Country-rock assimilation and the genesis of Cu-Ni sulfides in the Water Hen Intrusion, Duluth Complex, Minnesota

Mainwaring, P. R.; Naldrett, A. J.

doi:10.2113/gsecongeo.72.7.1269

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“…Le modèle proposé pour expliquer l'origine de la minéralisation est la ségrégation des sulfures à partir d'un magma mafique suite à une contamination par assimilation des roches sédimentaires encaissantes (Mainwaring et Naldrett, 1977;Ripley, 1986; …”

Section: -Sulfures Tardifs Dans Les Troctolitesunclassified

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Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Nabil¹

2003

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IllUne fois le magma saturé en ces éléments, la cristallisation de la magnetite est favorisée suite à une augmentation de JO2 dans le système. Ces conditions d'oxydation sont favorisées à la fois par le processus de cristallisation fractionnée et par la présence de fluides. Ces derniers sont de nature météorique (5 18 O varie entre -2 et 1.8 %o) dans le cas de l'intrusion de Sept-îles et métamorphiques dans le cas de Duluth (Ô 18 O varie entre 3.908 et 6.044 %o pour les OUI et entre 7.534 et 12.935 %o dans le cas des sédiments). L'oxydation provoque la conversion de Fe 2+ en Fe 3+ et par conséquent la formation de la magnetite. L'accumulation de cette dernière provoque un appauvrissement du liquide en Fe favorisant par la suite une saturation du magma en P. Une telle saturation déclenche la cristallisation de l'apatite et donne ainsi naissance à des nelsonites et à des gabbro-nelsonites dans le cas de Sept-îles et à des roches riches en apatite à Duluth.Les valeurs de température et de JO2 ont été calculées pour les paires de titanomagnétite et d'ilménite qui coexistent en utilisant le programme QUILF. Les données définissent une trajectoire qui s'étend du tampon FMQ à haute température au tampon IM à basse température. L'intervalle de température s'étale entre 500 et 862 °C et celui de la fugacité d'oxygène (log_/D2) entre -17 et -25. Une telle tendance est typique aux intrusions mafiques ignées.Dans le cas de Sept-îles, les oxydes sont accumulés en formant des lits riches en oxydes. Dans le cas de Duluth, les lits riche en oxydes sont formés aussi dans la partie supérieure de l'intrusion, toutefois, dans certains cas les oxydes s'infiltrent dans l'encaissant troctolitque par le biais des failles et forme ainsi les OUIs, ou bien certains lits de magnétitite de la partie supérieure de l'intrusion sont injectés dans les troctolites sousjacents suite à une instabilité gravitationnelle.La composition des phases oxyde (ilménite, magnetite) a été modifiée considérablement au cours du refroidissement de l'intrusion en raison de réactions d'échanges intracristallins et intercristallins. Au cours du refroidissement des deux intrusions, l'oxydation a entraîné la formation des exsolutions d'ilménite de la solution solide de titanomagnétite pour former soit des lamelles distinctes d'ilménite dans la magnetite, soit des exsolutions granulaires d'ilménite autour de grains de magnetite.Les sulfures disséminés sont associés aux oxydes dans les deux intrusions. Les phases sulfurées sont essentiellement la pyrite et la bornite dans le cas de Sept-îles et la chalcopyrite, la cubanite et la pyrrhotite dans le cas des de Duluth. Ces sulfures occupent les interstices des phases oxydes ainsi que les zones d'altérations. L'investigation géochimique suggère que les phases oxydes ne concentrent pas les IEGP. Des diagrammes de corrélation montrent que les PGE sont contrôlés par les phases sulfurées. L'appauvrissement des roches en EGP par rapport au Ni et au Cu peut être expliqué par une ségrégation précoce des sulfures. Par conséqu...

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Section: -Sulfures Tardifs Dans Les Troctolitesunclassified

“…suggère que celui-ci soit dérivé des sédiments des roches encaissantes. Mainwaring (1975) suggère que la présence de graphite dans les dunites et dans les roches litées de l'intrusion soit le résultat de la contamination du magma par les roches encaissantes (Mainwaring et Naldrett, 1977). …”

Section: Longearunclassified

Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Nabil¹

2003

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“…Semimassive ore has been delineated in one potential ore body (Listerud and Meineke, 1977). The magma generally is interpreted as the source of the metals; most of the sulfur is believed to have been derived from a crustal source, probably the Early Proterozoic Virginia Formation (Mainwaring and Naldrett, 1977). Naldrett (1981) assigned the deposit to his class of "Intrusions feeding flood basalt activity 70 Contributions to Mineral Resources Research, 1984 associated with intra-continental rift zones."…”

Section: Gabbro-hosted Copper-nickel Depositsmentioning

confidence: 99%

Contributions to mineral resources research, 1984

Bush¹

1987

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Chemical and mineralogical studies of the Davis Formation show that very fine grained authigenic potassium feldspar, a major silicate, formed diagenetically at the expense of detrital vitric volcanic ash deposited in a marine environment The chemistry, mineralogy, and texture of the Upper Cambrian Davis Formation are consistent with the concept that its silicate minerals originated chiefly from vitric volcanic ash that was deposited in a marine environment and then altered during diagenesis to potassium feldspar. Dolomite, calcite, illitesmectite, chlorite, and sparse glauconite and pyrite in the Davis also formed diagenetically. Quartz occurs in some beds and is largely detrital. Very fine grained authigenic monoclinic potassium feldspar is the dominant mineral in all insoluble residue samples and constitutes as much as 60 percent of many of the residues; only minor amounts of detrital igneous orthoclase and microcline (to 60 J.A.m) are recognized in polished grain mounts and thin sections. By contrast, the authigenic potassium feldspar crystals are so small (0.03-5 J.A.m) that they can be conclusively identified by scanning electron microscopy, electron-microprobe, or X-ray diffraction methods. U.S. GEOLOGICAL SURVEY BULLETIN 1694 CONTRIBUTIONS TO MINERAL RESOURCES RESEARCH, 1984 CONTENTSThat the silicate minerals in the Davis Formation are authigenic is also suggested by the composition and distribution of nearby igneous rocks. The Davis is thickest in the region surrounding the core of Precambrian igneous rocks that now form the St. Francois Mountains. These Precambrian granites and rhyolites were also exposed during Davis deposition, yet they contributed only a minor local detrital component to the Davis Formation. Evidence for this conclusion includes (1) the very high K 2 0:Na 2 0 (weight percent) ratio of >55, and (2) K 2 0 contents of 10-11 percent for beds in the Davis; these values are large compared with those for the local Precambrian igneous rocks. In addition, the K 2 0, barium, zirconium, and boron concentrations for Davis samples differ significantly from the concentrations of these components in local Precambrian rocks. Further, the absence of quartz in some of the Davis samples, and the euhedral potassium feldspar grains smaller than 5 J.A.m, taken with the other evidence preceding, all suggest an authigenic origin for potassium feldspar in many beds in the Davis.The lower half of the marine Franconia Formation in Minnesota has been reported to contain nearly 50 percent authigenic potassium feldspar. These strata are age equivalent to the Davis Formation. INTRODUCTIONIn the past several years, highly potassic strata in which potassium feldspar is the major potassium-bearing mineral and also the major silicate mineral have commonly been considered to have originated from the diagenetic alteration of volcanogenic or tuffaceous debris. This interpretation has been applied to both lacustrine (Sheppard and Gude, 1965) and marine (Weiss, 1954) occurrences. Buyce and Friedman (1975) have emphasiz...

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“…Deviating values have been attributed to postintrusional metamorphic changes or to contamination during intrusion by wallrock sedimentary or volcanic sulfides. For example, the sulfides of the Water Hen intrusion in the Duluth complex originate from assimilated sedimentary sulfides of the Virginia formation (Mainwaring and Naldrett, 1977); the similarity in isotopic composition between the sulfides in a marginal portion of the Bushweld complex and those in the footwall (Liebenberg, 1970) suggests contamination.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Sulfur isotopes in Finnish nickel-copper occurrences

Papunen¹,

Mäkelä²

1980

Bull Geol Soc Finland

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The sulfur isotope composition of the Hitura, Kotalahti and Kylmä-koski Ni-Cu ores was analyzed. The results have been compared with earlier sulfur isotope analyses of the Vammala, Laukunkangas and Oravainen Ni-Cu occurrences. Altogether 183 analyses were performed. The magmatic origin of sulfides is supported by the isotope compositions that deviate only slightly from the meteoritic value. It is suggested that the initial sulfur isotope composition was homogeneous, ö® 4 S values being ca. + 2.5 at Hitura, + 2.0 at Kotalahti, close to zero at Kylmäkoski and at Laukunkangas, -1 at Vammala and + 2.8 at Oravainen. The metamorphic redistribution of sulfides and the mixing of magmatic Ni-Cu sulfides with wall-rock iron sulfides cause local variations in <5 84 S values.

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Country-rock assimilation and the genesis of Cu-Ni sulfides in the Water Hen Intrusion, Duluth Complex, Minnesota

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Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Contributions to mineral resources research, 1984

Sulfur isotopes in Finnish nickel-copper occurrences

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