Structural Controls on Gold Mineralization at the Burnt Timber Mine, Lynn Lake Greenstone Belt, Trans-Hudson Orogen, Manitoba

Exploration and Mining Geology, Vol. 15, No. 1-2, 2006

L.R. JONES, B. LAFRANCE, and C.J. BEAUMONT-SMITH

Abstract The Burnt Timber gold deposit is located in the Paleoproterozoic Lynn Lake greenstone belt of the Trans-Hudson Orogen, Manitoba. The deposit occurs along the Johnson shear zone, and is hosted by enriched and depleted tholeiitic volcanic arc basalts cut by feldspar porphyry dikes. The Johnson shear zone is a regional, belt-parallel structure characterized by the intensification of the regional S2 foliation. At the Burnt Timber deposit, S2 is folded by centimeter- to meter-scale, Z-shaped, F3 chevron folds that have an axial planar S3 crenulation cleavage. Within the 20 to 30 m-wide core zone of the shear zone, S2 and F3 are transposed parallel to S3 and the volcanic rocks are strongly sheared parallel to S3. The presence of a steeply plunging stretching lineation, together with dextral shear sense indicators along both S2 and S3 on horizontal surfaces, suggest that the Johnson shear zone is a dextral transpression zone.

Gold was introduced in pyritic, biotitic, and carbonatized mafic volcanic rocks along the core of the shear zone. Mylonitic mafic volcanic rocks contain localized high-grade zones (≥10 g/t Au) that differ from wider carbonatized, low-grade zones (<3 g/t Au) by the presence of deformed gold-bearing quartzpyrite veins. High-grade zones are also associated with swarms of quartz-pyrite veins that cut across sericitized and carbonatized feldspar porphyry dikes, which acted as brittle, competent bodies during shearing. Gold deposition in the high-grade zones was controlled by the channeling of hydrothermal fluid along the core of the shear zone during shearing of the volcanic rocks, and brittle fracturing of the porphyry dikes.
Keywords: Alkali-alumina molar ratio, MgO-alumina molar ratio, Alteration, Rhyolite, Volcanogenic massive sulfide deposit
Résumé Le gîte aurifère de Burnt Timber est situé dans la ceinture de roches vertes Paléoprotérozoïque de Lynn Lake dans l’orogène Trans-Hudsonien, au Manitoba. Ce gîte est situé le long de la zone de cisaillement de Johnson et est encaissé dans des basaltes tholéiitiques d’arc enrichis et appauvris recoupés par des dykes porphyriques. La zone de cisaillement de Johnson est une structure régionale parallèle à la ceinture de Lynn Lake caractérisée par une intensité accrue de la foliation régionale S2. Au gîte de Burnt Timber, S2 est affectée par un plissement F3 en chevrons en Z d’échelle centimétrique à métrique associé à un clivage de crénulation de plan axial S3. Dans la zone centrale de 20 à 30 m de largeur au sein de la zone de cisaillement, S2 et F3 sont transposés parallèlement à S3 et les roches volcaniques sont fortement cisaillées le long de S3. La présence conjointe d’une linéation d’étirement à forte plongée et d’indicateurs cinématiques dextres sur les surfaces horizontales S2 et S3 suggère que la zone de cisaillement de Johnson est une zone transpressive dextre.

L’or a été mis en place dans des volcanites mafiques altérées en pyrite, en biotite, et en carbonate au coeur de la zone de cisaillement. Les roches volcaniques mylonitiques présentent des zones aurifères locales à haute teneur (≥10 g/t Au) qui diffèrent des zones à basse teneur (<3 g/t Au) par la présence de veines de quartz et de pyrite aurifère. Des zones à haute teneur associées à des essaims de veinules de quartz et de pyrite sont aussi notées dans des dykes porphyriques à plagioclase altérés en séricite et en carbonates; ces dykes se sont comportés comme des corps compétents durant le cisaillement. La déposition de l’or dans le zones à haute teneur a été contrôlée par la circulation du fluide hydrothermal au coeur de la zone de cisaillement durant la déformation des roches volcaniques et la fracturation des dykes porphyriques.