Carbon-isotope systematics of Archean Au–Ag vein deposits in the Superior Province

La majorité des gîtes filoniens d'Au–Ag mésothermaux archéens sont caractérisés par l'abondance de carbonates, cependant la source du C est l'objet d'opinions différentes. Dans l'ensemble des gîtes de la province du Lac Supérieur, la variation maximum des valeurs moyennes de δ¹³C est comprise entre −9,0 ± 0,7‰ (1σ, n = 19; Darius) à −0,6 ± 1,6‰ (1σ, n = 7; Cochenour–Willians), et les valeurs limites de δ¹³C sont de −13,6 et + 1,3‰. A l'échelle des gîtes, les dolomites ferrifères dans les lithologies sans graphite sont en général isotopiquement uniformes, où δ¹³C = −3,4 ± 0,4 (1σ) (Hollinger), −3,2 ± 0,3 (McIntyre), −4,7 ± 1,7 (Dome), −2,8 ± 0,6 (Buffalo Ankerite), −3,6 ± 0,5 (Macassa), −3,2 ±0,3 (Bousquet), −5,4 ± 0,9 (Lamaque) et −5,3 ± 0,5‰ (Hasaga) : la variation individuelle restreinte des valeurs de δ¹³C implique une uniformité de la température ambiante correspondante et des δ¹³C_ΣC des fluides minéralisateurs.À l'intérieur des gîtes individuels, les faibles variations systématiques de δ¹³C des carbonates sont dues à (i) l'interaction des fluides hydrothermaux avec les roches carbonacées, (ii) la séparation de CO₂ + CH₄ par immiscibilité ou (iii) les effets de fractionnement de Rayleigh. Les changements à des valeurs positives de δ¹³C résultent de l'effet tampon du fluide dans des conditions Eh plus faibles avec le C réduit, tandis que les changements à des valeurs négatives reflètent une équilibration isotopique partielle entre ¹³C du C appauvri (δ¹³C ≈ −26‰) et les divers C des fluides hydrothermaux. L'immiscibilité transitoire de CO₂ + CH₄ provoque la précipitation des carbonates créant un enrichissement par rapport à l'abondance des dolomites ferrifères. Les valeurs de δ¹³C des carbonates dans les halos d'altération non-minéralisés (−2,2 ± 1,1‰, n = 42) du gîte de McIntyre sont enrichies en ¹³C par rapport aux systèmes filoniens aurifères (δ¹³C = −3,2 ± 0,3‰) : l'enrichissement est attribué au fractionnement de Rayleigh associé à la consommation du CO₂ durant l'infiltration latérale des fluides hydrothermaux des veines vers les roches des épontes. La dolomite ferrifère et la calcite sont diversements enrichies en ¹⁸O en regard des fractionnements d'équilibre quartz–carbonates pour les températures ambiantes de 270°–340 °C. Las valeurs de δ¹⁸O des carbonates diminuent aléatoirement avec la profondeur et tendent vers ~11‰ (dolomite ferrifère, 6800 pi (2073 m), McIntyre). Les divers degrés du désiquilibre des isotopes de l'oxygène représentent une surimpression des carbonates par des saumures postarchéennes dans le Bouclier canadien.Les vésicules synvolcaniques de calcite dans trois groupes de métabasaltes (δ¹³C = −4,3 ± 2,1; −2,8 ± 1,5; −2,7 ± 1,3‰) et la calcite dans deux groupes de sédiments clastiques (−6,4 ± 1,8‰; −4,6 ± 2,5‰) éloignés des gîtes ont ses matières organiques systématiquement appauvries en ¹³C. Par conséquent, la calcite dans la ceinture des roches vertes supracrustales n'est pas limitée autour de 0‰. L'étendue globale de la moyenne des valeurs de δ¹³ C_{dol ferrifère} (−9,0 ± 0,7 à −0,6 ± 0,6‰) dans les gîtes d'Au, qui coïncide avec une distribution géographiquement provinciale des compositions isotopiques d'O, Sr et Pb dans les fluides minéralisateurs, est trop grande pour être due uniquement au CO₂ du manteau (−6 ± 2‰) ou au CO₂ magmatique (−6 ± 2‰) mais semble plutôt refléter la production de fluides hydrothermaux des les roches crustales ou sous-jacentes hétérogènes en termes de distribution des lithologies enrichies en ¹³C (carbonate) et appauvries en ¹³C (C réduit). [Traduit par la revue]