Abstract

Progress in the understanding of the origins of magmatic Ni–Cu sulfide deposits underwent a major acceleration with the advent of the 1960s. Prior to this decade, thinking had largely been influenced by observations on the Sudbury area, in Ontario, which was by far the dominant Ni producer. Discussion focused on the nature of the Sudbury Igneous Complex, and whether the ores were gravitational segregates from the complex, or whether they had been introduced by hot aqueous fluids. During the 1960s, the concept that Sudbury is an astrobleme was first proposed, the discovery of the Talnakh ore junction (Russia) elevated Noril’sk from minor to major status, and a new class of deposit related to komatiitic volcanism was recognized at Kambalda (Australia). The 1960s were also a turning point with respect to research funding, which led to an explosion both in the amount of research conducted, and in its global nature. Thereafter, progress was stimulated by the new thinking about Sudbury, and the very different environments of ore deposition observed at Noril’sk and Kambalda. It has turned out that a number of broad themes have evolved under which much of the progress over the past 40 years can be grouped. (i) Magmas rising directly from the mantle are unlikely to reach crustal depths saturated in sulfide, and contamination with crustal rocks is required for sulfide immiscibility to occur early in the crystallization process. (ii) With appropriate experimentally derived partition-coefficients, the relationship between the compositions of magma and sulfide can be modeled, and this modeling provides important constraints on geologically based hypotheses. (iii) The development of sulfide immiscibility commonly leaves a mark on the composition of the source magma and the rocks crystallizing from it that can act as a signpost for exploration. (iv) Sudbury is unique, probably because of the high degree of superheat that it experienced; sulfides have settled and accumulated over much of the base of the complex; in most other deposits, it has been the flow of magma carrying immiscible sulfides that has caused the sulfides to concentrate in economically exploitable proportions. The physical environment represented by a given part of an igneous body is therefore important when considering its potential. (v) Once concentrated, sulfide magmas cool and fractionate, and the fractionated residual liquid may migrate away from the initial site of crystallization to form rich concentrations of Cu, Pt, Pd and Au elsewhere. Observations at Voisey’s Bay (Canada) over the past 10 years have confirmed the importance of these five themes.

Abstract

Du point de vue des connaissances à propos de l’origine des gisements magmatiques de sulfures de Ni–Cu, il y a eu des progrès importants au cours des années soixante. Avant cette époque, les interprétations ont été fortement influencées par les observations faites à Sudbury (Ontario), camp minier ayant alors la production la plus élevée en Ni. La discussion portait sur la nature du complexe igné de Sudbury, et sur deux hypothèses, que le minerai s’était séparé du magma silicaté par gravitation, ou bien qu’il avait une origine hydrothermale. Au cours de cette même décennie, le concept que Sudbury serait un astroblème a été présenté, la découverte de la culmination minéralisée de Talnakh a élevé le camp de Noril’sk (Russie) à un statut majeur, et une nouvelle classe de gisement impliquant un volcanisme komatiitique a été mise en évidence à Kambalda (Australie). Cette décennie a aussi été un point tournant du point de vue de la disponibilité des fonds destinés à la recherche, même à l’échelle du globe. Par la suite, le progrès dans ces thèmes de recherche a été stimulé par la nouvelle façon de percevoir Sudbury, et les milieux très différents de formation du minerai observés à Noril’sk et Kambalda. Quelques grands thèmes regroupent les progrès des quarante dernières années. (i) Les magmas en ascension directe du manteau sont peu probablement saturés en sulfures lors de leur entrée dans la croûte. Une contamination par les roches de la croûte serait donc nécessaire pour promouvoir l’immisciblité d’un liquide sulfuré tôt dans la cristallisation du magma. (ii) La relation entre le magma et le minerai dépend des coefficients de partage appropriés, déterminés expérimentalement. De tels modèles fournissent des contraintes importantes pour l’évaluation des hypothèses fondées sur les relations de terrain. (iii) Le développement de l’immiscibilité d’un liquide sulfuré laisse sa marque sur la composition du magma silicaté et les roches qui en sont dérivées, de sorte ces changements peuvent servir à des fins d’exploration. (iv) Sudbury serait un cas unique à cause de sa température très élevée, au delà du liquidus; les sulfures ont alors pu s’accumuler par gravitation à la base du complexe, tandis que pour la plupart des autres complexes minéralisés, c’est le flux d’un magma portant une fraction sulfurée immiscible qui a permis aux sulfures de s’enrichir jusqu’à des teneurs économiquement intéressantes. Les aspects physiques du milieu sont évidemment importants dans l’évaluation du potentiel d’un complexe igné quelconque. (v) Une fois concentrés, les magmas sulfurés refroidissent et deviennent fractionnés, et le liquide résiduel peut migrer loin du site de cristallisation initial pour former de riches concentrations de Cu, Pt, Pd et Au ailleurs. Les observations à Voisey’s Bay (Canada) au cours de la dernière décennie viennent confirmer l’importance de ces cinq thèmes.

(Traduit par la Rédaction)

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