Abstract

The Tanco pegmatite deposit at Bernic Lake, in southeastern Manitoba, is a virtually completely hidden, essentially undeformed, subhorizontal, bilobate, saddle-shaped body ~1520 m long, 1060 m wide and up to ~100 m thick. The highly fractionated pegmatite of the LCT family, rare-element class, petalite subtype, consists of nine internal zones. The outer zones are concentric, whereas the layered inner zones are segmented and locally complex in shape. A 3D computer model representation of the pegmatite assisted in calculation of volumes and compositions of individual zones and of the whole pegmatite, based on 102 km of 1355 drill-hole intersections, underground observations, measured and estimated mineral modes of the zones, zone-specific compositions and densities of minerals, and ore grades. The early outer zones tend to show granitic modes, but the inner zones strongly deviate in proportions of feldspars, or by high enrichment in lithium minerals, and some of the zones are virtually monomineralic. The bulk mode of Tanco is granitic, except ~9 vol.% petalite (including spodumene + quartz pseudomorphs). Despite also being economically significant for Cs, Ta and Li, the pegmatite contains less than 1 vol.% of any other non-micaceous minerals, and less than 0.1% of most of them. The bulk chemical composition closely reflects the modal relationships: it is peraluminous, and granitic, with prominent enrichment in Li, Rb, Cs and F, moderate contents of Tl, Be, B, Ga, Sn, Nb and Ta, and remarkable depletion in Fe, Mn, Mg, Ca, Ba, Sc, Ti and Zr. A very high degree of fractionation is shown for the bulk pegmatite by the values K/Rb 4.7, K/Cs 9.3, Rb/Cs 2.0, Rb/Tl 137, Fe/Mn 0.63, Mg/Li 0.02, Al/Ga 917, Zr/Hf 2.6, Zr/Sn 0.21 and Nb/Ta 0.19. Zonal and bulk chemical composition is in rough agreement with the experimental thermal trough in the system Ab + Qtz + Ecr at 2 kbar P(H2O), but shifted toward the Ab apex by elevated B, P and F, and by the voluminous wall-zone. The composition of the wall zone (20) is remarkably similar to that of bulk Tanco, except for the elevated contents of rare elements in the latter that are concentrated in the intermediate and inner zones. In turn, zone (20) is very close to the composition of nearby, somewhat less fractionated peraluminous leucogranites that are parental to local genetically related pegmatite groups. The wall zone (20), which composes 44 vol.% of Tanco, represents by analogy a petrogenetic link between an undisclosed parent leucogranite and the Tanco deposit. These relationships document derivation of the Tanco pegmatite and its analogues elsewhere by igneous differentiation from a fertile leucogranitic magma.

Abstract

Le gisement pegmatitique de Tanco, situé au lac Bernic dans le sud-est du Manitoba, est quasiment complètement caché, essentiellement non déformé, subhorizontal, bilobé, en forme de selle, environ 1520 m de long, 1060 m de large, et atteignant une épaisseur d’environ 100 m. La pegmatite fortement fractionnée, membre de la famille des pegmatites LCT enrichie en éléments rares et de sous-type de la pétalite, contient neuf zones internes. Les zones externes sont concentriques, tandis que les zones internes sont segmentées et de forme localement complexe. Un modèle tri-dimensionnel généré avec un logiciel a permis de calculer les volumes et les compositions des diverses zones et de la pegmatite en entier, à la lumière de 102 km de carottes et de 1355 intersections, d’observations souterraines, des estimés et des mesures de la proportion des minéraux dans les zones, la composition de zones individuelles, la densité des minéraux, et la teneur du minerai. Les zones précoces externes tendent à montrer une composition modale granitique, mais les zones internes dévient fortement en termes de la proportion des feldspaths, ou par un fort enrichissement en minéraux du lithium, de sorte que certaines zones sont presque monominéraliques. La composition globale de la pegmatite de Tanco est granitique, sauf pour environ 9% en volume de pétalite (y inclus l’assemblage spodumène + quartz pseudomorphique). Malgré son importance économique des points de vues Cs, Ta et Li, la pegmatite contient moins de 1% par volume de tout autre minéral sauf les micas, et moins de 0.1% de la plupart d’entre eux. La composition chimique reflète étroitement les relations modales: il s’agit d’une pegmatite hyperalumineuse, avec enrichissement marqué en Li, Rb, Cs et F, des teneurs modérées en Tl, Be, B, Ga, Sn, Nb et Ta, et un remarquable déficit en Fe, Mn, Mg, Ca, Ba, Sc, Ti et Zr. Un taux de fractionnement très élevé se voit par les valeurs suivantes pour la pegmatite globale: K/Rb 4.7, K/Cs 9.3, Rb/Cs 2.0, Rb/Tl 137, Fe/Mn 0.63, Mg/Li 0.02, Al/Ga 917, Zr/Hf 2.6, Zr/Sn 0.21 et Nb/Ta 0.19. La composition chimique des zones individuelles et la composition globale concordent à peu près avec le creux thermique déterminé expérimentalement dans le système Ab + Qtz + Ecr à 2 kbar P(H2O), mais déplacé vers le pôle Ab à cause des teneurs élevées en B, P et F, et par l’effet de la zone de paroi, très volumineuse. La composition de cette zone, dénommée (20), est remarquablement semblable à la composition globale de la pegmatite de Tanco, sauf pour les teneurs élevées en éléments rares dans cette dernière, concentrés dans les zones intermédiaires et les zones internes. En revanche, la zone (20) ressemble beaucoup à la composition un peu moins fractionnée de leucogranites hyperalumineux avoisinants, qui seraient parentaux de groupes de pegmatites. La zone de la paroi, (20), qui constitue 44% du volume de Tanco, représente par analogie un lien pétrogénétique entre une masse leucogranitique méconnue et le gisement de Tanco. Ces relations documentent donc une dérivation de la pegmatite de Tanco et de ses analogues ailleurs par une différenciation ignée d’un magma leucogranitique fertile.

(Traduit par la Rédaction)

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