A correlation between the evolution of mineralizing fluids and the geomechanical development of a shear zone as illustrated by the Henderson 2 Mine, Quebec

Abstract

The Henderson Cu-Au deposit is contained within the metaanorthosite of the Dore Lake Complex, located at the eastern end of the Chibougamau-Matagami greenstone belt. Two ore zones, one enclosed within a shear zone (zone B) and the other in a subsidiary structure (zone D) offer an ideal situation to study the correlation between the mechanical development of a shear zone and its subsidiary structure and the evolution of mineralizing fluids. A geomechanical interpretation demonstrates thatat the onset of the development of the shear zone, subsidiary fracture patterns are developed in second order faults in the following sequence. At peak strength Riedel shears (R and R') are formed which propagate out into the walls of the shear zones producing the zone D structure. After peak strength, restraint (P) shears are developed in the thrust attitude within the shear zone. Principal displacement shears (D) developed toward residual strength in the direction of movement. The continuation of the shear displacement gives rise to schistosities within the main shear zone. While the main shear zone and the P and D shears within the main shear zone were in continual movement, the subsidiary zone D structure, once formed retained a simple fracture pattern and moved little in comparison to the main shear zone. The above model makes necessary an examination of the mechanics of dilation which created openings for fluid movements and ore concentrations. The general principle involves the mechanics of the overriding of irregular planes and surfaces and the work performed by the normal pressure a during the dilation or contraction of the system. Application of the shear fracture dilatancy model explains the dilation mechanisms in zones B and D. Although the effect of interstitial fluid pressure is incompletely known, increasing dilation should bring about a reduction of the pore fluid pressure which will change the effective normal stress and aid fluid movement.Mineralizing fluids introduced into this shear environment show a similar pattern of evolution, with a wider range of homogenization and halite disappearance temperatures in the more active zone B than within zone D. Systematic variations of Ca/Na and Ca/Mg ratios in the fluid between zones B and D indicate migration and accompanying chemical changes of the fluid from zones B to D, in keeping with the evolution of the main shear zone and its subsidiary structure. These correlations suggest strongly that fluid inclusion studies can be useful for documenting geomechanical processes.

Analyse quantitative de la distribution spatiale de la fracturation et de la minéralisation dans les zones de cisaillement :

“…Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission. (Poulsen et Franklin, 1981;Robert et al, 1983;Guha et al, 1983;Sanborn et Schwerdtner, 1986 Dans la troisième partie, la distribution spatiale des faciès d'altération est combinée à une étude géostatistique de la distribution spatiale des teneurs en cuivre, or et argent dans les différents sites investigués. Les résultats obtenus permettent de préciser les modèles de mise en place de la minéralisation en quantifiant les corrélations observées.…”

“…D'un point de vue métallogénique, si les modèles précédents (Guha et al,1983;Archambault et al,1984) permettent d'expliquer la concentration de la minéralisation en fonction de la géométrie des zones de cisaillement, d'autres paramètres influencent cette concentration et devraient être pris en compte dans un modèle plus global.…”

“…Différents essais de synthèse structurale de la région de Chibougamau au cours des cinq dernières années (Daigneault et Allard, 1984;Dimroth et al, 1984Dimroth et al, et 1986Archambault et al, et 1990 (Guha et al, 1983;Poulsen, 1983;Robert et al, 1983;Andrews et al, 1986;Roberts, 1986;Sanborn et Schwerdtner, 1986 …”

Etude de reconnaissance en geochimie isotopique de l oxygene et de l hydrogene

“…Les roches archéennes de la région de Chibougamau ont subi les effets de l'orogénie kénoréenne (Jones et al, 1974) (Daigneault et Allard, 1983 dans une structure subsidiaire orientée à peu près EW (Guha et al, 1983 (Guha et al, 1979(Guha et al, , 1983. La principale réaction roche-fluide mettant en cause des cations peut être schématisée par un échange de Ca++ et Na+ pour du K+, ce qui a permis entre autres l'altération du plagioclase en séricite dans les épontes.…”

“…figure 4) peut expliquer à la fois la composition isotopique calculée pour le fluide et la forte salinité, de même que la présence de méthane, dans les inclusions fluides associées à ce type de minéralisation. Ceci concorde avec les résultats des travaux portant sur le contexte géologique (Guha et al, 1983, Dimroth et al, 1984 et la géochimie (Thorpe et al, 1981, Guha et al, 1979. Ces travaux ont suggéré entre autres l'hypothèse d'une eau de formation comme étant la source des minéralisations du Complexe du Lac Doré (Guha, 1984).…”