Light-rare earth element-rich minerals associated with platinum-group element mineralization in the Archean Boston Creek Flow,Ontario

Summary A variety of LREE-rich minerals are associated with late magmatic-stage platinum-group element (PGE) mineralization [(PGE + Au) = 300 ppb) in unsheared clinopyroxenite and gabbro proximal to sheared amphibolite in the Boston Creek Flow (BCF) Al-depleted komatiitic basalt, Archean Abitibi greenstone belt, Ontario. The LREE-rich minerals are LREE-rich apatite (La₂O₃ + Ce₂O₃ 1.5 wt%), LREE-rich epidote (Ce, La: 12 wt% REE), and bastnaesite [(Ce,La)(CO₃)(F,OH)]. The LREE-rich apatite forms rare zones in altered apatite grains and discrete, multifaceted micrometric-sized grains. LREE-rich epidote forms large (up to 100 ,m), compositionally zones grains in amphibolitized plagioclase. Bastnaesite forms areas marginal to and veinlets within the LREE-rich epidote and analyses are characterized by up to 0.4 wt% Cl. Compared to other unsheared rocks from the flow, the REE-rich mineral host rocks contain: intermediate REE contents (REE = 38 to 71 ppm), Ba contents (up to 240 ppm), and U/Th values (0.3 to 7.2); variable Cl contents (21 to 60 ppm); and slightly elevated ³⁴S values (up to 3.3). In contrast, the sheared amphibolite is characterized by low contents of REE (REE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U (0.5 ppm), and Th (0.4 ppm), and a distinctive chondrite-normalized whole-rock REE pattern profile [(La/Sm)_n = <2 and (Tb/Yb)_n = < 1).The restricted occurrence, textures and chemical compositions of the LREE-rich minerals are interpreted as the result of mobilization and localized concentration of the LREE by hydrothermal fluids during greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich epidote represents LREE redistribution accompanying the breakdown of plagioclase during abnormally intense amphibolitization and shear deformation within the flow at the peak of greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich apatite and bastnaesite represent LREE mobilization and very localized reprecipitation during later stage, retrogressive amphibolitization. The low chlorine contents of the LREE-rich minerals and their host rocks suggest that complexing with Cl was only of minor importance in the concentration of LREE.The spatial association of the LREE-rich minerals with the PGE mineralization reflects concentration of shear deformation and amphibolitization at this stratigraphic level within the flow. The attendant hydrothermal fluid activity induced limited mobilization and reconcentration of PGE in veinlets and fractures within the mineralization. The low Cl suggests that complexing with Cl was not of importance in the PGE mobilization, nor in the late magmatic-stage mineralization process.

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Seltene Erd-Minerale in Assoziation mit Platinvererzung im Archaischen Boston Creek Flow, Ontario

Zusammenfassung Verschiedene LSEE-reiche Minerale kommen zusammen mit spätmagmatischer Platinvererzung (PGE + Au = 300 ppb) in Klinopyroxeniten und Gabbro, in engster Nachbarschaft mit zerschertem Amphibolit im Al-verarmten, komatiitischen Basalt des Boston Creek Flow (BCF), im archaischen Abitibi Grünstein-Gürtel, Ontario, vor. Die LSEE- reichen Minerale sind LSEE-reicher Apatit (La₂O₃ + Ce₂O₃ > 1.5 Gew.%), LSEE-reicher Epidot (Ce, La: 12 Gew.% SEE), und Bastnaesit ((Ce, La) (CO₃)(F, OH)). Der LSEE-reiche Apatit bildet Zonen in umgewandelten Apatitkörnern und auch individuelle, flächenreiche Körner, die einige Mikron groß sind. LSEE-reicher Epidot bildet große (bis zu 100 m) Körner mit zonierter Zusammensetzung in amphibolitisierten Plagioklasen. Bastnaesit bildet randliche Bereiche von, und Gängchen in LSEE-reichem Epidot. Analysen zeigen bis zu 0.4 Gew.%. Cl. Verglichen mit anderen unzerscherten Gesteinen aus dem BCF, enthalten die Wirtsgesteine der SEE-reichen Minerale: intermediäre SEE-Gehalte (SEE = 38 bis 71 ppm), Ba-Gehalte von bis zu 240 ppm und U/Th-Werte von 0.3 bis 7.2. Wechselnde Cl-Gehalte (21 bis 60 ppm) und etwas erhöhte ³⁴S-Werte (bis zu 3.3). Im Gegensatz dazu zeigt der zerscherte Amphibolit niedrige Gehalte von SEE (SSE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U(0.5 ppm), und Th (0.4 ppm), sowie charakteristische Chondrit-normalisierte SEE-Verteilungsmuster ((La/Sm)_n = <2 und (Tb/Yb)_n = < 1).Das beschränkte Vorkommen, die Texturen und die chemische Zusammensetzung der LSEE-reichen Minerale werden als Ergebnis der Mobilisierung und örtlichen Konzentration von LSEE durch hydrothermale Fluide während einer Kontaktmetamorphose unter Bedingungen der Grünschiefer-Fazies interpretiert. LSEE-reicher Epidot ist das Ergebnis von LSEE Umverteilung im Zusammenhang mit dem Zerfall von Plagioklas während besonders intensiver Amphibolitisierung und Scherungsdeformation innerhalb des Basalt-Ergusses zum Höhepunkt der Kontaktmetamorphose. LSEE-reicher Apatit und Bastnaesit gehen auf LSEE-Mobilisierung und sehr lokale Wiederausfällung während retrograder Amphibolitisierung während eines späteren Entwicklungsstadiums zurück. Die niedrigen Chlorgehalte der LSEE-reichen Minerale und ihrer Wirtsgesteine weisen darauf hin, daß die Bildung von Chlorid-Komplexen bei der Konzentration von LSEE nur eine geringe Rolle gespielt hat.Die räumliche Verbindung von LSEE-reichen Mineralen mit der PGE-Vererzung dürfte auf die Verbindung von Scher-Deformationen und Amphibolitisierung in diesem stratigraphischen Niveau innerhalb des Basaltes zurückgehen. Die begleitende hydrothermale Fluid-Aktivität führt zu beschränkter Mobilisierung und Anreicherung von PGE in Gängen und Sprüngen innerhalb der Vererzung. Die niedrigen Chlorgehalte weisen darauf hin, daß Chlorid-Komplexe weder bei der PGE-Mobilisierung, noch bei der spätmagmatischen Vererzung von Bedeutung gewesen sind.

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With 4 Figures