From the weakest to strongest sulphide: how the strength of pyrite evolves during deformation
Notice bibliographique
Résumé
Sulphides are common host minerals for trace elements, including critical and precious metals, and are widely associated with a range of ore deposit types. Recent work on natural sulphides has highlighted the link between the motion of dislocations—lattice defects that act as carriers of deformation—and the transport of trace elements through mechanisms such as pipe diffusion, in which dislocations act as fast diffusion pathways, or the correlated motion of dislocations and impurities, whereby impurities are entrained within the stress field of migrating dislocations. Despite the clear influence of deformation on the distribution of trace and precious metals and, therefore, on the economic viability of an orebody, the strengths of different sulphides are not well constrained. Flow laws for sulphides either do not exist or are not able to reproduce ductile flow, with experiments instead ending in brittle failure. This paucity of experimental studies makes interpreting natural microstructures challenging. In this work, we start by constraining the relative strengths and hardening behaviours of three sulphides, pyrite, sphalerite, and chalcopyrite, via nanoindentation experiments at room temperature. Through subsequent characterisation of the microstructures using electron backscatter diffraction and the concentration of trace elements and critical- and precious metals using LA-ICP-MS, we explore how grain size, orientation, and chemistry affect mineral strength. Although pyrite is widely considered to be stronger than other common sulphides, our data suggest that the intrinsic yield stress of pyrite may, surprisingly, be weaker than the yield stress of both chalcopyrite and sphalerite. However, as deformation proceeds and the density of geometrically necessary dislocations (GNDs) is elevated pyrite strengthens rapidly. These results suggest a strong size effect at low temperature in which elastic dislocation interactions are stronger within pyrite compared to other sulphides. Our results are consistent with observations of fine-grained pseudo-porphyroclasts in nature, for which the GND density is predicted to be inversely proportional to the grain size. Overall, this work provides a foundation for accurate models of how the strength of pyrite evolves and, as such, how transport of trace elements and upgrading of ore deposits may proceed.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».