Abstract

Small polycrase–titanite veins 0.1–2 mm thick cut the tourmalinite feeder zone in the deep footwall of the Sullivan Pb–Zn– Ag deposit, southeastern British Columbia. Unaltered, euhedral crystals of polycrase and titanite 50–100 μm in diameter are variably replaced by a finer-grained alteration-induced assemblage composed of anhedral polycrase and titanite with local calcite, albite, epidote, allanite, and thorite or uranothorite (or both). Average compositions of the unaltered and altered polycrase, as determined by electron-microprobe analysis, are (Y0.38REE0.49Th0.10Ca0.04Pb0.03Fe0.01U0.01)(Ti1.48Nb0.54W0.04Ta0.02)O6 and (Y0.42REE0.32Th0.15U0.06Ca0.04Pb0.01Fe0.01)(Ti1.57Nb0.44W0.04Ta0.02)Ob, respectively. The unaltered titanite has, in some areas, appreciable F (to 0.15 apfu), Y (to 0.40 apfu), and Nb (to 0.13 apfu). SHRIMP U–Pb geochronology of eight grains of unaltered polycrase yields a weighted 207Pb/206Pb age of 1413 ± 4 Ma (2σ) that is interpreted to be the age of vein formation. This age is 50–60 m.y. younger than the ca. 1470 Ma age of synsedimentary Pb–Zn–Ag mineralization in the Sullivan deposit, which is based on combined geological and geochronological data. SHRIMP ages for altered polycrase and titanite suggest later growth of minerals during the ~1370–1320 Ma East Kootenay and ~1150–1050 Ma Grenvillian orogenies. The 1413 ± 4 Ma age for the unaltered polycrase in the veins records a previously unrecognized post-ore (<1470 Ma) and premetamorphic (>1370 Ma) mineralizing event in the Sullivan deposit and vicinity. The SHRIMP U–Pb age of the polycrase and high concentrations of REE, Y, Ti, Nb, and Th in the veins, together with elevated F in titanite and the absence of associated sulfides, suggest transport of these high-field-strength elements (HFSE) by F-rich and S-poor hydrothermal fluids unrelated to the fluids that formed the older Fe–Pb–Zn–Ag sulfide ores of the Sullivan deposit. Fluids containing abundant REE, HFSE, and F may have been derived from a geochemically specialized magma such as those that form alkaline granites, pegmatites, or carbonatites. In an alternative model, preferred here, these fluids were associated with a rift-related, crustal metasomatic event in the region. Determination of a Mesoproterozoic age for the polycrase–titanite veins establishes the first known occurrence of pre-Grenvillian REE-rich mineralization in the Belt–Purcell basin.

Abstract

Des veinules d’une épaisseur de 0.1–2 mm contenant surtout polycrase et titanite recoupent la zone nourricière à tourmalinite de la partie profonde du gisement à Pb–Zn–Ag de Sullivan, dans le sud-est de la Colombie-Britannique. Les cristaux idiomorphes non altérés, allant de 50 à 100 μm de diamètre, ont plus ou moins été remplacés par un assemblage dû à une altération, à grains plus fins, contenant polycrase et titanite xénomorphes avec concentrations locales de calcite, albite, épidote, allanite, et thorite ou uranothorite (ou les deux). Les compositions moyennes de la polycrase saine et de la polycrase altérée, telles que déterminées par analyse à la microsonde électronique, sont (Y0.38REE0.49Th0.10Ca0.04Pb0.03Fe0.01U0.01)(Ti1.48Nb0.54W0.04Ta0.02)O6 et (Y0.42REE0.32Th0.15U0.06Ca0.04Pb0.01Fe0.01)(Ti1.57Nb0.44W0.04Ta0.02)O6, respectivement. La titanite non altérée peut contenir, par endroits, des teneurs appréciables de F (jusqu’à 0.15 apfu), Y (jusqu’à 0.40 apfu), et Nb (jusqu’à 0.13 apfu). La géochronologie U–Pb de huit grains de polycrase non altérée utilisant l’appareil SHRIMP a donné un âge pondéré 207Pb/206Pb de 1413 ± 4 Ma (2σ) que nous considérons l’âge de formation des veinules. Cet âge est de 50 à 60 millions d’années plus jeune que l’âge de la minéralisation synsédimentaire en Pb–Zn–Ag qui a formé le gisement de Sullivan, placé à environ 1470 Ma, âge qui repose sur une combinaison de données géologiques et géochronologiques. Les âges SHRIMP de la polycrase et de la titanite altérées indiquent plutôt un période de croissance tardive, au cours des orogenèses East Kootenay (~1370–1320 Ma) et Grenvillienne (~1150–1050 Ma). Un âge de 1413 ± 4 Ma de la polycrase non altérée des veinules témoigne d’un événement minéralisateur méconnu postérieur à la minéralisation (<1470 Ma) et prémétamorphique (>1370 Ma) dans ce milieu. L’âge U–Pb SHRIMP de la polycrase et les teneurs élevées en terres rares, Y, Ti, Nb, et Th des veinules, ainsi que les teneurs en F de la titanite et l’absence de sulfures associés, font penser qu’il y a eu transfert des éléments à champ électrostatique élevé par des fluides riches en F et à faible teneur en S, sans lien avec les fluides responsables du gisement de sulfures de Fe–Pb–Zn–Ag à Sullivan. Ces fluides transportant les terres rares, les éléments à champ électrostatique élevé, et le fluor pourraient avoir une dérivation à partir d’un magma spécialisé formant un granite alcalin, une pegmatite associée ou des carbonatites. Comme alternative, que nous préférons, ces fluides seraient associés à un événement d’extension de la croûte et à des phénomènes métasomatiques associés. Notre détermination d’un âge mésoprotérozoïque des veinules à polycrase–titanite établit pour la première fois la présence de minéralisation en terres rares d’âge pré-Grenvillien dans le bassin Belt–Purcell.

(Traduit par la Rédaction)

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