Large Igneous Provinces (LIPs) form during short-lived pulses of extensive magmatic activity. LIPs are known for their ability to affect global climate as well as for their Ni-Cu-PGE ore potential. A key factor that controls the intensity of the climate impact of a LIP and its ore potential is the assimilation of volatile-rich sedimentary host rocks. Magmas of the High Arctic Large Igneous Province (HALIP), exposed in the Arctic, intruded volatile-rich black shales, carbonates and evaporites in the Canadian Arctic Islands, offering a great opportunity for studying magma-sediment interaction. The purpose of this study is to test whether assimilation of sedimentary sulphide can promote sulphide immiscibility in magma and thus aid formation of Ni-Cu-PGE ore bodies. This is done by analysing sulphur isotopes in pyrite grains hosted in a HALIP dolerite sill, which was emplaced into black shale, by using Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). Four dolerite samples are analysed; two coming from the lower contact margin of the sill, one from 60 cm into the sill and one sample from a basaltic vein at the upper contact margin of the sill. A total of 14 pyrite grains (n = 246 individual SIMS spot analyses) were analysed for their sulphur isotope ratios. The results of the SIMS analyses show that all analysed sulphides have highly negative δ34S values ranging from -19.5 to -5.7‰ (average δ34S = -8.2 ± 0.83‰, 2SD), which therefore differ largely from that of the primitive mantle (0 ± 1.8‰). In order to put our four analysed dolerite samples into a broader context, δ34S data of our sulphides are compared with whole-rock δ34S and δ18O data from Hare Fiord shale and dolerite samples. The δ34S values of the sulphide samples from the sill typically trend toward the negative sulphur isotope composition of the sulphides in the surrounding shale, and the shale surrounding the sill experiences a loss of 32S near the contact of the sill. This indicates that sedimentary light sulphur (32S) has been locally incorporated into the sill by the surrounding shale, resulting in negative δ34S values in the magmatic sulphides. Since sulphide immiscibility in the Hare Fiord sill was triggered by assimilation of sulphur from host rock shale, the igneous rocks of the HALIP may be prospective for Ni-Cu-PGE mineralization, though more studies are needed. Furthermore, our results suggest that incorporation of crustal sulphur increased the volatile budget of HALIP magmas, which therefore could have contributed to a deterioration of the environmental conditions during the emplacement of the HALIP. / Stora magmatiska provinser (på engelska Large Igneous Provinces, LIPs) är vulkaniska event då enorma mängder magma avsätts över en väldigt stor yta under ett, i ett geologiskt perspektiv, kort tidsspann. Dessa stora vulkaniska utbrott har väckt stort intresse då de är samtida med flera av de största massutdöendena i jordens historia, men också för att en viss typ av sulfidmalm rik på nickel, koppar och platinametaller (Ni-Cu-PGE malmer) ofta förekommer i provinsernas magmagångar och magmakammare. En viktig faktor som till stor del avgör en magmatisk provins påverkan på klimatet och potentiella malmförekomster är inkorporering av sedimentära bergarter till magman som, när de hettas upp, kan frigöra gaser rika på svavel och kol. I Kanadas arktiska öar trängde magma tillhörande den högarktiska magmatiska provinsen (HALIP) in i svart skiffer, karbonater och evaporiter, som är sedimentära bergarter rika på flyktiga ämnen. Denna magmatiska provins erbjuder därför stora möjligheter till att studera interaktionen mellan magma och sedimentära bergarter. Syftet med denna studie är att testa om inkorporering av sedimentärt svavel kan främja bildandet av sulfidsmälta i magma och därigenom bidra till bildandet av sulfidmalmer. Detta görs genom att analysera svavelisotoper i sulfidmineral i prover från en magmagång, som trängde in i en skifferformation, tillhörande den högarktiska magmatiska provinsen i norra Kanada. Genom att analysera svavelisotopkvoten (δ34S) i sulfidmineral kan man få information om huruvida svavlet i mineralen är av sedimentärt ursprung (där skiffer generellt har negativa δ34S värden) eller om svavlet har δ34S värden liknande de från manteln (som har δ34S värden runt 0‰), vilket i så fall skulle innebära att magman inte har inkorporerat sedimentärt svavel. Genom att använda masspektrometri av typen SIMS analyseras totalt 14 sulfidmineralkorn (n = 246 individuella SIMS punkter) för deras svavelisotopkvoter. Resultatet av studien visar att alla analyserade sulfidmineral har mycket negativa δ34S värden mellan -19.5 och -5.7‰ (med ett δ34S medelvärde på -8.2 ± 0.83‰, två standardavvikelser). Genom att jämföra våra δ34S värden med δ34S och δ18O värden för andra prover från både magmagången och den omgivande skiffern kunde vi se att δ34S värdena för sulfidmineralen i de yttre delarna av magmagången har liknande negativa värden som den omgivande skiffern, och att δ34S värdena för skiffern närmast magmagången är mer positiva. Detta tyder på att sedimentärt svavel i kontakten mellan magmagången och skiffern har blivit inkorporerat i magman från den omgivande skiffern. Våra resultat tyder därför på att sulfidmineralen i våra prover från magmagången bildades genom assimilering av svavel från den omgivande skiffern. Detta innebär i sin tur att den kanadensiska högarktiska magma provinsen potentiellt kan vara en källa för sulfidmalm, även om ytterligare studier behövs. Dessutom visar våra resultat att inkorporering av sedimentärt svavel förmodligen ökade de vulkaniska gaserna i magman, vilket kan ha bidragit till klimatförändringar relaterade till den vulkaniska aktiviteten av den högarktiska magmatiska provinsen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-357415 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Hagerfors, Erika |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, 1650-6553 ; 440 |
Page generated in 0.0023 seconds