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Geology of the Paleoproterozoic Zn-Cu-Au Lalor volcanogenic massive sulphide deposit and its gold-rich lenses, Snow Lake, Manitoba. / Géologie du gisement de sulfures massifs volcanogène Paléoprotérozoïque à Zn-Cu-Au de Lalor et de ses lentilles riches en or, Snow Lake, Manitoba.

Caté, Antoine (2016). Geology of the Paleoproterozoic Zn-Cu-Au Lalor volcanogenic massive sulphide deposit and its gold-rich lenses, Snow Lake, Manitoba. / Géologie du gisement de sulfures massifs volcanogène Paléoprotérozoïque à Zn-Cu-Au de Lalor et de ses lentilles riches en or, Snow Lake, Manitoba. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 430 p.

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Résumé

Le gisement de sulfures massifs volcanogène (SMV) paléoprotérozoïque de Lalor est situé dans le camp minier de Snow Lake au Manitoba. Le gisement est encaissé dans les roches de la séquence volcanique de Chisel datées à 1.89 Ga, tout comme les SMV de Chisel, Chisel North, Ghost, Photo et Lost. Le gisement Lalor est composé de lentilles minéralisées à Zn (sulfures massifs à semi-massifs), polymétalliques à Au (sulfures disséminés ou en veinules) et à Cu-Au (sulfures semi-massifs ou en veinules) superposées stratigraphiquement et structuralement. Les roches hôtes du gisement sont volcaniques à intrusives, de composition mafique à felsique et d’affinité majoritairement transitionnelle à calco-alcaline. Les lentilles de sulfures massifs se sont formées principalement en deux épisodes; d’abord dans une unité felsique de nature probablement volcanoclastique (dacite de Powderhouse), puis dans une unité mafique volcanoclastique (unité mafique de Moore supérieure) plus haut dans la stratigraphie. Le gisement de Lalor est approximativement situé au même niveau stratigraphique que la plupart des autres gisements de SMV de la séquence de Chisel. Le mur du gisement est affecté par une altération hydrothermale intense et étendue ayant provoqué des changements minéralogiques et chimiques importants dans les unités volcaniques. Les roches issues de cette altération ont subi un métamorphisme au grade des amphibolites et les assemblages métamorphiques en résultant sont riches en quartz, amphibole ferromagnésienne, amphibole calcique, carbonate, chlorite, cordiérite, grenat, staurotide, aluminosilicate, biotite, muscovite, gahnite, sulfures, magnétite et autres minéraux traces. Quatre types d’altération principaux avec des signatures géochimiques, distributions et associations avec la minéralisation distinctes ont été différenciés en fonction de leur composition géochimique et minéralogique (types Mg-Fe, K-Mg-Fe, K et Mg-Ca). D’autres types d’altération moins intense sont présents à distance du gisement ou dans le toit. Les roches hôtes de la minéralisation à Lalor ont subi en plus du métamorphisme une déformation polyphasée intense (D1 à D3) dominée par la phase D2. Les sulfures massifs à Zn et les zones de veinules à Cu-Au primaires ont été plissées, fortement transposées et affectées par une remobilisation mécanique des sulfures. Une partie des métaux a été remobilisée durant le métamorphisme par fusion des sulfures et métasomatisme pour former les lentilles polymétalliques à Au. Cette minéralisation est associée à un métasomatisme calcique ayant formé des bandes à amphiboles calciques avec des concentrations variables en quartz, anorthite, chlorite, calcite et autres minéraux trace. L’enrichissement en Au à Lalor est interprété comment ayant eu lieu pendant la mise en place du gisement par enrichissement des fluides hydrothermaux liés au SMV. L’Au et d’autre métaux déjà présents dans le système ont ensuite été remobilisés durant la déformation et le métamorphisme subséquents dans les zones minéralisées déjà existantes ou dans des zones nouvellement formées.

Abstract

The Paleoproterozoic Lalor Zn-Cu-Au volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit is located in the Snow Lake mining camp, Manitoba. The deposit is hosted in the ca. 1.89 Ga Chisel volcanic sequence along with the Chisel, Chisel North, Ghost, Photo and Lost VMS deposits. The Lalor orebody consists of stratigraphically and structurally stacked Zn-rich massive sulphide ore lenses, polymetallic Au-rich disseminated to stringer lenses, and Cu-Au-rich stringer to semi-massive sulphide lenses. The host volcanic succession comprises mafic to felsic dominantly transitional to calc-alkaline extrusive and intrusive volcanic rocks. Massive sulphide ore lenses were deposited in two episodes, i.e. in a felsic probably volcaniclastic unit (Powderhouse dacite), and in a mafic volcaniclastic unit (Upper Moore mafic unit) higher in the stratigraphy. The Lalor deposit is located at approximately the same stratigraphic position as most of the other VMS deposits of the Chisel sequence. Extensive and intense hydrothermal alteration has affected the footwall of the deposit, leading to important chemical and mineralogical modifications in volcanic units. Altered rocks have undergone subsequent deformation and amphibolite-grade metamorphism that resulted in the formation of various metamorphic mineral assemblages enriched in quartz, Mg-Fe amphiboles, Ca amphiboles, carbonates, chlorite, cordierite, garnet, staurolite, aluminosilicates, biotite, muscovite, gahnite, sulphides, magnetite and other trace minerals. Four alteration types with specific geochemical signatures, distribution and relationship with the ore have been discriminated based on geochemical and mineral composition (Mg-Fe, K-Mg-Fe, Mg-Ca and K). Less intense alteration types are present distal to the deposit and in the hangingwall. D2-dominated polyphase deformation (D1 to D3) and amphibolite-grade metamorphism have intensely modified the deposit and its host rocks. Syn-VMS Zn massive sulphides and Cu-Au stringer zones are folded, strongly transposed and affected by mechanical remobilization of sulphides. Syn-metamorphic distal remobilization of metals through sulphide anatexis and metasomatism formed polymetallic Au ore lenses. This mineralization is associated with Ca metasomatism characterized by pervasive bands of Ca amphibole with variable abundance of quartz, anorthite, chlorite, calcite and other trace minerals. Gold enrichment of the Lalor deposit is interpreted to have occurred syn-VMS through Au-enrichment of VMS-forming hydrothermal fluids. Subsequent deformation and metamorphism remobilized Au and other metals already present in the system to form metal concentrations within or outside already existing ore zones.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Mercier-Langevin, Patrick
Co-directeurs de mémoire/thèse: Ross, Pierre-Simon; Dubé, Benoît
Mots-clés libres: Lalor; Snow Lake; orogenèse protérozoïque Trans-Hudsonienne; Paléoproterozoïque; SMV riche en or; or synvolcanique; SMV métamorphisé; SMV déformé; remobilisation de l’or; Trans-Hudson Orogen; Paleoproterozoic; gold-rich VMS; synvolcanic gold; metamorphosed VMS; deformed VMS; gold remobilization
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 26 avr. 2017 13:37
Dernière modification: 26 avr. 2017 13:37
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/5116

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