Petrochemical evolution of subvolcanic granitoid intrusions within the Late Devonian Mount Pleasant Caldera, southwestern New Brunswick, Canada: comparison of Au versus Sn-W-Mo-polymetallic mineralization systems
Authors: Yang Xue-Ming , Lentz David R. , McCutcheon Steve R. 
Published: September 2014

Two spatially and temporally related subvolcanic intrusive suites, the McDougall Brook Granitic Suite (MBG) and the Mount Pleasant Granitic Suite (MPG), occur within the Late Devonian Mount Pleasant Caldera, southwestern New Brunswick. Auriferous greisenized quartz breccias and veins are associated with the MBG, whereas Sn-W-Mo-Bi-polymetallic (Cu-Zn-Pb-In) mineralization is genetically related to the slightly younger MPG. The low-silica (< 70 wt. %) MBG and the high-silica (> 74 wt. %) MPG are calc-alkaline and metaluminous to weakly peraluminous (A/CNK = 0.91 – 1.28), and exhibit some crustal A-type granite affinities. However, compared to the MPG, the MBG has lower amounts of incompatible trace elements, a more pronounced Nb anomaly, enriched REE patterns with smaller negative Eu anomalies, and lower negative Ti, Sr, and Ba anomalies. Trace-element modeling, major-element chemistry, and petrologic evidence indicate that the MBG and MPG may have formed through pulse injection of magmas produced by fractional crystallization from felsic magma chambers at depth, involving an assemblage of clinopyroxene, amphibole, plagioclase, K-feldspar, ± biotite, ± zircon, ± apatite. Supracrustal contamination is evident, resulting in abnormally high alkalies (e.g., K) and high initial (87Sr/86Sr)i ratio. The parental magmas may be mainly derived from juvenile materials within the crust. Extremely high F (≤ 0.99%), Li (≤ 610 ppm), Rb (≤ 1210 ppm), Cs (≤ 28 ppm), U (≤ 43 ppm), Th (≤ 50 ppm), Nb (≤ 107 ppm), Ta (≤ 26 ppm), and heavy REE (e.g., Yb ≤ 36 ppm) in the MPG rocks, with very low K/Rb ratio (≤ 56) and Nb/Ta ratio (≤ 7.6), suggest fluid fractionation played an important role in late-stage magmatic differentiation.
Although gold background contents in both the MBG and MPG are typically low, ranging from < 2 to 8 ppb, W, Sn, and Mo contents in the MBG are much lower than those in the MPG. Gold mineralization appears to be related to the early MBG, as it behaves as a compatible element during magmatic evolution. The MBG is broadly comparable to intrusion-related gold systems elsewhere. However, the MPG has characteristics of evolved topaz-bearing granites commonly associated with Sn-W-Mo-Bi-polymetallic (Cu-Zn-Pb-In) mineralization; the youngest phase of the MPG appears have high potential for generating Sn deposits. Both intrusive suites formed within an epicontinental caldera complex and generally have within-plate geochemical character.

RÉSUMÉ

Deux suites intrusives subvolcaniques spatialement et temporellement apparentées, la suite granitique du ruis-seau McDougall (MBG) et la suite granitique du mont Pleasant (MPG), sont présentes à l'intérieur de la caldeira du Dévonien tardif du mont Pleasant, dans le Sud-Ouest du Nouveau-Brunswick. Des filons et des brèches de quartz greisenifiés aurifères sont associées à la MBG, tandis qu'une minéralisation de Sn-W-Mo-Bi-polymétallique (Cu-Zn-Pb-In) est génétiquement apparentée à la MPG légèrement plus récente. La MBG à faible teneur en silice (< 70 % pds) et la MBG à forte teneur en silice (> 74 % pds) sont calco-alcalines, métalumineuses à faiblement hyperalumineuses (A/CNK = 0,91 - 1,28), et elles affichent quelques affinités granitiques de type A crustales. La MBG présente toutefois, comparativement à la MPG, des quantités inférieures d'éléments traces incompatibles, une anomalie plus prononcée en Nb et des configurations enrichies de métaux des terres rares avec des anomalies négatives en Eu plus réduites et des anomalies négatives de Ti, Sr et Ba inférieures. La modélisation des éléments traces, la composition chimique en éléments majeurs et les observations pétrologiques révèlent que la MBG et la MPG pourraient s'être formées par injec-Atlantic Geology 39, 97– 121 (2003) 0843-5561|03|02097– 25$4.75|otion intermittente de magma produit par cristallisation fractionnée de réservoirs de magma felsique en profondeur et ayant comporté un assemblage de clinopyroxène, d'amphibole, de plagioclase, de feldspath potassique, ± biotite, ± zircon et ± apatite. La contamination supracrustale est évidente; elle a entraîné une présence anormalement élevée d'alcalins (p. ex. K) et un ratio initial élevé (87Sr/86Sr). Les magmas parents pourraient principalement provenir de matériaux immatures à l'intérieur de l'écorce. Les teneurs extrêmement élevées de F (≤ 0,99 %), de Li (≤ 610 parties par million), de Rb (≤ 1 210 parties par million), de Cs (≤ 28 parties par million), d'U (≤ 43 parties par million, de Th (≤ 50 parties par million), de Nb (≤ 107 parties par million), de Ta (≤ 26 parties par million) et d'éléments de terres rares lourds (p. ex. Yb ≤ 36) dans les roches de la MPG, avec de très faibles ratios de K/Rb (≤ 56) et de Nb/Ta (≤ 7,6), permettent de supposer que la cristallisation fractionnée des fluides a joué un rôle déterminant dans la différentiation magmatique du dernier stade.
Même si les teneurs en or de référence, tant dans la MBG que la MPG, sont généralement peu élevées, variant entre moins de deux et huit parties par milliard, les teneurs en W, Sn et Mo de la MBG sont beaucoup plus basses que celles de la MPG. La minéralisation de l'or semble reliée au stade précoce de la MBG, car elle s'est comportée comme un élément compatible pendant l'évolution magmatique. La MBG est d'une façon générale comparable aux systèmes aurifères reliés à des intrusions d'ailleurs. La MPG possède toutefois les caractéristiques des granites topazifères évolués communément associés à une minéralisation de Sn-W-Mo-Bi-polymétallique (Cu-Zn-Pb-In); la phase la plus récente de la MPG semble offrir un potentiel élevé de production de gîtes de Sn. Les deux suites intrusives se sont formées à l'intérieur d'un complexe de caldeiras épicontinentales et possèdent généralement un caractère géochimique intra-plaque.
[Traduit par la rédaction]