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TitreAnomalous zircon Ce4+/Ce3+ ratios from the Jurassic of Yukon, Canada: implications for exploration applications of a zircon magma redox proxy
AuteurChapman, J B; Jackson, S E; Ryan, J J
SourceApplied Earth Science (Trans. Inst. Min. Metall. B) vol. 121, no. 4, 2012 p. 173, https://doi.org/10.1179/1743275813Y.0000000024
Année2012
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20130010
ÉditeurManey Publishing
Réunion36th Annual Winter Meeting of the Geological Society's Mineral Deposits Studies Group; Leicester; GB; janvier 2-4, 2013
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1179/1743275813Y.0000000024
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceYukon
Sujetsdatations au zircon; zircon; césium; magmas; gîtes minéralogiques; gisements porphyriques; cuivre; or; molybdène; minéralisation; géochronologie; géologie économique; Mésozoïque; Jurassique
ProgrammeGisements polymétalliques - nord-ouest de la Cordillère canadienne (Yukon et Colombie-Britannique), GEM : La géocartographie de l'énergie et des minéraux
Résumé(non publié)
Dans de nombreuses études, on suggère l'existence d'un lien génétique entre les magmas oxydés et la minéralisation de style porphyrique à Cu (±Au±Mo). Toutefois, les indicateurs classiques de l'état d'oxydoréduction des magmas peuvent être remis au zéro tant par l'altération hydrothermale que par la météorisation. Le zircon (ZrSiO4) est un minéral accessoire présent en abondance dans les granitoïdes intrusifs et il est à la fois réfractaire et résistant à l'érosion. Les éléments lourds trivalents des terres rares se substituent facilement à Zr dans le réseau cristallin du zircon, mais le degré de substitution diminue de façon marquée avec l'augmentation du rayon ionique. Cependant, le césium (Ce) affiche un écart significatif par rapport à ce comportement type en raison d'un état additionnel d'oxydation +4 stable. Le zircon affiche communément une anomalie positive en Ce, puisque Ce4+ est préférentiellement incorporé dans le réseau cristallin du zircon par rapport à Ce3+ en raison de da sa charge identique à Zr4+. L'amplitude de cette anomalie devrait être corrélée au rapport Ce4+/ Ce3+ dans le magma source et, de ce fait, pourrait être utilisée comme indicateur qualitatif de l'état d'oxydation. Dans la présente étude, nous avons utilisé la microanalyse par ablation laser et spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (LA-ICP-MS) pour déterminer les rapports Ce4+/ Ce3+ d'une suite d'intrusions granitoïdes du Trias situées dans le sud et l'ouest du Yukon, ainsi que de diverses phases intrusives associées au gisement de Cu-Mo-Au de Casino du Crétacé. Les résultats obtenus pour les échantillons du gisement de Casino montrent que les phases intrusives associées à la minéralisation sont cohérents avec les modèles établis pour la systématique du Ce dans les cadres de formation des minéralisations cuprifères de style porphyrique. Les principales phases de brèches intrusives minéralisées présentent des valeurs moyennes du rapport Ce4+/Ce3+ de l'ordre de 200-350 et des valeurs maximales proches de 500, contrairement aux granitoïdes encaissants du Crétacé moyen dont les valeurs moyennes sont de l'ordre de 50-100 et les valeurs maximales <250. Ainsi, les rapports du Ce dans le zircon pourraient être utilisés comme puissant outil d'exploration permettant d'identifier l'empreinte des minéralisations et les vecteurs pointant dans leur direction. Bien que la variabilité au sein d'un seul échantillon puisse être plutôt élevée, l'établissement de seuils de potentialité favorable sur des paramètres statistiques de populations pourrait permettre de réduire le nombre d'analyses requis. Des travaux additionnels sont nécessaires pour établir des protocoles de détermination de la possible provenance, mais il sera éventuellement possible d'appliquer la détermination du rapport Ce4+/Ce3+ aux échantillons de sédiments de ruisseau et de sol. Les données sur les échantillons de la suite du Trias/Jurassique sont plus ambiguës cependant et semblent indiquer que les contrôles pour ces roches sont substantiellement différents de ceux qui s'exercent sur les échantillons du Crétacé. Les gisements de cuivre de Minto et de Cormacks sont tous deux encaissés dans des roches plutoniques du Trias-Jurassique du batholite de Granite Mountain, lequel appartient à une suite étendue de roches plutoniques d'âges et de compositions semblables. À l'intérieur de la ceinture cuprifère de Carmacks dans le centre sud du Yukon, ces roches ont été intensément prospectées pour la minéralisation de Cu(±Au) et de nombreux indices ont été identifiés. Toutefois, à l'extérieur de cette ceinture, peu de cibles minéralisées ont été identifiées. La suite du Trias-Jurassique semble appartenir à deux groupes distincts : ceux dont le mode des valeurs du rapport Ce4+/ Ce3+ est >700 et ceux dont le mode est <600. Toutefois, toutes ces valeurs sont supérieures à celles déterminées par Ballard et al. (2002) et Liang et al. (2006) comme seuil pour de potentiels gisements dans le district de Chuquicamata-El Abra, au Chili, et dans le district de Yulong, en Chine, respectivement. Les indicateurs pétrogénétiques pour cette suite laissent croire que la profondeur de mise en place était significativement plus grande dans le cas de la minéralisation associée aux roches de la suite du Crétacé. Ainsi, il se pourrait que le rapport Ce4+/ Ce3+ dans le zircon de ces échantillons n'ait pas été régi principalement par l'état d'oxydoréduction du magma. Dans ce cas, la technique pourrait être de peu d'utilité.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les modèles de formation de corps minéralisés cuprifères de type « gîte porphyrique » laissent supposer qu'il existe un lien direct entre ceux-ci et le magma riche en oxygène. Au cours de leur croissance dans le magma, les cristaux de zircon peuvent intégrer des quantités importantes d'une suite de métaux connus sous le nom d'éléments des terres rares (ETR). Grâce à l'étude des concentrations relatives d'ETR dans les cristaux de zircon et leurs roches-mères ignées, il est possible de déterminer si le magma qui leur a donné naissance était relativement riche en oxygène ou non. En appliquant cette théorie à différentes roches ignées au Yukon, nous avons pu vérifier si cette méthode pouvait accroître l'efficacité de l'exploration à la recherche de cuivre dans la région. Alors que la méthode des ETR dans le zircon semble très efficace pour identifier des roches du Crétacé (âgées de 145 à 66 millions d'années) ayant de fortes possibilités de minéralisation, les roches du Jurassique précoce (201 à 174 millions d'années) présentent des anomalies des spectres des éléments des terres rares, de sorte que la méthode ne peut pas s'appliquer à ces roches.
GEOSCAN ID292510