Abstract

The transition from barren Sudbury Breccia to Sudbury Breccia zones hosting footwall Cu–Ni–PGE sulfide ore at the Fraser mine, Ontario, is accompanied by an increase in the concentration of bulk-rock Cl and Br and water-soluble (at 20°C) Cl and Br and in the Cl:Br ratio in the matrix (pseudotachylite) of the breccia. Anomalous bulk-rock concentrations of Cl (1.5–10 times background) and Br (1.5–2 times background) are detectable for distances of at least 150 m away from the first visible signs of footwall sulfide mineralization. The Cl:Br ratio in the bulk rock increases with proximity to ore, reflecting the increasing abundance of Cl-bearing and Br-excluding silicate minerals in the matrix of the breccias. Up to ~70% of the Cl (on average, 35–40%) and ~80% of the Br (on average, 25–35%) in Sudbury Breccia matrix are water-soluble at room temperature, and reside in (i) primary fluid inclusions along recrystallized grain-boundaries, which increase in abundance with proximity to ore, and (ii) halite crystals in pore spaces and vugs in the matrix. Aqueous solutions prepared by leaching powdered samples of the matrix of the Sudbury Breccia exhibit variable Ca:Na and Cl:Br ratios, which may be explained partly by the precipitation of small amounts of halite (<10−5 wt% of the bulk rock) in pore spaces and vugs within the matrix of the breccia by parental groundwaters. As an alternative, the range in leachate compositions may be explained by the presence of trapped mixtures (in fluid inclusions) of Ca-dominant groundwater and a Na- and K-dominant fluid that had elevated and variable Cl:Br ratios, possibly exsolved from the SIC (Sudbury Igneous Complex). In general, elevated bulk Cl and Br, water-soluble Cl and Br, and bulk Cl:Br ratio are reliable indicators of proximity to footwall Cu–Ni–PGE sulfide mineralization, particularly in samples devoid of disseminated sulfide or where sulfide minerals are sparse.

Abstract

La transition entre les domaines où la brèche de Sudbury est stérile et ceux où elle renferme un minerai à sulfures de Cu–Ni–PGE à la mine Fraser, en Ontario, est accompagnée d’une augmentation de la concentration de Cl et de Br dans les roches globales, dans la fraction possible à dissoudre dans l’eau (à 20°C), et du rapport Cl:Br dans la matrice (pseudotachylite) de la brèche. Nous pouvons détecter des concentrations anomales de Cl et de Br dans les roches totales (1.5–10 et 1.5–2 fois le bruit de fond, respectivement) sur des distances d’au moins 150 m des premiers indices visibles de minéralisation en sulfures dans les roches du socle. Le rapport Cl:Br dans la roche globale augmente en s’approchant des zones minéralisées, témoignant de l’augmentation dans la proportion des minéraux aptes à accepter le Cl et à exclure le Br. Jusqu’à ~70% du Cl (en moyenne, 35–40%) et ~80% du Br (en moyenne, 25–35%) dans la matrice de la brèche de Sudbury sont solubles dans l’eau à température ambiante, et résident (i) dans des inclusions fluides primaires le long des interfaces recristallisées entre grains, qui augmentent en s’approchant du minerai, et (ii) dans des cristaux de halite dans les vacuoles et les pores de la matrice. Des solutions aqueuses préparées par lessivage des échantillons de la matrice de la brèche pulvérisés indiquent les rapports Ca:Na et Cl:Br variables, qui seraient en partie le résultat de précipitation d’infimes quantités de halite (<10−5% du poids de la roche totale) dans les pores et les vacuoles de la matrice par des eaux souterraines. Comme alternative, on peut aussi expliquer la composition de la fraction lessivée en proposant la présence de mélanges piégés (dans les inclusions fluides) d’eau souterraine, à dominance de Ca, et d’un fluide à dominance de Na et K ayant un rapport Cl:Br élevé mais variable, qui serait issu du complexe igné de Sudbury. En général, les teneurs élevées de Cl et Br des roches globales, de la fraction soluble, et le rapport Cl:Br élevé des échantillons de matrice seraient des indicateurs fiables de la proximité à la minéralisation en sulfures de Cu–Ni–PGE, particulièrement dans le cas d’échantillons dépourvus de sulfures disséminés ou bien où ceux-ci sont épars.

(Traduit par la Rédaction)

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