Lithogeochemistry and Hydrothermal Alteration at the Halfmile Lake South Deep Zone, a Volcanic-Hosted Massive Sulfide Deposit, Bathurst Mining Camp, New Brunswick

Exploration and Mining Geology, Vol. 15, No. 3-4, 2006
L.K. MIREKU and C.R. STANLEY


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Mots clés : Massive sulfide deposit, Lithogeochemistry, Hydrothermal alteration, Pearce element ratio, Halfmile Lake, Bathurst Mining Camp
Résumé La gîte de la zone Profonde Sud de Halfmile Lake, Camp Minier de Bathurst, a été découverte par Noranda Inc. (Exploration) par un levé séismique 3-D suivi de dix forages au diamant en 1998. Le gisement consiste en sulfures de Pb-Zn-Cu massifs, bréchiques et en stockwork dans une séquence volcano-sédimentaire renversée appartenant au Groupe de Tetagouche. Le roches sous-jacentes au gisement consistent principalement en roches épiclastiques interlitées avec des roches pyroclastiques à grain fin. Localement, les roches qui recouvrent le gisement consistent surtout en tufs à cristaux interlités de roches épiclastiques. Cette séquence stratigraphique dans son ensemble est recoupée d'intrusions porphyriques à quartz et à feldspath ainsi que par des dykes intermédiaires et basiques. Les roches volcaniques et sédimentaires peuvent être identifiées géochimiquement par les ratios d’éléments traces tels Zr/TiO2 et Nb/TiO2, malgré le développement intense de l’altération et du clivage. Ces ratios permettent d’identifier quatre protolithes volcaniques différents : une rhyolite, une dacite, une andésite et un basalte. Les roches volcaniques aphyriques et quartzo-feldspathiques ont une composition rhyolitique et dacitique tandis que les roches épiclastiques présentent des ratios d’éléments traces compatibles avec une composition dacitique.

Les diagrammes de rapports élémentaires de Pearce, les diagrammes de ratios élémentaires généraux et les observations pétrographiques montrent que les roches volcaniques rhyolitiques montrent les signes d’un fractionnement relativement à l’albite, au feldspath potassique et au quartz tandis que les roches dacitiques ne semblent pas être fractionnées et que les roches sédimentaires épiclastiques ne montrent que les effets d’un tri du quartz. La principale expression de l’altération hydrothermale est la présence de muscovite phengitique et de chlorite daphnitique. Des quantités mineures de calcites sont notées dans le toit stratigraphique du gisement, dans la partie profonde du mur stratigraphique et dans les dykes post-minéralisation, et pour cette dernière raison la calcite n’est pas considérée comme relevant de l’évènement hydrothermal à l’origine du gisement.

Les gains et pertes d’éléments durant l’altération ont été utilisés pour déterminer les réactions nettes d’altération. Ces réactions ont par la suite été utilisées pour identifier des paramètres d’altération indépendants de tout autre type d’altération, de fractionnement ou de tri qui pourraient servir de guide d’exploration. Ces paramètres comprennent : une mesure de l’hydrolyse en vrac, (2Ca+Na+K–2CO2)/Al; une mesure de l’altération en muscovite, K/Al; une mesure de la destruction de l’albite, Na/Al; une mesure de l’altération en chlorite, (Fe+Mg–S/2)/Al; une mesure de la composition de la chlorite, (Fe–S/2)/Mg une mesure de la sulfuration, S/Ti; et une mesure de carbonatation, CO2/Ti. À l’exception de la mesure de carbonatation, ces paramètres d’altération définissent une zone d’altération hydrothermale intense qui s’étend verticalement et latéralement dans le mur stratigraphique du gisement. Ils permettent aussi de mettre en évidence que les roches épiclastiques sont principalement altérées en chlorite et que les roches volcaniques sont surtout altérées en muscovite. Le halo d’altération se caractérise un gain élémentaire de Fe et de H et par une perte élémentaire de Na. Un gain de potassium est noté dans les roches altérées en muscovite, mais il a été subséquemment perdu dans les roches altérées en chlorite. Les résultats de cette étude montrent que le métamorphisme et la déformation n’ont pas significativement obscurci les signatures de l’altération hydrothermale.