Nano- and Micrometer-Sized PGM in Ni-Cu-Fe Sulfides from an Olivine Megacryst in the Udachnaya Pipe, Yakutia, Russia
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT This paper focuses on a nanoscale study of nano- and micrometer-size Os-rich mineral particles hosted in a Ni-Fe-Cu sulfide globule found in an olivine megacryst from the Udachnaya pipe (Yakutia, Russia). These platinum-group element mineral particles and their host sulfide matrices were investigated using a combination of techniques, including field emission gun electron probe microanalyzer, field emission scanning electron microscopy, and focused ion beam and high-resolution transmission electron microscopy. The sulfide globule is of mantle origin, as it is hosted in primitive olivine (Fo90–93), very likely derived from the crystallization of Ni-Fe-Cu sulfide melt droplets segregated by liquid immiscibility from a basaltic melt in a volume of depleted subcontinental lithospheric mantle. Microscopic observations by means of field emission scanning electron microscopy and single-spot analysis and mapping by field emission gun electron probe microanalyzer reveal that the sulfide globule comprises a core of pyrrhotite with flame-like exsolutions (usually <10 μm thickness) of pentlandite, which is irregularly surrounded by a rim of granular pentlandite and chalcopyrite. Elemental mapping by energy dispersive spectroscopy (acquired using the high-resolution transmission electron microscopy) of the pyrrhotite (+ pentlandite) core reveals that pentlandite exsolution in pyrrhotite is still observable at the nanoscale as fringes of 100 to 500 nm thicknesses. The sulfide matrices of pyrrhotite, pentlandite, and chalcopyrite contain abundant nano- and micrometer-size platinum group element mineral particles. A careful inspection of eight of these platinum group element particles under focused ion beam and high-resolution transmission electron microscopy showed that they are crystalline erlichmanite (OsS2) with well-developed crystal faces that are distinctively oriented relative to their sulfide host matrices. We propose that the core of the Ni-Fe-Cu sulfide globule studied here was derived from a precursor monosulfide solid solution originally crystallized from a sulfide melt at >1100 °C, which later decomposed into pyrrhotite and the pentlandite flame-like exsolutions upon cooling at <600 °C. Once solidified, the solid monosulfide solid solution reacted with non-equilibrium Cu-and Ni-rich sulfide melt(s), giving rise to the granular pentlandite in equilibrium with chalcopyrite now forming the rim of the sulfide globule. Meanwhile, nano- to micron-sized crystals of erlichmanite crystallized directly from or slightly before monosulfide solid solution from the sulfide melt. Thus, Os, and to a lesser extent Ir and Ru, were physically partitioned by preferential uptake via early formation of nanoparticles at high temperature instead of low-temperature exsolution from solid Ni-Fe-Cu sulfides. The new data provided in this paper highlight the necessity of studying platinum group element mineral particles in Ni-Fe-Cu sulfides using analytical techniques that can image nanoscale textural features in order to better understand the mechanisms of platinum group element fractionation in magmatic systems. These processes may play a crucial role in controlling the background geochemical budgets for siderophile and chalcophile elements in a wide range of mantle-derived magmas.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».