The Orvan Brook Volcanogenic Massive Sulfide Deposit: Anatomy of a Highly Attenuated Massive Sulfide System, Bathurst Mining Camp, New Brunswick

Exploration and Mining Geology, Vol. 15, No. 3-4, 2006

J.A. WALKER, D.R. LENTZ, and S.H. McCLENAGHAN

Abstract The Orvan Brook deposit is one of several (Zn+Pb>>Cu)-rich sulfide deposits hosted by the Spruce Lake Formation (California Lake Group) in the northwestern part of the Bathurst Mining Camp. This parautochthonous deposit is hosted by a narrow band of highly deformed, locally graphitic shale that appears to conformably overlie felsic volcanic rocks of the Spruce Lake Formation, and is in tectonic contact with overlying mafic volcanic and related sedimentary rocks of the Canoe Landing Lake Formation.

The Spruce Lake Formation is dominated by felsic volcanic rocks and subordinate fine-grained sedimentary rocks, and mafic volcanic rocks (Canoe Landing Lake member). The felsic volcanic rocks can be divided into aphyric and feldspar-phyric rock types. The feldspar-phyric rocks and a few of the aphyric varieties have a Zr/TiO2 ratio of 0.06, and fall into the California Lake Group field on a Y/TiO2 versus Zr/TiO2 diagram. In contrast, the aphyric felsic volcanic rocks have Zr/TiO2 ≈ 0.09 and are marked by high Zr and Th, which is consistent with highly fractionated felsic magma of Spruce Lake affinity. Major and trace element analyses of host rocks suggest that weak to moderate hydrothermal alteration developed on the south side (stratigraphic footwall) of the deposit, which is consistent with a north-younging succession.

The sulfide lens strikes east-west for approximately 2.3 km, extends down-dip for at least 500 m locally, and has an average thickness of between 0.75 and 1 m, but is locally up to 5.5 m thick. The contacts of the massive sulfide lens with its host rocks are invariably sharp. Host rocks show evidence of intense ductile deformation as well as later brittle deformation. Compositional layering and sulfide breccia textures in the sulfide body are interpreted to result from deformation or tectonic enhancement of original primary layering. The deposit contains an estimated resource of 2.69 Mt grading 1.73% Pb, 5.95% Zn, 0.37% Cu, 72 g/t Ag, and 0.9 g/t Au. Similarities in bulk δ34S between the Orvan Brook (+8.6‰) and the nearby Cu-rich McMaster deposit (+8.2‰) suggest a common depositional setting.
Keywords: Massive sulfide deposit, Sulfide gneiss, Lithogeochemistry, Orvan Brook, Bathurst Mining Camp
Résumé Le gisement d’Orvan Brook appartient à un groupe de plusieurs gîtes de sulfures (Zn+Pb>>Cu) au sein de la Formation de Spruce Lake (Groupe de California Lake) dans la partie nordouest du Camp Minier de Bathurst. Ce gisement parautochtone est situé dans une mince bande de shale fortement déformée et localement graphitique qui recouvre en conformité les roches volcaniques felsiques de la Formation de Spruce Lake. Ces shales sont aussi en contact tectonique avec les roches volcaniques mafiques (Membre de Canoe Landing Lake) sus-jacentes.

La Formation de Spruce Lake consiste principalement en roches volcaniques felsiques accompagnées de quantités moindres de roches sédimentaires à grains fins, et de roches volcaniques mafiques (Membre de Canoe Landing Lake). On distingue ces roches volcaniques felsiques en deux types, selon qu’elles sont aphyriques ou porphyriques à feldspath. Les roches porphyriques à feldspath et quelques variétés aphyriques présentent un rapport Zr/TiO2 de 0.06, et coïncident avec le champ défini par le Groupe de California Lake sur un diagramme Y/TiO2 versus Zr/TiO2. Par contre, les roches volcaniques felsique aphyriques présentent un rapport Zr/TiO2 ≈ 0.09 et sont marquées par des concentrations élevées en Zr et Th, ce qui est en accord avec un magma felsique hautement fractionné comparable au Spruce Lake. La chimie des éléments majeurs et des éléments traces indique une altération hydrothermale modérée à faible sur le coté sud du gisement (mur stratigraphique), ce qui est en accord avec une séquence stratigraphique dont la polarité est vers le nord.

La lentille de sulfures massifs s’étend d'est en ouest sur environ 2.3 km et s’étend en angle de chute sur au moins 500 m localement, présentant une épaisseur moyenne de 0.75 à 1 m, bien qu’elle atteigne localement 5.5 m. Les contact de la lentille de sulfure massif avec les roches encaissantes sont toujours nets. Les roches encaissantes montrent l’empreinte d'une intense déformation ductile ainsi que d’une déformation cassante plus tardive. Le rubanement compositionnel et les textures bréchiques des sulfures dans le gisement sont considérés comme résultant de la déformation ou de l’accentuation tectonique d’un litage primaire. Le gisement contient une ressource estimée à 2.69 millions de tonnes d’une teneur de 1.73% Pb, 5.95% Zn, 0.37% Cu, 72 g/t Ag, et 0.9 g/t Au. La similitude du δ34S global du gisement d’Orvan Brook (+8.6‰) avec le gisement cuprifère voisin de McMaster (+8.2‰) suggère un environnement de déposition commun.