Many nickel–copper sulfide orebodies contain Cu- and Fe-rich portions. The Fe-rich ore is generally richer in Os, Ir, Ru, and Rh and poorer in Pt, Pd, and Au than the Cu-rich ore. In komatiite-hosted ores Ni tends to be concentrated in the Cu-rich ore, whereas in tholeiitic ores it tends to be concentrated in the Fe-rich ore. The origin of this zonation could be due to crystal fractionation of Fe-rich monosulfide solid solution from a sulfide liquid. The crystal fractionation would produce an Fe-rich cumulate enriched in Os, Ir, Ru, and Rh and a fractionated liquid enriched in Cu, Pt, Pd, and Au. This model can be tested for zoned orebodies by applying experimentally determined partition coefficients for the metals into monosulfide solid solution. We have compared our experimental results with those of other workers to show that the partition coefficients are strongly influenced by the sulfur content of the system. There is a positive correlation between the partition coefficients and sulfur content of the monosulfide solid solution and between the partition coefficients and the sulfur content of the liquid. In sulfur-saturated and sulfur-over-saturated experimental systems, the metals behave in a manner consistent with the model, that is, Os, Ir, Ru, and Rh are compatible with monosulfide solid solution, Cu, Pd, and Pt are incompatible, and Ni has a partition coefficient close to 1. The use of the experimental partition coefficients is demonstrated in the numerical modelling of a zoned komatiite-related ore (Alexo, Abitibi Greenstone Belt) and a zoned tholeiite-related ore (Oktyabr'sky, Noril'sk region, Siberia). In both cases, the experimental partition coefficients numerically model the composition zones of the actual ores. This supports the model of fractional crystallization of a monosulfide solid solution from a sulfide liquid to form zoned orebodies. Furthermore, it indicates that the experimentally determined partition coefficients are geologically reasonable.

Plusieurs corps minéralisés de sulfures de nickel–cuivre contiennent des portions riches en Cu et riches en Fe. Le minerai riche en Fe renferme généralement une plus grande teneur en Os, Ir, Ru et Rh et une plus faible teneur en Pt, Pd et Au que le minerai enrichi en Cu. Dans les minerais associés à la komatiite hôte, le Ni tend à être plus concentré dans les zones enrichies en Cu, tandis que dans les minerais tholéiitiques, il est surtout concentré dans le minerai riche en Fe. L'origine de cette zonation pourrait refléter un processus de cristallisation fractionnée ayant produit une solution solide monosulfurée riche en Fe dérivée du liquide sulfuré. La cristallisation fractionnée a pu précipiter un cumulat riche en Fe et enrichi en Os, Ir, Ru et Rh, et un liquide résiduel enrichi en Cu, Pt, Pd et Au. La validité de ce modèle peut être testée sur des corps de minerais zonés en appliquant expérimentalement des coefficients de distribution déterminés pour les métaux dans la solution solide monosulfurée. Nous avons comparé nos résultats expérimentaux avec ceux obtenus par d'autres chercheurs afin de montrer que la teneur en soufre dans le système influence considérablement les coefficients de distribution. Il existe une corrélation positive, d'une part entre les coefficients de distribution et la teneur en soufre dans la solution solide monosulfurée, et d'autre part entre les coefficients de distribution et la teneur en soufre dans le liquide. Pour les systèmes expérimentaux saturés et sursaturés en soufre, le comportement des métaux correspond aux prédictions du modèle, c'est-à-dire que Os, Ir, Ru et Rh sont des éléments compatibles avec la solution solide monosulfurée, Cu, Pd et Pt sont des éléments incompatibles, et que le Ni a un coefficient de distribution proche de 1. L'utilité des coefficients de distribution est démontrée par la modélisation numérique du minerai zone dans la komatiite (Alexo, Ceinture des roches vertes d'Abitibi) et du minerai zone dans la tholéiite (Oktyabr'sky, région de Noril'sk, Sibérie). Dans ces deux exemples, les coefficients de distribution expérimentaux permettent de modéliser numériquement les zones de la composition des minerais actuels. Le modèle plaide en faveur d'un processus de cristallisation fractionnée d'une solution solide monosulfurée dérivée d'un liquide sulfuré pour former une structure zonée dans les corps de minerai. En plus, le modèle indique que les coefficients de distribution déterminés expérimentalement sont géologiquement raisonnables. [Traduit par la rédaction]