Abstract

Fluid inclusions in mineralized quartz veins from the ca. 2890 Ma McPhees gold deposit, Pilbara Craton, Western Australia, were examined to determine the composition of the mineralizing fluid and to constrain the physical conditions of gold deposition. The composition of inclusions was determined by standard microthermometric and laser Raman analyses of selected assemblages of fluid inclusions. The veins contain: (1) abundant, Type-Ia monophase, CO2-rich inclusions and coeval Type-Ib two-phase, mixed H2O + CO2 inclusions; (2) secondary, two-phase, Types II and III, respectively, low- and high-salinity aqueous inclusions, and (3) secondary Type-IV monophase, mixed CO2–CH4–N2 inclusions. Type-Ib inclusions have highly variable bulk-compositions (10–100 vol.% CO2–CH4) and variable salinity (3–12 eq. wt.% NaCl). Types II and III inclusions have similar morphologies and modes of occurrence, but have distinctly different salinities (0.3–12.6 eq. wt.% and >21.0 eq. wt.%, respectively). Heating experiments indicate minimum temperatures of trapping of 350 ∠641°C for Type-I inclusions, 207 ∠660°C for Type-II inclusions, and 143 ∠637°C for Type-III inclusions. Oxygen isotope compositions of quartz–actinolite and albite–actinolite pairs indicate a temperature of gold-associated alteration of ~350°C, consistent with arsenopyrite thermometry, which indicates gold mineralization at <480°C. The early CO2-rich fluid inclusions have densities that range from 0.6 to 1.05 g/cm3 which, at 350°C, correspond to 1–2 kbar pressure, consistent with geological relations indicating that the McPhees deposit formed at <7 km. Type-I inclusions are interpreted to contain early vein-related fluids that carried gold, but this assemblage (nearly pure CO2 and subordinate, coexisting H2O-rich fluid inclusions) is unusual for orogenic gold deposits. It is most likely a result of fluid mixing that may have played a role in gold deposition in veins; however, host-rock lithology seems to have been a first-order control in localizing the gold.

Abstract

Nous avons examiné les inclusions fluides piégées dans le quartz de veines minéralisées du gisement aurifère de McPhees, formé il y a environ 2890 millions d’années, au craton de Pilbara, en Australie occidentale, afin de déterminer la composition du fluide minéralisateur et de délimiter les conditions physiques de déposition de l’or. Nous avons déterminé la composition des inclusions par analyses microthermométriques conventionnelles et par analyses Raman au laser d’assemblages choisis d’inclusions fluides. Les veines contiennent: (1) une abondance d’inclusions dites de type Ia, monophasées, à CO2, et de type Ib, contemporaines, à deux phases, H2O + CO2; (2) des inclusions aqueuses secondaires à deux phases, à faible (type II) ou à forte salinité (type III), et (3) des inclusions secondaires monophasées, de type IV, contenant un mélange CO2–CH4–N2. Les inclusions de type Ib ont une composition très variable (10–100 vol.% CO2–CH4) et une salinité variable (3–12% equivalents de NaCl). Les inclusions de types II et III adoptent une morphologie et un mode de distribution semblables, mais avec des salinités distinctes (0.3–12.6% et >21.0% équivalents de NaCl, respectivement). Des expériences de chauffage indiquent une température de piégeage minimale de 350 ∠641°C pour les inclusions de type I, 207 ∠660°C pour celles de type II, et 143 ∠637°C pour celles de type III. Les compositions isotopiques de l’oxygène des assemblages quartz + actinolite et albite + actinolite indiquent une température d’altération accompagnant la minéralisation aurifère d’environ 350°C, ce qui concorde avec les résultats de la géothermométrie fondée sur l’arsénopyrite, qui indique une minéralisation à environ 480°C. La phase fluide carbonatée précoce avait une densité entre 0.6 et 1.05 g/cm3, ce qui, à 350°C, correspond à une pression entre 1 et 2 kbar. Les relations de terrain indiquent une profondeur du gisement d’environ 7 km. Les inclusions de type I semblent échantillonner la phase fluide précoce porteuse d’or, circulant dans le système de veines, mais cet assemblage (inclusions de CO2 presque pur et inclusions moins importantes de fluide aqueux coexistant) est inhabituel dans les gisements aurifères orogéniques. L’association, qui serait due à un mélange de fluides, pourrait avoir eu une rôle déterminant dans la déposition de l’or dans les veines. Toutefois. il semble clair que la composition des roches hôtes a joué un rôle primordial dans la distribution de l’or.

(Traduit par la Rédaction)

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