Fluid chemistry and evolution of hydrothermal fluids in an Archaean transcrustal fault zone network: the case of the Cadillac Tectonic Zone, Abitibi greenstone belt, Canada

摘要

Detailed fluid geochemistry studies on hydrothermal quartz veins from the Rouyn-Noranda and Val-d'Or areas along the transcrustal Cadillac Tectonic Zone (CTZ) indicate that unmineralized (with respect to gold) sections of the CTZ contained a distinct CO₂-dominated, H₂S-poor hydrothermal fluid. In contrast, both gold mineralized sections of the CTZ (e.g., at Orenada #2) and associated higher order shear zones have a H₂O-CO₂ ± CH₄-NaCl hydrothermal fluid. Their CO₂/H₂S ratios indicate H₂S-rich compositions. The Br/Cl compositions in fluid inclusions trapped in these veins indicate that hydrothermal fluids have been equilibrated with the crust. Oxygen isotope ratios from hydrothermal quartz veins in the CTZ are consistently 2‰ more enriched than those of associated higher order shear zones, which are interpreted to be a function of greater fluid/rock ratios in the CTZ and lower fluid/rock ratios, and more efficient equilibration of the hydrothermal fluid with the wall rock, in higher order shear zones. An implication from this study is that the lower metal endowment of the transcrustal CTZ, when compared with the higher metal endowment in higher order shear zones (ratio of about 1 : 1000), may be the result of the lack of significant amounts of H₂O-H₂S rich fluids in most of the CTZ. In contrast, gold mineralization in the higher order shear zones appear to be controlled by the high H₂S activity of the aqueous fluids, because gold was likely transported in a bisulfide complex and was deposited during sulfidation reactions in the wall rock and phase separation in the quartz veins.Des études géochimiques détaillées de fluides provenant de veines de quartz hydrothermal des régions de Rouyn-Noranda et de Val-d'Or, le long de la zone tectonique transcrustale de Cadillac (CTZ), indiquent que les sections de la CTZ ne contenant aucun minéralisation aurifère contenaient un fluide hydrothermal dominé par le CO₂ et appauvri en H₂S. Par contre, les sections minéralisées en or de la CTZ (p. ex. Orenada no 2) et les zones de cisaillement à haut métamorphisme qui y sont associées contiennent toutes deux un fluide hydrothermal H₂O-CO₂ ± CH₄-NaCl. Leurs rapports CO₂/H₂S indiquent une composition riche en H₂S. Les compositions Br/Cl dans des inclusions de fluides piégées dans ces veines indiquent que les fluides hydrothermaux ont été équilibrés avec la croûte. Les rapports des isotopes de l'oxygène des veines de quartz hydrothermal dans la CTZ sont constamment 2‰ plus enrichis que ceux dans les zones de cisaillement à métamorphisme élevé, lesquels sont interprétés comme étant une fonction des rapports plus élevés fluide-roche dans la CTZ, et des rapports fluide-roche inférieurs et un équilibre plus efficace du fluide hydrothermal dans l'éponte supérieure dans les zones de cisaillement à métamorphisme plus élevé. Une implication de cette étude est que le contenu moins riche en métaux de la CTZ transcrustale, lorsque comparé au contenu plus significatif en métaux des zones de cisaillement dans les zones à métamorphisme plus élevé (rapport d'environ 1 : 1000), peut découler du manque de quantités importantes de fluides riches en H₂O-H₂S dans la plus grande partie de la CTZ. Par contre, la minéralisation aurifère dans les zones de cisaillement à plus haut degré de métamorphisme semble être contrôlée par l'activité élevée du H₂S des fluides aqueux; l'or a probablement été transporté dans un complexe bisulfurique et déposé dans l'éponte supérieure au cours des réactions de sulfuration et dans les veines de quartz durant la séparation des phases.[Traduit par la Rédaction]