Paleoproterozoic Age Relationships in the Three Bluffs Archean Iron Formation-Hosted Gold Deposit, Committee Bay Greenstone Belt, Nunavut, Canada

Exploration and Mining Geology, Vol. 19, No. 3-4, 2010

T. Davies, J.P. Richards, R.A. Creaser, L.M. Heaman, T. Chacko, A. Simonetti, J. Williamson and D.W. McDonald

Abstract The Three Bluffs gold deposit is located in the Committee Bay greenstone belt, which forms part of the Rae domain of the western Churchill province, Nunavut, Canada. Gold mineralization is hosted by iron formation of the Neoarchean volcanosedimentary Prince Albert Group, and is associated with silicification (quartz veining) and sulfidation of magnetite and other Fe-rich minerals.

Conventional U-Pb zircon dating of a conformable dacite unit within the volcanosedimentary host-rock sequence and a crosscutting diorite intrusion confirm a ~2.7 Ga age for deposition of the supracrustal package.

U-Pb monazite dates and Pb isotopic analyses of sulfides were obtained by laser ablation–multicollector–inductively coupled plasma–mass spectrometry (LA-MC-ICP-MS). A subset of U-Pb monazite (1813.8 ± 8.7 Ma) and Re-Os arsenopyrite (1822 ± 21 Ma) dates, combined with a Pb-Pb secondary errorchron age for pyrite and arsenopyrite (1829 ± 77 Ma), suggest that gold mineralization associated with sulfidation of the iron formation occurred at ~1815 Ma, prior to high-grade (upper amphibolite facies) tectonometamorphism in the Three Bluffs area (D2TB/(M2TB).

An ~1815 Ma age for deposit formation is broadly consistent with evidence from elsewhere in the western Churchill province and to the southwest in Manitoba and Saskatchewan for a late Trans-Hudson (1.9–1.8 Ga) gold mineralizing event. The majority of U-Pb monazite ages form a second population at 1780.6 ± 4.2 Ma, similar to the age of the majority of Re-Os arsenopyrite analyses (1763 ± 11 Ma). These dates are thought to reflect the timing of peak M2TB metamorphism. 40Ar/39Ar dating of amphibole, biotite, and muscovite yielded plateau ages ranging from 1723.8 ± 9.0 Ma to 1710 ± 17 Ma, which are interpreted to record the timing of postpeak metamorphic cooling to below the respective closure temperatures for Ar diffusion in these minerals.The returns to development and exploration are shown to be highly sensitive to the cost of capital and metal price assumptions. With respect to deposit type, porphyry deposits are both larger (NPV) and exhibit lower profitability (IRR) than the nonporphyry deposits. On a geographic basis, returns to development and exploration are higher in Chile than elsewhere, reflecting the larger average deposit size and lower average exploration cost per deposit.
Keywords: Archean banded iron formation, Gold deposit, Proterozoic orogeny, Committee Bay greenstone belt, Nunavut
Résumé Le gîte aurifère de Three Bluffs est situé dans la ceinture de roches vertes de Committee Bay, laquelle appartient au domaine de Rae dans l’ouest de la province de Churchill, au Nunavut, Canada. La minéralisation aurifère est encaissée par des formations de fer d’âge Néoarchéen appartenant aux roches volcanosédimentaire du Groupe de Prince Albert; la minéralisation est associée à de la silicification (veines de quartz) ainsi qu’à la sulfidation de la magnétite et d’autre minéraux riches en Fe.

Les résultats de la géochronologie U-Pb conventionnelle sur une unité de dacite concordante au sein de la séquence volcanosédimentaire ainsi que d’une intrusion de diorite qui les recoupe indiquent que ces roches supracrustales ont un âge de ~2.7 Ga. Les âges U-Pb de la monazite ainsi que les analyses des isotopes du plomb des sulfures ont été obtenus par ablation laser (LA-MC-ICP-MS). Certains des âges U-Pb obtenus à partir de la monazite (1813.8 ± 8.7 Ma) et des âges Re-Os retournés par l’arsénopyrite (1822 ± 21 Ma), en association avec l’âge indiqué par une isochrone à données dispersées « errochron » secondaire Pb-Pb pour la pyrite et l’arsénopyrite (1829 ± 77 Ma), suggèrent que la minéralisation aurifère associée à la sulfidation de la formation de fer s’est formée vers ~1815 Ma, avant que l’événement tectonométamorphique (D2TB/(M2TB) de niveau élevé (faciès des amphibolites supérieures) affecte le secteur de Three Bluffs.

Un âge de mise en place de ~1815 Ma pour ce gîte est compatible avec les données en provenance de l’ouest de la province de Churchill ainsi que plus au sud-ouest au Manitoba et en Saskatchewan qui indiquent la mise en place de minéralisations aurifères à la fin de l’orogénèse Trans-Hudsonienne (1.9–1.8 Ga).

La majorité des âges U-Pb de la monazite constituent une seconde population formée à 1780.6 ± 4.2 Ma, ce qui est similaire à l’âge obtenu pour la plupart des analyses Re-Os sur l’arsénopyrite (1763 ± 11 Ma). Ces âges reflètent probablement l’atteinte du pic métamorphique M2TB.

La géochronologie 40Ar/39Ar de l’amphibole, de la biotite, et de la muscovite a retourné des âges plateau compris entre 1723.8 ± 9.0 Ma et 1710 ± 17 Ma, lesquels sont interprétés comme indiquant le passage sous la température de fermeture pour la diffusion de l’argon de chacun de ces minéraux durant leur refroidissement après l’atteinte du pic métamorphique.