Carboniferous barite-fluorite mineralization in the Late Devonian Kinsac Pluton, southern Nova Scotia
Authors: Kontak Daniel J. , Horne Richard J. , Ansdell Kevin , Archibald Douglas A. 
Published: September 2014

Abundant barite ± fluorite ± quartz veins occur along the eastern margin of the Late Devonian Kinsac Pluton, a peraluminous granite that intruded metasedimentary rocks of the Meguma Group. The barite veins, striking 120° with vertical dip, occur in areas of strongly fractured granite, but the veins are not deformed and may contain lenses of comminuted granite. The veins (s 0.6 m wide) are dominated by coarse, cloudy white barite euhedra with or without a late infill of euhedral clear quartz and pink to dark purple fluorite. 40Ar/39Ar step-wise heating of a K-feldspar megacryst in granite immediately adjacent to a barite vein indicates a 354 Ma plateau age for the high-temperature gas fraction and a ca. 320 Ma age for the low-temperature gas fraction. The younger age is interpreted to record partial resetting of K-feldspar due to interaction of the mineral with vein-forming fluids.

Fluid inclusions (aqueous, L-V types) hosted by vein fluorite have homogenization temperatures of 100° to 130°C. Last melting of ice indicates salinities of 24 to 28 wt. % equivalent NaCl, but low eutectic temperatures indicate that the fluids are mixed NaCI-CaCI2-FeCI2-MgCI2 brines. Although fluorite-hosted fluid inclusions from the South Mountain Batholith have similar salinities, they homogenize at temperatures of 150° to 160°C. Stable isotopic studies of vein minerals indicate 534Sb„,e = +13 ± 2%o, δl8Oquartz = +22%o and δD for fluid inclusion extracts are -123 to -165 %o. The data are interpreted to indicate that: (1) sulphur was derived from dissolution of Windsor Group evaporites rather than from sulphides in basement rocks; (2) the δ18)water of the veins was +8 to +12 %o for 100° to 150°C, which is consistent with either a basinal or metamorphic fluid; (3) the fluids interacted with organic matter to generate the low δD values. Measured 87Sr/86Sr on barite (0.7120; n=2) and fluorite (0.7086) indicate that the fluids exchanged with a radiogenic source, either the Horton Group or the Meguma Group being the most likely reservoir.

Collectively the data indicate vein formation during the Early Carboniferous, when the study area was buried under ca. 2-3 km of Carboniferous strata which have subsequently been eroded. Basinal-type fluids were focused into zones of extension which opened as a result of high Pfluid, in concert with sinistral movement on NW-trending faults that crosscut the Meguma Terrane.

RÉSUMÉ

On trouve une abondance de filons de barytine ± fluorite ± quartz le long de la marge orientale du pluton du Dévonien superieur de Kinsac, granite hyperalumineux qui s'est introduit dans des roches métasédimentaires du groupe de Meguma. Les filons de barytine. orientés selon un pendage vertical de 120°, se trouvent dans des zones de granite fortement fracturees, mais ils ne sont pas déformés et ils pourraient renfermer des lentilles de granite fragmenté. Les filons (≤0.6 m) sont dominés par la présence de barytine automorphe blanc trouble, grossiére, avec ou sans remplissage tardif de quartz transparent automorphe et de fluorite rose à mauve foncé. Un réchauffement progressif 40Ar/39Ar d'un mégacristal de feldspath-K dans le granite immédiatement adjacent a un filon de barytine révèle que la fraction gazeuse à haute témperature à un âge plateau de 354 M.A. et que la fraction gazeuse à basse température est âgée de 320 M.A. L'âge le plus jeune est interprété comme I'enregistrement d'un rétablissement partiel de feldspath-K du à I'interaction du minéral avec des fluides constitutifs de filons.

Des inclusions de fluides (aqueux de types L-V) contenues dans de la fluorite filonienne possèdent des températures d'homogénéisation de 100° a 130 °C. La derniére fonte des glaces révèle des teneurs en sels équivalant à 24 à 28 % en poids de NaCl. mais les températures eutectiques basses révèlent que les fluides constituent des saumures mêlées de NaCI-CaCI2-FeCl2-MgCl. Même si des inclusions de fluides contenues dans de la fluorite du batholithe du mont South affichent des salinités analogues, elles s'homogéneisent à des températures de 150° è 160 °C. Des études des isotopes lourds des minéraux filoniens révèlent que δ34Sbarytme = +13 ± 2%o. δ18Oquartz = +22%oet que δD des extraits d'inclusions de fluides affichent -123 à -165%o. Selon I'interprétation des chercheurs, ces données signifient: (1) que le soufre provient d*une dissolution d’évaporites du groupe de Windsor plutêt que de sulfures du socle rocheux; (2) que δ18Od’eau des filons représentait +8 à +12%o à des températures de 100° à 150°C, ce qui correspond à un fluide métamorphique ou un fluide de bassin; et (3) que les fluides ont interagi avec la matière organique pour produire de faibles valeurs δD. Le 87Sr/86Sr mesuré sur la barytine (0.7120; n=2) et la fluorite (0.7086) signale un échange de fluides avec une source radiogénique, soit les groupes de Horton ou de Meguma, qui constituent les reservoirs les plus vraisemblables.

Les données révèlent collcctivement que les filons se sont formés au debut du Carbonifere inférieur lorsque le secteur d'étude se trouvait enfoui sous environ deux à trois kilomètres de strates du Carbonifere, qui se sont subsequemment érodées. Les fluides de bassin ont été concentrés dans des zones d'extension qui se sont ouvertes sous I'influence de fluidesP à teneur eievee de concert avec un mouvement senestre sur les failles orientées vers le nord-ouest entrecoupant le terrane de Meguma.

[Traduit par la rédaction]