Table des matières
CHAPITRE 1 – Introduction
1.1 Introduction
1.2 Contexte
1.2.1 Caractéristiques et mise en place du magma primaire
1.2.2 Ségrégation du liquide sulfuré
1.2.2.1 Contamination en S par des fluides dérivés des roches encaissantes
1.2.2.2 Assimilation de roches encaissantes riches en S dans le magma
1.2.3 Collecte des EGP et cristallisation des sulfures a partir du liquide sulfuré
1.3 Le Complexe de Duluth
1.3.1 Zone d‘étude
1.3.2 Contamination in-situ en S du magma
1.4 Problématique
1.5 Hypothèses
1.6 Objectifs
1.7 Méthodologie
1.7.1 Sélection des échantillons
1.7.2 Étude pétrographique et texturale
1.7.3 Analyses geochimiques
1.7.4 Modelisation thermodynamique
1.8 Format de la thèse
1.9 Déclaration de contribution originale
1.10 Contribution des collaborateurs
1.11 Références
CHAPITRE 2 – The role of black shales as a source of sulfur and semimetals in magmatic nickel-copper deposits: Example from the Partridge River Intrusion, Duluth Complex, Minnesota, USA
2.1 Résumé
2.2 Abstract
2.3 Introduction
2.4 Geological context
2.5 Methodology
2.6 Results
2.6.1 Petrography
2.6.2 Geochemistry
2.6.2.1 Chalcophile elements
2.6.2.2 Normalization to 100% sulfides
2.6.2.3 Change in sulfide composition with distance from the Bedded Pyrrhotite Unit xenoliths
2.7 Discussion
2.7.1 Role of partial melting in contamination processes
2.7.2 Composition of sulfide droplets and massive sulfides
2.7.3 Proposed model for s and semimetals contamination of the mafic magma
2.8 Conclusions
2.9 Acknowledgments
2.10 References
Remarques additionnelles suite aux commentaires du jury sur le chapitre 2
CHAPITRE 3 – Modeling the partial melting of sulfur-rich black shale xenoliths in the Duluth Complex, Minnesota, U.S.A
3.1 Résumé
3.2 Abstract
3.3 Introduction
3.4 Geological context
3.5 Methodology
3.6 Petrography
3.6.1 Bedded Pyrrhotite Unit in the contact aureole
3.6.2 Bedded Pyrrhotite Unit xenoliths
3.6.2.1 BPU xenoliths in the Mesaba deposit
3.6.2.2 Bpu xenoliths in the Northmet deposit
3.6.3 Mafic magma
3.7 Geochemical study
3.7.1 Mineral chemistry
3.7.1.1 Feldspars
3.7.1.2 Biotite
3.7.2 Whole rock compositions
3.7.3 Trace elements compositions
3.8 Mineral equilibria modeling
3.8.1 Peak temperature in the Bedded Pyrrhotite Unit from the contact aureole
3.8.2 Temperature in Bedded Pyrrhotite Unit xenoliths from the Mesaba deposit
3.8.3 Temperature in Bedded Pyrrhotite Unit xenoliths from the Northmet deposit
3.9 Discussion
3.9.1 Partial melting of the protolith of the Bedded Pyrrhotite Unit rocks and melt extraction history
3.9.1.1 Melt compositions
3.9.1.2 Residuum compositions and melt extraction history
3.9.2 Where did the extracted melt go?
3.9.3 Temperatures of the xenoliths and implications for Ni-Cu-PGE deposit formation
3.10 Conclusions
3.11 Acknowledgments
3.12 References
CHAPITRE 4 – A Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry study of the distribution of chalcophile elements in sedimentary and magmatic sulfides of the Duluth Complex, Minnesota, USA
4.1 Résumé
4.2 Abstract
4.3 Introduction
4.4 Geological context
4.5 Methodology
4.6 Results
4.6.1 Petrography
4.6.2 Geochemistry
4.6.2.1 Elements concentrated in pyrrhotite and pentlandite
4.6.2.2 Elements concentrated in chalcopyrite and cubanite
4.6.2.3 Elements present in all base metal sulfides
4.6.2.4 Recalculation to 100 % sulfides
4.6.2.5 Line scans and chemical maps
4.7 Discussion
4.7.1 TABS-hosted minerals
4.7.2 Trace elements in pyrite
4.7.3 Implications in contamination processes
4.8 Conclusions
4.9 Acknowledgments
4.10 References
CHAPITRE 5 – Conclusion
5.1 Introduction
5.2 Synthèse des résultats
5.2.1 Mécanisme de contamination en S et semi-métaux du magma
5.2.2 Fusion partielle des xénolithes
5.2.3 Phases hotes des semi-métaux
5.3 Implications
5.3.1 Contamination in-situ du magma
5.3.2 Contamination en semi-métaux du magma
5.3.3 Composition des sulfures dans les roches mafiques
5.3.4 Conditions thermiques pour la contamination du magma
5.3.5 Exploration
5.4 Apports aux débats actuels
5.5 Investigations futures
5.6 Références
