Early Ordovician Connell Mountain porphyry Cu deposit, Woodstock, New Brunswick, Canada: Geochemical, S isotopic, and Re–Os geochronologic constraints on adakitic slab failure magmatism Gisement porphyrique de cuivre de l’Ordovicien précoce du mont Connell, Woodstock, Nouveau-Brunswick, Canada : contraintes géochimiques, isotopiques du soufre et géochronologiques Re–Os sur un magmatisme adakitique lié à la rupture d’une plaque subductée

Abstract

The Early Ordovician subvolcanic Gibson intrusive complex, located near Woodstock, New Brunswick, Canada, is composed of the main Gibson pluton, and mineralized marginal (satellite) stocks at Connell Mountain, Bulls Creek, and the tuffisitic diatreme at Sharp Mountain. The high-level Connell Mountain hornblende-plagioclase porphyritic tonalite stock (~100 MPa) is a small cupola, 1500 m north of the main Gibson pluton, and hosts low-grade porphyry copper mineralization (23 Mt at 0.18% Cu). These intrusions are calc-alkalic, metaluminous, and magnesian, with low TiO2 (0.16 to 0.38 wt.%) and Zr (67 to 92 ppm), and low Nb (4.3–7.7 ppm) and Ta (<0.5 ppm), low Y (5 to <20 ppm) and Yb (1.0 to 2.9 ppm), which are consistent with adakitic slab failure magmatic rocks. Sulphur isotopic compositions of pyrite and chalcopyrite from the porphyry and altered sedimentary rocks range from δ34S = +9.3 to +12.5‰ (n = 8), indicating derivation from carbonaceous sulphidic metasedimentary rocks of the Cambrian–Ordovician Woodstock Group. The crystallization age of the Connell Mountain tonalite (474.5 +1/-4 Ma, U–Pb zircon, previously published) is similar to a previously determined U–Pb zircon age of the Gibson granodiorite, which is coeval with the volcanic-dominated Meductic Group (470–477 Ma) located just to the west. Three Re–Os model ages of 475.6 ± 1.2, 475.8 ± 1.2, and 476.5 ± 1.2 Ma from three textural varieties of molybdenite at Connell Mountain (Re = 333, 642, and 1562 ppm) yield a weighted average model age of 475.9 ± 1.1 Ma indistinguishable from those earlier zircon U–Pb ages, so the porphyry and Cu mineralization at Connell Mountain are related to a hypabyssal phase of the Gibson Granodiorite that is exposed (part of the Gibson Intrusive Complex).

Keywords:

• porphyry copper,
• adakite,
• slab failure,
• Connell Mountain,
• Woodstock,
• New Brunswick

Résumé

Le complexe intrusif subvolcanique de l’Ordovicien précoce de Gibson, près de Woodstock, au Nouveau-Brunswick (Canada), est constitué du pluton principal de Gibson et de petits massifs marginaux (satellites) minéralisés du mont Connell, de la crique Bulls et du diatrème tuffisitique du mont Sharp. Le petit massif intrusif de tonalite porphyrique à hornblende-plagioclase du mont Connell de niveau élevé (~100 MPa) correspond à une petite coupole située à 1 500 m au nord du pluton principal de Gibson et il abrite une minéralisation porphyrique de cuivre de faible teneur (23 Mt à 0,18 % de Cu). Ces intrusions sont calcoalcalines, métalumineuses et magnésiennes, avec de faibles teneurs en TiO₂ (0,16 à 0,38 % en poids) et en Zr (67 à 92 ppm), en Nb (4,3 à 7,7 ppm) et en Ta (<0,5 ppm), ainsi qu’en Y (5 à <20 ppm) et en Yb (1,0 à 2,9 ppm), caractéristiques des roches magmatiques adakitiques liées à la rupture d’une plaque subductée. Les compositions isotopiques du soufre dans la pyrite et la chalcopyrite provenant du porphyre et des roches sédimentaires altérées varient de δ³⁴S = +9,3 à +12,5 ‰ (n = 8), ce qui témoigne de leur provenance des roches métasédimentaires carbonées et sulfurées du Groupe de Woodstock (Cambrien–Ordovicien). L’âge de cristallisation de la tonalite du mont Connell (474,5 +1/–4 Ma, U–Pb sur zircon, publié antérieurement) est similaire à la datation U–Pb sur zircon précédemment obtenue dans le cas de la granodiorite de Gibson, contemporaine du Groupe de Meductic dans lequel prédominent les roches volcaniques (470 à 477 Ma), situé juste à l’ouest. Trois âges modèles Re–Os de 475,6 ± 1,2 Ma, 475,8 ± 1,2 Ma et 476,5 ± 1,2 Ma obtenus de trois variétés texturales de molybdénite au mont Connell (Re = 333, 642 et 1 562 ppm) accusent un âge modèle moyen pondéré de 475,9 ± 1,1 Ma, indiscernable des datations U–Pb sur zircon précédentes. Le porphyre et la minéralisation cuprifère du mont Connell sont ainsi apparentés à une phase hypabyssale de la granodiorite de Gibson qui affleure actuellement (et qui fait partie du Complexe intrusif de Gibson).

Mots-clés :

• Cuivre porphyrique,
• adakite,
• rupture de dalle,
• mont Connell,
• Woodstock,
• Nouveau-Brunswick