Abstract
Late-tectonic pegmatitic, aplitic and graphic granites intrude metasedimentary units of the Grenville Supergroup, Composite Arc Belt, in the Renfrew area of southeastern Ontario. Zoned molybdenite-bearing skarns occur at the contact of graphic pegmatites with mixed calcite–dolomite marble, para-amphibolite and gneiss at the Zenith molybdenite deposit. Distal skarns also are found, in the form of discordant veins within foliated marble. Mineral zoning in the skarn consists of diopside–microcline endoskarn plus exoskarn that grades, away from the intrusion, from a diopside-dominant to a tremolite-dominant metasomatic rock. Textural evidence indicates that tremolite was an earlier-formed skarn mineral in the diopside zone. Diopside is absent in the tremolite zone. These patterns are repeated in other similar occurrences of skarn in the area. Apatite grains formed during metasomatism contain primary high-salinity (≥30 wt.% NaCl eq.) liquid-rich fluid inclusions coexisting, along growth zones, with vapor-rich inclusions, indicative of the trapping of an immiscible fluid. The observed parageneses are interpreted to reflect metasomatic replacement of marble by infiltration of a silica-rich orthomagmatic fluid that evolved by the crystallization of the granitic pegmatite, at approximately 600°C and 300 MPa. Such conditions are not inconsistent with phase separation of the aqueous fluid, because the salinity of the fluid is known to drastically raise the critical temperature of the H2O–CO2 miscibility gap. A decrease in temperature or in the chemical potential of silica in skarn furthest from the granites (or both) may account for formation of the tremolite zone. The Mo likely was transported in the metasomatic fluid as alkali oxyacidic complexes. A decrease in f(O2) along with reduction of magmatic sulfur upon interaction of the fluid with graphite-bearing marble are inferred to have triggered the precipitation of molybdenite.
Abstract
Des venues post-tectoniques de granite à texture graphique, aplitique ou pegmatitique recoupent les unités métasedimentaires du Supergroupe du Grenville, au sein de la Ceinture d’Arcs Composite dans la région de Renfrew, secteur sud-est de l’Ontario. Le gisement de Zénith comprend des skarns zonés et minéralisés en molybdénite, développés au contact des pegmatites graphiques avec des marbres à calcite et dolomite. Des skarns distaux forment aussi des veines discordantes dans le marbre. Les skarns présentent une zonation minéralogique, avec des endoskarns à feldspaths et diopside, et des exoskarns composés surtout de diopside. En s’éloignant du contact intrusif, on trouve des skarns à dominance de trémolite. Une étude des textures montre que dans la zone à diopside, la trémolite a été remplacée par ce minéral. Par contre, on ne trouve pas de diopside dans la zone à trémolite. Ces faciès existent aussi dans d’autres skarns dans la région. L’apatite formée pendant la métasomatose contient des inclusions fluides salines (≥30% NaCl eq., en poids) riches en liquide; elles coexistent, le long des fronts de croissance, avec des inclusions riches en vapeur. Cette coexistence indique que le fluide était sous-critique lors du piégeage. La paragenèse observée dans les skarns est probablement due à un ré-équilibrage du marbre en réponse à l’introduction d’un fluide orthomagmatique enrichi en silice issu de la cristallisation des pegmatites, à environ 600°C et 300 MPa. Ces conditions ne sont pas incompatibles avec une séparation de phases du fluide, car la salinité élevée augmente la température du point critique de la région d’immiscibilité du système H2O–CO2. Une baisse en température ainsi qu’une diminution de l’activité en silice du fluide peuvent être responsables de la formation de la zone à trémolite dans les skarns les plus éloignés des granites. Le molybdène aurait été transporté dans le fluide sous forme de complexes oxyacidiques. Une chute de la fugacité d’oxygène et une augmentation de l’activité de H2S, due à la réduction du soufre magmatique lors de l’interaction du fluide avec le marbre à graphite, auraient déclenché la précipitation de la molybdénite.
