Abstract

The Thayer Lindsley mine, located in the geographic South Range of the 1.85 Ga Sudbury Igneous Complex (SIC), hosts both contact-style Ni–Cu–PGE sulfide mineralization and footwall-style Cu–Ni–PGE mineralization. In this study, we examine contact-style ore zones at the mine that are overprinted by lower-amphibolite-grade shear zones that offset the contact between the SIC and the underlying footwall rocks of the Paleoproterozoic Southern Province. Strongly sheared sulfide ore is characterized by depleted Ni content and enriched Pt and Pd concentrations relative to undeformed sulfide ore, and by extensive replacement of pentlandite by pyrrhotite and of pyrrhotite by pyrite and marcasite. Although variations in the metal content of magmatic sulfide deposits are commonly attributed to primary processes such as R-factor, fractional crystallization of monosulfide solid-solution, or variable oxygen fugacity, f(O2), none wholly explain the variable Ni content of undeformed and sheared sulfide ore at the Thayer Lindsley mine. The observed Ni depletion in sheared sulfide ore is best explained by the replacement of pentlandite by pyrrhotite, with subsequent remobilization of the liberated Ni. Increased replacement of pentlandite occurs in the most strongly deformed sulfide ore and is associated with abundant syntectonic quartz veins. Increased permeability during shearing likely facilitated the alteration of pentlandite and the mobilization or loss of Ni via metamorphic fluids circulating in the amphibolite-grade assemblage.

Abstract

La mine Thayer Lindsley, située sur le flanc sud du complexe igné de Sudbury (1.85 Ga), fournit un exemple d’une minéralisation en sulfures de Ni–Cu–EGP près du contact et en sulfures de Cu–Ni–EGP dans la paroi inférieure (EGP: éléments du groupe du platine). Ici, nous traitons des zones de minerai près du contact; elles sont affectées par des zones de cisaillement dans un encaissant recristallisé au faciès amphibolite inférieur; celles -ci déplacent le contact entre le complexe igné et les roches paléoprotérozoïques de la Province du Sud. Le minerai fortement déformé est largement appauvri en Ni et enrichi en Pt et Pd par rapport au minerai non déformé; de plus, la pentlandite se voit remplacée par la pyrrhotite, et la pyrrhotite, par pyrite et marcasite. Quoique les variations dans la teneur en métal de minerai sulfuré magmatique soient en général attribuables à des processus primaires, impliquant par exemple le facteur R, la cristallisation fractionnée d’une solution solide monosulfurée, et des variations en fugacité de l’oxygène, f(O2), aucune de ces hypothèses peut rendre compte de la teneur variable en Ni des minerais à la mine Thayer Lindsley. L’appauvrissement en Ni dans le minerai déformé refléterait plutôt le remplacement de la pentlandite par la pyrrhotite, accompagné d’une remobilisation du Ni ainsi libéré. Le taux de remplacement de la pentlandite est plus marqué dans le minerai le plus fortement déformé; il est associé à une forte densité de veines de quartz syntectoniques. Une perméabilité accrue au cours du cisaillement a facilité le remplacement de la pentlandite et la mobilisation ou la perte de Ni grâce aux fluides en circulation dans les assemblages métamorphiques encaissants aux conditions du faciès amphibolite.

(Traduit par la Rédaction)

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