Volume 24, Number 4 (1997)
Articles

The 1997 Howard Street Robinson Lecture: The Mesoproterozoic Nain Plutonic Suite in Eastern Canada, and the Setting of the Voisey's Bay Ni-Cu-Co Sulphide Deposit

Bruce Ryan
Geological Survey, Department of Mines and Energy, St. John's, Newfoundland.
How to Cite
Ryan, B. (1). The 1997 Howard Street Robinson Lecture: The Mesoproterozoic Nain Plutonic Suite in Eastern Canada, and the Setting of the Voisey’s Bay Ni-Cu-Co Sulphide Deposit. Geoscience Canada, 24(4). Retrieved from https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/4182

Abstract

Northern Labrador is home to one of the world's classic anorogenic magmatic terranes, the Mesoproterozoic Nain Plutonic Suite (NPS), comprising a broad spectrum of coalesced basic and silicic intrusions emplaced ca. 1.35-1.29 Ga astride a Paleoproterozoic continental suture zone. Tectonic models for the development of the NPS relate it to processes associated with a mantle plume impinging on the base of the crust. The NPS is largely a bimodal igneous terrane, of which the predominant rocks belong to the anorthositic and granitic components. Troctolitic and iron-rich dioritic rocks are subordinate. The Reid Brook intrusion, the oldest-recognized troctolitic pluton within the NPS, hosts a major ore deposit of magmatic Ni-Cu-Co sulphide minerals that was discovered north of Voisey's Bay in 1993. The ore is concentrated in three main settings: in a troctolitic dyke (Discovery Hill and the Western Extension), in a bowl-shaped zone (the Ovoid, largely massive sulphide) resting on gneiss, and at the lower levels of a massive troctolite body (the Eastern Deeps). One model for the geometry and distribution of the Voisey's Bay deposit can be constructed by application of physical and chemical processes that would accompany the ascent and deposition of a sulphide-saturated, mantle-derived silicate magma into a mid- to upper-crustal dilational chamber. The silicate magma may have liberated a separate immiscible sulphide magma because of sulphide saturation promoted by interaction with Paleoproterozoic sulphur-bearing paragneisses at a deeper level, or the sulphide liquid may be totally of juvenile mantle extraction. The origin of the sulphide ore, the complete distribution of the ore, and the three dimensional shape of the hosting troctolitic intrusion are subjects of active study, and no doubt there will be revisions to the present working model. There is also no doubt — when all private sector, government, and aboriginal concerns about the Voisey's Bay mine development are addressed — that the exploitation of this major world-class nickel-copper-cobalt resource will accrue economic benefits to the province of Newfoundland and Labrador, as well as the rest of Canada, for decades to come. RÉSUMÉ La région nord du Labrador renferme l'un des exemples classiques de terrane magmatique d'origine anorogénique de la planète, la Suite plutonique méso-protérozoïque du Nain (SPN). Cette suite est constituée d'une gamme étendue d'intrusions basiques et acides agglomérées qui se sont mises en place de part et d'autre d'une suture paléo-protérozoïque continentale, il y a environ 1,35 et 1,29 Ga. Les modèles tectoniques de mise en place de cette SPN nous renvoient aux géomécanismes qui se produisent là où une venue matellique en panache touche la base de l'écorce terrestre. La SPN est en grande partie, un terrane igné bimodal dont les types lithiques prédominants sont anorthositiques et granitiques. Les roches troctolitiques et les diorites riches en fer constituent des groupes d'importance secondaire. L'intrusion de Reed Brook qui est le plus vieux pluton troctolitique de la SPN à ce jour, est l'hôte d'un important gisement magmatique de sulfures de Ni-Cu-Co, et qui a été découvert en 1993 au nord de la baie de Voisy. Les concentrations minérales se retrouvent dans trois contextes minéraux différents, soit dans un dyke troctolitique {Discovery Hillet Western Extension), dans une zone en forme de cuvette constituée principalement de sulfures massifs et reposant sur un gneiss (VOvoid), ainsi que dans les couches inférieures d'une importante intrusion de troctolite, les Easterns Deeps. L'un des modèles qui pourraient expliquer la configuration géométrique des éléments du gisement de la baie de Voisy est basé sur les mécanismes physiques et chimiques qui accompagnent l'ascension et les précipitations associées à un magma mantellique acide saturé en sulfures, s'élevant dans la partie médiane à supérieure de la croûte, dans une chambre de dilatation. En recoupant des paragneiss paléo-protérozoïques saturés en sulfures dans la partie profonde de la croûte, le magma acide aurait pu libérer un autre magma de sulfures non miscible toutefois, la solution saturée en sulfures pourrait tout aussi bien être entièrement d'origine mantellique juvénile. L'origine de la minéralisation, la définition de toutes les zones minéralisées ainsi que de la forme tridimensionnelle de l'intrusion troctolitique hôte sont actuellement l'objet d'études, et nul doute que les résultats de ces études entraîneront des révisions du modèle de travail présenté ici. Il n'y a pas de doute non plus qu'une fois les exigences de l'entreprise privée, des gouvernements et des populations autochtones auront été satisfaites en ce qui a trait aux conditions de sa mise en valeur, l'exploitation de cette importante ressource de nickel-cuivre-cobalt de classe mondiale aura des retombées économiques positives durant des décennies à venir, autant pour la province de Terre-Neuve et le Labrador que pour tout le Canada.