Abstract

The uncommon sulfide djerfisherite, ideally K6(Fe,Cu,Ni)25S26Cl, occurs in the dunite portion of the Guli complex, located in Polar Siberia, Russia. Distinctive features of the Guli complex are its considerable size, ~2000 km2, making it the largest dunite–clinopyroxenite massif in the world, and its complicated geology. The exposed part is composed predominantly (60%) of variably serpentinized dunite. Melanocratic alkaline rocks cover about 30%, and other rock types, including melilitolite, ijolite, alkaline syenite and carbonatite, occupy less than 10% of the area. The sample with the most abundant djerfisherite is a coarse-grained phlogopite–magnetite-rich clinopyroxenite. Djerfisherite most commonly occurs in irregular patches of sulfide composed mainly of pyrrhotite accompanied by minor chalcopyrite and rare galena, in a matrix of Ti-bearing andradite, clinopyroxene, phlogopite, plagioclase, apatite and rare zircon, titanite and pyrophanite. It forms crystals generally less than 100 μm in size and occurs as irregular single-phase grains or it fills fissures of the silicate matrix and infiltrates phlogopite along its cleavage planes. We provide new data on the physical and crystallographic properties of djerfisherite. Its composition is characterized by an extensive substitution among Fe, Cu and Ni; their reciprocal substitutions are mainly controlled by the nature of the host rock. The djerfisherite from the Guli complex is Cu-rich and resembles that reported from alkaline rocks. This feature is consistent with the proposal that djerfisherite in the Guli complex crystallized as a primary mineral, during the late-stage fractionation of a highly alkaline melt portion, derived from successive fractional melting of an ascending mantle plume under metasomatic conditions.

Abstract

La djerfisherite, de formule idéale K6(Fe,Cu,Ni)25S26Cl, sulfure assez inhabituel, a été trouvée dans la dunite du complexe de Guli, située en Sibérie polaire, en Russie. Le complexe de Guli se distingue par sa dimension, environ 2000 km2, ce qui en fait le massif de dunite–clinopyroxénite le plus grand au monde, et par la complexité des relations géologiques. Les affleurements consistent surtout (60%) de dunite variablement serpentinisée. Les roches alcalines mélanocratiques couvrent environ 30%, et les autres variétés de roches, y inclus mélilitolite, ijolite, syénite alcaline et carbonatite, occupent moins de 10% de la superficie. L’échantillon contenant la plus grande proportion de djerfisherite est une clinopyroxénite à phlogopite–magnétite à gros grains. La djerfisherite se présente surtout en amas irréguliers de sulfures faits de pyrrhotite avec chalcopyrite accessoire et galène plus rare, dans une matrice d’andradite titanifère, clinopyroxène, phlogopite, plagioclase, apatite, et zircon, titanite et pyrophanite plus rares. Elle se présente en monocristaux irréguliers, généralement de moins de 100 μm, ou bien elle remplit les fissures dans la matrice silicatée et s’infiltre dans la phlogopite le long de clivages. Nous avons effectué de nouvelles mesures des propriétés physiques et cristallographiques de la djerfisherite. Elle montre un taux de substitution étendu impliquant Fe, Cu et Ni; les substitutions réciproques sont surtout régies par la nature des roches hôtes. La djerfisherite du complexe de Guli est riche en Cu, et ressemble à celle des roches alcalines. Cette caractéristique concorde avec l’hypothèse voulant que la djerfisherite du complexe de Guli aurait cristallisé comme minéral primaire à un stade tardif du fractionnement d’un magma fortement alcalin, dérivé par fusion partielle successive d’un panache mantellique montant, activement impliqué dans une métasomatose.

(Traduit par la Rédaction)

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