Orogeny,crustal hydrogeology and the generation of epigenetic ore deposits in the Canadian Cordillera

Summary The Mesozoic-Cenozoic history of the Canadian Cordillera in British Columbia was composed of five major stages: preaccretion island arc development in the Early Jurassic, micro-plate vs. continent collision in the Middle Jurassic, uplift and extension in the Late Jurassic to Early Cretaceous, renewed collisional tectonics in the Middle Cretaceous, and extension and strike-slip faulting in the Late Cretaceous to Eocene. All of these intervals except the Late Jurassic to Early Cretaceous were associated with extensive plutonism and volcanism. An analysis of the age distribution of epigenetic ores (porphyry Cu ± Mo, Au; mesothermal Au; epithermal Au ± Ag; Ag-Pb-Zn veins), however, indicates that only the Early Jurassic, the Late Jurassic to Early Cretaceous, and the Late Cretaceous to Eocene were characterized by widespread development of epigenetic ores. Especially notable is the absence of significant epigenetic mineralization from the Middle Jurassic and Middle Cretaceous periods, even though magmatism and metamorphism were widespread during these time periods.Studies of synbrogenic regional fluid flow in the Canadian Cordillera show that differences in regional hydrogeology between the compressional-thrust and the extensional intervals are probably the key factor in determining which intervals were extensively mineralized. In compressional-thrust regimes characteristic of the Middle Jurassic and Middle Cretaceous, vertical permeability is disrupted by low permeability thrust zones, which inhibits the influx of surface fluids or venting of subsurface fluids and consequently, limits the ability of the system to concentrate metals. In extensional regimes, vertical fracturing provides regions of high permeability, which provide for the rapid influx and circulation of surface fluids and venting of devolatilizational fluids and consequently, the widespread formation of epigenetic ores.

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Gebirgsbildung, Hydrogeologie der Kruste, und Entstehung von epigenetischen Erzlagerstätten in der kanadischen Cordillera

Zusammenfassung Die mesozoisch-känozoische Geschichte der kanadischen Cordillere in Britisch Kolumbien umfaßt fünf Haupt-Stadien: Entwicklung eines Inselbogens im Unter-Jura, Mikroplatten/Kontinent-Kollision im Mittel-Jura, Hebung and Extension im Oberjura bis Unterkreide, Kollisionstektonik in der Mittelkreide und schließlich Extension und Strike-Slip-Faulting von der Oberkreide bis ins Eozän. Alle diese Phasen, mit Ausnahme der im späten Jura und in der frühen Kreide, waren mit ausgedehnter plutonischer und vulkanischer Aktivität verbunden. Eine Analyse der Altersverteilung epigenetischer Erzlagerstätten (Porphyry Cu + Mo, mesothermales Au, epithermales Au + Ag; AgPb-Zn-Gänge), weist darauf hin, daß nur im Unterjura, und vom Oberjura bis in die Unterkreide, und von der Oberkreide bis ins Eozän die Entstehung epigenetischer Erzlagerstätten zu beobachten war. Besonders bemerkenswert ist das Fehlen signifikanter epigenetischer Mineralisation im Mitteljura und in der Mittelkreide, obwohl Magmatismus und Metamorphose während dieser Zeitabschnitte zu beobachten waren.Untersuchungen von synorogenem, regionalem Fluidverhalten in der kanadischen Kordillere zeigen, daß Unterschiede in der regionalen Hydrogeologie zwischen kompressionalen Überschiebungsphasen und extensionalen Perioden ein wichtiger Faktor in der Entwicklung der Mineralisation sind. In Kompressions/Überschiebungsregimen, die für den Mitteljura und die Mittelkreide charakteristisch sind, war vertikale Permeabilität durch Überschiebungsbahnen von niedriger Permeabilität unterbrochen. Dies wiederum verhinderte den Zufluß von Oberflächen-Fluiden oder das Aufsteigen von Fluiden aus der Tiefe und, in der Folge, die Fähigkeit des Systems, Metalle zu konzentrieren. In Extensions-Bereichen bieten vertikale Bruchstrukturen Bereiche hoher Durchlässigkeit an, die wiederum rasche Zufuhr und Zirkulation von Oberflächenfluiden, das Aufsteigen von Fluiden, sowie die Bildung von Lagerstätten erleichtern.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March 21–23, 1991.