Состав никелевых сульфидных руд

Никелевые сульфидные руды имеют простой минеральный состав. Пирротин, пентландит, халькопирит и в меньших количествах пирит — главные сульфиды, содержащие железо, никель, медь, в меньшей степени кобальт и совсем в незначительных количествах элементы платиновой группы и золото, которые являются наиболее важными составными частями руд. В переменных количествах присутствует магнетит; в некоторых случаях это отражает количество кислорода в рудной магме, хотя кислород может быть потерян во время кристализации этой магмы. В некоторых случаях руды подвергаются окислению, что приводит к развитию магнетита уже после кристаллизации (см. ниже).

Колебания содержаний железа, серы и кислорода. Способ образования, который, как считают, характерен для большинства никелевых сульфидных руд, обусловливает основные ограничения на количества присутствующего в них магнетита и величину отношения металл/сера в сульфидах. Налдретт, обсуждая этот вопрос, отмечал, что сульфидный расплав формируется в силикатной магме и что эта жидкость рассеивается в виде небольших капель в относительно большом объеме силикатной магмы. Состав этих капель уравновешен составом магмы, а летучести кислорода и серы и активности Fe, Ni и Cu должны быть одинаковыми в обеих жидкостях. Сима и Налдретт упростили эту проблему, рассмотрев случай Fe-S-O-жидкости в силикатной магме. Они представили диаграммы (одна из них здесь приведена на рис. 22), на которых были нанесены жидкости в системе Fe — S — О, исходя из fO2, fS2 и aFeO. Они отмечали, что несмешивающаяся сульфид-оксидная жидкость будет развиваться в силикатной магме только тогда, когда значения этих интенсивных параметров в жидкости совпадут с их значениями в магме. Таким образом, в магме с заданными fO2 (которая в значительной степени определяется и до некоторой степени уравновешивается отношением Fe3+/Fe2+) и aFeO (которая для магм с подобным общим составом и содержанием FeO будет изменяться в довольно ограниченных пределах) будет определена fS2, при которой магма станет насыщена сульфидной жидкостью. Рис. 22 также показывает, что, точно установив fO2 и aFeO можно определить состав сульфидного расплава, включая содержание в нем серы.

Поскольку отношение Fe3+/Fe2+ и содержание FeO в большинстве мафических и ультрамафических магм колеблются незначительно, относительные количества Fe, S и О в руде также стремятся оставаться внутри известных пределов. Присутствие Ni и Cu в ассоциирующейся магме будет влиять на состав руды; эти металлы более халькофильны, чем железо, поэтому они будут замещать его атом на атом, и мы еще вернемся к этим положениям, касающимся контроля относительных количеств металла, серы и кислорода (будут, конечно, небольшие отклонения из-за различия термодинамических свойств этих трех металлов). Таким образом, например, неизмененная руда редко содержит более 5% кислорода (в форме магнетита), и отношение металл/сера обычно не отклоняется в значительной степени от отношения, определенного областью пирротина при 600°С. Железо и железоникелевый сплав не являются обычными составными частями этих руд, а троилит, если он присутствует, как правило, ассоциируется с более богатой серой пирротиновой фазой, из которой он выделился. По той же причине количество пирита в магматической руде не может быть больше количества, которое может выйти из пирротина во время остывания от 600 °С. Значительное количество пирита является указанием на то, что либо руда не является магматической, либо она впоследствии была изменена.

В некоторых случаях сульфидная руда находится в ассоциации с интрузией, которая при взаимодействии с соседствующими графитовыми сланцами становится насыщенной углеродом. Здесь минеральная ассоциация может иметь необычно высокое отношение металл/сера, но это является результатом ненормальной геологической ситуации, приводящей к необычно высоко-восстановленному магматическому расплаву.

Колебания содержаний меди и никеля. В табл. 2 приведены данные по составу большинства рудных месторождений, некоторые из них взяты из литературы, но значительная часть представляет собой результаты пятилетних исследований, проведенных в Торонтском университете. Некоторые из данных были опубликованы Налдреттом и др., Хофманом и др., Налдреттом и Дьюком и Налдреттом и др. (готовится к печати). Другие данные приведены здесь впервые. Что касается данных, полученных в Торонтском университете, результаты для каждого образца были пересчитаны, как если бы образец состоял из 100%-ного сульфида, и затем усреднены по каждому месторождению там, где такое усреднение было допустимо.

Там, где встречаются два или несколько различных по составу типов руд, использовалась информация по относительному их преобладанию, например среднее отношение Cu/(Cu Ni), для взвешивания образцов при определении среднего. Это было сделано только в небольшом числе случаев. Данные по Cu и Ni приведены на рис. 23. Вертикальные и горизонтальные черточки, соединяющие большую часть точек, указывают величину стандартной ошибки метода для каждого элемента. По существу, на этом рисунке представлены все основные данные по составу для рассматриваемых месторождений. Содержание серы для большей части руд колеблется между 38 и 40%; таким образом, количество железа, меди и никеля определяет баланс главных составных частей.

Как можно видеть из рисунка, рудные месторождения подобной ассоциации занимают определенные поля. Большинство архейских, связанных с коматиитами месторождений содержат от 10 до 15% никеля и от 0,5 до 1,5% меди. Исключения составляют рудный столб Даркин и месторождения Heпиан в Западной Австралии, Ипок в Зимбабве и Лангмуир 1 и Мак-Уоттерс в Онтарио. По описанию Росса и Кейса, месторождение Даркин содержит значительные количества гипергенной руды, а месторождение Непиан подвергалось сильнейшему метаморфизму. Сульфиды на месторождении Лангмуир 1 превращены в магнетит без разрушения первоначальной шток-верковой структуры руды. Месторождения и Ипок, и Мак-Уоттерс находятся в породах, которые очень сильно изменены до талька и карбоната. Во всех этих случаях изначальное отношение никель/сера в рудах, по-видимому, возрастало или при удалении серы и железа, или посредством добавки никеля, и этим объясняется высокое содержание никеля в сульфиде. Химические преобразования в сульфидах, рассмотрены в последнем разделе.

Рудные месторождения, связанные с протерозойскими коматиитами пояса Унгава, характеризуются обычными содержаниями никеля (10—16%), но значительно большими содержаниями меди (3—4%), чем другие, связанные с коматиитами месторождения.

Месторождения группы Садбери содержат от 3 до 6% никеля и 1—5% меди. Нижний предел содержания меди (1 %) определен по данным опробования месторождения Страткона и, как будет обсуждено далее, оказывается, вероятно, слишком малым, так как является результатом пристрастного опробования. Для Садбери, вероятно, более правильны содержания меди в интервале от 2 до 5%. Данные, приведенные здесь для месторождения Страткона, совпадают с исследованиями Налдретта и Куллеруда и Кауана, которые отмечали четкую зональность в распределении меди и никеля и увеличение отношения Cu/Ni от висячего к лежачему боку месторождения. Такая же зональность на месторождении Левак-Уэст аналогична зональности элементов платиновой группы и освещена в следующем разделе.

Месторождения, связанные с интрузиями, которые являются частью платобазальтового вулканизма, характеризуются более высокими концентрациями меди, чем никеля, в сульфидах, при этом содержания меди колеблются от 9,7% на месторождении Грейт-Лейкс до приблизительно 17% на месторождении Миннамакс комплекса Дулут, а содержания никеля — от 4% на месторождении Миннамакс до примерно 9% в рудах Норильска — Талнаха.

Генкин и др. подчеркивали четкую зональность, существующую в рудах Норильска — Талнаха, при которой отношение медь/никель и общее содержание меди значительно выше в массивных рудах, находящихся в основании рудных тел, и в трещинах в подстилающих вмещающих породах, чем во вкрапленной руде в перекрывающих пикритах и габбро. Эта зональность очень похожа на зональность месторождения Страткона. Образцы из некоторых массивных руд месторождения Инсизва также имеют значительно более высокие содержания меди, чем вкрапленная руда, тогда как другие образцы имеют отношение медь/никель такое же, как во вкрапленной руде. По-видимому, здесь также происходил процесс сегрегации руды, богатой медью, хотя и без того пространственного взаимоотношения с вмещающей интрузией, какое существует на месторождениях Садбери и Норильска.

Образцы массивных руд месторождения Инсизва для наших анализов были взяты из коллекции Шольца, ныне находящейся в университете Стелленбос, но их точное положение в рудном контуре не ясно. Из описания Шольца следует, что большая часть массивных руд встречается в виде сегрегаций, которые занимают трещины, секущие как контакт габбро, так и ороговикованные вмещающие породы поблизости от основания интрузива. Любой средний состав разнообразных руд Инсизва требует тщательного взвешивания различных типов руды. Относительные содержания этих типов неизвестны. Однако Шольц указывает, что общее отношение Cu/(Cu + Ni), вероятно, находится между 0,33 и 0,4. Невозможно получить такое отношение из наших данных, так как оба типа руды имеют более высокое отношение. Поэтому картина, данная для месторождения Инсизва, представляет собой среднее из всех имевшихся образцов, кроме шести, богатых медью. Среднее для богатых медью образцов дано отдельно в табл. 2, так как они, по-видимому, представляют собой очень редкий тип руды с интересной минералогией и поэтому особо отмеченный Шольцем при опробовании в его исследовании 1936 г.

Содержания рудных компонентов в месторождениях, связанных с толеитовыми интрузиями в зеленокаменных поясах, за исключением месторождения Каничи, колеблются для никеля от 4,5 до 9% и для меди от 1,3 до 2,5%. Значения содержаний для месторождения Эспедален, ассоциирующегося с аллохтонной докембрийской интрузией, также попадают в эти пределы. Месторождение Каничи в значительной степени богаче медью, чем большинство подобных образований, и похоже на месторождения, связанные с плато-базальтами; такое сходство также отражается на содержании в этом месторождении элементов группы платины, что обсуждается ниже.

Кобальт. В месторождениях, связанных с коматиитами, содержания кобальта обычно колеблются в пределах от 0,22 до 0,34%, хотя на месторождении Шангани они составляют несколько менее 0,16%. Содержания для месторождений Камбалда, Джуан, Фишер, Ланнон и Мак-Магон обычно составляют около 0,3%, хотя среднее для месторождения Камбалда, приведенное Россом и Кейсом, равно 0,26%. Месторождения в измененных коматиитах имеют более высокие содержания кобальта, а в месторождении Пайп содержания ниже типичных. Протерозойские коматииты Унгавы содержат 0,21 и 0,23%, руды Садбери — от 0,15 до 0,20%. По немногочисленным данным, в месторождениях, связанных с толеитовыми габбро зеленокаменных поясов, концентрации кобальта составляют около 0,2%. Незначительное количество данных получено для месторождений, связанных с платобазальтами, но они не очень достоверны; это может быть следствием того, что либо массивная (до вкрапленной) руда недостаточно хорошо изучена, либо содержание сульфидов в данной руде так низко, что, несмотря на высокую концентрацию в сульфидах, реальное содержание в образцах руд близко к пределу обнаружения использовавшимся аналитическим методом (атомная абсорбция), а экстраполяция на 100%-ные сульфиды сильно увеличивает ошибку.

Элементы платиновой группы. Введение. В табл. 2 приведены данные по этим элементам, пересчитанные, как это обсуждалось ранее, на концентрации, ожидаемые в 100%-ных сульфидах. Большая часть приведенных данных, особенно наиболее полные из них, взяты из проекта Торонтского университета, на который уже ссылались. Аналитические методы, использовавшиеся в этих исследованиях для определения элементов платиновой группы, были описаны Хофманом и др. Что касается большинства месторождений, то по ним были отобраны от 20 до 40 образцов, чтобы, насколько это было возможно, представить различные типы руд. Вес большей части образцов составлял 1—2 кг; они были раздроблены, и отделенная часть весом 500 г измельчена. Во всех случаях анализировались две навески по 50 г. Невозможно определить точную сортность месторождения на основе такого ограниченного количества образцов, возможно лишь определить содержание элементов платиновой группы в сульфидах и отношение никеля к различным элементам платиновой группы в пределах приемлемого предела погрешности. Что касается других описанных выше элементов, то результаты были пересчитаны на содержание металла в 100%-ном сульфиде и затем усреднены для каждого месторождения. Они также приведены в виде диаграммы на рис. 24—30. Для того чтобы сгладить межэлементные различия и облегчить сравнение кривых по различным месторождениям, результаты анализов в табл. 2 нормализованы по углистым хондритам типа I, данные о которых также приведены в табл. 2.

Из табл. 2 ясно видно, что для большинства месторождений стандартная ошибка метода очень велика. Разнообразие процессов, включая фракционную кристаллизацию (сопровождающуюся фильтрующим выжиманием) и тепловую диффузию во время остывания, способствует перераспределению металлов в руде после внедрения сульфидной рудной магмы и, как полагают, объясняет большие стандартные ошибки определений. В значительной части этого раздела рассматриваются скорее изменения внутри месторождения, чем между месторождениями, и, таким образом, важнее знать, насколько хорошо метод характеризует данное месторождение, чем насколько близко анализ любого единичного образца характеризует образец. Более того, на рис. 24—30 черточки ограничивают разброс значений для каждого элемента; границы установлены по среднему значению плюс-минус стандартная ошибка метода; все они нормализованы по содержанию элементов в хондритах Cl.

Архейские месторождения, связанные с коматиитами. Данные по пяти месторождениям этого типа: район Камбалда в Западной Австралии, месторождение Маунт-Эдуард в районе Уиджимулта, Западная Австралия, месторождение Лангмуир 2 близ Тимминса, Онтарио, и месторождения Шангани и Троян в Зимбабве — представлены на рис. 24, а. Три из этих месторождений в многочисленных более ранних статьях, например, использовались как эталон для сравнения и также будут использованы в этой статье. Данные по трем другим месторождениям: Мак-Уоттерс, Лангмуир 1 и Ипок — сравниваются с предыдущими на рис. 24, 6. Они расположены в сильно измененных породах, отличаются рудной минералогией, несущей признаки изменения, и, как было указано выше, имеют содержание никеля, которое, по-видимому, повысилось в результате этих изменений. Для всех месторождений получены похожие относительно пологие кривые с содержаниями, близкими или несколько большими, чем в хондритах, и относительно низким отношением Pt/ (Pt + Pd) и (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os). Сравнение данных по месторождению Лангмуир 1 с данными по менее измененным рудам месторождения Лангмуир 2 указывает на то, что содержания элементов платиновой группы могли возрасти в 2—2,5 раза в процессе изменения, и это также, по-видимому, применимо к содержанию никеля.

Росс и Кейс отмечают, что на некоторых месторождениях Камбалды богатые медью прожилки в базальте, подстилающем массивную руду, также обогащены палладием. Кроме того, они отмечают систематическое возрастание содержания Pd и уменьшение содержания Ir по направлению вверх во вкрапленной руде, перекрывающей массивную руду.

Другие связанные с коматиитами месторождения. На рис. 25 сравниваются данные по двум месторождениям, связанным с протерозойскими коматиитами Унгава, и месторождениям, связанным с архейскими коматиитами. Два месторождения имеют сходные содержания элементов платиновой группы, подтверждая точку зрения о том, что по результатам опробования и анализов получены данные, которые адекватно характеризуют месторождения. Кривые отличаются от кривых для архейского поля, во-первых, высоким содержанием палладия и более высокими отношениями (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os). Объяснение этого различия, как думают, заключается в более низком содержании MgO (~ 19%) в рудоносных магмах по сравнению с архейскими магмами (24—27%), что рассматривается ниже.

На рис. 25 также приведены данные по месторождению Пайп никелевого пояса Манитобы. Кривые по этому месторождению имеют пологий профиль, типичный для архейских месторождений, а содержания элементов платиновой группы в 3—10 раз меньше, чем в архейских. Причины этого также обсуждаются ниже.

Садбери. На рис. 26 приведены данные по месторождениям района Садбери: Литл-Стоби 1 и 2 и Левак-Уэст. Левак-Уэст является типичным месторождением, находящимся на северном фланге бассейна Садбери. Другое типичное месторождение Литл-Стоби 1 расположено на контракте Никеленосного плутона вдоль южного фланга, тогда как месторождение Литл-Стоби 2 имеет показатели, характерные для месторождений, образовавшихся вблизи материнских интрузий. Описание месторождений совместно с данными по отдельным пробам и их положению даны Хофманом и др. Руды всех этих месторождений характеризуются более высокими содержаниями Pt и Pd и значительно более низкими содержаниями Ru, Ir и Os, чем хондриты, что приводит к высокому значению отношения (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os). Для месторождения Левак-Уэст характерны самые низкие, а для месторождения Литл-Стоби 2 самые высокие концентрации большинства элементов.

На рис. 27 сравниваются данные по месторождениям Страткона и Фалконбридж (Налдретт и др., готовится к печати) с данными по трем перечисленным месторождениям. Месторождение Страткона характеризуется подобным же крутым профилем кривых, но абсолютные концентрации составляют только от 1/3 до 1/10 их уровня на месторождении Левак-Уэст. Это обстоятельство является весьма странным, если принять во внимание сходство географии и геологии этих двух месторождений.

Месторождение Фалконбридж является также необычным в том, что хотя уровни содержаний Os, Ir, Ru и Rh приближаются к самым высоким, известным к настоящему времени для Садбери (Литл-Стоби 2), содержания Pt и Pd значительно ниже и приближаются к содержаниям, характерным для месторождения Страткона.

Данные по элементам платиновой группы для месторождения Страткона выявляют в пределах месторождения ярко выраженную зональность (рис. 28, а), которая подобна зональности, ранее описанной для Ni и Cu, и которая совпадает с зональностью, показанной по отдельным выборкам минералов. На месторождении Страткона развиты четыре типа руд: 1) руды висячего бока, вкрапленные в содержащие ксенолиты нориты; 2) руды гранитной брекчии (главная зона), расположенные в пределах брекчированных гнейсов и норитов лежачего бока; 3) руды лежачего бока (глубокая зона), состоящие из массивных сульфидных прожилков, выполняющих трещины в гнейсах под рудой гранитной брекчии; 4) количественно менее важные руды глубокой медной зоны в породах лежачего бока. Руда гранитной брекчии показывает наклонный профиль [(Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os) = 34], несколько более крутой, чем типичный для Садбери. Руда лежачего бока дает еще более крутой профиль с отношением (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os) > 134. Значения содержаний Ru, Ir и Os в этой руде настолько малы, что наши рисунки отражают только максимальные концентрации. С другой стороны, руды висячего бока имеют необычно пологий профиль с отношением (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os) = 2,2. Налдретт и др. проанализировали только один образец руды из медной зоны, но он оказался чрезвычайно обедненным элементами группы платины и золотом, настолько, что авторы в этом случае также смогли нанести только максимальные значения концентраций Rh, Ru, Ir и Os, поэтому наклон этого профиля точно не известен, хотя он несомненно является крутым.

Хотя руда месторождения Левак-Уэст, однотипная с рудой висячего бока на месторождении Страткона, не разрабатывается и не была опробована, однако различия в значениях содержаний элементов группы платины, описанные Хофманом и др., между рудными зонами гранитной брекчии и лежачего бока (рис. 28, б) весьма сходны с различиями, обнаруженными между аналогичными рудными зонами месторождения Страткона.

Месторождения, связанные с магмой платобазальтов. На рис. 29 сравниваются данные по месторождениям этой ассоциации с данными по месторождению Садбери. Здесь рассмотрены раннетриасовые месторождения Норильска — Талнаха в Сибири (данные Смирнова, подсчитанные, как описано у Налдретта и Кабри), месторождение Миннамакс в комплексе Дулут с возрастом 1,1 млрд. лет, Миннесота, никелевое месторождение Грейт-Лейкс, также связанное с интрузией, имеющей возраст 1,1 млрд. лет, западнее залива Тандер, Онтарио, и месторождение в районе Инсизвы, Транскей. Все четыре месторождения характеризуются значительно более высокими содержаниями Pt, Pd и Au, чем типичные месторождения Садбери. Месторождение Инсизва отличается от других значительно более высокими значениями отношения Pt/ (Pt + Pd), равного 0,65, и низкими значениями (Pt + Pd)/ (Ru + Ir + Os), равного 6,99. Эти данные указывают на то, что рассматриваемые отношения являются функцией степени дифференциации вмещающей магмы, а месторождение Инсизва дифференцировано менее других (см. ниже).

На зональность Норильско-Талнахских месторождений по меди уже ссылались, и интересно было бы обнаружить такие же изменения по элементам платиновой группы, как на месторождениях Страткона и Левак-Уэст в Садбери. Данные, приведенные в табл. 2 по месторождению Комсомольское, являются средними по двум образцам массивной руды из основания этого месторождения, любезно предоставленным П. Торнхиллом из Falconbridge Nickel Mines Ltd. Они имеют отношение (Pt + Pd) / (Ru + Ir + Os), равное 4,8, что в сравнении со средним по Талнаху (12,6) позволяет предполагать обеднение Ru, Ir и Os базальных скоплений массивной руды.

Другие месторождения, связанные с габбро. Для всех этих месторождений типичны крутые профили кривых, характеризующих габбровые магмы (рис. 30), хотя изменения в уровне содержаний элементов платиновой группы очень значительны: от самых высоких на месторождении Каничи, в котором концентрации такие же, как на месторождениях, связанных с платобазальтами, до самых низких в рудах месторождения Монткалм, в котором уровни содержаний элементов платиновой группы являются почти такими же низкими, как в некоторых мафических и ультрамафических породах. Причины таких экстремально низких уровней, обнаруженных на месторождении Монткалм, рассмотрены ниже.

Цинк и свинец. Содержания цинка и свинца определялись в образцах с 11 месторождений. Отдельные анализы по каждому месторождению нанесены на рис. 31 в зависимости от вычисленного весового процентного содержания сульфида в образце. Данные не были пересчитаны на содержание металлов в 100%-ных сульфидах по причине, которая ниже станет очевидной.

В 9 из 11 месторождений данные по цинку указывают на отсутствие корреляции с содержаниями сульфида. На месторождении Фалконбридж существует слабая отрицательная корреляция, предполагающая, что силикатная вмещающая порода, возможно, была более богата цинком, чем сульфиды. На месторождении Страткона существует слабая положительная корреляция, которая является следствием того, что три типа руд — руды висячего бока, брекчии и лежачего бока — имеют одновременно как постепенное повышение содержаний цинка, так и более высокие содержания сульфида. Отсутствие на большинстве месторождений какой-либо корреляции с содержанием сульфидов можно понять, если цинк распределяется приблизительно поровну между магматическими сульфидами и силикатной вмещающей породой — поведение, которое согласуется с экспериментальными определениями Симадзаки и Мак-Лина, обсуждаемыми ниже. Мы уже ссылались на зональность по меди, никелю и элементам платиновой группы на месторождениях Страткона и Левак-Уэст. Она приписывается (см. ниже) фракционной кристаллизации моносульфидного твердого раствора из сульфидного расплава, причем Cu, Ni, Pt и Pd отдают предпочтение сульфидному расплаву. Наши данные указывают на то, что цинк также предпочитает сульфидный расплав твердому раствору. Что касается месторождения Фалконбридж, то отметим (ниже), что руда на этом месторождении, по-видимому, является моносульфидным твердым раствором, ранней раскристаллизовавшейся фракцией рудного флюида. Поэтому сульфиды будут здесь обеднены цинком по сравнению с сульфидным расплавом, из которого они выкристаллизовались; этим объясняется обеднение ассоциирующихся с ними вмещающих пород и отрицательная корреляция между содержаниями цинка и сульфида. Можно предполагать подобную отрицательную корреляцию в равноценной руде ранней стадии кристаллизации на месторождении Страткона (собственно руда висячего бока), и даже если эти данные игнорировать, то фактически здесь все равно имеет место слабая отрицательная корреляция.

На рис. 31 все точки свинца без видимой корреляции сильно разбросаны, указывая на то, что этот металл в равной степени находится как в сульфидах, так и в силикатах. Значительный разброс этих данных, как в рудах, богатых силикатами, так и в богатых сульфидами, предполагает, что этот металл очень подвижен. Отсутствие видимого предпочтения либо силикатов, либо сульфидов в свою очередь согласуется с низкими коэффициентами разделения, отмеченными для свинца Симадзаки и Мак-Лином (также см. ниже).

Мышьяк, селен и изотопы серы. В табл. 2 для ряда месторождений приведены средние содержания мышьяка, пересчитанные на 100%-ный сульфид. Месторождение Маунт-Эдуард — единственное изученное архейское месторождение, связанное с коматиитами, оно имеет удивительно высокое среднее содержание мышьяка, равное 250 млн-1. Протерозойское связанное с коматиитами месторождение Доналдсон-Уэст имеет среднее содержание мышьяка, равное 136. Концентрация мышьяка на месторождении Монткалм ниже предела обнаружения, равного 3 млн-1. Значительные колебания наблюдались между северным и южным флангами рудного поля Садбери. Содержание мышьяка на месторождении Левак-Уэст ниже предела обнаружения, а на месторождениях Литл-Стоби 1 и 2 средние содержания составляют соответственно 160 млн-1 и 93 млн-1. Различие между северным и южным флангами совпадает с наблюдениями Холи, который отмечал, что проявления арсенидов ограничены южным флангом и месторождениями вне материнской интрузии (офсетными).

В табл. 2 также приведены уровни содержаний селена в 100%-ном сульфиде. На трех месторождениях района Садбери — Левак-Уэст и Литл-Стоби 1 и 2 — средние значения составляют от 90 до 100 млн-1. Содержание на месторождении Доналдсон-Уэст составляет 99 млн-1, на Лангмуире 1 — 100 млн-1 и на месторождении Маунт-Эдуард — 144 млн-1. Низкие значения: 11, 16, 18, 20, 28 и 36 млн-1 — наблюдались соответственно на месторождениях Лангмуир 2, Пайн, Персиверанс, Маунт-Уиндарра (Западная Австралия), Космик-Бей (Форрестания, Западная Австралия) и Монткалм. Уровень 100 млн-1 в массивных сульфидах соответствует отношению S/Se, равному 2900. Отношения от 2000 до 10 000 рассматриваются как обычные для магматических сульфидных руд, а значения > 20 000 типичны для осадочных сульфидов. Хотя интерпретация на основе отношения S/Se подвержена ошибке, высокие значения отношения S/Se использовались как доказательства, помогающие определить, что при образовании месторождения Маунт-Уиндарра могла происходить ассимиляция осадочного сульфида. Грин предполагал, что ассимиляция частично была причиной минерализации на месторождении Лангмуир 2 и высокое отношение S/Se на месторождении Пайн также согласуется с моделью ассимиляции, предложенной Налдреттом и др. Отношение S/Se на месторождении Монткалм (10 800) недостаточно отчетливо, во всяком случае для того, чтобы быть диагностическим признаком в отношении источника серы.

Данные, полученные по отношениям изотопов серы в некоторых специально отобранных образцах, приведены на рис. 32 и в табл. 2. Большая часть значений b34S близка к нулю, за исключением значений для магматических сульфидов. Для трех месторождений района Садбери установлен разброс значений b34S от 0 до 4, причем месторождение Левак-Уэст содержит более или менее тяжелую серу по сравнению с месторождениями Литл-Стоби. По этим данным предполагают, что на месторождении Левак-Уэст брекчиевые руды имеют несколько более легкую серу, чем руда лежачего бока, чья сера может в свою очередь быть несколько легче, чем сера богатых медью прожилков.

Такая последовательность типов руды рассматривается как следствие фракционной кристаллизации из сульфидного расплава моносульфидного твердого раствора, и, таким образом, существует возможность того, что 32S отделяется в ранее раскристаллизовавшийся твердый раствор несколько легче, чем 34S.