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Articles

Vol. 43 (2007)

The timing of gold mineralization in White Bay, western Newfoundland: Evidence from 40Ar/39Ar studies of mafic dykes that predate and postdate mineralization

DOI
https://doi.org/10.4138/5623
Submitted
December 21, 2007

Abstract

The Rattling Brook deposit is a low-grade, disseminated to stockwork-style gold deposit hosted by Precambrian granodiorite and adjacent Cambrian sedimentary rocks. Alteration and gold mineralization also occur in foliated and metamorphosed mafic dykes, likely of late Precambrian age. The auriferous granodiorite is in turn cut by relatively fresh, unaltered, and locally chilled diabase dykes, interpreted as Paleozoic post-mineralization intrusions. A fresh post-mineralization diabase gave a 40Ar/39Ar amphibole plateau age of 412.9 ± 4.3 Ma, which is interpreted as the time of its crystallization, and which provides a younger limit for the timing of gold mineralization. An altered, metamorphosed dyke of pre-mineralization timing gave an identical 40Ar/39Ar biotite plateau age of 412.6 ± 2.3 Ma, which is more difficult to interpret. It could represent post-metamorphic cooling, or alternatively, resetting of metamorphic biotite during alteration related to gold mineralization. In the first case, the age provides a reasonable upper limit for the timing of gold mineralization, provided that the ambient temperature during mineralization was not significantly above the closure temperature for Ar in biotite (~ 300 oC). On this basis, gold mineralization at Rattling Brook occurred during the latest Silurian or earliest Devonian, between 415 and 409 Ma. The possibility that mineralization occurred at temperatures above 300 oC, prior to 415 Ma, cannot be completely excluded, but it must be younger than ca. 430 Ma, the time of peak metamorphism in adjacent areas. In conjunction with sparse data on the ages of gold deposits elsewhere in Newfoundland, the results support two discrete episodes of mineralization corresponding to the Silurian-Devonian boundary (420–410 Ma) and middle to late Devonian (380–370 Ma). These age groupings resemble those defined by recent Re-Os isotopic studies of sulphides from vein-style gold deposits in the Meguma terrane of Nova Scotia and may in part correspond to the timing of intrusion-related gold in New Brunswick. Given the small amount of data from all of these areas, further interpretation is speculative. However, such hints of discrete orogen-scale episodes of gold mineralization, perhaps correlative with regional tectonothermal events, provide a powerful incentive for further geochronological studies of gold mineralization in the Appalachian orogen. Résumé Le gîte du ruisseau Rattling est un gîte aurifère à faible teneur qui, de disséminé, devient un stockwerk inclus dans de la granodiorite précambrienne et des roches sédimentaires cambriennes adjacentes. Une altération et une minéralisation aurifère se manifestent également dans des dykes mafiques métamorphisés et feuilletés, remontant probablement au Précambrien tardif. La granodiorite aurifère est à son tour recoupée par des dykes de diabase figés par endroits, non altérés et relativement sains, interprétés en tant qu’intrusions paléozoïques ultérieures à la minéralisation. Une diabase post-minéralisation inaltérée a accusé un âge plateau sur amphibole 40Ar/39Ar de 412,9 ± 4,3 Ma, ce qui est interprété comme le moment de sa cristallisation et rapproche la limite du moment de la minéralisation aurifère. Un dyke métamorphisé altéré, antérieur à la minéralisation, a livré un âge plateau sur biotite 40Ar/39Ar identique de 412,6 ± 2,3 Ma, qui est plus difficile à interpréter. Celui-ci pourrait représenter un refroidissement post-métamorphique ou, subsidiairement, une remise en place de la biotite métamorphique au cours de l’altération apparentée à la minéralisation aurifère. Dans le premier cas, la datation fournit une limite supérieure raisonnable quant au moment de la minéralisation aurifère, à condition que la température ambiante pendant la minéralisation n’ait pas été substantiellement supérieure à la température de convergence de l’AR dans la biotite (environ 300 oC). Le cas échéant, la minéralisation d’or du ruisseau Rattling est survenue au cours du Silurien tardif ou du Dévonien précoce, entre 415 et 409 Ma. La possibilité que la minéralisation se soit produite à des températures supérieures à 300 oC, avant 415 Ma, ne peut pas être entièrement exclue, mais la minéralisation doit être antérieure à 430 Ma environ, point culminant du métamorphisme dans les secteurs voisins. Outre les rares données sur les âges des gîtes d’or ailleurs à Terre-Neuve, les résultats appuient la manifestation de deux épisodes distincts de minéralisation correspondant à la limite siluro-dévonienne (420–410 Ma) et à la période du Dévonien moyen à tardif (380–370 Ma). Ces groupes d’âges ressemblent à ceux définis lors de récentes études isotopiques Re-Os de sulfures provenant de gîtes aurifères filoniens dans le terrane de Meguma en Nouvelle-Écosse et ils pourraient en partie correspondre au moment de l’apparition de l’or lié à une intrusion au Nouveau-Brunswick. Vu la somme restreinte de données tirées de l’ensemble de ces secteurs, effectuer une interprétation plus détaillée serait se livrer à des conjectures. Les indices comme les épisodes distincts de minéralisation aurifère à l’échelle orogénique, qui pourraient être corrélatifs avec des événements tectonothermiques régionaux, fournissent toutefois un puissant incitatif pour réaliser des études chronologiques plus poussées de la minéralisation aurifère dans l’orogène des Appalaches.