Geological Setting, Petrology, and Geochemistry of Granitic Pegmatites and Leucogranites Hosting U-Th-REE Mineralization at Fraser Lakes Zone B, Wollaston Domain, Northern Saskatchewan, Canada

Exploration & Mining Geology, Vol. 21, No. 1, 2013
CHRISTINE L. MCKECHNIE, IRVINE R. ANNESLEY , AND KEVIN M. ANSDELL
Abstract The U-Th-REE mineralization at Fraser Lakes Zone B is hosted by granitic pegmatites and leucogranites, which lie along the deformed contact between Paleoproterozoic metasedimentary gneiss of the Wollaston Group and Archean orthogneiss, approximately 25 km from the southeastern edge of the Athabasca Basin. The pegmatites/leucogranites are subcordant to concordant with the regional foliation and are concentrated within a northeast-plunging antiformal fold nose, the study area, which lies west of Fraser Lakes. The mineralized pegmatites/leucogranites in the western part of the study area (Group A) are typically enriched in U (± Th) with Th/U ~1, and contain uraninite, thorite, zircon, and allanite. Those intruding the central part of the study area (Group B) are generally enriched in Th and LREE, with Th/U >2, and contain monazite, thorite (commonly U-enriched), and zircon. The pegmatites and leucogranites in Group A tend to be slightly enriched in SiO2 and depleted in TiO2 relative to those in Group B and are interpreted to represent more evolved crustal melts. Both groups are peraluminous and show varied chemistry. Partial melting (~850ºC and 9 kbar) of a metasedimentary rock-dominated source, entrainment of accessory minerals as xenocrysts, and assimilation–fractional crystallization processes combined to enrich the granitic pegmatites/leucogranites in U, Th, and REE elements. Transfer of melt from the source region to the crystallization sites was assisted by deformation within and along major structural zones, such as the folded Archean–Paleoproterozoic discontinuity. The character of mineralization and structural control in the study area is reminiscent of the alaskite-hosted deposits at Rössing, Namibia.
Keywords: U-rich pegmatites, Th-REE-rich pegmatites, Fraser Lakes Zone B, Wollaston Domain, Athabasca Basin, U metallogeny
Résumé La minéralisation en U-Th-ÉTR de la Zone B de Fraser Lake est contenue dans des pegmatites granitiques et des leucogranites localisés le long du contact déformé entre des gneiss métasédimentaires d’âge paléoprotérozoïque du Groupe de Wollaston et des orthogneiss d’âge archéen, à environ 25 km de l’extrémité sud-est du bassin d’Athabasca. Les pegmatites / leucogranites sont subcordants à concordants avec la foliation régionale et se concentrent dans la charnière d’un antiforme plongeant vers le nord-est dans la zone d’étude, laquelle est située à l’ouest de Fraser Lake. Les pegmatites minéralisées / leucogranites de la partie ouest de la zone d’étude (Groupe A) sont généralement enrichis en U (Th ±), présentent un rapport Th / U ~ 1, et contiennent de l’uraninite, de la thorite, du zircon et de l’allanite. Celles faisant intrusion dans la partie centrale de la zone d’étude (groupe B) sont généralement enrichies en Th et en terres rares légères, avec un rapport Th / U > 2, et contiennent de la monazite, de la thorite (communément enrichie en U), et du zircon. Les pegmatites et les leucogranites du groupe A tendent à être légèrement enrichis en SiO2 et appauvris en TiO2 par rapport à ceux du groupe B et proviendraient de liquides plus évolués d’origine crustale. Les deux groupes sont hyperalumineux et présentent des compositions chimiques variées. La fusion partielle (à ~ 850 ° C et à 9 kbar) d’une source dominée par des roches métasédimentaires s’est combinée à l’entraînement de minéraux accessoires en tant que xénocristaux, ainsi qu’aux processus d’assimilation et de cristallisation fractionnée expliquerait l’enrichissement des pegmatites granitiques / leucogranites en U, Th, et en éléments des terres rares. La déformation à l’intérieur et en périphérie de zones structurales majeures, tel la discordance plissée entre l’Archéen et le Paléoprotérozoique, a contribué à la migration des liquides de fusion partielle de la région source aux sites de cristallisation. La nature de la minéralisation et le contrôle structural dans la zone d’étude rappellent les gîtes contenus dans des alaskites à Rössing, en Namibie.
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