Abstract

An investigation of ore minerals from the Thrust-Slice “2400’” of the Musonoï Extension mine, Katanga, Democratic Republic of Congo, has provided new insights into the origin of copper sulfides and selenides. The early sulfides are pyrite, covellite, spionkopite, and digenite, which crystallize, with authigenic quartz, during diagenesis. Metasomatic enrichment in U and Se, which is responsible for the unusual mineralogy of the Musonoï deposit, firstly gave rise to the crystallization of Cu–Pd-bearing trogtalite and various palladium selenides (oosterboschite, verbeekite and unidentified Pd–Cu–Pt–Se phases). Subsequently, Se-rich copper minerals, berzelianite and Se-bearing carrollite formed, followed by the crystallization of Se-bearing digenite. Temperature estimates based on these assemblages indicate at least 200°C. Meteoric alteration affected these primary minerals and mainly resulted in the leaching of copper. Replacement phases are spionkopite, yarrowite, and athabascaite, which formed at temperatures below 100°C. Electron-microprobe analyses show the existence of a complete solid-solution series between high digenite and berzelianite. The variation of the a unit-cell parameter along this solid solution follows the equation y = −0.3446x3 + 0.5485x2 − 0.0358x + 5.5758, R2 = 0.96. A similar mechanism of S-for-Se substitution accounts for the precipitation of Se-bearing spionkopite and S-bearing athabascaite. These observations provide new data on the sequence of transformation affecting copper sulfides and selenides at low-temperature, meteoric conditions.

Abstract

Une étude de la minéralisation de l’Ecaille “2400” de la mine de Musonoï Extension, Katanga, République Démocratique du Congo, a permis d’acquérir de nouvelles données concernant la genèse des sulfures et séléniures de cuivre. Les sulfures les plus précoces comprennent la pyrite, la covellite, la spionkopite et la digénite, qui cristallisent avec le quartz authigène durant la diagenèse. L’enrichissement métasomatique en U et Se, responsable de la minéralisation exceptionnelle de la mine de Musonoï, s’exprime par la cristallisation précoce de trogtalite cupro-palladifère et de séléniures de palladium (oosterboschite, verbeekite et une phase Pd–Cu–Pt–Se). Les minéraux sélénio-cuprifères sont ensuite apparus, avec la berzélianite et la carrollite sélénifère, suivis de digénite sélénifère. Les températures de ces assemblages minéralogiques sont estimées à plus 200°C. L’altération météorique a affecté ces phases primaires, provoquant une libération du cuivre en solution. Les sulfures de remplacement sont la spionkopite, la yarrowite et l’athabascaïte, qui auraient une température de formation inférieure à 100°C. Les analyses chimiques de ces minéraux à la microsonde électronique ont montré qu’il existe une solution solide complète entre la digénite de haute température et la berzélianite. La variation du paramètre cristallographique a le long de cette solution solide suit l’équation: y = −0,3446x3 + 0,5485x2 − 0,0358x + 5,5758, R2 = 0,96. Un mécanisme de substitution de S à Se similaire a également été observé dans d’autres minéraux, produisant une spionkopite sélénifère et une athabascaïte sulfurée. Ces observations nous permettent de mieux appréhender les séquences de transformation des sulfures et des séléniures dans des conditions météoriques de basses températures.

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