Abstract

We report new results of multiple EMP analyses of sorosite from the Baimka Au–PGE placer deposit, western Chukotka, northeastern Russia. It occurs as (1) relatively large (0.2–0.4 mm) euhedral, cryptically zoned hexagonal grains, with Fe–Ni-rich zones in the core, (2) large irregular or skeletal grains, and (3) elongate subhedral to euhedral (hexagonal), or anhedral micrograins (≤20 μm). They all are hosted by native tin (Sb-bearing), and are associated with stistaite Sn1+xSb and herzenbergite SnS. The Fe content of these zoned grains decreases from the center (3 wt.%) toward the edge (≤0.05 wt.%). The Ni content also decreases from the core (1.2 wt.%) to the periphery (<0.02 wt.%). The level of Sb covaries positively with Fe and Ni; it is enriched in the core (5.8%) relative to the periphery (4%). The incorporation of Fe+Ni is thus somehow controlled by Sb. Values of 100 Fe / (Fe + Ni) also exhibit cryptic variations. On the basis of our results (214 EMP analyses acquired with three different instruments and sets of standards), the average composition of sorosite, recalculated for (Sn + Sb) = 1 apfu, is: (Cu1.09–1.14Fe0.02–0.05Ni0.01–0.02)∑1.15–1.17 (Sn0.91–0.93Sb0.07–0.09)∑1.00; the observed ranges are: Cu 0.97–1.19, Fe 0–0.13, Ni 0–0.04, Co <0.01, ∑Me 1.10–1.21, Sn 0.90–0.99, and Sb ≤0.01–0.10 apfu. The revised formula for sorosite is (Cu,Fe)1+x(Sn,Sb), where 0.1 ≤ x ≤ 0.2. The excess Cu atoms (i.e., 0.1–0.2 Me apfu), relative to CuSn, presumably occupy the trigonal-bipyramidal holes associated with interstitial sites of the NiAs-type lattice. The incorporation of Sb in sorosite is governed by two mechanisms of substitution: [Cu + Sn = (Fe+Ni) + Sb], consistent with the observed solid-solution of Cu1+xSn (sorosite) with related NiAs-type antimonides: Fe1+xSb (unnamed) and Ni1+xSb (breithauptite), and by the Sb-for-Sn mechanism, which operates in Fe–Ni-poor sorosite. Sorosite likely crystallized from a late-stage or residual Sn–Sb–Cu–Fe–Ni-bearing liquid, under conditions of low f(O2) and f(S2); the inferred sequence of crystallization is: (1) large euhedral grains (Fe–Ni–Sb-rich core → Fe–Ni–Sb-poor periphery) → (2) large irregular grains (Fe–Ni-poor) → (3) various micrograins (Ni–Fe-poor, poorer in Sb than the large grains). Crystallization occurred over the range >415°–227°C, the latter being the eutectic temperature in the binary system Cu–Sn. A mineralized mafic rock (gabbro, gabbro–diorite, or clinopyroxenite) associated with the Yegdegkychsky gabbro – diorite – syenite – monzonite complex in the placer area could be a potential primary source for the sorosite-bearing mineralization.

Abstract

Nous présentons les résultats de plusieurs nouvelles analyses (par microsondes électroniques) de la sorosite holotype, provenant du gisement d’or et d’éléments du groupe du platine de type placer de Baimka, partie occidentale de Chukotka, dans le nord-est de la Russie. La sorosite se présente (1) en grains idiomorphes (hexagonaux) relativement gros (0.2–0.4 mm) et cryptiquement zonés, avec enrichissement en Fe–Ni dans le noyau, (2) de gros grains irréguliers or skelettiques, et (3) des grains plutôt allongés, sub-idiomorphes ou idiomorphes, et des micrograins (≤20 μm) xénomorphes. Tous sont piégés dans l’étain natif contenant de l’antimoine, et ils sont associés à la stistaïte, Sn1+xSb, et la herzenbergite, SnS. La teneur en Fe de ces grains zonés diminue du centre (3%, poids) vers la bordure (≤0.05%). La teneur en Ni diminue aussi du coeur (1.2%) vers la bordure (<0.02%). Le niveau de Sb covarie positivement avec la teneur en Fe et Ni; il est enrichi dans le coeur (5.8%) par rapport à la bordure (4%). L’incorporation de Fe + Ni dépendrait donc de la teneur en Sb. Les valeurs de 100 Fe / (Fe + Ni) montrent aussi des variations cryptiques. D’après nos résultats (214 résultats d’analyses) acquis avec trois instruments différents et trois ensembles d’étalons, pour (Sn + Sb) égal à une atome par formule unitaire (apfu), la composition moyenne de la sorosite serait: (Cu1.09–1.14Fe0.02–0.05Ni0.01–0.02)∑1.15–1.17 (Sn0.91–0.93Sb0.07–0.09)∑1.00; les intervalles observés sont: Cu 0.97–1.19, Fe 0–0.13, Ni 0–0.04, Co <0.01, ∑Me 1.10–1.21, Sn 0.90–0.99, et Sb ≤0.01–0.10 apfu. La formule révisée de la sorosite est (Cu,Fe)1+x(Sn,Sb), dans laquelle 0.1 ≤ x ≤ 0.2. L’excédent en atomes de Cu (i.e., 0.1–0.2 Me apfu), par rapport à la stoechiométrie CuSn, occuperait les trous trigonaux-bipyramidaux associés aux sites interstitiels de la maille de type NiAs. L’incorporation de Sb dans la sorosite est régie par deux mécanismes de substitution: [Cu + Sn = (Fe+Ni) + Sb], ce qui concorde avec les compositions observées entre la solution solide Cu1+xSn (sorosite) et les pôles semblables de type NiAs: Fe1+xSb (sans nom) et Ni1+xSb (breithauptite), et un mécanisme de remplacement de Sn par Sb dans le cas de compositions à faible teneur en Fe–Ni. La sorosite aurait vraisemblablement cristallisé à partir d’un liquide tardif résiduel contenant Sn–Sb–Cu–Fe–Ni, à des conditions de faibles f(O2) et f(S2); la séquence de cristallisation serait: (1) gros grains idiomorphes enrichis en Fe–Ni–Sb dans le coeur et diminuant vers la bordure → (2) gros grains irréguliers (à faible teneur en Fe–Ni) → (3) micrograins (à faible teneur en Ni–Fe, et encore plus faibles en Sb que les gros grains). La crystallisation a eu lieu sur l’intervalle >415°–227°C, cette dernière la température du point eutectique dans le système binaire Cu–Sn. Une roche mafique minéralisée (gabbro, gabbro–diorite, ou clinopyroxénite) associée au massif de gabbro – diorite – syénite – monzonite de Yegdegkychsky, dans la région du placer, pourrait s’avérer la source primaire de la minéralisation porteuse de sorosite.

(Traduit par la Rédaction)

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