Abstract

We have investigated the Re–Os isotope geochemistry of 2.7-Ga metakomatiitic flows and associated Ni–Cu sulfide deposits from Alexo, Texmont and Hart in the Abitibi greenstone belt of Ontario in order to refine the thermal erosion model and evaluate the superimposed effects of metamorphism and hydrothermal alteration on ore environments and non-ore environments. Although the geochemical characteristics of these komatiites have led to the belief that these lavas were uncontaminated, radiogenic Os isotopic compositions (γOs = +20.2 and +33.2) obtained from well-preserved komatiites and olivine separates suggest that the Alexo flow has been contaminated by crust-derived material. These data are compatible with the trace-element enrichment observed in melt inclusions trapped within olivine. Redistribution of Os and Re did occur at least at the mineral scale and most likely during the Grenville orogeny. Hydrothermal fluids were channeled along the contact between the komatiites and their basement, and were responsible for the remobilization of Re or Os (or both) within the sulfides at Alexo and Hart. Matrix and disseminated sulfides from Texmont are located within the pile of cumulates and seem to have escaped this localized alteration. Although the Abitibi sulfides have experienced various degrees of metamorphism (from prehnite–pumpellyite to low amphibolite facies), the initial Re–Os isotopic composition of the flows appears to have been preserved at the whole-rock scale. Re–Os isotopic heterogeneity of the Abitibi sulfides is best explained by variable R-factor of the sulfides. Re and Os concentrations and Os isotopic heterogeneity of the Abitibi sulfides are consistent with the current model of nickel sulfide formation, which implies that the assimilation of sulfidic sedimentary rocks was the trigger for sulfide saturation.

Abstract

Nous avons étudié la géochimie isotopique Re–Os des coulées métakomatiitiques et des gisements de sulfures de Ni–Cu associés, Alexo, Texmont et Hart, dans la ceinture de roches vertes de l’Abitibi, en Ontario, mis en place il y a 2.7 milliards d’années, afin d’évaluer le modèle de l’érosion thermique et des effets surimposés du métamorphisme et l’altération hydrothermale dans les milieux près des gisements ou non. Bien que les caractéristiques géochimiques de ces komatiites ont mené à la conclusion que ces laves ne sont pas contaminées, les proportions d’Os radiogénique (γOs = +20.2 et +33.2) obtenues à partir de roches komatiitiques et de fractions d’olivine bien conservées font penser que la coulée d’Alexo a été contaminée par un matériau d’origine crustale. Ces données sont compatibles avec les taux d’enrichissement décelés dans les reliquats magmatiques piégés dans l’olivine. Une redistribution de l’osmium et du rhénium a au moins eu lieu à l’échelle intergranulaire, et tout probablement au cours de l’orogenèse grenvillienne. Les fluides hydrothermaux ont été canalisés le long du contact entre les komatiites et le socle, et sont responsables de la remobilisation de Re ou de Os (ou des deux) parmi les sulfures à Alexo et Hart. Les sulfures de la matrice et disséminés à Texmont sont situés à l’intérieur d’un empilement de cumulats et semblent avoir échappé à cette altération localisée. Bien que les sulfures de ces sites dans l’Abitibi ont subi les effets variables d’une recristallisation métamorphique (allant du faciès prehnite–pumpellyite au faciès amphibolite inférieur), la composition isotopique Re–Os initiale des coulées semble avoir été conservée à l’échelle de la roche totale. Les hétérogénéités isotopiques Re–Os des sulfures de ces suites résulteraient du facteur R variable des sulfures. Les concentrations en Re et Os et les rapports isotopiques hétérogènes de l’osmium dans les sulfures de ces suites de l’Abitibi concordent avec le modèle accepté de formation des sulfures de nickel, ce qui implique une assimilation de roches sédimentaires sulfurées pour déclencher la saturation des systèmes en sulfures.

(Traduit par la Rédaction)

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