Hydrothermal Alteration in Hydro-Fractured Athabasca Basin Sandstone: Distal Expression of Uranium Mineralization?

Exploration & Mining Geology, Vol. 21, No. 1, 2013
JEANNE B. PERCIVAL, SEAN A. BOSMAN, ERIC G. POTTER, PAUL RAMAEKERS, KATHERINE E. VENANCE, PAT A. HUNT, WILLIAM DAVIS, AND CHARLES W. JEFFERSON
Abstract A 10-cm thick clay-rich layer near the top of the Manitou Falls Formation of the Athabasca Group is unusual in its breccia texture, alteration, and detrital mineral composition relative to the adjacent overlying and underlying sedimentary beds. This layer is composed of angular quartz grains set in an illite >> kaolinite + dickite matrix. Deformed clay-rich fragments within the layer have very similar mineral assemblages. The presence of euhedral accessory minerals including Ti-oxides and aluminophosphatesulphate minerals points to a diagenetic/hydrothermal origin. The presence of individual grains of Kfeldspar and amphibole is unusual relative to the typical Athabasca quartz arenite; originally, these minerals were probably included in detrital quartz and subsequently liberated during fracturing. The textures and alteration characteristics suggest that this layer is a hydraulically-fractured unit, which has experienced hydrothermal fluid alteration — a possible pathway distally related to uranium mineralization.
Keywords: microbreccia, hydrothermal alteration, hydraulic fracturing, uranium mineralization
Résumé Une couche argileuse de 10 cm d’épaisseur près du sommet de la Formation de Manitou Falls du Groupe d'Athabasca est remarquable par sa texture brèchique, son altération et la composition de ses minéraux détritiques qui diffèrent de ceux des couches sédimentaires sus- et sous-jacente. Cette couche est composée de grains de quartz angulaires dans une matrice composée d’illite >> kaolinite + dickite. Des fragments déformés riches en argile dans cette couche présentent des assemblages minéraux très similaires. La présence de minéraux accessoires idiomorphes dont des oxydes de titane et des aluminophosphates-sulphates suggère que ces derniers ont une origine diagénétique / hydrothermale. La présence de grains de feldspath-K et d'amphibole est inhabituelle comparativement aux arénites quartziques typiques de l’Athabasca; initialement, ces minéraux constituaient probablement des inclusions dans le quartz détritique qui ont été subséquemment libérées pendant la fracturation. Les textures et les caractéristiques de l'altération suggèrent que cette unité a subi une fracturation hydraulique et a été altérée par un fluide hydrothermal – possiblement en lien avec les effets distaux de mise en place de la minéralisation en l'uranium.
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