Geology and Chemistry of the Low Ti Magnetite-bearing Heff Cu-Au Skarn and its Associated Plutonic Rocks, Heffley Lake, South-Central British Columbia

Exploration and Mining Geology, Vol. 16, No. 3-4, 2007

G.E. Ray and I.C.L. Webster

Abstract The magnetite-rich Heff Cu-Au skarn lies in the Quesnel Terrane of south-central British Columbia, approximately 26 km northeast of Kamloops. The skarn formed close to the northern margin of the Heffley Creek pluton, and is hosted by Carnian (Late Triassic) Nicola Group limestone. The Late Triassic pluton (208.1 ± 6.1 Ma, U-Pb zircon) is a composite body of alkaline affinity that includes dioritic, gabbroic, and magnetite-rich clinopyroxene ± olivine ultramafic phases.

The skarn has been discontinuously traced along strike for more than 1 km, and individual skarn layers are up to 40 m thick. The most common non-opaque minerals are garnet, clinopyroxene, and carbonate, with lesser epidote, biotite, amphibole, and chlorite. Apatite locally forms more than 3 vol.% of the rock. Compositionally the garnet is a low Mn grandite averaging Pyr3–Grs41–Adr56 mol.%.

Mineralization consists of lenses, up to 10 m thick, containing massive low Ti-V magnetite (avg. 0.03 wt.% TiO2 and 0.01 wt.% V2O3). Magnetite is associated with up to 20 vol.% pyrrhotite, lesser pyrite, and trace chalcopyrite and gold. There is a moderate enrichment in rare earth elements with assays up to 570 ppm La and 490 ppm Ce. The Heffley Creek pluton belongs to a suite of Late Triassic–Early Jurassic alkalic and Fe-rich intrusions that are widely developed throughout the Quesnel Terrane. Some host Cu-Au porphyry mineralization, but less commonly they are associated with magnetite-apatite veins such as at the Glen Iron mine and Magnet occurrence, or with magnetite-rich Cu-Au skarns such as the Heff occurrence.

Although abundant low Ti magnetite is present in the Heff skarn, it does not appear to represent iron oxide copper- gold (IOCG) type mineralization. Microprobe analyses completed during this study show that low Ti magnetite is not a unique feature of IOCG deposits, but also characterizes some other types of hydrothermal mineralization. In British Columbia these include some alkalic porphyry-related magnetite-apatite veins in the Quesnel Terrane, as well as the well-known Wrangellia-hosted Fe skarn deposits. Thus, low Ti magnetite appears to be a common signature of many magmatic hydrothermal deposits in contrast to the high Ti primary magnetite found in most igneous rocks.
Keywords: Skarn, low Ti magnetite, garnet, igneous intrusion, geochemistry, British Columbia
Résumé Le skarn à Cu-Au riche en magnétite de Heff est situé dans la Terrane de Quesnel dans le centresud de la Colombie Britannique, à environ 26 km au nord-est de Kamloops. Ce skarn s’est formé près de la bordure nord du pluton de Heffley Creek, et s’est mis en place dans les calcaires du Groupe de Nicola d’âge Carnien (Trias Supérieur). Ce pluton du Trias Supérieur (208.1 ± 6.1 Ma, zircon U-Pb) est un corps composite d’affinité alcaline comprenant des phases dioritiques, gabbroiques, et ultramafiques à clinopyroxene ± olivine riches en magnétite.

Le skarn a été suivi de façon discontinue sur plus d’un km, et les niveaux de skarn sont d’une épaisseur atteignant 40 m d’épaisseur. Les principaux minéraux non-opaques sont le grenat, le clinopyroxène et les carbonates, avec des quantités moindres d’épidote, de biotite, d’amphibole et de chlorite. L’apatite représente localement plus de 3% du volume de la roche. La composition du grenat est celle d’une grandite pauvre en Mn d’une composition moyenne Pyr3–Grs41–Adr56 mol.%.

La minéralisation consiste en lentilles atteignant 10 m d’épaisseur, contenant de la magnétite massive pauvre en Ti et en V (en moyenne 0.03 poids % TiO2 et 0.01 poids % V2O3). La magnétite est associée avec jusqu’à 20 vol.% de pyrrhotite, un peu de pyrite, et des traces de chalcopyrite et d’or. On note un enrichissement modéré en éléments de terres rares, avec des teneurs atteignant 570 ppm La et 490 ppm Ce.

Le pluton de Heffley Lake appartient à une suite d’intrusions alcalines et riches en fer d’âge Triassique Tardif– Jurassique Précoce abondamment représentée dans la Terrane de Quesnel. Certaines de ces intrusions contiennent une minéralisation de type Cu-Au porphyrique, mais plus rarement elles sont associées à des veines de magnétiteapatite comme à la mine de fer Glen et à l’indice Magnet, ou encore avec des skarns à Cu-Au riches en magnétite tels l’indice Heff.

Malgré la présence de magnétite pauvre en Ti en abondance dans le skarn Heff, ce dernier ne semble pas constituer une minéralisation de type oxyde de fer-cuivre-or (IOCG). Les analyses à la microsonde complétées au cours de la présente étude montrent que la magnétite pauvre en Ti n’est pas un attribut exclusif des gîtes de type IOCG, mais qu’elle caractérise aussi d’autres types de minéralisations hydrothermales. En Colombie Britannique, ces derniers comprennent certaines veines d’apatite-magnétite associées à des porphyres alcalins dans la Terrane de Quesnel, ainsi que les skarns de fer bien connus de Wrangellia. La magnétite pauvre en Ti semble être une signature commune à de nombreux types de gîtes magmatiques hydrothermaux par opposition à la magnétite titanifère primaire présente dans la plupart des roches ignées.