Abstract

The Ospwagan Group supracrustal sequence of the Thompson Nickel Belt, Manitoba, includes semipelitic and pelitic schist, iron formation, and mafic volcanic rocks that were deformed and metamorphosed during the Trans-Hudson orogeny (ca. 1.8 Ga). North–south-trending metamorphic isograds at the Pipe II mine in the central portion of the belt show the following sequence from west to east: (1) andalusite + staurolite-out, in metapelites, (2) orthopyroxene-in, in meta-iron formations, (3) sillimanite + K-feldspar-in, in metapelites and semipelites. A roughly NE–SW-trending migmatite-in isograd (4), in semipelites, transects isograd (3) in the south portion of the study area. Equilibrium-assemblage diagrams for representative bulk-compositions were calculated using the Theriak–Domino software to provide pressure and temperature constraints for each of the metamorphic isograds. Isograds developed at the following metamorphic conditions: isograd (1) 585–600°C, 3.7–3.9 kbar, isograd (2) 625–640°C, 3.0–3.9 kbar, and isograd (3) 640–660°C at 3.0–3.6 kbar. The position of isograd (2), orthopyroxene-in for iron formation, occurs down-grade of isograd (3), sillimanite + K-feldspar-in for pelites, roughly 125°C below temperatures of granulite-facies metamorphism. The appearance of orthopyroxene at the middle amphibolite-facies to upper-amphibolite-facies transition is favored by the Fe- and Mn-rich bulk composition of the iron formation. The oblique orientation of isograd (4) to isograds (1–3) may be the result of an increasing pressure gradient toward the south, or the infiltration of melt-inducing fluids, or both. The isograd sequence suggests an apparent thermal gradient of at least 65°C over 420 m. The metastable persistence of staurolite and andalusite could result in an actual gradient closer to 30°C.

Abstract

La séquence supracrustale du Groupe d’Ospwagan, dans la ceinture nickelifère de Thompson, comprend des schistes semipélitiques et pélitiques, des formations de fer, et des roches volcaniques mafiques déformées et métamorphisées lors de l’orogenèse Trans-Hudson (ca. 1.8 Ga). Les isogrades métamorphiques à la mine Pipe II, dans la partie centrale de cette ceinture, alignés nord–sud, montrent la séquence suivante allant de l’ouest vers l’est: (1) déstabilisation de andalusite + staurolite, dans les métapélites, (2) apparition de l’orthopyroxène, dans les formations de fer métamorphisées, (3) apparition de sillimanite + feldspath potassique, dans les métapélites et semipélites. Un isograde aligné NE–SO marque l’apparition de la migmatite (4), dans les semipélites, recoupe l’isograde (3) dans la portion sud de la région étudiée. Les diagrammes montrant les assemblages à l’équilibre pour des compositions globales représentatives ont été calculés au moyen du logiciel Theriak–Domino afin de mieux délimiter la pression et la température pour chaque isograde. Les isogrades se sont développés aux conditions métamorphiques suivantes: isograde (1): 585–600°C, 3.7–3.9 kbar, isograde (2): 625–640°C, 3.0–3.9 kbar, et isograde (3): 640–660°C at 3.0–3.6 kbar. La position de l’isograde (2), marquant l’apparition de l’orthopyroxène dans les formations de fer, est située en dessous de l’isograde (3), sillimanite + feldspath potassique dans les pélites, et environ 125°C plus bas que le seuil d’un métamorphisme au faciès granulite. L’apparition de l’orthopyroxène aux conditions transitionnelles du faciès amphibolite moyen à amphibolite supérieur serait favorisée par la composition riche en Fe et en Mn des formations de fer. L’orientation oblique de l’isograde (4) par rapport aux isogrades (1–3) pourrait résulter d’un gradient de pression augmentant vers le sud, ou bien de l’infiltration de fluides provoquant l’anatexie, ou les deux. La séquence des isogrades serait conforme à un gradient thermique d’au moins 65°C étalé sur 420 m. La persistance métas4 de la staurolite et de l’andalusite pourrait imposer un gradient plus près de 30°C. (Traduit par la Rédaction)

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