Abstract
Three outcrops, well constrained by geochronological and structural studies, and representing a traverse running from tonalite-dominated outcrops in the eastern Wawa gneiss terrane to high-grade granulites of the Kapuskasing structural zone, were mapped and sampled in detail in order to study the trapped fluids. All fluid inclusions in quartz are secondary and consist mostly of CO2-dominated (type II) and saline aqueous (type IIIa) fluids usually occurring on separate healed fractures but also coexisting on some fractures. Healed fractures in quartz contain fluid inclusions but are associated with carbonate–sericite alteration where they pass into adjacent mineral grains. Homogeneous H2O–CO2–salt fluid inclusions (type Ia) in carbonate-rich veins of probable Keweenawan (~ 1.1 Ga) age were trapped at 400–550 °C and ambient pressures of 1.5–2 kbar (1 kbar = 100 MPa). As these fluids cooled on penetration into cool (~ 200 °C) country rocks along fractures they underwent open-system H2O-CO2 phase separation from ~ 350 °C down to ~ 190 °C, producing a range of fluid compositions, including physically segregated CO2-rich (type II) and H2O–salt–rich (type IIIa). Combined gas and ion chromatographic bulk fluid inclusion analyses show that fluid types II and IIIa are not related to shield brines. Br−/Cl− ratios of samples containing phase-separated fluids are similar to the Br−/Cl− ratio of fluids in the carbonate-rich vein. The results of this study show that Keweenawan alkalic magmatism caused widespread carbonate alteration throughout the Kapuskasing structural zone and Wawa gneiss domain. The CO2 component of the fluids is probably magmatic in origin, whereas the aqueous part could also be magmatic or, alternatively, formation waters activated by Keweenawan magmatism.
Trois affleurements ont été cartographies et échantillonnés en détail pour y étudier les fluides piégés, ils sont bien caractérisés par des études géochronologiques et structurales, et représentatifs d'une ligne transversale qui débute avec les affleurements dominés par la tonalité dans les gneiss de la partie orientale du terrane de Wawa et qui se termine avec les granulites de degré élevé dans la zone structurale de Kapuskasing. Toutes les inclusions fluides dans le quartz sont d'origine secondaire, elles sont formées principalement de fluides à prédominance de CO2 (type II) et d'eau salée (type IIIa), elles sont habituellement observées sur des fractures séparées scellées, mais parfois elles coexistent sur certaines fractures. Les fractures scellées dans le quartz renferment des inclusions fluides, mais dans la plage de migration vers les grains de minéraux apparaît une altération en carbonate–séricite. Les inclusions fluides H2O–CO2–sel homogènes (type Ia) dans les filons riches en carbonates, probablement d'âge keweenawien (~ 1,1 Ga), furent piégées à 400–550 °C, et à des pressions ambiantes de 1,5–2 kbar (1 kbar = 100 MPa). Au fur et à mesure que ces fluides se refroidissaient en pénétrant dans les roches encaissantes plus froides (~ 200 °C) le long des fractures, le système H2O–CO2 ouvert a connu une séparation de phases en passant de ~ 350 à ~ 190 °C, produisant, par séparation physique, une série de fluides de diverses compositions incluant deux types : riche en CO2 (type II) et riche en H2O–sel (type IIIa). Les analyses des inclusions fluides totales réalisées en combinant la chromatographic des gaz et des ions révèlent qu'il n'y a pas de relation entre les fluides des types II et IIIa avec les saumures du bouclier. Les rapports Br−/Cl− des échantillons contenant des fluides des phases séparées sont similaires au rapport Br−/Cl− des fluides présents dans le filon riche en carbonates. Les résultats de cette étude montrent que le magmatisme alcalin keweenawien est responsable de l'altération carbonatée répandue au travers la zone structurale de Kapuskasing et dans le domaine gneissique de Wawa. La composante CO2 des fluides est probablement d'origine magmatique, tandis que la portion aqueuse pourrait être également de nature magmatique, ou alternativement, dérivée de la formation des eaux activées par le magmatisme keweenawien. [Traduit par la rédaction]