Chemostratigraphy of Volcanic Rocks Hosting Massive Sulfide Clasts Within the Meductic Group, West-Central New Brunswick

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

S.H. McCLENAGHAN, D.R. LENTZ, and L.R. FYFFE

Abstract The Eel River area in the southwestern Miramichi terrane of New Brunswick contains a complete calc-alkaline suite of volcanic rocks that are interlayered with intervals of sedimentary and polylithic fragmental rocks, and are overlain by a thick sedimentary sequence. This package, collectively referred to as the Meductic Group, was deposited in a submerged volcanic arc setting interpreted to be part of the Popelogan arc. Rifting of this arc led to the development of the Tetagouche-Exploits back-arc basin, and formation of volcanogenic massive sulfide deposits in bimodal volcanic rocks of the Bathurst Mining Camp in the northeastern Miramichi Terrane. Unlike the Bathurst Mining Camp, volcanic rocks in the southeastern Miramichi Highlands form a continuous calc-alkaline suite characterized by increasing Zr/TiO2 with increasing SiO2, in part resulting from progressive coupled assimilation and fractional crystallization of nested magma systems. Slumping of semi-consolidated volcanic and sedimentary rocks in topographically unstable areas resulted in numerous slumps and debris flows that are preserved throughout the Eel River area.

In the early 1990s, the discovery of a large sulfide clast in a road cut along the Benton road sparked interest in the volcanogenic massive sulfide potential of the Eel River area. Subsequent drilling intersected smaller fragments, one clast of which graded 16.7% Zn, 5.6% Pb, 90 ppm Ag, and 220 ppb Au. The intersection of thin lenses of stratiform sulfides in another drillhole indicates favorable conditions for the preservation of massive sulfides. Their subsequent incorporation into synvolcanic debris flows resulted in the transport and deposition of sulfide clasts from hydrothermal vents to more distal locations. Similar to the Buchans deposits of Newfoundland, tracing these debris flows back to their source would be beneficial from an exploration perspective. Approximately 15 km to the southwest of the Eel River area, gold-bearing base metal sulfide clasts (11.1% Zn, 6.13% Pb, 0.19% Cu, 108 ppm Ag, and 1100 ppb Au) occur within intermediate-composition volcanic rocks at Monument Brook in eastern Maine.
Keywords: Massive sulfide clast, Debris flow, Chemostratigraphy, Volcanic rocks, Eel River, Meductic Group
Résumé Le secteur d’Eel River dans le sud-ouest de la terrane de Miramichi au Nouveau Brunswick contient une séquence complète de roches volcaniques calco-alcalines interstratifiées avec des roches sédimentaires et fragmentaires polylithologiques, sous une épaisse couverture sédimentaire. Cet assemblage constitue le Groupe de Meductic, et a été déposé dans un environnement d’arc insulaire interprété comme une partie de l’arc de Popelogan. Le rifting de cet arc à mené au développement du bassin d’arrière-arc de Tetagouche-Exploits, et à la formation de gisements de sulfures massifs volcanogènes dans les roches volcaniques bimodales du Camp Minier de Bathurst dans le nord-est de la terrane de Miramichi. Contrairement au Camp Minier de Bathurst, les roches volcaniques des hautes terres du sud-est de Miramichi constituent une suite calco-alcaline continue caractérisée par un accroissement du rapport Zr/TiO2 à des valeurs croissantes de SiO2, résultant en partie de l’assimilation progressive et de la cristallisation fractionnée de systèmes magmatiques superposés. L’effondrement de roches volcaniques et sédimentaires semiconsolidées dans des secteurs topographiquement instables est à l’origine des nombreux slumps et coulées de débris qui sont préservés dans le secteur d’Eel River.

Au début des années 1990, la découverte d’un large claste de sulfures le long de la route Benton provoqué un intérêt pour le potentiel en gisements de sulfures massifs volcanogènes dans les secteur d’Eel River. Des forages ont par la suite recoupé des fragments plus petits, dont un claste qui a retourné des teneurs de 16.7% Zn, 5.6% Pb, 90 ppm Ag et 220 ppb Au. Le recoupement de minces lentilles de sulfures stratiformes dans un autre forage indique des conditions propices à la préservation des sulfures massifs. Leur incorporation subséquente dans des coulées de débris synvolcaniques est responsable du transport et de la déposition de ces clastes de sulfures depuis les évents hydrothermaux jusqu’à des endroits plus distaux. Ces coulées de débris sont similaires aux gisements de Buchans à Terre-Neuve, et les tracer jusqu’à leur source serait bénéfique du point de vue de l’exploration. Environ 15 km au sud-ouest du secteur d’Eel River, des clastes aurifères de sulfures de métaux usuels (11.1% Zn, 6.13% Pb, 0.19% Cu, 108 ppm Ag, et 1100 ppb Au) sont présents dans des roches volcaniques de composition intermédiaire à Monument Brook, dans l’est du Maine.