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Geology of the banded iron formation-hosted Musselwhite gold deposit, Superior Province, Ontario, Canada / Géologie du gisement aurifère encaissé dans des formations de fer Musselwhite, Province du Supérieur, Ontario, Canada.

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Oswald, William (2018). Geology of the banded iron formation-hosted Musselwhite gold deposit, Superior Province, Ontario, Canada / Géologie du gisement aurifère encaissé dans des formations de fer Musselwhite, Province du Supérieur, Ontario, Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 511 p.

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Résumé

La mine Musselwhite se situe près du lac Opapimiskan dans le nord-ouest de l’Ontario, à 475 km au nord de la ville de Thunder Bay. En exploitation depuis 1997, plus de 4 Moz d’or y ont été produites. Le gisement d’or de classe mondiale Musselwhite est encaissé dans les formations de fer rubanées (FFR) polydéformées au faciès métamorphique des amphibolites de la ceinture de roches vertes mésoarchéenne (3.0-2.7 Ga) de North Caribou (CNC), dans le nord-ouest de la Province du Supérieur. Ce type de gisement est relativement rare et peu d’études se sont penchées sur la genèse et les contrôles régissant les mineralisations aurifères dans les FFR. Elles peuvent cependant former des gisements colossaux, comme l’illustre celui de Homestake de 40 Moz d’or, aux USA. Le présent projet constitue une étude multidisciplinaire de la géologie et de la métallogénie du gisement d’or Musselwhite, caractérisé à l’aide de données géologiques, structurales, pétrographiques et géochimiques. La NCG est majoritairement composée de basalte et komatiite tholéiitiques datés entre 3,05 et 2,91 Ga, recouvert de greywackes syn-orogéniques (<2,85 Ga). De larges batholithes de type TTG datés entre ca. 2,85 et ca. 2,73 Ga entourent la CNC. Trois phases principales de déformation ont affecté les roches de la CNC qui sont métamorphisées au faciès des amphibolites, daté à ca. 2660 Ma. Les étroites enveloppes sub-verticales de minerai sont encaissées dans la FFR à grunérite-grenat affectée par des zones de forte déformation D2 associées à des plis fermés à isoclinaux. La minéralisation aurifère épigénétique s’est formée sous des conditions métamorphiques de la zone à grenat, via un remplacement à pyrrhotite et une silicification de la FFR par des fluides issus de la dévolatilisation métamorphique des roches sous-jacentes. Elle est accompagnée d’une altération distale potassique (biotite) et proximale calcique (hornblende) remplaçant la grunérite dans la FFR. La teneur en or a une corrélation positive avec celles de l’Ag, du Cu, Se et Te. La minéralisation aurifère à Musselwhite est synchrone à la déformation D₂ et au métamorphisme M₂, et s’est mise en place entre 2720 et 2660 Ma. Le gisement Musselwhite comporte des éléments communs à d’autres gisements tels que Lupin (TNO, Canada), Homestake (USA), Nevoria (Australia), notamment le contrôle lithologique de la FFR silicatée sur l’or. Un tel horizon clé, un contexte structural complexe et de forts gradients de déformation sont des vecteurs d’explorations importants au sein de la CNC, du nord-ouest de la Province du Supérieur, et dans d’autres terrains métamorphisés précambriens.

Abstract

The Musselwhite mine is located near Opapimiskan Lake in northwestern Ontario, 475 km north of Thunder Bay. Over 4 Moz of gold have been produced since the start of operation in 1997. The world-class Musselwhite gold deposit is hosted by polydeformed, amphibolite-grade banded iron formations (BIF) in the Mesoarchean (3.0-2.7 Ga) North Caribou greenstone belt (NCG), in northwestern Superior Province. This deposit type is quite rare and few studies focused on their genesis and gold ore-forming processes. However, they can form large deposits, such as the Homestake mine (40 Moz of gold, USA). This project constitutes a multidisciplinary study of the geology and metallogeny of the Musselwhite gold deposit, using geological, structural, petrographic, and geochemical data. The NCG is mainly composed of tholeiitic basalts and komattites dated between 3.05 and 2.91 Ga, overlain by syn-orogenic greywackes (<2.85 Ga). Large TTG-type batholiths dated between 2.85 and 2.73 Ga surround the NCG. Three major phases of deformation affected rocks of the NCG, which were metamorphosed to amphibolite facies around 2660 Ma. Narrow sub-vertical ore zones are hosted by garnet-grunerite BIF in D2 high-strain zones associated with close to isoclinal folds. Epigenetic gold mineralization formed under garnet zone metamorphic conditions through pyrrhotite-replacement and silicification of the BIF by fluids stemming from metamorphic devolatilization of underlying rocks. It is accompanied by potassic (biotite) alteration and proximal calcic (hornblende) alteration of grunerite in the BIF. Gold grade is positively correlated with Ag, Cu, Se and Te. Gold mineralization at Musselwhite is synchronous to D₂ deformation and M₂ metamorphism, and was emplaced between 2720 and 2660 Ma. The Musselwhite deposit shows features common with other deposits such as Lupin (NWT, Canada), Homestake (USA), and Nevoria (Asutralia), notably the lithological control of silicate BIF on gold. Marker horizons, complex structural context, and strong deformation gradient are key exploration vectors in the NCG, the northwestern Superior Province, and other Precambrian terranes.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Castonguay, Sébastien
Co-directeurs de mémoire/thèse: Dubé, Benoît; Malo, Michel
Mots-clés libres: Archéen; Province du Supérieur; North Caribou; or encaissé dans formations de fer rubanées; or épigénétique; gradient de déformation; métamorphisme amphibolite; Ontario; Archean; Superior Province; North Caribou; BIF-hosted gold; epigenetic gold; deformation gradient; amphibolite metamorphism
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 oct. 2018 15:18
Dernière modification: 19 oct. 2018 15:18
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7589

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