. Data analysis demonstrates a statistically significant negative correlation between (As + Sb) and (Ge + Sn), in apfu. Moreover, the nominal number of vacancies per formula unit (pfu), calculated as 34 – ∑cations apfu, was found to correlate negatively with (Cu + Fe + Zn). A compilation of literature data supports the existence of these two compositional trends in colusite-group minerals. However, the calculated nominal number of vacancies ranges between −2.0 and 2.5 pfu, indicating a significant deviation from the ideal crystal-chemical formulae proposed so far. The compositional range of the literature data can only be explained by the simultaneous operation of at least three different schemes of coupled substitution. Compositional discontinuities in the quaternary system As–Sb–Sn–Ge are interpreted to be indicative of the existence of miscibility gaps in the colusite group. Integration of the results of the present study and literature data with phase-equilibria constraints suggests that colusite-group minerals in VHMS deposits form under moderately oxidized conditions at distinctly high Cu:Fe activity ratios in the ore-forming hydrothermal fluids.

Abstract

Dans le gisement à sulfures massifs volcanogéniques de Waterloo, dans le nord du territoire de Queensland, en Australie, le minerai contenant la bornite contient aussi de la colusite germanifère, de composition idéale Cu24+xV2(As,Sb)6−x(Sn,Ge)xS32. Nous l’avons étudié par microscopie en lumière réfléchie, par microscopie électronique à balayage, et avec une microsonde électronique. A la lumière de critères texturaux, la colusite est associée à pyrite, chalcopyrite, sphalérite, tennantite et bornite. Les données obtenues avec la microsonde électronique montrent que la colusite est chimiquement homogène, avec des concentrations de As, Sb, V, Sn et Ge dans les intervalles 3.42–4.08, 0.10–0.20, 1.86–2.19, 0.01–0.12 et 1.78–2.23 apfu, respectivement. Il y a une corrélation négative entre (As + Sb) et (Ge + Sn), en atomes par unité formulaire. De plus, la proportion de lacunes, considérée égale à 34 – ∑cations, montre une corrélation négative avec (Cu + Fe + Zn). Une compilation des données prises de la littérature renforce l’existence de ces deux aspects de la composition des minéraux du groupe de la colusite. Toutefois, la proportion calculée des lacunes varie entre −2.0 et 2.5 par unité formulaire, indiquant un écart important par rapport aux formules cristallochimiques idéales déjà proposées. L’intervalle de composition observé dans la littérature ne peut s’expliquer que par opération simultanée d’au moins trois schémas distincts de substitution couplée. Des discontinuités compositionnelles dans le système quaternaire As–Sb–Sn–Ge témoigneraient de l’existence de lacunes de miscibilité dans le groupe de la colusite. D’après l’intégration de nos résultats et des données antérieures avec les contraintes imposées par les équilibres des phases, les minéraux du groupe de la colusite dans les gisements de sulfures massifs volcanogéniques se seraient formés en milieux relativement oxydants à partir de fluides hydrothermaux ayant un rapport élevé des activités de Cu et de Fe.

(Traduit par la Rédaction)

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