Abstract

The Mount Charlotte gold deposit, Kalgoorlie, Australia, comprises a series of steeply plunging orebodies in which a network of conjugate quartz veins are surrounded by sulfide-rich alteration haloes that host most of the gold. There are three mineralogically distinct types of alteration halo, which are systematically distributed on the orebody scale, with pyrite-rich haloes at the top and in the periphery of the deposit, and pyrrhotite-rich alteration at depth and in the center of the fluid-upflow zones. Fluid inclusions in the main-stage quartz from veins within each of the three alteration assemblages have been analyzed to determine possible thermal and chemical trends on the scale of the deposit. Fluid-inclusion assemblages associated with the shallow and more distal pyrite–muscovite alteration contain three-phase H2O–CO2 inclusions and coexisting liquid-rich, aqueous inclusions with less than 15 vol.% vapor. The lowest-temperature Fluid Inclusion Assemblages (FIAs) from this alteration assemblage homogenize between 210 and 245°C. FIAs in quartz veins in pyrite–pyrrhotite alteration contain two-phase H2O–CO2–CH4 inclusions and liquid-rich, aqueous inclusions. The lowest-temperature FIAs in this assemblage homogenize between 240 and 275°C. Veins in pyrrhotite–albite alteration contain two-phase H2O–CO2–CH4 inclusions and liquid-rich, aqueous inclusions, with the lowest-temperature FIAs homogenizing from 260 to 310°C. A late, secondary population of liquid-rich H2O–CH4 inclusions was also observed in veins associated with pyrite–muscovite and pyrrhotite–albite alteration. These inclusions homogenize between 239 and 286°C. Although the temperature ranges overlap, the fluid-inclusion data and alteration data consistently indicate a significant gradient in temperature between the base and the top of the deposit (up to 100°C/km) during vein stockwork formation and alteration at Mount Charlotte. In contrast, the chemical composition of the fluids in terms of H2O : CO2 : CH4 : NaCl, as determined by microthermometry and Raman-microprobe analyses, do not vary in a systematic manner on the deposit scale, although the CH4 : CO2 ratio varied across a large range. These observations indicate that gold deposition at Mount Charlotte occurred by desulfidation of bisulfide complexes due to reaction with Fe-rich wallrocks to form pyrrhotite and pyrite, as previously suggested. These reactions are strongly temperature-dependent. The relatively high grade of gold in the Mount Charlotte orebody can be explained by the unusually steep temperature-gradient along the fluid-flow path through the vein network.

Abstract

Le gisement aurifère de Mount Charlotte, à Kalgoorlie, en Australie, est fait d’une série de zones minéralisées à fort pendage, dans lesquelles des veines de quartz conjuguées sont entourées d’une auréole à sulfures qui contient la plupart de l’or. Nous distinguons trois types d’altération, dont la distribution est systématique à l’échelle du gisement, avec une auréole riche en pyrite vers le haut et près de la périphérie du gisement, et une auréole à pyrrhotite en profondeur et au centre des zones de montée de la phase fluide. Nous avons analysé les inclusions fluides piégées dans le quartz du stade principal de minéralisation des veines de chacun des trois types d’altération afin d’évaluer la présence possible de gradients thermiques et chimiques à l’échelle du gisement. Les assemblages d’inclusions fluides associés à l’altération à faible profondeur et dans les parties plus distales, à pyrite + muscovite, contiennent des inclusions à trois phases H2O–CO2 et coexistent avec des inclusions riches en liquide aqueux avec moins de 15% de phase vapeur, en volume. La température d’homogénéisation la plus faible indiquée par les assemblages d’inclusions fluides de cet assemblage est entre 210 et 245°C. Les assemblages d’inclusions fluides des veines de quartz des zones à pyrite + pyrrhotite contiennent des inclusions à deux phases dans le système H2O–CO2–CH4 et des inclusions aqueuses riches en liquide. La température d’homogénisation varie de 240 à 275°C. Les veines entourées d’une gaine à pyrrhotite + albite contiennent des inclusions H2O–CO2–CH4 à deux phases et des inclusions aqueuses riches en liquide, dont la température d’homogénisation la plus faible est dans l’intervalle 260 à 310°C. Nous avons aussi observé une population tardive d’inclusions H2O–CH4 secondaires riches en liquide, en association avec l’altération à pyrite + muscovite et pyrrhotite + albite. Ces inclusions s’homogénisent entre 239 et 286°C. Quoique les intervalles de température se chevauchent, les données sur les inclusions fluides et sur les modes d’altération concordent pour indiquer un gradient important en température entre la base et le sommet du gisement (jusqu’à 100°C/km) pendant la formation du stockwerk de veines et de l’altération au Mount Charlotte. En revanche, la composition chimique de la phase fluide en termes de H2O : CO2 : CH4 : NaCl, telle que déterminée par microthermométrie et par microspectrométrie de Raman, ne semble pas varier de façon systématique à l’échelle du gisement, quoique le rapport CH4 : CO2 a varié largement. D’après ces observations, la déposition de l’or à Mount Charlotte aurait eu lieu par perte de soufre aux dépens des complexes bisulfurés suite aux réactions avec les roches riches en fer des parois, pour produire la pyrrhotite et la pyrite, comme on l’a déjà montré. Ces réactions dépendent fortement de la température. La teneur relativement élevée en or du gisement de Mount Charlotte dépendrait d’un gradient thermique inhabituellement abrupt au cours de la montée de la phase fluide le long du réseau de veines.

(Traduit par la Rédaction)

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