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Geology and genesis of the midway silver-lead-zinc deposit, north-central British Columbia Bradford, John Allan 1988

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831-UBC_1989_A6_7 B72.pdf [ 20.26MB ]
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GEOLOGY AND GENESIS OF THE MIDWAY SILVER-LEAD-ZINC DEPOSIT, NORTH-CENTRAL BRITISH COLUMBIA by JOHN ALLAN BRADFORD B.A., The U n i v e r s i t y of B r i t i s h Columbia, 1980 B . S c , The U n i v e r s i t y of B r i t i s h Columbia, 1985 A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE i n THE FACULTY OF GRADUATE STUDIES Department of G e o l o g i c a l Sciences We accept t h i s t h e s i s as conforming to the r e q u i r e d standard THE UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA December, 1988 © J o h n A l l a n B r a d f o r d , 1988 In presenting this thesis in partial fulfilment of the requirements for an advanced degree at the University of British Columbia, I agree that the Library shall make it freely available for reference and study. I further agree that permission for extensive copying of this thesis for scholarly purposes may be granted by the head of my department or by his or her representatives. It is understood that copying or publication of this thesis for financial gain shall not be allowed without my written permission. Department of 6&oi-Q6> <CAL 5 c i £ A / C £ S The University of British Columbia Vancouver, Canada Date Ob-C- 7 , <<? * * DE-6 (2/88) i i A B S T R A C T T h e M i d w a y A g - P b - Z n m a n t o d e p o s i t i s h o s t e d i n M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e s o f t h e C a s s i a r T e r r a n e , a d i s p l a c e d s e g m e n t o f t h e N o r t h A m e r i c a n m i o g e o c l i n e . I n t h e map a r e a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) , p l a t f o r m a l c a r b o n a t e s a n d s i l i c i c l a s t i c s o f C a m b r i a n t o D e v o n i a n a g e a r e u n c o n f o r m a b l y o v e r l a i n b y D e v o n o - M i s s i s s i p i a n b a s i n a l s e d i m e n t s , i n c l u d i n g e x h a l i t e s ( E a r n G r o u p ) . T h e s e a r e s t r u c t u r a l l y o v e r l a i n , a b o v e a f l a t l y i n g d e c o l l e m e n t , b y U p p e r P a l e o z o i c m a r g i n a l b a s i n s e d i m e n t s , b a s a l t i c v o l c a n i c s , i n t r u s i v e s a n d u l t r a m a f i t e s ( S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ) . T h e d e c o l l e m e n t r e p r e s e n t s t h e b o u n d a r y b e t w e e n C a s s i a r T e r r a n e a n d S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e i n t h e map a r e a . J u r a s s i c c o n t r a c t i o n o f t h e N o r t h A m e r i c a n m a r g i n a n d e m p l a c e m e n t o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n p r o d u c e d s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g m a j o r a n d m i n o r s t r u c t u r e s . C r e t a c e o u s - T e r t i a r y e x t e n s i o n , l i n k e d t o t r a n s c u r r e n t m o t i o n a l o n g t h e K e c h i k a a n d r e l a t e d f a u l t s , p r o d u c e d t h e n o r t h t r e n d i n g h i g h a n g l e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e , w h i c h d i v i d e s t h e map a r e a . Two i n t r u s i v e s u i t e s , o f m i d - C r e t a c e o u s ( 1 0 0 Ma ) a n d L a t e C r e t a c e o u s ( 7 0 Ma ) a g e s , a r e d o c u m e n t e d b y K - A r d a t i n g . T h e L a t e C r e t a c e o u s e p i s o d e i s e v i d e n c e d b y l a r g e s e r i c i t e - p y r i t e a l t e r a t i o n z o n e s s o u t h e a s t o f M i d w a y , b u t o n l y a f e w f e l s i c p o r p h y r y d y k e s a r e e x p o s e d a t c u r r e n t e r o s i o n l e v e l s . H i g h a n g l e f a u l t s i n t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e c o n f i n e d i n t r u s i o n d r i v e n h y d r o t h e r m a l f l u i d m i g r a t i o n u p p l u n g e f r o m a n i n t r u s i v e c e n t r e a b o u t 2 k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f M i d w a y . F l u i d s w e r e p o n d e d i n a s o u t h e a s t e r l y p l u n g i n g a n t i f o r m a l t r a p , a n d m a s s i v e s u l p h i d e s d e p o s i t e d i n z o n e s o f p r e - e x i s t i n g k a r s t b r e c c i a p o r o s i t y b e n e a t h a r e l a t i v e l y i m p e r m e a b l e s h a l e c a p . F e a n d Cu r i c h p y r r h o t i t i c a s s e m b l a g e s o c c u r a t g r e a t e r d e p t h t o w a r d t h e i n t r u s i v e c e n t r e , w i t h s u l p h o s a l t r i c h p y r i t i c a s s e m b l a g e s a t s h a l l o w e r d e p t h s t o t h e n o r t h . I m m i s c i b l e a q u e o u s - c a r b o n i c l i q u i d a n d v a p o u r w e r e t r a p p e d i n q u a r t z d e p o s i t e d w i t h s u l p h i d e s a t 3 0 0 - 3 4 0 O C . L a t e r l o w e r t e m p e r a t u r e i n c l u s i o n s r e c o r d t h e p r o g r e s s i v e l o s s o f CH4 a n d CO2 f r o m t h e s y s t e m . S a l i n i t i e s w e r e a b o u t 7 - 1 0 w e i g h t % N a C l e q u i v a l e n t . S u l p h u r i s o t o p e s o f s u l p h i d e s s p a n a n a r r o w r a n g e , i n d i c a t i n g a w e l l m i x e d r e s e r v o i r a n d H2S d o m i n a t e d e n v i r o n m e n t . B o t h s e d i m e n t a r y a n d i g n e o u s s o u r c e s a r e i n d i c a t e d . O x y g e n i s o t o p e s o f c a r b o n a t e s d e m o n s t r a t e l a r g e 1 8 o d e p l e t i o n s d u e t o e x t e n s i v e m e t e o r i c w a t e r i n t e r a c t i o n . I n a r e g i o n a l c o n t e x t ( R a n c h e r i a s i l v e r d i s t r i c t ) , M i d w a y l e a d i s o t o p e s s u g g e s t m i x i n g o f u p p e r c r u s t a l l e a d f r o m c o u n t r y r o c k s w i t h i n t r u s i o n d e r i v e d l o w e r c r u s t a l l e a d . C a s s i a r T e r r a n e e p i g e n e t i c d e p o s i t s a r e d i s t i n g u i s h e d f r o m e p i g e n e t i c d e p o s i t s o f S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , w h i c h h a v e s i g n i f i c a n t m a n t l e l e a d , c o n s i s t e n t w i t h d e r i v a t i o n f r o m o c e a n i c a n d a r c h o s t r o c k a s s e m b l a g e s . i i i T A B L E OF CONTENTS P a g e T i t l e P a g e i A b s t r a c t i i T a b l e o f C o n t e n t s i i i L i s t o f T a b l e s v i L i s t o f F i g u r e s v i i i L i s t o f P l a t e s x v i A c k n o w l e d g e m e n t s x v i i 1 . I n t r o d u c t i o n 1 1 . 1 . L o c a t i o n a n d A c c e s s 1 1 . 2 . E x p l o r a t i o n H i s t o r y a n d E v o l u t i o n o f D e p o s i t M o d e l s 3 1 . 3 . P r e v i o u s S t u d i e s 6 1 . 4 . A i m s a n d M e t h o d s o f t h e P r e s e n t S t u d y 7 2 . R e g i o n a l G e o l o g y a n d L e a d I s o t o p e S i g n a t u r e s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r D i s t r i c t s 9 2 . 1 . I n t r o d u c t i o n 9 2 . 2 . R e g i o n a l G e o l o g y 9 2 . 3 . C h a r a c t e r i s t i c s o f L e a d S o u r c e s 12 2 . 4 . L e a d I s o t o p e D a t a 15 2 . 5 . I n t e r p r e t a t i o n 23 2 . 5 . 1 . " O l d " D e p o s i t s 23 2 . 5 . 2 . " Y o u n g " D e p o s i t s 28 2 . 5 . 2 . 1 . R a n c h e r i a D i s t r i c t 29 2 . 5 . 2 . 2 . C a s s i a r S i l v e r D e p o s i t s 34 2 . 5 . 2 . 3 . C a s s i a r G o l d a n d S e a g u l l D e p o s i t s 34 2 . 6 . C o n c l u s i o n s 36 3 . R e g i o n a l G e o l o g i c a l S e t t i n g o f t h e M i d w a y D e p o s i t 39 3 . 1 . I n t r o d u c t i o n 39 3 . 2 . M i o g e o c l i n a l S t r a t i g r a p h y 45 3 . 2 . 1 . A t a n G r o u p ( U n i t 1A a n d 1B ) 45 3 . 2 . 2 . K e c h i k a G r o u p ( U n i t 2 ) 47 3 . 2 . 3 . R o a d R i v e r G r o u p ( U n i t 3) 50 3 . 2 . 4 . T a p i o c a S a n d s t o n e ( U n i t 4) 53 3 . 2 . 5 . McDame G r o u p ( U n i t 5) 55 3 . 3 . E a r n G r o u p ( U n i t 6) 59 3 . 4 . S y l v e s t e r A l l o c h t h o n ( U n i t 7 ) 63 3 . 5 . I n t r u s i v e R o c k s 72 3 . 5 . 1 . M a f i c D y k e s 72 3 . 5 . 2 . C a s s i a r B a t h o l i t h ( U n i t 8) 73 3 . 5 . 3 . L a t e C r e t a c e o u s I n t r u s i o n s 74 3 . 5 . 4 . E o c e n e I n t r u s i o n s 75 3 . 6 . P o t a s s i u m - A r g o n D a t i n g 75 3 . 7 . S t r u c t u r a l G e o l o g y 78 3 . 7 . 1 . S t r u c t u r a l D i v i s i o n s 78 3 . 7 . 2 . J u r a s s i c D e f o r m a t i o n 82 i v P a g e 3 . 7 . 3 . C r e t a c e o u s - T e r t i a r y D e f o r m a t i o n 86 4 . D e p o s i t G e o l o g y , A l t e r a t i o n , M i n e r a l i z a t i o n , F l u i d I n c l u s i o n s a n d S t a b l e I s o t o p e s 93 4 . 1 . I n t r o d u c t i o n 93 4 . 2 . D e p o s i t G e o l o g y 94 4 . 2 . 1 . S t r a t i g r a p h y 94 4 . 2 . 1 . 1 . T a p i o c a S a n d s t o n e 100 4 . 2 . 1 . 2 . McDame G r o u p 100 4 . 2 . 1 . 3 . E a r n G r o u p 102 4 . 2 . 1 . 4 . S y l v e s t e r A l l o c h t h o n 108 4 . 2 . 2 . S t r u c t u r a l G e o l o g y 108 4 . 3 . A l t e r a t i o n a n d E v i d e n c e o f I n t r u s i o n s 113 4 . 4 . S u l p h i d e M i n e r a l i z a t i o n 119 4 . 4 . 1 . D i s t r i b u t i o n o f S u l p h i d e B o d i e s 119 4 . 4 . 2 . M o r p h o l o g y o f S u l p h i d e B o d i e s 121 4 . 4 . 3 . B r e c c i a T y p e s 122 4 . 4 . 4 . S i g n i f i c a n c e a n d T i m i n g o f B r e c c i a s 134 4 . 4 . 5 . O t h e r I n t e r n a l F e a t u r e s o f S u l p h i d e B o d i e s 136 4 . 4 . 6 . M i n e r a l P a r a g e n e s i s 138 4 . 4 . 7 . M i n e r a l a n d M e t a l Z o n i n g 152 4 . 5 . S u m m a r y o f G e o l o g y a n d M i n e r a l i z a t i o n 156 4 . 5 . 1 . S e q u e n c e o f E v e n t s 156 4 . 5 . 2 . E x p l o r a t i o n P a r a m e t e r s a n d M i n e r a l i z a t i o n C o n t r o l s 158 4 . 6 . F l u i d I n c l u s i o n s 160 4 . 6 . 1 . I n t r o d u c t i o n 160 4 . 6 . 2 . A n a l y t i c a l P r o c e d u r e s 160 4 . 6 . 3 . F l u i d I n c l u s i o n P e t r o g r a p h y 162 4 . 6 . 4 . I n c l u s i o n T y p e s a n d D a t a 172 4 . 6 . 5 . T e m p o r a l E v o l u t i o n o f F l u i d s 185 4 . 6 . 6 . S p a t i a l V a r i a t i o n o f I n c l u s i o n T y p e s 189 4 . 6 . 7 . P r e s s u r e a n d D e p t h o f F o r m a t i o n 191 4 . 6 . 8 . C o m p a r i s o n W i t h O t h e r S k a r n - M a n t o S y s t e m s 196 4 . 7 . S t a b l e I s o t o p e s 199 4 . 7 . 1 . I n t r o d u c t i o n 199 4 . 7 . 2 . S a m p l e P r e p a r a t i o n a n d A n a l y s i s 199 4 . 7 . 3 . S u l p h u r I s o t o p e s 200 4 . 7 . 3 . 1 . S a m p l e D u p l i c a t e s a n d I n t e r l a b o r a t o r y C o m p a r i s o n 201 4 . 7 . 3 . 2 . R e s u l t s 2 05 4 . 7 . 3 . 3 . M i n e r a l P a i r s a n d E q u i l i b r i u m 209 4 . 7 . 3 . 4 . D e l 3 4 s ( H 2 S ) 211 4 . 7 . 3 . 5 . H y d r o t h e r m a l E n v i r o n m e n t a n d S u l p h u r S o u r c e s 214 4 . 7 . 3 . 6 . D e l V e r s u s D e l t a D e l a n d E q u i l i b r i u m 21 9 4 . 7 . 3 . 7 . C l a s t i c H o s t e d S u l p h i d e a n d S u l p h a t e 2 2 5 Page 4.7.3.8. Comparison With Other Skarn -Manto Systems 228 4.7.4. Carbon and Oxygen Isotopes of Carbonates 230 4.7.4.1. Results 230 4.7.4.2. Interpretation 236 4.8. Deposit Model 239 4.8.1. Stratigraphic and Structural Controls 239 4.8.2. Origin of Fluid and Ore Components 242 4.8.3. Sulphide Deposition 245 4.8.4. Fluid Evolution 246 5. The Manto Deposit Model and Exploration 249 6. References 254 Appendix A - Lead Isotope Data Base 266 Appendix B - Sulphide Mineralography 271 Appendix C - Fluid Inclusion Data 277 v i L i s t o f T a b l e s P a g e T a b l e 2 - 1 : G a l e n a l e a d i s o t o p e d a t a f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , C a s s i a r a n d S e a g u l l d i s t r i c t s , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h e r n Y u k o n T e r r i t o r y . 16 T a b l e 2 - 2 : Mean l e a d i s o t o p e c o m p o s i t i o n s , w i t h s t a n d a r d d e v i a t i o n s , f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , C a s s i a r a n d S e a g u l l d i s t r i c t s , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h e r n Y u k o n T e r r i t o r y . 19 T a b l e 2 - 3 : Mu v a l u e s o f g r o w t h c u r v e s f o r C a s s i a r T e r r a n e m i n e r a l d e p o s i t s . 31 T a b l e 3 - 1 : T a b l e o f f o r m a t i o n s , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 44 T a b l e 3 - 2 : P o t a s s i u m - a r g o n d a t i n g , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 76 T a b l e 4 - 1 : M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f f l u o r i n e i n s e r i c i t e , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 116 T a b l e 4 - 2 : M i n e r a l o g y a n d p a r a g e n e t i c s e q u e n c e , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 141 T a b l e 4 - 3 : F l u i d i n c l u s i o n d a t a , s u m m a r i z e d b y i n c l u s i o n t y p e , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 173 T a b l e 4 - 4 : S u l p h u r i s o t o p e d a t a , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . ' 202 T a b l e 4 - 5 : I n t e r l a b o r a t o r y c o m p a r i s o n o f s u l p h u r i s o t o p e d a t a , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 204 T a b l e 4 - 6 : A v e r a g e d e l 3 4 s b y m i n e r a l a n d d e p o s i t , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 2 0 6 T a b l e 4 - 7 : D e l 3 4 s a n d c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e s o f d e p o s i t i o n f o r m i n e r a l p a i r s , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 2 10 v i i P a g e T a b l e 4 - 8 : D e l 3 4 s ( H 2 S ) f o r f l u i d i n e q u i l i b r i u m a t v a r i o u s t e m p e r a t u r e s w i t h p y r i t e , s p h a l e r i t e a n d g a l e n a . 213 T a b l e 4 - 9 : S u l p h u r i s o t o p e d a t a f o r M i d w a y , B r i t i s h C o l u m b i a , a n d o t h e r N o r t h A m e r i c a n s k a r n -m a n t o s y s t e m s . 229 T a b l e 4 - 1 0 : O x y g e n a n d c a r b o n i s o t o p e d a t a , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 231 T a b l e 4 - 1 1 : A v e r a g e c a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s o f u n a l t e r e d a n d a l t e r e d l i m e s t o n e a n d c a l c i t e , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 232 v i i i L i s t o f F i g u r e s P a g e F i g u r e 1 - 1 : L o c a t i o n a n d a c c e s s , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 2 F i g u r e 2 - 1 : R e g i o n a l g e o l o g y o f n o r t h c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h c e n t r a l Y u k o n T e r r i t o r y , s h o w i n g l o c a t i o n o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . 11 F i g u r e 2 - 2 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . 20 F i g u r e 2 - 3 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . 21 F i g u r e 2 - 4 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . 22 F i g u r e 2 - 5 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s i n t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t . 24 F i g u r e 2 - 6 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s i n t h e C a s s i a r d i s t r i c t . 25 F i g u r e 2 - 7 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s i n t h e S e a g u l l d i s t r i c t . 26 F i g u r e 3 - 1 : L o c a t i o n o f t h e map a r e a , a n d r e g i o n a l g e o l o g i c a l s e t t i n g o f t h e M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 40 F i g u r e 3 - 2 : G e n e r a l i z e d r e g i o n a l g e o l o g y o f t h e M i d w a y a r e a , i n c l u d i n g p a r t s o f 1 0 4 0 / 1 6 a n d 1 0 5 B / 1 . 42 F i g u r e 3 - 3 : S t r a t i g r a p h i c c o l u m n f o r t h e M i d w a y a r e a , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 43 F i g u r e 3 - 4 : P h o t o g r a p h o f i s o c l i n a l f o l d s a n d t r a n s p o s e d b e d d i n g i n C a m b r o - O r d o v i v i a n K e c h i k a G r o u p c a l c s i l i c a t e . 51 F i g u r e 3 - 5 : P h o t o g r a p h o f c r o s s b e d d i n g i n S i l u r o -D e v o n i a n T a p i o c a s a n d s t o n e d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e . 51 F i g u r e 3 - 6 : P h o t o g r a p h o f A m p h i p o r a a n d o t h e r S t r o m o t o p o r o i d s i n M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p i x P a g e l i m e s t o n e . 56 F i g u r e 3 - 7 : P h o t o g r a p h o f s t r o m a t o l i t e s f r o m M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e , T r i c o r n M o u n t a i n . 56 F i g u r e 3 - 8 : P h o t o g r a p h o f c r a c k l e b r e c c i a t e d M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e . 58 F i g u r e 3 - 9 : P h o t o g r a p h o f a k a r s t c a v i t y i n f i l l e d w i t h s p a r r y c a l c i t e i n M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e . 58 F i g u r e 3 - 1 0 : P h o t o g r a p h o f a b o u l d e r o f McDame G r o u p l i m e s t o n e i n D e v o n o - M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p c o n g l o m e r a t e , T o u r R i d g e . 66 F i g u r e 3 - 1 1 : P h o t o g r a p h o f l i m e s t o n e a n d b l a c k c h e r t f r o m u n i t 7A o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( M i s s i s s i p i a n ? ) , n o r t h s l o p e o f W h i t e h o r n M o u n t a i n . 66 F i g u r e 3 - 1 2 : P h o t o g r a p h o f e a s t t r e n d i n g k i n k f o l d s i n g r e e n g r e y c h e r t o f u n i t 7B o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , n o r t h s l o p e o f W h i t e h o r n M o u n t a i n . 68 F i g u r e 3 - 1 3 : P h o t o g r a p h o f t h e w e s t s i d e o f S h a m b l i n g M o u n t a i n , s h o w i n g a f l a t l y i n g t h r u s t f a u l t s e p a r a t i n g S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7C ( d i a b a s e , c h e r t , b a s a l t ) a n d u n i t 7 F ( s e r p e n t i n i t e ) f r o m u n d e r l y i n g u n i t 7A ( a r g i l l i t e , c h e r t , l i m e s t o n e ) . 68 F i g u r e 3 - 1 4 : P h o t o g r a p h o f S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7D l a p i l l i t u f f w i t h s t r o n g l y e p i d o t i z e d m a t r i x , S e n t i n a l M o u n t a i n . 69 F i g u r e 3 - 1 5 : P h o t o g r a p h o f S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7D p y r o c l a s t i c b r e c c i a w i t h m i x e d v o l c a n i c a n d c h e r t c l a s t s i n r e d c h e r t y m a t r i x , S e n t i n a l M o u n t a i n . 69 F i g u r e 3 - 1 6 : P h o t o g r a p h o f S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7E p y r o x e n e l e u c o g a b b r o , S e n t i n a l M o u n t a i n . 71 F i g u r e 3 - 1 7 : E q u a l a r e a s t e r e o n e t p l o t s o f s t r u c t u r a l d a t a , m a i n s t r u c t u r a l b l o c k . 80 X P a g e F i g u r e 3 - 1 8 : E q u a l a r e a s t e r e o n e t p l o t s o f s t r u c t u r a l d a t a , n o r t h w e s t s t r u c t u r a l b l o c k . 81 F i g u r e 3 - 1 9 : E q u a l a r e a s t e r e o n e t p l o t s o f s t r u c t u r a l d a t a , s o u t h w e s t s t r u c t u r a l b l o c k . 81 F i g u r e 3 - 2 0 : P h o t o g r a p h o f p e n c i l c l e a v a g e i n E a r n G r o u p s l a t e . 83 F i g u r e 3-21 : P h o t o g r a p h o f e a s t t r e n d i n g l a t e c h e v r o n f o l d s i n E a r n G r o u p s l a t e , s o u t h s i d e o f S i l v e r t i p H i l l . 83 F i g u r e 3 - 2 2 : P h o t o g r a p h o f a n o r t h t r e n d i n g h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t b e t w e e n W h i t e h o r n M o u n t a i n a n d T o u r R i d g e , d o w n d r o p p e d o n t h e e a s t s i d e . 88 F i g u r e 3 - 2 3 : P h o t o g r a p h o f a n e a s t t r e n d i n g h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t o n T r i c o r n M o u n t a i n , d o w n d r o p p e d o n t h e s o u t h s i d e . 88 F i g u r e 3 - 2 4 : M a p o f n o r t h e a s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h e a s t e r n Y u k o n T e r r i t o r y s h o w i n g t h e d i s t r i b u t i o n o f m a j o r t r a n s c u r r e n t f a u l t s a n d p o s s i b l e r e l a t i o n s h i p s t o l o c a l f a u l t s y s t e m s ( A b b o t t , 1 9 8 4 ) . 91 F i g u r e 4-1 : Map o f t h e M i d w a y a r e a s h o w i n g d i s t r i b u t i o n o f m a j o r f a u l t s , a l t e r a t i o n z o n e s , t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , a n d d i a m o n d d r i l l h o l e s a n d l o c a t i o n s r e f e r r e d t o i n t h e t e x t . 95 F i g u r e 4 - 2 : ( A ) G e o l o g y o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , i n c l u d i n g t h e M i d w a y a r e a . 96 ( B ) L e g e n d a n d s y m b o l s . 97 F i g u r e 4 - 3 : C r o s s s e c t i o n s o f t h e M i d w a y d e p o s i t a r e a . 98 F i g u r e 4 - 4 : L o c a t i o n map o f s u r f a c e d i a m o n d d r i l l h o l e s . 99 F i g u r e 4 - 5 : P h o t o g r a p h o f b a r i t i c e x h a l i t e s h o w i n g s o f t s e d i m e n t d e f o r m a t i o n , f r o m a b o u t 500 m e t r e s s o u t h w e s t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . 106 F i g u r e 4 - 6 : P h o t o g r a p h o f l a m i n a t e d s p h a l e r i t e - q u a r t z w i t h m i n o r p y r i t e , D i s c o v e r y Z o n e e x h a l i t e . 106 F i g u r e 4 - 7 : C o n t o u r map s h o w i n g e l e v a t i o n o f t h e McDame G r o u p - E a r n G r o u p u n c o n f o r m i t y i n t h e M i d w a y a r e a . 109 x i P a g e F i g u r e 4 - 8 : P h o t o g r a p h o f B r i n c o H i l l , w i t h W h i t e h o r n M o u n t a i n i n t h e b a c k g r o u n d , s h o w i n g o r a n g e - b r o w n g o s s a n . 114 F i g u r e 4 - 9 : N o r t h w e s t - s o u t h e a s t c r o s s s e c t i o n f r o m t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t t o B r i n c o H i l l , s h o w i n g m e t a l z o n i n g a n d f l u o r i n e a n a l y s e s . 118 F i g u r e 4 - 1 0 : C r o s s s e c t i o n o f m a s s i v e s u l p h i d e p i p e a t u n d e r g r o u n d d r i l l s t a t i o n F a n C 5 5 / D 2 3 , s h o w i n g d r i l l h o l e n u m b e r s , s a m p l e l o c a t i o n s , a n d l i t h o l o g y o r b r e c c i a t y p e . 123 F i g u r e 4 - 1 1 : C r o s s s e c t i o n o f m a s s i v e s u l p h i d e p i p e a t u n d e r g r o u n d d r i l l s t a t i o n F a n B 1 2 9 , s h o w i n g d r i l l h o l e n u m b e r s , s a m p l e l o c a t i o n s , a n d l i t h o l o g y o r b r e c c i a t y p e . 124 F i g u r e 4 - 1 2 : P h o t o g r a p h o f d i s r u p t e d l i m e s t o n e b r e c c i a w i t h c a l c i t e m a t r i x , t a k e n u n d e r g r o u n d n e a r t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . 126 F i g u r e 4 - 1 3 : P h o t o g r a p h s h o w i n g t h e s h a r p c o n t a c t b e t w e e n a n E a r n G r o u p s h a l e b r e c c i a w i t h c a l c i t e m a t r i x , a n d b l e a c h e d a n d b r e c c i a t e d McDame G r o u p l i m e s t o n e . 126 F i g u r e 4 - 1 4 : P h o t o g r a p h o f a d i s r u p t e d b r e c c i a c o n t a i n i n g E a r n G r o u p s h a l e a n d b l e a c h e d McDame G r o u p l i m e s t o n e c l a s t s i n c a l c i t e m a t r i x (MW 2 4 1 , 6 4 - 6 8 m ) . 128 F i g u r e 4 - 1 5 : P h o t o g r a p h o f a m u l t i - e p i s o d i c b r e c c i a , w i t h a n g u l a r E a r n G r o u p s h a l e c l a s t s i n a l i g h t e r c o l o u r e d d o l o m i t i c c a r b o n a t e m a t r i x , b r e c c i a t e d a n d r i m m e d b y g r e y c a l c i t e , t h e n f i l l e d b y w h i t e c a l c i t e . 129 F i g u r e 4 - 1 6 : P h o t o g r a p h o f r e l i c t c a l c i t e m a t r i x o f a s h a l e b r e c c i a , p a r t l y r e p l a c e d b y s u l p h i d e a t t h e b a s e o f a m a s s i v e s u l p h i d e b o d y , S i l v e r C r e e k d e p o s i t . 129 F i g u r e 4 - 1 7 : P h o t o g r a p h o f E a r n G r o u p s h a l e c l a s t s v e i n e d b y p y r i t e , i n a p y r i t e - q u a r t z m a t r i x . 132 F i g u r e 4 - 1 8 : P h o t o g r a p h o f m i x e d s h a l e a n d s u l p h i d e c l a s t s i n a s u l p h i d e m a t r i x s y n m i n e r a l b r e c c i a , S i l v e r C r e e k d e p o s i t . 132 x i i P a g e F i g u r e 4 - 1 9 : P h o t o g r a p h o f b r e c c i a t e d p y r i t e i n a p y r r h o t i t e r i c h m a t r i x (MW 9 7 , 317 m ) . 133 F i g u r e 4 - 2 0 : P h o t o g r a p h o f b r e c c i a t e d s u l p h i d e s a n d q u a r t z i n c a l c i t e m a t r i x (MW 7 7 , 233 m ) . 133 F i g u r e 4 - 2 1 : P h o t o g r a p h o f a c o n t a c t b e t w e e n m a s s i v e s u l p h i d e a n d McDame G r o u p l i m e s t o n e , s h o w i n g a h a l o o f b l e a c h e d l i m e s t o n e . 139 F i g u r e 4 - 2 2 : P h o t o g r a p h o f a s t y l o l i t i c c o n t a c t b e t w e e n s i l i c i f i e d l i m e s t o n e a n d w h i t e q u a r t z , a n d u n a l t e r e d l i m e s t o n e . 139 F i g u r e 4 - 2 3 : P h o t o g r a p h o f g r o w t h z o n e d p y r i t e , w i t h s p h a l e r i t e i n a q u a r t z m a t r i x (MW 2 0 7 , 1 0 . 6 m ) . 142 F i g u r e 4 - 2 4 : P h o t o g r a p h o f f e a t h e r y p y r i t e i n t e r l a y e r e d w i t h s p h a l e r i t e - g a l e n a a n d q u a r t z (MW 7 7 , 303 m ) . 142 F i g u r e 4 - 2 5 : P h o t o g r a p h o f f e a t h e r y p y r i t e e n c l o s e d b y s p h a l e r i t e , w i t h s u b h e d r a l q u a r t z (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . 144 F i g u r e 4 - 2 6 : P h o t o g r a p h o f a r s e n o p y r i t e o v e r g r o w i n g p y r i t e a n d g a l e n a , a n d e n c l o s e d i n q u a r t z (MW 7 7 , 3 0 5 . 5 m ) . 144 F i g u r e 4 - 2 7 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n p y r r h o t i t e a n d c h a l c o p y r i t e w i t h s p h a l e r i t e a n d q u a r t z . P y r r h o t i t e i s b e i n g r e p l a c e d b y m a r c a s i t e a l o n g g r a i n b o u n d a r i e s (MW 8 4 , 317 m ) . 146 F i g u r e 4 - 2 8 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n s t a n n i t e a n d s p h a l e r i t e , w i t h p y r i t e a n d g a l e n a (MW 7 7 , 307 m ) . 146 F i g u r e 4 - 2 9 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n g a l e n a , g e o c r o n i t e , a n d s p h a l e r i t e r e p l a c i n g p y r i t e a l o n g f r a c t u r e s a n d g r a i n b o u n d a r i e s (MW 1 4 3 , 2 . 3 m ) . 148 F i g u r e 4 - 3 0 : P h o t o g r a p h o f g e o c r o n i t e - g a l e n a -t e t r a h e d r i t e - s p h a l e r i t e r e p l a c i n g p y r i t e (MW 2 0 4 , 5 . 2 m ) . 148 x i i i P a g e F i g u r e 4 - 3 1 : P h o t o g r a p h o f " m y r m e k i t i c " g a l e n a -t e t r a h e d r i t e , r e p l a c i n g p y r i t e (MW 2 0 4 , 6 . 8 m ) . 1 49 F i g u r e 4 - 3 2 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n g a l e n a - g e o c r o n i t e -t e t r a h e d r i t e - f r a n c k e i t e - q u a r t z (MW 1 4 3 , 2 . 3 m ) . 149 F i g u r e 4 - 3 3 : P h o t o g r a p h o f a c a l c i t e v e i n l e t w i t h l a t e p y r i t e c r o s s c u t t i n g i n t e r g r o w n p y r i t e -s p h a l e r i t e (MW 1 4 4 , 8 . 5 m ) . 151 F i g u r e 4 - 3 4 : P h o t o g r a p h o f m a r c a s i t e r e p l a c i n g p y r r h o t i t e o u t w a r d s f r o m a f r a c t u r e (MW 8 4 , 316 m ) . 151 F i g u r e 4 - 3 5 : N o r t h - s o u t h c r o s s s e c t i o n t h r o u g h t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t s h o w i n g t h e t r a n s i t i o n f r o m p y r i t i c a s s e m b l a g e s w i t h a b u n d a n t g e o c r o n i t e a n d t h e t i n s u l p h o s a l t f r a n c k e i t e t o p y r r h o t i t i c a s s e m b l a g e s w i t h r a r e s u l p h o s a l t s a n d s t a n n i t e a s t h e m a i n t i n b e a r i n g m i n e r a l . 153 F i g u r e 4 - 3 6 : L i n e d r a w i n g s o f f l u i d i n c l u s i o n g r o u p s : ( A ) t y p e 1 p r i m a r y i n c l u s i o n s f r o m q u a r t z g r a i n s u r r o u n d e d b y s p h a l e r i t e a n d q u a r t z , s h o w i n g s i z e g r a d a t i o n o f t y p e 1 i n c l u s i o n s , p i c k e t f e n c e g r o w t h z o n e , a n d s u b p a r a l l e l s e c o n d a r y p l a n e s (MW 2 0 4 , 5 . 2 m ) ; ( B ) t y p e 2 i n c l u s i o n s w i t h C02 d e n s i t i e s v a r y i n g f r o m 0 . 2 6 t o 0 . 6 g / c c ; n o t d r a w n a r e a s s o c i a t e d t y p e 1 a n d t y p e 3a i n c l u s i o n s (MW 2 0 7 , 8 . 5 m ) ; ( C ) t y p e 1 a n d 2 i n c l u s i o n s (MW 2 0 4 , 5 . 2 m ) ; (D) t y p e 4 i n c l u s i o n s (MW 2 0 4 , 5 . 2 m ) . 163 F i g u r e 4 - 3 7 : L i n e d r a w i n g s o f f l u i d i n c l u s i o n g r o u p s : ( A ) t y p e 3b s e c o n d a r i e s ; p l a n e o f i n c l u s i o n s d i p s t o t h e r i g h t (MW 1 4 1 , 7 . 9 m ) ; ( B ) t y p e 3a i n c l u s i o n s f r o m e u h e d r a l g r o w t h z o n e d g r a i n a b o u t 0 . 3 5 mm a c r o s s ; i n c l u s i o n s a r e f r o m t h e i n c l u s i o n r i c h c o r e (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) ; ( C ) t y p e 3b i n c l u s i o n s (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) ; (D ) t y p e 1 i n c l u s i o n s (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . 164 F i g u r e 4 - 3 8 : P h o t o g r a p h o f g r o w t h z o n e d q u a r t z w i t h t y p e 3a i n c l u s i o n s d e f i n i n g t h e g r o w t h z o n e a n d t y p e 1 i n c l u s i o n s a l o n g t h e g r a i n b o u n d a r y (MW 2 0 4 , 5 . 6 m ) . 165 F i g u r e 4 - 3 9 : P h o t o g r a p h o f t y p e 3a a n d t y p e 1 p r i m a r i e s i n a n i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o r e o v e r g r o w n b y x i v P a g e i n c l u s i o n f r e e q u a r t z (MW 2 0 4 , 5 . 6 m ) . 165 F i g u r e 4 - 4 0 : P h o t o g r a p h o f a n i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o r e c o n t a i n i n g m a i n l y t y p e 1 i n c l u s i o n s , o v e r g r o w n b y i n c l u s i o n f r e e q u a r t z (MW 2 0 4 , 5 . 6 m ) . 167 F i g u r e 4 - 41 : P h o t o g r a p h o f i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o n t a i n i n g m a i n l y t y p e 1 i n c l u s i o n s . 167 F i g u r e 4 - 4 2 : P h o t o g r a p h o f m u l t i - e p i s o d i c g r o w t h z o n i n g i n q u a r t z d o m i n a t e d b y t y p e 1 i n c l u s i o n s . 168 F i g u r e 4 - 4 3 : P h o t o g r a p h o f c r o s s - c u t t i n g t y p e 3a s e c o n d a r y i n c l u s i o n p l a n e s (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) . 168 F i g u r e 4 - 4 4 : P h o t o g r a p h o f " w i s p y " t e x t u r e d q u a r t z p r o d u c e d by m y r i a d i r r e g u l a r p l a n e s o f m i n u t e s e c o n d a r y i n c l u s i o n s (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . 170 F i g u r e 4 - 4 5 : P h o t o g r a p h o f a p l a n e o f t y p e 1 p s e u d o s e c o n d a r y i n c l u s i o n s (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . 170 F i g u r e 4 - 4 6 : P h o t o g r a p h o f e q u a n t t y p e 3a s e c o n d a r y i n c l u s i o n s (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) . 171 F i g u r e 4 - 4 7 : Map o f f l u i d i n c l u s i o n s a m p l e l o c a t i o n s . 171 F i g u r e 4 - 4 8 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 1 i n c l u s i o n s . 175 F i g u r e 4 - 4 9 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 2 i n c l u s i o n s . 178 F i g u r e 4 - 5 0 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 3a a n d 3 b i n c l u s i o n s . 181 F i g u r e 4 - 5 1 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 4 i n c l u s i o n s . 184 F i g u r e 4 - 5 2 : P l o t o f h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e v e r s u s f i n a l m e l t i n g t e m p e r a t u r e . 186 F i g u r e 4 - 5 3 : I s o t h e r m s s h o w i n g t h e c o m p o s i t i o n s o f c o e x i s t i n g l i q u i d a n d v a p o u r p h a s e s i n t h e s y s t e m H2O-CO2 a n d H 2 0 - C 0 2 - N a C l . A l s o s h o w n a r e t h e 2 5 o c p h a s e r e l a t i o n s o f H 2 O - C O 2 f l u i d i n c l u s i o n s w i t h a b u l k c o m p o s i t i o n o f 30 m o l e % CO2 t r a p p e d a t v a r i o u s t e m p e r a t u r e s a n d p r e s s u r e s r e p r e s e n t e d b y t h e p o i n t s A - F ( f r o m B o d n a r a n d K u e h n , 1 9 8 2 ) . 193 F i g u r e 4 - 5 4 : T - X d i a g r a m s f o r 6 w e i g h t % N a C l r e l a t i v e t o H20 + N a C l ( f r o m B o w e r s a n d H e l g e s o n , 1 9 8 3 ) . 194 XV P a g e F i g u r e 4 - 5 5 : L o c a t i o n o f s u l p h u r i s o t o p e s a m p l e s f r o m t h e M i d w a y a r e a . 203 F i g u r e 4 - 5 6 : R a n g e a n d m e a n s o f s u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s b y d e p o s i t a n d m i n e r a l . 207 F i g u r e 4 - 5 7 : C o m p a r i s o n o f t h e p o s i t i o n s o f d e l 34s c o n t o u r s w i t h t h e s t a b i l i t y f i e l d s o f F e - S - 0 m i n e r a l s a t T=350oc a n d 1 = 1 . 0 . 216 F i g u r e 4 - 5 8 : D e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m f o r s p h a l e r i t e -g a l e n a p a i r s . 222 F i g u r e 4 - 5 9 : D e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m f o r p y r i t e -g a l e n a p a i r s . 223 F i g u r e 4 - 6 0 : O x y g e n a n d c a r b o n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s o f c a r b o n a t e s f r o m t h e M i d w a y a r e a . 233 X V I L i s t o f P l a t e s 1 . G e o l o g y o f t h e M i d w a y a r e a , 1 0 4 0 / 1 6 ( n o r t h w e s t q u a r t e r ) . i n p o c k e t 2 . C r o s s s e c t i o n s A - A 1 a n d B - B ' - B 1 1 i n p o c k e t x v i i A c k n o w l e d g e m e n t s F i n a n c i a l s u p p o r t f o r t h i s s t u d y was p r o v i d e d b y t h e B r i t i s h C o l u m b i a M i n i s t r y o f E n e r g y , M i n e s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s t h r o u g h t h e f e d e r a l - p r o v i n c i a l M i n e r a l D e v e l o p m e n t A g r e e m e n t . H e n r i k T h a l l e n h o r s t o f S t r a t h c o n a M i n e r a l S e r v i c e s , L t d . p e r m i t t e d a c c e s s t o t h e M i d w a y p r o p e r t y a n d g r a n t e d t h e h o s p i t a l i t y o f t h e M i d w a y c amp d u r i n g t h e 1986 a n d 1987 f i e l d s e a s o n s . G o r d H o d g e a t t h e U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a h e l p e d w i t h d r a f t i n g a n d p h o t o g r a p h y , a n d Y v o n n e Douma p r e p a r e d t h i n a n d p o l i s h e d s e c t i o n s . J a n e t G a b i t e s p r o v i d e d l e a d i s o t o p e a n a l y s e s , a n d D i t a R u n k l e a n d J o e H a r a k a l p e r f o r m e d t h e p o t a s s i u m - a r g o n a n a l y s e s . R o y K r o u s e a n d c o w o r k e r s o f t h e U n i v e r s i t y o f C a l g a r y S t a b l e I s o t o p e L a b o r a t o r y h e l p e d w i t h t h e s t a b l e i s o t o p e a n a l y s e s . T . J . R e y n o l d s o f F l u i d , I n c . g a v e i n v a l u a b l e a d v i c e o n f l u i d i n c l u s i o n r e s e a r c h , a n d p r o v i d e d u s e f u l c o m m e n t s o n t h e r e s u l t s p r e s e n t e d i n s e c t i o n 4 . 6 . T h e B r i t i s h C o l u m b i a M i n i s t r y o f E n e r g y , M i n e s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s p r o v i d e d t h e h e a t i n g - f r e e z i n g s t a g e , a n d M i k e F o u r n i e r g a v e l o g i s t i c a l s u p p o r t . D i s c u s s i o n s w i t h H u g h G a b r i e l s e , M i k e O r c h a r d a n d K e n D a w s o n o f t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a i n V a n c o u v e r w e r e h e l p f u l , a n d D a v e S i n c l a i r o f t h e G . S . C . O t t a w a c o n t r i b u t e d i m p o r t a n t i d e a s a s w e l l a s m i c r o p r o b e a n d s u l p h u r i s o t o p e d a t a . J i m H y l a n d s , f o r m e r l y o f C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , s h a r e d h i s e x t e n s i v e k n o w l e d g e o f M i d w a y g e o l o g y . C r a i g L e i t c h p r o v i d e d some u s e f u l c o m m e n t s o n t h e s e c t i o n s o n f l u i d i n c l u s i o n s a n d s t a b l e i s o t o p e s . C o l i n G o d w i n s u g g e s t e d t h e t o p i c o f t h i s t h e s i s a n d a l l o w e d me t o d e v e l o p i t i n t h e d i r e c t i o n s w h i c h i n t e r e s t e d me , a n d c o n t r i b u t e d t i m e l y s u p p o r t a n d i n d e f a t i g a b l e e d i t i n g . A s p e c i a l t h a n k s t o J o A n n e N e l s o n f o r h e r f r i e n d s h i p , e n c o u r a g e m e n t , a n d i d e a s , a n d f o r t e a c h i n g me t h e a r t a n d s c i e n c e o f r e g i o n a l m a p p i n g . 1 1 . I n t r o d u c t i o n 1 . 1 . L o c a t i o n a n d A c c e s s The M i d w a y s i l v e r - l e a d - z i n c d e p o s i t i s a p p r o x i m a t e l y 8 . 5 k i l o m e t r e s s o u t h o f t h e B r i t i s h C o l u m b i a - Y u k o n T e r r i t o r y b o r d e r , a b o u t 80 k i l o m e t r e s w e s t o f W a t s o n L a k e , Y u k o n T e r r i t o r y , w h i c h i s t h e m a i n c e n t r e f o r e x p l o r a t i o n s e r v i c e s i n t h e r e g i o n ( F i g u r e 1 - 1 ) . T h e d e p o s i t i s c e n t r e d n e a r l a t i t u t d e 5 9 o 5 5 1 n o r t h , l o n g i t u d e 1 3 0 O 2 0 ' w e s t . T h e p r o p e r t y i s a c c e s s i b l e o n a n u n p a v e d r o a d f r o m a t u r n o f f a t M i l e 701 o n t h e A l a s k a H i g h w a y , a b o u t 20 k i l o m e t r e s e a s t o f R a n c h e r i a . G o o d b r i d g e s s p a n n i n g t h e R a n c h e r i a a n d T o o t s e e R i v e r s e n a b l e a c c e s s t o t h e p r o p e r t y . S o u t h o f t h e T o o t s e e R i v e r c r o s s i n g t h e a c c e s s r o a d i s s u s c e p t i b l e t o s p r i n g w a s h o u t s , a s o c c u r r e d i n 1 9 8 7 . T o p o g r a p h y i n t h e a r e a c o n s i s t s o f r o u n d e d m o u n t a i n s a n d h i l l s o f t h e S t i k i n e R a n g e s o f t h e C a s s i a r M o u n t a i n s , a n d b r o a d , g l a c i a t e d v a l l e y s . T h e d e p o s i t i s s i t u a t e d a t t h e n o r t h e r n b a s e o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , w h i c h r i s e s t o 1 , 6 6 5 m e t r e s . T h e h i g h e s t p e a k i n t h e a r e a i s W h i t e h o r n M o u n t a i n , t w o k i l o m e t r e s s o u t h o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , w i t h a n e l e v a t i o n j u s t u n d e r 2 , 0 0 0 m e t r e s . T o p o g r a p h y b e c o m e s i n c r e a s i n g l y r u g g e d t o t h e w e s t w h e r e t h e a r e a i s u n d e r l a i n b y t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . F i g u r e 1 - 1 : L o c a t i o n a n d a c c e s s , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 3 T r e e l i n e r a n g e s b e t w e e n 1 , 3 0 0 a n d 1 , 5 0 0 m e t r e s . R i d g e t o p e x p o s u r e s a r e g e n e r a l l y g o o d , b u t h i l l s i d e e x p o s u r e s a r e c o m m o n l y s u b j e c t e d t o s i g n i f i c a n t f r o s t h e a v i n g a n d d o w n s l o p e c r e e p . V a l l e y s c o n t a i n t h i c k g l a c i a l t i l l a n d o u t w a s h d e p o s i t s , a n d a r e d e n s e l y f o r e s t e d . M e a n a n n u a l p r e c i p i t a t i o n i s a b o u t 50 c e n t i m e t r e s , o c c u r r i n g m a i n l y d u r i n g w i n t e r m o n t h s ( F a r l e y , 1 9 79 ) . 1 . 2 . E x p l o r a t i o n H i s t o r y a n d E v o l u t i o n o f D e p o s i t M o d e l s S i l v e r - l e a d - z i n c m i n e r a l i z a t i o n i n t h e M i d w a y a r e a wa s f i r s t d i s c o v e r e d i n 1 9 5 5 b y p r o s p e c t o r s o n S i l v e r t i p H i l l , a b o u t o n e k i l o m e t r e s o u t h w e s t o f t h e M i d w a y d e p o s i t . T h e S i l v e r t i p c l a i m s w e r e o p t i o n e d i n 1 956 t o C o n w e s t E x p l o r a t i o n Company L t d . , T o r o n t o , O n t a r i o , w h i c h d r o v e t w o a d i t s a n d u n d e r t o o k s u r f a c e a n d u n d e r g r o u n d d i a m o n d d r i l l i n g . M i n e r a l i z a t i o n o n s u r f a c e c o n s i s t e d o f p a r t l y o x i d i z e d g a l e n a r i c h b o u l d e r t r a i n s s u s p e c t e d t o h a v e b e e n d e r i v e d f r o m s t e e p l y d i p p i n g v e i n s . E x p l o r a t i o n p r o v e d t h e d e p o s i t t o b e h i g h l y o x i d i z e d t o d e p t h s o f o v e r 150 m e t r e s ( B r u n d l a n d , 1 9 5 8 ) . D i a m o n d d r i l l i n g i n t e r s e c t e d s e v e r a l s t e e p f a u l t s a n d b r e c c i a z o n e s w i t h i n t h e McDame G r o u p c a r b o n a t e h o s t r o c k s . T h e s e b r e c c i a s c o n t a i n e d s h a l e c l a s t s d e r i v e d f r o m o v e r l y i n g c l a s t i c s e d i m e n t s . F a i l u r e t o c o n f i r m c o n t i n u i t y o f t h e s t e e p v e i n s a t d e p t h l e d t o a r e v i s i o n o f t h e m o d e l , a n d t h e s u l p h i d e s w e r e b e l i e v e d t o 4 r e p r e s e n t s e m i c o n f o r m a b l e r e p l a c e m e n t s ( B r u n d l a n d , 1 9 5 8 ) . One o f t h e m a i n f a u l t s (Camp C r e e k F a u l t ) j u x t a p o s e d McDame G r o u p o n t h e w e s t s i d e w i t h s i l i c i c l a s t i c s e d i m e n t s (now E a r n G r o u p ) o n t h e e a s t . I t wa s s u g g e s t e d ( B r u n d l a n d , 1 9 5 8 ; G a b r i e l s e , 1 9 6 9 ) t h a t d r i l l i n g o n t h e e a s t s i d e o f t h i s f a u l t m i g h t i n t e r s e c t u n o x i d i z e d m i n e r a l i z a t i o n b e n e a t h t h e c l a s t i c s e d i m e n t " c a p " o v e r l y i n g McDame G r o u p . A l t h o u g h s p o r a d i c d r i l l i n g o n S i l v e r t i p H i l l c o n t i n u e d t h r o u g h t h e 1 9 6 0 ' s ( H o l l a n d , 1 9 6 8 ) , l i t t l e e x p l o r a t i o n was d o n e o n t h e e a s t s i d e o f t h e f a u l t u n t i l t h e 1 9 8 0 ' s . R e g i o n a l R e s o u r c e s , L t d . , V a n c o u v e r , B . C . ( now T o r o n t o , O n t a r i o ) , a c q u i r e d 2 4 0 Y u k o n T e r r i t o r y a n d 881 B r i t i s h C o l u m b i a c l a i m u n i t s i n t h e M i d w a y a r e a i n 1 9 8 0 . T h e s e w e r e l o c a t e d o n t h e b a s i s o f s t r e a m s e d i m e n t g e o c h e m i c a l a n o m a l i e s . E x p l o r a t i o n was k e y e d p r i m a r i l y t o a s e d i m e n t a r y e x h a l a t i v e l e a d - z i n c d e p o s i t m o d e l , d u e t o e x p l o r a t i o n s u c c e s s e s i n t h e S e l w y n B a s i n ( M a c M i l l a n P a s s ) a n d K e c h i k a T r o u g h ( C i r q u e ) i n s i m i l a r s i l i c i c l a s t i c s e q u e n c e s . T r e n c h i n g n e a r t h e p r e s e n t M i d w a y p o r t a l e x p o s e d a 2 m e t r e t h i c k s t r a t a b o u n d p y r i t e - s p h a l e r i t e l e n s t h a t was b e l i e v e d t o b e s y n g e n e t i c i n o r i g i n . E a r l y a c c o u n t s o f M i d w a y d e s c r i b e d t h e d e p o s i t s a s " e x h a l i t e s " , i n c l u d i n g t h e " L o w e r Z o n e " , w h i c h was h o s t e d i n McDame G r o u p c a r b o n a t e s a t t h e c o n t a c t w i t h E a r n G r o u p ( M a c l n t y r e , 1 9 8 2 ) . 5 D i a m o n d d r i l l i n g e v e n t u a l l y s h o w e d t h a t t h e m a i n s u l p h i d e d e p o s i t s w e r e i n t h e McDame G r o u p , n o t i n t h e E a r n G r o u p a s o r i g i n a l l y b e l i e v e d . T h e common a s s o c i a t i o n o f m i n e r a l i z a t i o n w i t h c o l l a p s e o r " t r a s h " b r e c c i a s l e d t o c o m p a r i s o n s w i t h t h e " M i s s i s s i p p i V a l l e y t y p e " d e p o s i t s o f t h e E a s t T e n n e s s e e l e a d -z i n c d i s t r i c t ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 2 , 1 9 8 3 ) . W i t h t h i s m o d e l i n m i n d , d i a m o n d d r i l l i n g was c o n d u c t e d o n a s q u a r e g r i d a t 150 a n d l a t e r 75 m e t r e i n t e r v a l s . Two d e p o s i t s i n t h e McDame G r o u p , t h e S i l v e r C r e e k a n d D i s c o v e r y , w e r e o u t l i n e d f r o m 1 9 8 2 t o 1 9 8 4 . E x t r a p o l a t i o n o f a l a t e r a l l y c o n t i n u o u s o r e b o d y b e t w e e n d r i l l i n t e r s e c t i o n s r e s u l t e d i n r e s e r v e e s t i m a t e s f o r t h e t w o d e p o s i t s i n e x c e s s o f 6 m i l l i o n t o n n e s ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 984 ) . B y 1 9 8 4 , l e a d i s o t o p e m o d e l l i n g a n d m i n e r a l o g i c a l s t u d i e s h a d made i t f a i r l y c l e a r t h a t t h e E a s t T e n n e s s e e a n a l o g y d i d n o t h o l d , a n d t h a t t h e b a s i n d e w a t e r i n g m o d e l s a p p l i c a b l e t o M i s s i s s i p i V a l l e y a n d r e l a t e d d e p o s i t t y p e s w e r e n o t a p p l i c a b l e t o M i d w a y . R a t h e r , t h e M i d w a y d e p o s i t s h a d a t i n - s i l v e r s i g n a t u r e , a n d t h e l e a d i s o t o p e c h a r a c t e r i s t i c s t y p i c a l o f y o u n g , i n t r u s i o n r e l a t e d d e p o s i t s i n t h e n o r t h e r n C o r d i l l e r a . M o r e c o m p a r a b l e d e p o s i t a n a l o g u e s w e r e t h e L e a d v i l l e d e p o s i t i n C o l o r a d o , a n d " m a n t o " t y p e r e p l a c e m e n t s o f M e x i c o a n d P e r u ( A r c h a m b a u l t , 1 9 8 5 ; S o r e n s o n , 1 9 8 5 ) . S u b s e q u e n t u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n i n 1985 a n d 1 9 8 6 , p r e d i c a t e d o n t h e i n i t i a l l a r g e 6 t o n n a g e p r o j e c t i o n s , r e s o l v e d t h e m o r p h o l o g y o f t h e m i n e r a l i z e d s t r u c t u r e s , w h i c h w e r e d e s c r i b e d a s i r r e g u l a r , l e n t i c u l a r , " t u b e - l i k e " b o d i e s ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 5 ) . T h i s l e d t o a d o w n w a r d r e v i s i o n o f t o n n a g e e s t i m a t e s t o t h e c u r r e n t 1 . 1 8 5 m i l l i o n t o n n e s , g r a d i n g 410 g r a m s / t o n n e s i l v e r , 9 .7% z i n c a n d 7.0% l e a d ( E x p l o r a t i o n i n B r i t i s h C o l u m b i a , 1 9 8 6 ) . F o l l o w i n g t h e c o m p l e t i o n o f u n d e r g r o u n d d r i l l i n g i n 1 9 8 6 , w o r k i n g s w e r e a l l o w e d t o f l o o d , a n d s u b s e q u e n t e x p l o r a t i o n w a s r e g i o n a l i n n a t u r e . 1 . 3 . P r e v i o u s S t u d i e s R e g i o n a l m a p p i n g o f J e n n i n g s R i v e r map a r e a ( 1 0 4 O ) wa s c o n d u c t e d b y G a b r i e l s e i n 1 9 6 5 - 7 , a n d t h e r e s u l t s p u b l i s h e d i n G a b r i e l s e ( 1 9 6 9 ) . P o o l e ( 1 9 5 6 ) h a d e a r l i e r d e s c r i b e d t h e g e o l o g y o f t h e a d j o i n i n g W o l f L a k e s h e e t ( 1 0 5 B ) , w h i c h i n c l u d e s t h e R a n c h e r i a s i l v e r d i s t r i c t , o f w h i c h t h e M i d w a y a r e a i s a p a r t . H o l l a n d ( 1 9 6 8 ) g a v e a n a c c o u n t o f t h e h i s t o r y a n d g e o l o g y o f t h e S i l v e r t i p s h o w i n g . S u b s e q u e n t l y , M u l l i g a n ( 1 9 7 5 ) p u b l i s h e d a n a l y s e s o f s u l p h i d e s f r o m S i l v e r t i p , w h i c h c o n t a i n e d 0 . 25% t i n , d e s c r i b e d a s o c c u r r i n g i n s t a n n i t e . M a c l n t y r e ( 1 9 8 2 , 1 9 8 3 ) d e s c r i b e d t h e M i d w a y d e p o s i t i n t h e c o n t e x t o f a s e d i m e n t a r y e x h a l a t i v e m o d e l , c o m p a r i n g i t s p l a t f o r m a l s e t t i n g t o t h e b a s i n a l s e t t i n g o f o t h e r s y n g e n e t i c d e p o s t s i n n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( C i r q u e , W i n d y C r a g g y ) . G e o l o g i s t s w o r k i n g f o r 7 C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g ( 1 9 8 1 , 1 9 8 2 , 1 9 8 3 , 1 9 8 4 ) g a v e t h o r o u g h a c c o u n t s o f M i d w a y g e o l o g y a n d m i n e r a l i z a t i o n , a n d w o r k e d o u t a v i a b l e s t r a t i g r a p h y f o r t h e E a r n G r o u p ( t h e n L o w e r S y l v e s t e r G r o u p ) . L a t e r , Mundy ( 1 9 8 4 ) made a d e t a i l e d u n p u b l i s h e d b i o s t r a t i g r a p h i c a l s t u d y o f t h e McDame G r o u p . A b b o t t ( 1 9 8 4 ) c o m p a r e d M i d w a y w i t h o t h e r e p i g e n e t i c d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t , s t r e s s i n g t h e i r b r e c c i a f e a t u r e s a n d r e l a t i o n s h i p w i t h r e g i o n a l t r a n s c u r r e n t f a u l t s . D a w s o n e t a l . ( 1 9 8 5 ) i n t e r p r e t e d t h e l e a d i s o t o p e s i g n a t u r e , o f M i d w a y , w h i c h i d e n t i f i e d i t a s a n e p i g e n e t i c C r e t a c e o u s - T e r t i a r y d e p o s i t . A r c h a m b a u l t ( 1 9 8 5 ) d e s c r i b e d s u l p h i d e m i n e r a l o g y o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , i n c l u d i n g t h e r a r e s u l p h o s a l t p h a s e s g e o c r o n i t e a n d f r a n c k e i t e . S i n c l a i r ( 1 9 8 6 b ) s t r e s s e d M i d w a y ' s p r o b a b l e a s s o c i a t i o n w i t h A -t y p e g r a n i t e s , a n d c a r r i e d o u t K - A r d a t i n g a n d m i c r o p r o b e a n a l y s e s o f s e r i c i t e a s s o c i a t e d w i t h t h e i n t r u s i v e -h y d r o t h e r m a l s y s t e m . J o n a s s o n ( w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) p e r f o r m e d s u l p h u r i s o t o p e a n a l y s e s o n D i s c o v e r y d e p o s i t a n d E a r n G r o u p h o s t e d s u l p h i d e s , c o n f i r m i n g a l a c k o f s e a w a t e r s u l p h u r o r i g i n . N e l s o n a n d B r a d f o r d ( 1 9 8 7 a , 1 9 8 7 b ) c o n d u c t e d a 1 : 2 5 , 0 0 0 s c a l e r e g i o n a l m a p p i n g p r o g r a m i n t h e M i d w a y a r e a ; r e s u l t s o f K - A r d a t i n g i n t h i s a r e a w e r e p u b l i s h e d i n B r a d f o r d a n d G o d w i n ( 1 9 8 8 ) . O r c h a r d a n d I r w i n ( 1 9 8 8 ) p r e s e n t e d r e s u l t s o f c o n o d o n t s t u d i e s o f t h e McDame a n d E a r n G r o u p s i n t h e M i d w a y a r e a . 1 . 4 . A i m s a n d M e t h o d s o f t h e P r e s e n t S t u d y 8 The a i m s o f t h e p r e s e n t s t u d y a r e : ( 1 ) d e s c r i p t i o n o f t h e r e g i o n a l g e o l o g i c a l s e t t i n g o f t h e M i d w a y d e p o s i t s . T h i s i s b a s e d o n a t h r e e m o n t h f i e l d s t u d y i n t h e M i d w a y a r e a i n 1 9 8 6 , d u r i n g w h i c h t h e n o r t h w e s t q u a r t e r o f 1 0 4 0 / 1 6 was m a p p e d a t a s c a l e o f 1 : 2 5 , 0 0 0 a s p a r t o f a r e g i o n a l m a p p i n g p r o g r a m u n d e r J . L . N e l s o n ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 b ) . D e s c r i p t i o n s o f g e o l o g y a n d m i n e r a l i z a t i o n i n t h e i m m e d i a t e v i c i n i t y o f t h e d e p o s i t s a r e b a s e d o n s u r f a c e m a p p i n g , e x a m i n a t i o n o f c o r e a n d s t o c k p i l e s f r o m u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n , a n d t h i n a n d p o l i s h e d s e c t i o n s , a s w e l l a s p u b l i s h e d a n d u n p u b l i s h e d s o u r c e s . L a c k o f a c c e s s t o u n d e r g r o u n d e x p o s u r e s d u r i n g f i e l d s t u d i e s p r e v e n t e d m o r e d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f t h e o r e b o d i e s . ( 2 ) i n t e r p r e t a t i o n o f g a l e n a l e a d i s o t o p e s o f t h e M i d w a y a r e a w i t h i n t h e c o n t e x t o f t h e m e t a l l o g e n i c e v o l u t i o n o f t h e C a s s i a r T e r r a n e a n d a s s o c i a t e d a l l o c h t h o n o u s t e r r a n e s . ( 3 ) i n v e s t i g a t i o n o f t h e n a t u r e a n d e v o l u t i o n o f t h e f l u i d s y s t e m , s o u r c e o f some o f i t s c o m p o n e n t s , a n d p r e s s u r e -t e m p e r a t u r e r e g i m e i n w h i c h s u l p h i d e s w e r e d e p o s i t e d . T h i s i s b a s e d o n m i c r o t h e r m o m e t r i c s t u d i e s o f f l u i d i n c l u s i o n s , s u l p h u r i s o t o p e a n a l y s e s o f o r e a n d g a n g u e m i n e r a l s , a n d o x y g e n a n d c a r b o n i s o t o p e a n a l y s e s o f g a n g u e a n d h o s t r o c k . 9 2 . R e g i o n a l G e o l o g y a n d L e a d I s o t o p e S i g n a t u r e s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r D i s t r i c t s 2 . 1 . I n t r o d u c t i o n G a l e n a l e a d i s o t o p e d a t a f r o m 28 m i n e r a l d e p o s i t s i n t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s ( F i g u r e 2 - 1 ) h a v e b e e n c o m p i l e d i n o r d e r t o : ( 1 ) f i n g e r p r i n t d e p o s i t t y p e s , ( 2 ) c o m p a r e a n d c o n t r a s t t h e l e a d i s o t o p e s i g n a t u r e s o f d i f f e r e n t d i s t r i c t s , a n d ( 3 ) r e l a t e c o n t r a s t i n g i s o t o p i c s i g n a t u r e s t o t h e t e c t o n i c s e t t i n g o f d i f f e r e n t t y p e s o f d e p o s i t s . T h e d a t a a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 2 - 1 . M u l t i p l e a n a l y s e s f r o m s i n g l e d e p o s i t s a r e a v e r a g e d , a n d t h e mean s a n d s t a n d a r d e r r o r s a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 2 - 2 . S u m m a r y d e p o s i t a n d s a m p l e d e s c r i p t i o n s a r e c o m p i l e d i n A p p e n d i x A . T h e d a t a a r e p l o t t e d o n s t a n d a r d l e a d - l e a d p l o t s i n F i g u r e s 2 - 2 , 2 - 3 a n d 2 - 4 . 2 . 2 . R e g i o n a l G e o l o g y T h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s a r e s i t u a t e d w e s t o f t h e T i n t i n a - N o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n T r e n c h f a u l t s y s t e m , a n d e n c o m p a s s t h r e e t e r r a n e s : C a s s i a r , S l i d e M o u n t a i n a n d D o r s e y ( F i g u r e 2 - 1 ) . T h e C a s s i a r T e r r a n e i s a 600 k i l o m e t r e l o n g d i s p l a c e d t e r r a n e s e p a r a t e d f r o m a n c e s t r a l N o r t h A m e r i c a b y t h e T i n t i n a - N o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n T r e n c h d e x t r a l 1 0 t r a n s c u r r e n t f a u l t ( W h e e l e r e t a_ l . , 1 987 ; F i g u r e 2 - 1 ) . I t h a s b e e n i n t e r p r e t e d a s : ( 1 ) a s e g m e n t o f t h e P e a c e R i v e r A r c h t h a t was t r a n s p o r t e d n o r t h w e s t e r l y o v e r 600 k i l o m e t r e s b y C r e t a c e o u s t o E o c e n e t r a n s c u r r e n t f a u l t i n g ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) , a n d ( 2 ) a h o r s t f o r m e d d u r i n g L a t e P r o t e r o z o i c o r E a r l y C a m b r i a n r i f t i n g w h i c h h a s u n d e r g o n e a b o u t 450 k i l o m e t r e s o f d e x t r a l t r a n s p o r t ( R o d d i c k , 1 9 6 4 ; T e m p e l m a n - K l u i t , 1 9 7 9 ; M o r t e n s o n , 1 9 8 1 ) . I t s U p p e r P r o t e r o z o i c t o U p p e r T r i a s s i c s t r a t i g r a p h y i s s i m i l a r t o t h a t f o u n d i n a d j a c e n t p a r t s o f t h e N o r t h A m e r i c a n m i o g e o c l i n e . T he C a s s i a r T e r r a n e i s i n s t r u c t u r a l c o n t a c t w i t h t w o a c c r e t e d t e r r a n e s , S l i d e M o u n t a i n a n d D o r s e y ( W h e e l e r e_t a l . , 1 9 8 7 ) , w h i c h h a v e l e s s o b v i o u s o r u n k n o w n r e l a t i o n s h i p s t o a n c e s t r a l N o r t h A m e r i c a . T h e s e t e r r a n e s l i e b e t w e e n C a s s i a r T e r r a n e a n d a l l o c h t h o n o u s Q u e s n e l l i a a n d C a c h e C r e e k T e r r a n e , a n d o v e r l i e C a s s i a r T e r r a n e a s s c a t t e r e d k l i p p e n ( F i g u r e 2 - 1 ) . S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , o f D e v o n i a n t o U p p e r T r i a s s i c a g e , i n c l u d e s o c e a n i c m a r g i n a l b a s i n s e d i m e n t s a n d v o l c a n i c s , a r c v o l c a n i c s , a n d p l u t o n i c a n d u l t r a m a f i c r o c k s . T h e D o r s e y T e r r a n e i s a s u b d i v i s i o n o f t h e Y u k o n C a t a c l a s t i c C o m p l e x o f T e m p l e m a n -K l u i t ( 1 9 7 9 ) o r t h e Y u k o n - T a n a n a T e r r a n e (c_f . M o r t e n s o n a n d J i l s b n , 1 9 8 5 ) . I t c o n s i s t s o f m a r g i n a l b a s i n c h e r t a n d c l a s t i c s e d i m e n t s , a n d i s s i m i l a r t o S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e b u t l a c k s u l t r a m a f i c s a n d i n c l u d e s c o a r s e c l a s t i c u n i t s . I t c o u l d 11 F i g u r e 2 - 1 : R e g i o n a l g e o l o g y o f n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h - c e n t r a l Y u k o n T e r r i t o r y , s h o w i n g l o c a t i o n o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . A b b r e v i a t i o n s : CA - C a s s i a r T e r r a n e , SM - S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , KN - K o o t e n a y ( N i s u t l i n ) T e r r a n e , DY - D o r s e y T e r r a n e , QN - Q u e s n e l l i a , NA - a n c e s t r a l N o r t h A m e r i c a . 1 2 r e p r e s e n t a f a c i e s o f e i t h e r S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e o r Q u e s n e l l i a ( W h e e l e r e t a l . , 1 9 8 7 ) . A r c v o l c a n i c s , i n t r u s i v e r o c k s a n d c l a s t i c s e d i m e n t s o f Q u e s n e l l i a , a n d o c e a n i c s e d i m e n t s a n d v o l c a n i c s o f C a c h e C r e e k T e r r a n e l i e t o t h e s o u t h w e s t o f t h e a c c r e t e d a s s e m b l a g e s a d j a c e n t t o C a s s i a r T e r r a n e ( F i g u r e 2 - 1 ) . S u t u r i n g o f t h e s e a l l o c h t h o n o u s t e r r a n e s t o t h e N o r t h A m e r i c a n m a r g i n a n d o b d u c t i o n o f i n t e r v e n i n g o c e a n i c a n d m a r g i n a l b a s i n p a c k a g e s , s u c h a s S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , o c c u r r e d p r i m a r i l y i n t h e J u r a s s i c . 2 . 3 . C h a r a c t e r i s t i c s o f L e a d S o u r c e s T h e j u x t a p o s i t i o n o f m i o g e o c l i n a l C a s s i a r T e r r a n e w i t h o c e a n i c , m a r g i n a l b a s i n a n d a r c p a c k a g e s s u g g e s t s t h a t i s o t o p i c c o n t r a s t s b e t w e e n d i f f e r e n t m i n e r a l d e p o s i t t y p e s m i g h t r e f l e c t d i f f e r e n c e s among t h e i r h o s t t e r r a n e s . T h e s e d i f f e r e n c e s c a n b e e l u c i d a t e d b y r e f e r e n c e t o p l u m b o t e c t o n i c m o d e l s o f m a n t l e , l o w e r c r u s t , u p p e r c r u s t a n d o r o g e n e l e a d r e s e r v o i r s (Doe a n d Z a r t m a n , 1 9 7 9 ) . F r o m H a d r y n i a n t o U p p e r D e v o n i a n t i m e t h e C a s s i a r T e r r a n e was t h e s i t e o f a c c u m u l a t i o n o f t h i c k s h a l l o w w a t e r c a r b o n a t e a n d s i l i c i c l a s t i c s h e l f s e d i m e n t s , w h i l e b a s i n a l s h a l e s 1 3 a n d c h e r t s w e r e d e p o s i t e d i n t h e S e l w y n B a s i n . T h e P a l e o z o i c b a s i n a l s u c c e s s i o n o v e r l a p p e d o n t o C a s s i a r T e r r a n e b e g i n n i n g i n L a t e D e v o n i a n t i m e , a s e x t e n s i v e r i f t i n g , b l o c k f a u l t i n g a n d s u b s i d e n c e o c c u r r e d a l o n g t h e w e s t e r n m a r g i n o f N o r t h A m e r i c a . D e v o n o - M i s s i s s i p i a n b a s i n a l s u c c e s s i o n s a n d t u r b i d i t e s c o m p r i s e t h e E a r n G r o u p , w h i c h c o n s i s t s o f c o n t i n e n t a l d e b r i s d e r i v e d f r o m r e l a t i v e l y u p l i f t e d p l a t f o r m a l b l o c k s ( G o r d e y e t a l . , 1 9 8 6 ) . C a s s i a r T e r r a n e s i l i c i c l a s t i c s h e l f s e d i m e n t s w e r e u l t i m a t e l y d e r i v e d f r o m t h e N o r t h A m e r i c a n c r a t o n . T h e s e s e d i m e n t s r e p r e s e n t w e l l - m i x e d , h i g h l y r a d i o g e n i c u p p e r c r u s t a l m a t e r i a l w h i c h h a s b e e n r e l a t i v e l y i s o l a t e d f r o m s i g n i f i c a n t m a n t l e i n p u t s i n c e E a r l y H a d r y n i a n t i m e . D e v o n o -M i s s i s s i p i a n s i l i c i c l a s t i c s a r e a t l e a s t i n p a r t d e r i v e d f r o m a w e s t e r l y s o u r c e a r e a , p e r h a p s a r i f t e d o f f s e g m e n t o f N o r t h A m e r i c a ( T e m p e l m a n - K l u i t , 1 9 7 9 ) . T h i s r e p r e s e n t s a s i m i l a r r a d i o g e n i c u p p e r c r u s t a l s o u r c e . S e d i m e n t h o s t e d b a s e m e t a l ( " s e d e x " : C a r n e a n d C a t h r o , 1 9 8 2 ) d e p o s i t s i n t h e S e l w y n B a s i n , K e c h i k a T r o u g h a n d i n t h e s o u t h e r n C o r d i l l e r a w e r e u s e d by G o d w i n a n d S i n c l a i r ( 1 9 8 2 ) t o d e f i n e l e a d g r o w t h c u r v e s ( s h a l e c u r v e ) f o r u p p e r c r u s t a l e n v i r o n m e n t s i n t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a . A p p l i c a b i l i t y o f t h i s t e r r a n e s p e c i f i c m o d e l t o s e d e x d e p o s i t s i n C a s s i a r T e r r a n e h a s n o t b e e n 1 4 d o c u m e n t e d , a l t h o u g h i t wa s a n t i c i p a t e d t h a t i t w o u l d a p p l y a t l e a s t i n p a r t ( G o d w i n a n d S i n c l a i r , 1 9 8 2 ) . A l l o c h t h o n o u s t e r r a n e s i n s t r u c t u r a l c o n t a c t w i t h C a s s i a r T e r r a n e i n c l u d e o c e a n i c a n d m a r g i n a l b a s i n s e d i m e n t s , o c e a n i c o r b a c k - a r c v o l c a n i c s , p r o b a b l e a r c v o l c a n i c s a n d i n t r u s i v e c o r r e l a t i v e s a n d w i d e s p r e a d u l t r a m a f i t e s ( e . g . T e m p e l m a n -K l u i t , 1 9 7 9 ; M o r t e n s o n a n d J i l s o n , 1 9 8 5 ; N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ) . L e a d d e r i v e d f r o m t h e s e a s s e m b l a g e s i s p r o b a b l y c o m p l e x a n d h e t e r o g e n e o u s . Some s e d i m e n t s a r e o f c o n t i n e n t a l p r o v e n a n c e a n d m i g h t c o n t a i n u p p e r c r u s t a l l e a d s i m i l a r t o t h a t d e f i n e d b y t h e s h a l e c u r v e . O c e a n i c a n d a r c v o l c a n i c s a n d i n t r u s i v e s p r o b a b l y h a v e a s i g n i f i c a n t m a n t l e c o m p o n e n t . M o s t e p i g e n e t i c d e p o s i t s i n t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s a r e r e l a t e d t o i n t r u s i o n s o f m i d - C r e t a c e o u s t o E o c e n e a g e ( S i n c l a i r , 1 9 8 6 a ) . D e p e n d i n g o n t y p e o f i n t r u s i o n , d e r i v a t i o n o f m e l t s a n d s u b s e q u e n t c o n t a m i n a t i o n , t h e s e c o u l d c o n t r i b u t e l e a d w i t h i s o t o p i c c h a r a c t e r i s t i c s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m c o u n t r y r o c k s h o s t i n g t h e d e p o s i t s . T he p r i n c i p l e M e z o z o i c a n d C e n o z o i c i n t r u s i v e e v e n t s i n t h e n o r t h e r n C o r d i l l e r a p e a k e d i n t h e m i d - C r e t a c e o u s ( 1 0 0 M a ) , L a t e C r e t a c e o u s - P a l e o c e n e ( 7 0 M a ) , a n d E o c e n e ( 5 0 Ma) ( S i n c l a i r , 1 9 8 6 a ; A r m s t r o n g , 1 9 8 8 ) . A l l t h r e e i n t r u s i v e s u i t e s a r e 1 5 c h a r a c t e r i z e d b y i n i t i a l s t r o n t i u m r a t i o s o f 0 . 7 1 2 o r g r e a t e r ( A r m s t r o n g , 1 9 8 8 ) , i n d i c a t i n g t h a t t h e y a r e d e r i v e d f r o m o l d c o n t i n e n t a l c r u s t , o r h a v e u n d e r g o n e s i g n i f i c a n t c r u s t a l c o n t a m i n a t i o n . A c c o r d i n g t o A n d e r s o n ( 1 9 8 5 ) , t h e m i d - C r e t a c e o u s i n t r u s i o n s r e s e m b l e S - t y p e g r a n i t e s , r e f l e c t i n g p a r t i a l m e l t i n g o f t h i c k e n e d c o n t i n e n t a l c r u s t . T he L a t e C r e t a c e o u s t o P a l e o c e n e a n d E o c e n e s u i t e s a r e a n a l o g o u s t o A - t y p e g r a n i t e s , w h i c h a r e c o m m o n l y d e s c r i b e d a s r e m e l t s o f d e p l e t e d l o w e r c r u s t f r o m w h i c h e a r l i e r , m o r e v o l u m i n o u s i n t r u s i o n s h a v e b e e n d e r i v e d ( W h a l e n e t a l . , 1 9 8 7 ; C o l l i n s e t a l . , 1 9 8 2 ) . 2 . 4 . L e a d I s o t o p e D a t a D a t a r e p o r t e d i n T a b l e 2 -1 a r e m a i n l y n e w , h i g h p r e c i s i o n a n a l y s e s o b t a i n e d b y J . G a b i t e s u s i n g a s i n g l e r h e n i u m f i l a m e n t , s i l i c a g e l - p h o s p h o r i c a c i d t e c h n i q u e ( G o d w i n e t al. , 1 9 8 8 ) . T h e s e h a v e b e e n s u p p l e m e n t e d b y a n a l y s e s by G . L . C u m m i n g , a t t h e U n i v e r s i t y o f A l b e r t a , f o r t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a . I f m o r e t h a n o n e a n a l y s i s was o b t a i n e d o n t h e same s a m p l e t h e s e a r e u s u a l l y r e p o r t e d a s a v e r a g e s ( s u f f i x " A " ) . I n some c a s e s , i f o n e r u n was j u d g e d o f b e t t e r q u a l i t y t h a n t h e o t h e r o n l y t h e b e t t e r a n a l y s i s i s r e p o r t e d . T h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a d a t a i n c l u d e s s e v e r a l d e p o s i t s n o t i n c l u d e d i n t h e U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a d a t a b a s e . T h e s e a r e : Y P , E r i c k s o n ( C u s a c ) , E r i c k s o n ( V o l l a u g ) , E r i c k s o n ( M a u r a - A l l i s o n ) , C o t t o n w o o d , L a n g Table 2 - 1 : Galena lead isotope data f o r mineral deposits of the Rancheria, Cassiar and Seagull d i s t r i c t s , northern B r i t i s h Columbia and southern Yukon T e r r i t o r y . SAMPLE NO DEPOSIT »/or SAMPLE NAME NTS ( GOVT REE LAT N LONG H AM. RUN:N0RM DATE RN QUAL:TEMP:BLK MT PB6/4 %6/4 PB7/4 *7/4 PB8/4 *8/4 PB7/6 PB8/6 c 10102-081 LOGTUNG (DARVA VEIN) 105/B/84/E:SW-030 £0.02 131.63 JG c 10134-081 MC RIDGE IK3) l85/B/84/W:SW-045 60.18 131.76 JG c 10134-081R MC RIDGE (K3) 185/B/04/H:SH-845 60.18 131.76 JG c 18134-801A MC RIDGE (K3) (N=2) 105/B/04/U:SW-845 60.18 131.76 JG c 10134-002 MC RIDGE (Kl) 105/B/04/H:SU-945 60.18 131.76 JG c 10145-401 BLACK ROCK (ALAN) 105/B/02/E:SE-012 60.01 130.77 JG c 1014S-001R BLACK ROCK (ALAN) 105/8/82/E:SE-812 60.01 130.77 JG c 10I45-001A BUCK ROCK (ALAN, N=2) 105/B/02/E:SE-012 60.01 130.77 JG c 10154-002 MEISTER l85/B/88/W:SE-816 60.28 130.40 JG c 10154-002D MEISTER 105/B/08/H:SE-916 60.28 130.40 JG c 18154-002A MEISTER 105/B/08/U:SE-016 60.28 130.40 JG c 19155-081D WOLF 185/B/89/E:NE-874 60.55 139.03 JG 0 10166-501 YP (MS) 185/8/01/W:SE- 60.05 130.38 GSC o 10166-502 YP (MS) 105/B/01/W:SE- 60.05 130.38 GSC 0 18166-503 YP (MS) 105/B/01/U:SE- 60.05 130.38 GSC 0 10166-504 YP (MS) 185/B/8)/U:SE- 60.05 130.38 GSC 0 10166-505 YP (MS) 105/B/01/H:SE- 68.05 130.38 GSC o 10166-506 YP (MS) 185/B/01/W:SE- 60.85 130.38 GSC o 10166-AV6 YP (MS) 195/B/91/H-.SE- 60.05 138.38 GSC c 10168-901 LOLA 195/B/9i/W:SE-8B6 60.81 130.47 JG c 10168-001R LOLA 185/B/81/H:SE-086 68.01 138.47 JG c 181G8-401A LOLA <N=2) 105/8/01/W:SE-086 68.01 130.47 JG c 10168-082 LOLA 185/B/Bl/W:SE-806 68.81 138.47 JG c 10168-003 LOLA 185/B/81/W:SE-886 68.81 138.47 JG 0 10168-501 LOLA 105/B/01/W:SE- 68.81 130.47 GSC c 10177-181 FIDDLER (GRE1SEN) 185/B/81/W:SE-084 68.15 130.45 JS c 10177-102 FIDDLER (SKARN) 105/B/81/W:SE-8B4 60.15 130.45 JG c 18177-AVG FIDDLER (N=2) 185/B/81/M:SE-804 68.15 130.40 JG c 10186-801 SILVER HART (METEORITE) 105/B/07/E:SE- 60.33 138.72 JG c 18)86-181 SILVER HART (METEORITE) 185/B/B7/E:SE- 68.33 138.72 JG c 10186-102 SILVER HART (BRECCIA) 105/B/87/E:SE- 60.33 138.72 JG c 38022-801 AXE 184/P/12/W:NW- 59.74 129.91 JG c 30823-081 REGGIE 1 104/P/12/E:NW- 59.53 129.52 JG c 38823-081R RE6c.lt 104/P/12/E:NW- 59.53 129.52 JG c 38023-881A AfeasvE 184/P/12/E:NH- 59.53 129.52 JG c 30383-882 KAGNO (SILVER QUEEN) 184/P/85/H:SW-986 59.26 129.82 JG c 38383-002R MAGNO (SILVER QUEEN) l84/P/05/E:SH-B86 59.26 129.82 JG c 38383-002A MAGNO (SILVER QUEEN) (N=2) 184/P/85/W:SH-886 59.26 129.82 JG c 30383-884 MAGNO (SILVER QUEEN) 104/P/05/M:SU-886 59.26 129.82 JG c 38383-181 MAGNO (UEST) 184/P/85/U:SH-086 59.26 129.82 JG c 30383-AVG MAGNO (N=3> 104/P/85/W:SU-086 59.26 129.82 JG c 38385-182 MARBLE BASIN (UPPER D) 104/P/05/W:SW-044 59.26 129.87 JG c 38385-182R MARBLE BASIN (UPPER D) 184/P/B5/W:SW-044 59.26 129.87 JG c 38385-102A MARBLE BASIN (UPPER D)(N=2) 104/P/05/W:SU-fl44 59.26 129.87 JG 88/82/85:06/26/85 1 08/82/85:86/26/85 1 18/24/85:86/26/85 2 88/82/85:86/26/85 1 12/03/84:06/26/85 1 83/87/85:86/26/85 2 12/83/84:86/26/85 1 86/85/85:86/26/85 1 1 02/01/88:11/09/87 1 1 1 1 1 1 1 12/03/84:06/26/85 1 83/21/84:86/26/85 2 12/21/84:06/26/B5 1 12/21/84:86/26/85 1 1 11/18/85:86/26/85 1 11/18/85:06/26/85 1 84/38/87: 09/29/86 12/88/86 81/29/88 81/29/88 82/26/88 82 /88i 18/11/84 18/18/84 86/26/85 1 :06/26/85 1 : 06/26/85 1 :11/89/87 1 :11/89/87 1 11/89/87 2 11/09/88 :86/26/85 1 :86/26/85 2 87/25/85:06/26/85 1 18/25/85:86/26/85 1 07/26/85:06/26/85 1 18/25/85:86/26/85 2 GOOD : 1150:09 GL GOOD : 1158:88 GL 600D : 1150:88 GL GL GOOD: 1158:07 6L GOOD: 1150:08 GL FAIR: 1150:12 GL GOOD/FAIR GL GOOD: 1158:09 GL GOOD: 1150:07 GL GOOD: GL good: 1150:13 GL GOOD GL 600D GL GOOD GL GOOD GL SOOD GL GOOD GL GOOD SL GOOD 1158:88 GL 600D 1158:18 GL GOOD GL GOOD 1158:87 GL GOOD 1158:88 GL BOOD GL GOOD: 1150:10 GL GOOD 1158:12 a GOOD: GL good 1288:09 SL good: 1150:08 GL good 1158:18 SL good 1158:11 SL good 1150:85 GL good 1158:14 a good GL GOOD 1158:08 SL GOOD 1150:08 a GOOD a GOOD 1158:09 a GOOD 1129:87 a GOOD a GOOD 1150:08 a GOOD 1110:87 a GOOD a 19.123 0.03 18.533 0.01 18.547 8.02 18.540 0.02 19.162 0.82 19.490 8.82 19.494 0.83 19.492 8.83 18.571 0.03 18.557 0.03 16.564 0.03 19.524 8.80 19.671 8.08 19.633 8.88 19.568 8.08 19.635 8.00 19.643 0.08 19.667 8.88 19.636 8.00 19.431 0.82 19.344 8.83 19.388 8.83 19.338 8.85 19.434 8.84 19.443 8.80 19.672 0.01 19.668 0.81 19.678 8.81 19.554 8.88 19.494 8.88 19.565 8.88 19.142 8.88 18.525 8.88 18.586 8.81 18.516 8.81 19.199 0.02 19.196 0.02 19.198 0.02 19.198 0.82 19.199 0.91 19.198 8.82 19.198 0.01 19.196 0.01 19.197 0.81 682 0. 612 8 638 8. 621 8, 689 8. 702 0. 715 0. 709 0. 665 0. 662 0. 664 0. 747 8. 770 8. 744 8. 738 746 8. 763 8. 765 8. 753 8. 788 0. 699 0. 704 0, 701 0. 711 0. 719 755 0. 753 0. 754 0. 730 0. 756 0. 729 0, 678 0. 668 0. 644 8. 657 8. 681 8. 686 8. 684 8 685 8. 684 8. 684 8. 687 8. 683 685 8. 83 81 82 82 82 82 81 02 82 02 02 80 08 88 8.88 08 80 39.035 8. 38.378 8. 38.433 8. 38.406 0. 39.109 8. 39.667 0. 39.715 0. 39.691 0. 38.068 0. 38.044 0. 38.056 0. 39.813 9 . 39.874 9 . 39.795 9 . 39.827 0. 39.833 0. 39.865 8. 39.871 8. 39.844 9 . 39.642 8. 39.747 0. 39.695 8, 39.776 8. 39.678 0. 39.699 0. 39.837 0. 39.826 0. 39.832 0. 39.742 8. 39.777 8. 39.727 8. 39.785 8. 38.529 8. 38.488 8. 38.584 8. 39.323 8. 39.331 8. 39.327 8. 39.337 0. 39.328 8. 39.331 8. 39.328 8. 39.386 8. 39.313 0. 03 0.B2809 81 8.84240 02 0.84279 82 0.84259 82 8.81888 82 8.88564 83 8.88612 83 8.88588 83 8.84352 83 8.84482 83 8.84377 09 8.89655 80 9.89169 88 9.80192 00 0.88387 98 0.80194 09 0.80248 88 0.89168 09 9.89225 02 9.89841 94 8.81158 93 9.80999 07 0.81227 05 0.88844 88 0.80847 01 0.B8891 01 0.80899 81 8.80995 80 0.80444 08 0.60822 00 8.88393 88 8.81986 08 0.84532 81 8.84531 01 8.84532 82 8.81679 82 8.81716 82 8.81697 03 8.81781 81 8.81693 82 8.81697 01 8.81713 01 0.81699 01 0.81786 2.04137 2.87087 2.87236 2.07162 2.84111 2.03523 2.83732 2.03685 2.84986 2.85812 2.85004 2.83922 2.02705 2.02695 2.03532 2.02868 2.82948 2.82731 2.82913 2.04818 2.85474 2.84538 2.85788 2.84172 2.84182 2.82515 2.82595 2.82510 2.03245 2.84044 2.83855 2.87840 2.87983 2.87928 2.87956 2.84814 2.84894 2.84894 2.84901 2.04842 2.04866 2.04819 2.04760 2.04790 o 30400-501 o 30400-502 o 30436-802 o 30436-501 o 30436-502 o 30436-503 o 30436-504 c 30460-001 30460-002 30460-002t 30460-004 30460-005 30460-006 30460-0076 c 30460-0076R 30460-007P 30460-007PR 30460-007PA 30460-0076A 30460-008R 30460-0061! 30460-00BA 30460-009! 30460-009R 30460-010 30460-011 30460-013 30460-012R 30460-012A 30460-013 30460-501 30460-502 30460-503A 30460-504 30460-505 30460-506 30460-507 30460-508 30460-509 30460-510 30460- 511 30461- 001 30461-001R 30461-001A 30552-001 30552-002 30552-003 30552-004 CUSftC CUSAC ERICKSON (VOLLflUG) ERICKSON (MAURA-ALISON) ERICKSON (MAURA-ALISON) ERICKSON (TABLE MTN- VOLLflUG) ERICKSON (PLAZA-VOLLAUG) MIDWAY (LOWER) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (LOWER) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY, N=2) MIDWAY (DISCOVERY, N=2) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) (N=2) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY (DISCOVERY) MIDWAY MIDWAY MIDWAY (SILVERTIP) MIDWAY (SILVERTIP) MIDWAY (SILVERTIP, N=2) MIDWAY MIDWAY (SILVERTIP) MIDWAY (DISCOVERY ZONE) MIDWAY (DISCOVERY ZONE) <N=2) MIDWAY (LOWER ZONE) MIDWAY (DISCOVERY ZONE) MIDWAY (DISCOVERY ZONE) MIDWAY (SILVERTIP) MIDWAY (SIL,VERTIP) MIDWAY (UPPER ZONE) MIDWAY (UPPER ZONE: 0) MIDWAY (LOWER ZONE) BLUE (ICE LAKE) BLUE (ICE LAKE) BLUE (ICE LAKE) (N=2> AMY (MARBACO) AMY (MARBACO) AMY (MARBACO) AMY (MARBACO) 104/P/04/E:SW-104/P/04/E:SW-104/P/04/E:SW-019 104/P/04/E.-SW-104/P/04/E:SW-104/P/04/E:SW-!04/P/04/E:SW-104/O/16/W:NE-003 104/0/16/Wi 104/0/16/W 104/0/16/W: 104/0/16/W 104/0/16/W: 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W; 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W: 104/0/16/U 104/0/16/W 104/0/16/W: 104/0/16/W 104/0/16/Wi 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W: 104/0/16/W; 104/0/16/W: 104/P/12/W 104/P/12/W 104/P/12/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W 104/0/16/W NE-03B NE-038 NE-038 NE-003 NE-038 NE-038 NE-038 NE-038 NE-038 NW-038 NE-038 NE-038 NE-038 NE-038 NE-038 NE-«38 NE 003 NE-003 NE-003 NE-003 NE-003 NE-003 NE-SE-NE-NE-NE-NE-NE-NE-NE-NE-NE-NW-NW-NW-NE-004 NU-004 NW-004 NW-004 59.19 129.70 BSC 59.19 129.70 GSC 59.22 129.65 AA 59.22 129.65 SSC 59.22 129.65 GSC 59.22 129.65 GSC 59.22 129.65 GSC 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 J6 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 JG 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.91 130.33 GSC 59.53 129.99 JG 59.53 129.99 JG 59.53 129.99 JG 59.92 130.48 JG 59.92 130.4B JG 59.92 130.48 JG 59.92 130.48 JG 02/03/83: 09/07/84 09/07/84; 09/07/B4 09/09/84 09/09/84 09/20/84 09/20/84 10/27/84: 09/20/84 11/21/84: 1 1 1 1 1 I 1 106/26/85 1 06/26/85 1 :06/26/85 1 06/26/85 1 106/26/85 t 06/26/85 1 :06/26/85 1 06/26/85 2 :06/26/85 1 06/26/85 2 10/26/84:06/26/85 3 10/01/84:06/26/85 2 09/20/84:06/26/85 1 10/11/84:06/26/85 2 09/20/84:06/26/85 1 09/20/84:06/26/85 1 12/13/84:06/26/85 1 12/28/84:06/26/85 2 05/29/87:06/26/85 1 1 1 1 1 1 1 09/07/84:06/26/85 1 09/09/B4:06/26/B5 2 12/21/84:06/26/85 1 04/13/B7:06/26/B5 1 04/13/87:06/26/B5 1 04/17/87:06/26/85 1 GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD: 1150:07 FAIR: 1150:08 GOOD: 1150:08 GOOD: 1200:08 GOOD: 1150:07 GOOD: 1150:07 1300:0B 1300:08 1300:09 1150:08 FAIR: FAIR: FAIR: GOOD: FAIR /GOOD FAIR: FAIR: 1200:11 GOOD: 1150:09 GOOD /FAIR POOR: 1350:09 GOOD: 1220:13 GOOD: 1150:08 GOOD: 1200:08 FAIR: 1100:09 GOOD: 1150:08 FAIR /GOOD good: 1200:09 POOR GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD GOOD: GOOD: GOOD: GOOD: good: fair: good: 1200:08 1150:06 1150:07 1150:07 1200:16 1200:07 GL 19.171 0. 6L 19.183 0, GL 19.036 0. GL 19.133 0, GL 19.143 0. GL 19.076 0. GL 19.057 0. GL 19.347 0. GL 19.279 0. GX 19.296 0. GL 19.310 0. 6L 19.346 0. GL 19.326 0. GL 19.290 0. GL 19.303 0. PY 19.332 0. PY 19.324 0. PY 19.329 0. GL 19.297 0. GL 19.307 0. GL 19.331 0. GL 19.319 0. GL 19.207 0. GL 19.317 0. GL 19.359 0. GL 19.338 0. GL 19.345 0. GL 19.325 0. GL 19.335 0. GL 19.321 0. GL 19.303 0. a 19.348 0. GL 19.345 0. GL 19.348 0. GL 19.309 ». GL 19.384 0. GL 19.340 0. 6L 19.334 0. GL 19.305 0. GL 19.318 0. GL 19.345 0. GL 18.513 0. GL 18.544 0. 6L 18.529 0. GL 19.406 0. 6L 19.315 0. GL 19.324 0. GL 19.321 0. 00 15.649 1.00 15.677 03 15.685 00 15.694 00 15.707 00 15.677 .00 15.676 ,02 15.695 08 15.686 .04 15.679 01 15.694 ,02 15.703 03 15.695 ,10 15.677 09 15.688 .04 15.717 00 15.708 02 15.713 10 15.683 ,88 15.694 03 15.708 06 15.701 24 15.662 06 15.711 01 15.699 01 15.696 02 15.706 04 15.699 03 15.703 00 15.702 00 15.689 11 15.696 00 15.692 11 15.683 II 15.683 11 15.727 11 15.700 11 15.697 11 15.683 11 15.691 00 15.690 07 15.649 03 15.670 05 15.660 02 15.708 00 15.705 00 15.711 00 15.709 0.00 39.042 0, 0.00 39.162 0. 0.03 38.932 0, 0.00 38.950 0, 0.00 38.995 0. 0.00 38.896 0, 0.00 38.932 0. 0.01 39.747 0. 0.08 39.718 0. 0.04 39.696 0. 0.01 39.731 0. 0.01 39.811 0. 0.03 39.766 0. 0.10 39.710 0. 0.09 39.721 0. 0.03 39.812 0. 0.01 39.783 0. 0.02 39.798 0. 0.10 39.716 0. 0.08 39.763 0. 0.03 39.803 0. 0.06 39.783 0. 0.24 39.573 0. 0.06 39.795 0. 0.01 39.757 0. 0.01 39.753 0. 0.01 39.818 0. 0.03 39.747 0. 0.02 39.783 0. 0.01 39.771 0. 0.00 39.765 0. 0.16 39.782 0. 0.00 39.765 0. 0.16 39.719 0. 0. 16 39.746 0. 0.16 39.871 0. 0.16 39.795 0. 0.16 39.806 0. 0.16 39.749 0. 0.16 39.782 0. 0.00 39.771 0. 0.04 38.555 0. 0.03 38.648 0. 0.04 38.622 0. 0.01 39.649 0. 0.00 39.773 0, 0.01 39.773 0, 0.03 39.762 0. 00 0.81629 .00 0.81724 04 0.823% .00 0.82026 00 0.82051 ,00 0.82182 00 0.82259 02 0.81123 02 0.81362 04 0.81257 01 0.81275 03 0.81168 04 0.81210 10 0.81268 09 0.81269 04 0.81298 02 0.81285 03 0.81291 10 0.81268 08 0.81288 04 0.81259 06 0.B1274 24 0.81541 07 0.81332 02 0.81035 02 0.81169 03 0.81189 05 0.81237 04 8.81213 00 0.81270 00 0.81278 22 0.81125 00 0.81117 22 0.81058 22 0.61222 22 0.81134 22 0.81179 22 0.81189 22 0.81238 22 0.81225 00 0.81106 08 0.84529 03 0.84506 06 0.84517 05 0.80945 00 0.B1311 00 0.81302 00 0.81302 2.03652 2.04149 2.04518 2.03575 2.03704 2.03900 2.B4293 2.05442 2.06016 2.05716 2.05755 2.05786 2.05763 2.05856 2.05772 2.05934 2.05869 2.05901 2.05814 2.05948 2.05903 2.05925 2.06032 2.06016 2.05367 2.05572 2.05825 2.05672 2.05748 2.05845 2.06005 2.05613 2.05557 2.05287 2.05842 2.05691 2.05766 2.05886 2.05900 2.05932 2.05588 2.08473 2.08416 2.08445 2.04313 2.05919 2.05815 2.05792 38680-881 39663-881 38682-883 38682-8830 38682-8830 38682-181 30682-I01R 38682-181A 30682-102 38682-182D o 30742-501 o 30743-501 o 30744-501 c 30672-181 c 30873-101 c 30873-102 c 38873-AV6 c 30876-882 c 30876-883 c 38876-884 c 38876-181 c 38888-801! c 38888-001D c 38970-001 LUCK GROUP HT HASKIN KT HASKIN HT HflSKIN KT HflSKIN NT HflSKIN 1SE SKRRN) KT HflSKIN (SE SKflRN) NT HflSKIN (SE SKflRN, N=2> HT HflSKIN (NW SKflRN) HT HflSKIN (NU SKflRN) LANG CREEK BAD BEAR (MCDAME BELLE) COTTONWOOD NEEDLEPOINT SILVER BILL-CflRLICK (TRENCH 1) BILL-CARLICK (TRENCH 2) BILL-CflRLICK (N=2) SILVER KNIFE SILVER KNIFE SILVER KNIFE SILVER KNIFE TOOTSIE STAR TOOTSIE STAR GUM MOUNTAIN !04/O/16/E:NE-833 59. 184/P/86/W:SH-82B 59. 194/P/86/U:SU-828 59. 184/P/86/W:SW-«20 59. 184/P/86/M:SU-828 59. 184/P/86/W:SW-028 59. 184/P/06/W:SW-028 59. 104/P/06/U:SH-828 59. 184/P/B5/E:SH-B28 59. 184/P/85/E:SH-028 59. 104/P/04/W: 184/P/06/H: I04/O/0B/U:SE-104/P/84/H:SH-184/P/03/E:SW-104/P/03/E:SW-104/P/03/E:SH-m/oiu/u-x-IB4/0/16/W:NE-104/O/16/H:NE-104/O/16/H:NE-104/O/16/U:NE-039 59. 104/O/16/W:NE-039 59. 104/O/16/E:NE- 59. 99 130. 34 129. 35 129. 35 129. 35 129. 34 129. 34 129. 34 129. 35 129. 35 129. 23 129. 27 129. 34 130. 14 129. 22 129. 22 129. 22 129. 93 138. 93 138. 93 130. 93 130. 90 130. 90 138. 88 138. 45 JG 49 JG 51 JG 51 JG 51 JG 49 JG 49 JG 49 JG 51 JG 51 JG 77 GSC 37 GSC 27 GSC 78 JG 22 JG 22 JG 22 JG 36 JG 36 JG 36 JG 36 J6 38 JG 38 JG 27 JG 85/01/87! 81/29/88 81/29/88: 82/26/88: 82/ /BB: 87/25/85 88/82/85: 06/26/85 1 11/89/87 I 11/09/B7 1 11/89/87 I 11/09/87 86/26/85 1 86/26/85 2 87/25/85:86/26/85 1 81/29/88:ll/09/B7 1 1 1 88/08/84 1 87/26/85:86/26/85 1 07/26/85:86/26/85 1 87/26/85:86/26/85 1 89/03/87 89/83/87 89/83/87 88/19/81 84/30/87 82/81/88 85/81/87 11/09/87 1 11/89/87 1 :ll/09/B7 1 86/26/85 1 :06/26/85 1 11/89/87 1 86/26/85 1 good: good: fair: good: good: FAIR: GOOD: FAIR GOOD: good: GOOD GOOD GOOD GOOD: GOOD: GOOD: GOOD: good: good: good: GOOD: fair: good: good: 1200:08 GL 1158:18 GL 1158:07 GL 1150 GL GL 1200:10 GL 1100:07 GL /GOOD GL 1150:08 GL 1150:86 GL GL GL GL 1158:87 GL 1158:86 a 1158:87 a a 1288:11 a 1288:07 GL 1200:06 a 1150:13 GL 1208:18 a 1158:86 a 1288:88 GL 19.563 8.88 19.188 8.88 19.889 8.81 19.091 8.88 19.090 8.01 19.218 0.83 19.217 0.01 19.218 0.08 19.326 8.81 19.309 8.81 19.137 8.88 19.348 0.08 18.334 8.80 19.34B 0.02 18.257 0.81 18.153 8.81 18.285 8.01 19.459 0.80 19.442 0.08 19.476 8.88 19.462 8.81 19.358 8.81 19.291 8.88 19.357 0.88 15.728 0. 15.696 0. 15.675 0. 15.677 0. 15.676 0. 15.738 8. 15.735 8. 15.733 8. 15.712 8. 15.699 8. 15.672 0. 15.742 0. 15.638 0. 15.695 0. 15.620 0. 15.687 0. 15.614 0. 15.698 9. 15.707 0. 15.707 8. 15.716 8. 15.738 8. 15.692 8. 15.729 0. 39.810 39.573 39.498 39.511 39.504 39.2% 39.315 39.306 39.680 39.636 38.085 39.833 38.828 39.530 38.276 38.208 38.238 39.717 39.719 39.751 39.744 39.988 39.768 39.890 0.08 8.88397 8.88 8.82146 8.81 8.82118 0.01 8.82115 8.81 8.82116 8.83 8.81849 8.81 8.81882 8.88 8.81865 8.81 0.81300 0.01 8.81387 8.88 0.81894 8.88 0.81363 8.08 8.85295 8.82 8.81122 8.81 8.85555 8.81 0.85974 0.01 0.85797 0.08 8.88673 8.80 8.88789 8.88 8.88646 8.81 8.68755 8.81 8.81335 8.88 8.81342 8.80 8.81211 2.83495 2.87182 2.86909 2.86957 2.86933 2.84473 2.84582 2.84527 2.85322 2.85274 1.99812 2.85877 2.87375 2.84314 2.89645 2.10429 2.10836 2.04104 2.04289 2.04098 2.84219 2.86282 2.86103 2.86875 Notes: (1) Column 1 gives data status and norm a l i z a t i o n f a c t o r s where: c = current normalization f a c t o r ; o = other n o r m a l i z a t i o n f a c t o r s , v a r i a b l e r e l i a b i l i t y (normalization f a c t o r s are i n Godwin et a l . , 1988, Table 5.1). (2) S u f f i x codes: ! = a n a l y s i s suspected to be poor; $ = a n a l y s i s renormalized; A = average of repeats and d u p l i c a t e s f o r sample; D = d u p l i c a t e a n a l y s i s of sample using new chemical d i s s o l u t i o n ; R = a n a l y s i s repeated from same shemical d i s s o l u t i o n of sample. (3) RN = run number. (4) RUN:NORM = rundate, normalization date. (5) QL:T:B = run q u a l i t y : temperature (degrees C): number of data b l o c k s . (6) MT = material analyzed (PY = p y r i t e ; GN = g a l e n a ) . (7) Errors d e v i a t i o n . l i s t e d a f t e r analyses are expressed as % standard Table 2-2: Mean lead isotope compositions, with standard deviations, Rancheria, Cassiar and Seagull d i s t r i c t s , northern B r i t i s h Columbia and southern Yukon Terr i t o r y . DEPOSIT 206/204 207/204 208/204 207/206 208/206 A. Rancheria D i s t r i c t Amy 19.342 15.708 39.739 81 21 5 2 .05460 (n=4) (.037) (.002) (.052) ( .0016 ) ( .00664) Midway (McDame) 19.341 15.696 39.769 81 1 52 2 .05627 (n=11) (.009) (.006) (.027) ( .00058) ( .001 90 ) Midway (Earn) 19.313 15.693 39.757 81 248 2 .05857 (n=10) ( . 01 1 ) (.011 ) (.032) ( .00049) ( .00090) Silverknife 19.460 15 .707 39.732 # 8071 6 2 .04177 (n=4) ( . 01 2 ) (.006) ( .01 5) ( .00058) ( .00080) Lucky 19.563 15.728 39.810 803967 2 .03495 Tootsee Star 19.291 15.692 39.760 81 342 2 .06103 Gum Mountain 19.357 15.720 39.890 81 21 1 2 .06075 Lola 19.398 15.709 39.712 80979 2 .04683 (n=4) (.045) (.007) ( .038) ( .0016 ) ( .00648) Fiddler 19.670 15.754 39.832 80095 2 .02510 YP 19.636 15.753 39.844 m 80225 2 .04683 (n=6) (.034) ( .014) (.029) ( .00077) ( .00292) Meister 18.564 15.664 38.056 84377 2 .05004 Alan 19.492 15.709 39.691 m 80588 2 .03605 Silverhart 19.538 15.738 39.749 m 80553 2 .03448 (n=3) (.031) ( . 01 2 ) (.021 ) ( . 00191 ) ( .00429) Wolf 19.524 15.747 39.813 806547 2 .03922 B. Seagull D i s t r i c t Logtung (Darva) 19.132 15.682 39.035 82009 2 .04137 MC (K-3) 18.540 15.621 38.406 84259 2 .07162 MC (K-1) 19.162 15.689 39.102 • 81 880 2 .04111 C. Cassiar D i s t r i c t Cottonwood 18.334 15.638 38.020 85295 2 .07375 B i l l 18.205 1 5 . 61 4 38.238 85765 2 .10037 (n=2) (.052) (.007) (.038) ( .00210) ( .00392) Needlepoint 19.348 15.695 39.530 81 1 22 2 .04314 Lang Creek 19.137 15.672 38.085 81 894 1 .99013 Erickson (Maura) 19.138 15.701 38.973 82039 2 .03640 (n=2) (.005) (.007) (.023) ( .00013) ( .00065) Erickson (Vollaug) 19.056 15.679 38.920 82279 2 .04237 (n=3) ( . 01 6 ) (.004) (.017) ( .00089) ( .00255) Erickson (Cusac) 19.177 15.663 39.102 # 81 676 2 .03900 (n=2) (.006) (.014) (.060) ( .00048) ( .00249) Marble Basin 19.198 15.685 39.326 # 81 699 2 .04857 (n=4) (.001 ) (.001 ) (.009) ( .00005) ( .00045) Mount Haskin 19.184 15.703 39.51 2 81 857 2 .05971 (n=4) (. 092 ) ( . 020) ( . 130) ( .00338) ( .01094) McDame Belle 19.348 15.742 39.833 81 362 2 .05877 Axe 19.142 15.678 39.785 81 906 2 .07840 Blue 18.529 15.660 38.622 8451 7 2 .08445 Reggie 18.51 6 15.652 38.505 • 84532 2 .07955 20 co I r i i i i i i i i i i i i i i i i i i I g j F i g u r e 2 - 2 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . L e a d g r o w t h c u r v e s a r e : S h - s h a l e ( G o d w i n a n d S i n c l a i r , 1 9 8 2 ) ; M - m a n t l e , L C - l o w e r c r u s t ( D o e a n d Z a r t m a n , 1 9 7 9 ) ; BB - B l u e b e l l ( A n d r e w e t a l . , 1 9 8 4 ) . L C - L a n g C r e e k d e p o s i t , C a s s i a r d i s t r i c t . 21 2 0 6 P b / 2 0 4 P b F i g u r e 2 - 3 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . A b b r e v i a t i o n s a s i n F i g u r e 2 - 2 . 22 2.00 2.02 2.18 • 2.20 2.22 i i i • LC o Raneharia 'young* • Ranoharia 'old' a Caaalar Ag • Caaalar Aw • Caaalar *oM* o SaaouH'young* • Saagult 'old* Fractionation 1 1 1 1 1 1 1 ' L . .890 .880 .870 .860 .850 .840 .830 .820 .810 .800 2 0 7 p b / 2 0 6 p b F i g u r e 2 - 4 : L e a d i s o t o p e r a t i o d i a g r a m f o r m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a , S e a g u l l a n d C a s s i a r d i s t r i c t s . A b b r e v i a t i o n s a s i n F i g u r e 2 - 2 . 23 C r e e k a n d McDame B e l l e s h o w i n g s . A l l d e p o s i t s a r e l o c a t e d o n F i g u r e s 2 - 5 , 2 - 6 a n d 2 - 7 . F o r p l o t t i n g p u r p o s e s , s u i t e s o f s a m p l e s f r o m s i n g l e s h o w i n g s h a v e b e e n a v e r a g e d . M o s t o f t h e v a r i a b i l i t y w i t h i n d e p o s i t s t e n d s t o l i e a l o n g f r a c t i o n a t i o n a n d / o r 2 0 4 p b e r r o r s l o p e s . A v e r a g i n g a n a l y s e s t h e r e f o r e t e n d s t o r e m o v e some o f t h e a n a l y t i c a l n o i s e a n d f a c i l i t a t e s i n t e r p r e t a t i o n o f t h e d a t a . 2 . 5 . I n t e r p r e t a t i o n L e a d i s o t o p e p l o t s ( F i g u r e s 2 - 2 , 2 - 3 , a n d 2 - 4 ) s h o w a s e p a r a t i o n o f d a t a i n t o s e v e r a l d e p o s i t g r o u p s . T h e t w o m a i n g r o u p s a r e : ( a ) " o l d " l e a d , p l o t t i n g t o t h e l e f t o f a n d b e l o w t h e 350 Ma p o i n t o n t h e s h a l e c u r v e , a n d ( b ) " y o u n g " l e a d , p l o t t i n g t o t h e r i g h t o f t h e 250 Ma p o i n t o n t h e s h a l e c u r v e . One d e p o s i t , L a n g C r e e k ( L C ) , i s a s p e c i a l c a s e . 2 . 5 . 1 . " O l d " D e p o s i t s T he " o l d " d e p o s i t s i n c l u d e t w o s u b g r o u p s : ( 1 ) E a r l y M i s s i s s i p i a n s e d i m e n t h o s t e d b a s e m e t a l d e p o s i t s , h o s t e d i n E a r n G r o u p , C a s s i a r d i s t r i c t ( e . g . B l u e , R e g g i e ) . T h e s e d e p o s i t s p l o t a t a b o u t 510 Ma ( C a m b r o - O r d o v i c i a n ) o n t h e 24 WoltO F i g u r e 2 - 5 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h -c e n t r a l Y u k o n T e r r i t o r y . • BluaN • A l t \ + \ \ \ + + \ \ Windy stock Cassiar Terrane l+J Isylvesterallochthon [ (Slide Mountain 1 \ Troutiine stock \nContact Terrane) + + \ - t - + \g stock 130*00' / I / " ^ i - j ^ . - -| . 4 - 1 ° M l r b l a Baaln 4- + \ +• l i n g Craakli >, • Erickaon (Maura-Alllaon) i Cassiar batholith v • Mount Haakin McOama sai l * , aErlekaan (Vollaug) • Erlekaon (Cuaac) • Bill F i g u r e 2 - 6 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e C a s s i a r d i s t r i c t , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . 26 F i g u r e 2 - 7 : L o c a t i o n o f m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e S e a g u l l d i s t r i c t , s o u t h - c e n t r a l Y u k o n T e r r i t o r y . 27 s h a l e c u r v e o n a l l p l o t s . L e a d i n t h i s g r o u p i s l e s s r a d i o g e n i c t h a n l e a d i n t o D e v o n o - M i s s i s s i p i a n s h a l e h o s t e d o r " s e d e x " d e p o s i t s i n t h e S e l w y n B a s i n ( G o d w i n a n d S i n c l a i r , 1 9 8 2 ) ; h e n c e t h e s h a l e c u r v e m o d e l a g e i s o l d e r t h a n t h e h o s t r o c k a g e . ( 2 ) C a r b o n a t e h o s t e d g a l e n a - b a r i t e , C a s s i a r d i s t r i c t ( e . g . C o t t o n w o o d a n d B i l l o r C a r l i c k ) . T h e s e t w o d e p o s i t s h a v e t h e l e a s t r a d i o g e n i c l e a d r e p o r t e d h e r e , w i t h a L a t e P r o t e r o z o i c s h a l e c u r v e m o d e l a g e . T h i s a g a i n i s o l d e r t h a n t h e h o s t r o c k a g e s ( L o w e r C a m b r i a n A t a n G r o u p f o r t h e B i l l s h o w i n g , a n d C a r b o n i f e r o u s O b l i q u e C r e e k F o r m a t i o n f o r t h e C o t t o n w o o d ) . Two o t h e r s h o w i n g s , M e i s t e r a n d MC , d o n o t f a l l i n t o t h e a b o v e c a t e g o r i e s . M e i s t e r i s h o s t e d i n L o w e r C a m b r i a n o r e a r l i e r m e t a s e d i m e n t s a n d s h o w s s i g n i f i c a n t l y l o w e r v a l u e s o f 2 0 8 p b ( F i g u r e 2 - 3 ) . MC w a s b e l i e v e d t o b e a m i d - C r e t a c e o u s s k a r n r e l a t e d t o t h e S e a g u l l b a t h o l i t h ( M a t o e t a l . , 1 9 8 3 ) . One s a m p l e p l o t s i n t h e S e a g u l l e p i g e n e t i c g r o u p ( s e e b e l o w ) , w h i l e t h e o t h e r s a m p l e p l o t s i n t h e o l d d e p o s i t g r o u p , w i t h a l e a d m o d e l a g e o f a b o u t 53 0 M a . T h e l a t t e r t h e r e f o r e m i g h t r e p r e s e n t a t h e r m a l l y m e t a m o r p h o s e d P a l e o z o i c d e p o s i t , s p a t i a l l y a s s o c i a t e d w i t h a m i d - C r e t a c e o u s s k a r n . T h e d i s t i n c t l y l e s s r a d i o g e n i c l e a d i s o t o p e s i g n a t u r e o f t h e 28 " o l d " g r o u p o f d e p o s i t s h a s c o n s i d e r a b l e e x p l o r a t i o n u t i l i t y , s i n c e t h e y o u n g e r d e p o s i t s c o m m o n l y h a v e h i g h e r p r e c i o u s m e t a l v a l u e s , a n d c u r r e n t l y a r e m o r e i m p o r t a n t e x p l o r a t i o n t a r g e t s . F i e l d r e l a t i o n s d o n o t a l w a y s d i s t i n g u i s h t h e t w o g r o u p s . F o r e x a m p l e , t h e R e g g i e s h o w i n g c o n s i s t s o f c r o s s c u t t i n g g a l e n a v e i n s a n d was i n i t i a l l y t h o u g h t t o b e r e l a t e d t o a y o u n g i n t r u s i o n ( N e l s o n e t a_ l . , 1 9 8 8 ) . L e a d i s o t o p e s a r e s i m i l a r t o t h o s e o f a n e a r b y s e d e x d e p o s i t ( B l u e ) , i n d i c a t i n g a p r o b a b l e M i s s i s s i p i a n a g e . A n o t h e r e x a m p l e i n w h i c h l e a d i s o t o p e s h e l p e d t o c h a n g e g e o l o g i c a l i n t e r p r e t a t i o n a n d e x p l o r a t i o n m o d e l s i s t h e M i d w a y d e p o s i t , o r i g i n a l l y t h o u g h t t o be a P a l e o z o i c s e d e x d e p o s i t ( M a c l n t y r e , 1 9 8 2 ) , a n d now k n o w n t o be L a t e C r e t a c e o u s ( B r a d f o r d a n d G o d w i n , 1 9 8 8 ) . T h e d a t a a l s o s h o w t h a t t h e s h a l e c u r v e i s n o t u s e f u l i n d a t i n g t h e s e d e p o s i t s , a s m o d e l a g e s a r e s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r t h a n h o s t r o c k a g e s . A m o r e p r i m i t i v e ( l o w e r mu a n d k a p p a ) l e a d s o u r c e i s r e q u i r e d f o r t h e s e d e x d e p o s i t s i n E a r n G r o u p o v e r l y i n g C a s s i a r T e r r a n e ( s e c t i o n 2 . 5 . 2 . 1 . ) . 2 . 5 . 2 . " Y o u n g " D e p o s i t s T h i s g r o u p o f d e p o s i t s c a n b e d i v i d e d i n t o s u b g r o u p s , a c c o r d i n g t o t h e d i s t r i c t i n w h i c h t h e y o c c u r ( R a n c h e r i a , C a s s i a r a n d S e a g u l l ) . T h e C a s s i a r a r e a d e p o s i t s a r e f u r t h e r 29 s u b d i v i d e d o n t h e b a s i s o f h o s t t e r r a n e , w i t h t h e " C a s s i a r g o l d " g r o u p h o s t e d i n S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , a n d " C a s s i a r s i l v e r " g r o u p i n C a s s i a r T e r r a n e . T h e S e a g u l l a n d C a s s i a r g o l d g r o u p s h a v e s i m i l a r l e a d i s o t o p e c h a r a c t e r i s t i c s , w h i c h a r e v e r y d i f f e r e n t f r o m t h o s e o f e p i g e n e t i c d e p o s i t s h o s t e d i n C a s s i a r T e r r a n e ( R a n c h e r i a a n d C a s s i a r s i l v e r g r o u p s ) . 2 . 5 . 2 . 1 . R a n c h e r i a D i s t r i c t R a n c h e r i a d i s t r i c t e p i g e n e t i c d e p o s i t s a r e m a i n l y s i l v e r - l e a d - z i n c v e i n s a n d r e p l a c e m e n t s i n g r a n i t i c a n d C a s s i a r T e r r a n e c a r b o n a t e h o s t r o c k s ( A b b o t t , 1 9 8 4 ) . T h e y c o m m o n l y h a v e a s i g n i f i c a n t t i n c o m p o n e n t , s u g g e s t i v e o f a g e n e t i c r e l a t i o n s h i p w i t h S o r A - t y p e g r a n i t e s . D a t a f o r t h i s g r o u p f o r m e l o n g a t e c l u s t e r s i n F i g u r e s 2 - 2 a n d 2 - 3 , a n d a w e l l d e f i n e d l i n e a r t r e n d i n F i g u r e 2 - 4 . T h e s l o p e o f a l i n e d r a w n b e t w e e n t h e M i d w a y a n d F i d d l e r d e p o s i t s ( F i g u r e 2 - 2 ) , a t t h e e x t r e m e s o f t h e d a t a c l u s t e r , i s 0 . 1 7 6 . T h i s v a l u e i s a p p r o p r i a t e f o r a m i x i n g l i n e , b e i n g s t e e p e r t h a n g r o w t h c u r v e s a n d i s o c h r o n s , a n d s h a l l o w e r t h a n f r a c t i o n a t i o n a n d 2 0 4 p b e r r o r l i n e s . A c c o r d i n g t o D a w s o n e t a l . ( 1 9 8 5 ) t h e s e t r e n d s r e p r e s e n t m i x i n g l i n e s b e t w e e n l e a d w h i c h e v o l v e d i n a h i g h l y r a d i o g e n i c u p p e r c r u s t a l e n v i r o n m e n t d e f i n e d b y t h e s h a l e c u r v e , a n d l e a d d e r i v e d f r o m a u r a n i u m d e p l e t e d , t h o r i u m e n r i c h e d ( r e l a t i v e t o m a n t l e ) l o w e r c r u s t a l r e s e r v o i r . T h e d i f f u s e n a t u r e o f t h e 30 e l o n g a t e t r e n d o n F i g u r e 2 - 2 c o u l d b e d u e t o 2 0 4 p b e r r o r , a s a t i g h t e r l i n e a r t r e n d i s o b s e r v e d w h e n 2 0 4 p b i s r e m o v e d ( F i g u r e 2 - 4 ) . T h e r e a r e t w o m a i n p r o b l e m s w i t h t h i s i n t e r p r e t a t i o n . F i r s t , t h e m e d i a n a g e f o r t h e s e d e p o s i t s i s a b o u t 70 M a , w h e r e a s t h e p r o p o s e d m i x i n g l i n e c r o s s e s t h e s h a l e c u r v e b e t w e e n 50 a n d 0 M a . T h i s i s a r e l a t i v e l y t r i v i a l o b j e c t i o n , s i n c e t h e e r r o r i n v o l v e d i n l e a d i s o t o p e m o d e l a g e s i s c o m m o n l y a t l e a s t 50 M a . M o r e i m p o r t a n t l y , t h e r a d i o g e n i c e n d member l i e s w e l l a b o v e a n d t o t h e r i g h t o f t h e s h a l e c u r v e a t t = 0 M a . T h i s i n d i c a t e s t h a t t h e s h a l e c u r v e o n l y a p p r o x i m a t e s o n e o f t h e e n d member c o m p o n e n t s o f t h e m i x i n g s y s t e m . A n u p p e r c r u s t a l e n d membe r w h i c h i n t e r s e c t s t h e r a d i o g e n i c e n d o f t h e m i x i n g l i n e a t t = 70 Ma w o u l d r e q u i r e a mu v a l u e o f 1 3 . 0 0 , c o m p a r e d t o t h e s h a l e c u r v e ' s 1 2 . 1 6 , g i v e n t h e same s t a r t i n g p o i n t ( T a b l e 2 - 3 ) . A l t e r n a t i v e l y , a t e r r a n e s p e c i f i c g r o w t h c u r v e a p p l i c a b l e t o C a s s i a r T e r r a n e h o s t e d d e p o s i t s c a n b e g e n e r a t e d b y c h o o s i n g a d i f f e r e n t s t a r t i n g p o . i n t f r o m t h a t u s e d f o r t h e s h a l e c u r v e , a n d b y b a l a n c i n g mu v a l u e s c a l c u l a t e d t h r o u g h 206pfc>/204pb a n d 2 0 7 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n s ( c f . G o d w i n e t a l . , 1 9 8 8 ) . T a b l e 2 - 3 l i s t s mu v a l u e s f o r p o s s i b l e C a s s i a r T e r r a n e g r o w t h c u r v e s , u s i n g v a r i o u s s t a r t i n g p o i n t s a n d d e p o s i t s o f k n o w n a g e a s r e f e r e n c e 31 T a b l e 2 - 3 : Mu v a l u e s o f g r o w t h c u r v e s f o r C a s s i a r T e r r a n e m i n e r a l d e p o s i t s . V a l u e s a r e c a l c u l a t e d u s i n g t h e p r o g r a m s i n G o d w i n e t a_ l . , 1 9 8 8 . T h e f i r s t n u m b e r l i s t e d i s c a l c u l a t e d f r o m t h e 2 0 6 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n , t h e s e c o n d f r o m t h e 2 0 7 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n . S t a r t i n g p o i n t C a s s i a r s e d e x 1 M i d w a y 2 F i d d l e r 3 S h a l e c u r v e 4 11 . 0 4 , 11 . 35 1 2 . 0 0 , 11 . 61 1 3 . 0 0 , 1 3 . 11 P e r i c r a t o n i c c u r v e 5 1 0 . 9 4 , 1 1 . 1 5 1 1 . 8 5 , 11 . 40 1 2 . 7 8 , . 1 2 . 71 2 . 2 Ga 6 1 0 . 8 0 , 1 0 . 90 1 1 . 6 3 , 11 . 1 1 1 2 . 4 6 , 1 2 . 1 6 1 . t 2 = 355 M a ; 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 8 . 5 2 2 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 6 5 6 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 p b = 3 8 . 5 6 3 ; a v e r a g e o f B l u e a n d R e g g i e s h o w i n g s ( T a b l e 2 - 2 ) . 2 . t 2 = 70 M a ; 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 9 . 3 4 1 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 6 9 6 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 p b = 3 9 . 7 6 9 ; a v e r a g e f o r McDame G r o u p h o s t e d m i n e r a l i z a t i o n ( T a b l e 2 - 2 ) . 3 . t 2 = 70 M a ; 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 9 . 6 7 0 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 7 5 4 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 p b = 3 9 . 8 3 2 ( T a b l e 2 - 2 ) . 4 . t i = 1 . 8 8 7 G a ; 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 3 9 1 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 2 4 6 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 p b = 3 5 . 0 2 6 ( G o d w i n e t a l . , 1 9 8 8 ) . 5 . t i = 2 . 0 G a ; 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 1 5 9 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 1 9 2 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 p b = 3 4 . 7 9 9 ( G o d w i n e t a l . , 1 9 8 8 ) . 6 . 2 0 6 p b / 2 0 4 p b = 1 4 . 7 3 9 ; 2 0 7 p b / 2 0 4 p b = 1 5 . 0 7 9 ; 2 0 8 p b / 2 0 4 P b = 3 4 . 3 9 4 ; c a l c u l a t e d f r o m S t a c e y - K r a m e r s ' s e c o n d s t a g e g r o w t h c u r v e by l i n e a r i n t e r p o l a t i o n ( S t a c e y a n d K r a m e r s , 1 9 7 5 ) . 32 p o i n t s . S t a r t i n g p o i n t s l i e o n t h e S t a c e y - K r a m e r s s e c o n d s t a g e a v e r a g e c r u s t a l g r o w t h c u r v e ( S t a c e y a n d K r a m e r s , 1 9 7 5 ) , a s i n t h e s h a l e c u r v e m o d e l ( G o d w i n a n d S i n c l a i r , 1 9 8 2 ) a n d t h e " p e r i c r a t o n i c " m o d e l o f G o u t i e r ( 1 9 8 6 ) . A t h i r d s t a r t i n g p o i n t , a t 2 . 2 G a , i s a d d e d i n a c c o r d a n c e w i t h p r o v e n a n c e a g e s o f C a s s i a r T e r r a n e d e t r i t a l z i r c o n s ( E r d m e r a n d B a a d s g a a r d , 1 9 8 7 ) , a n d t h e r e f o r e i s a p r e f e r r e d b a s e m e n t s o u r c e a g e f o r t h e C a s s i a r T e r r a n e . T a b l e 2 - 3 s h o w s t h a t t h e mu v a l u e f o r a g r o w t h c u r v e m o d e l l i n g t h e r a d i o g e n i c e n d membe r o f t h e R a n c h e r i a m i x i n g l i n e ( 1 2 . 4 6 , u s i n g t h e 2 0 6 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n ) i s c l o s e r t o t h e s h a l e c u r v e v a l u e ( 1 2 . 1 6 ) i f t h e 2-. 2 Ga b a s e m e n t a g e i s u s e d a s t h e s t a r t i n g p o i n t , r a t h e r t h a n t h e s h a l e c u r v e ' s 1 . 8 8 7 G a . H o w e v e r , t h e mu v a l u e s c a l c u l a t e d f r o m t h e 2 0 6 p b / 2 0 4 p b a n d 2 0 7 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n s a r e m o s t c l o s e l y b a l a n c e d i f t h e s t a r t i n g p o i n t o f t h e p e r i c r a t o n i c c u r v e o f G o u t i e r ( 1 9 8 6 ) i s u s e d f o r t 1 . T h i s g i v e s a n a v e r a g e mu v a l u e o f 1 2 . 7 5 , f r o m a t 1 , o r a p p a r e n t s o u r c e a g e o f 2 . 0 G a . A n a l t e r n a t i v e t o t h e u p p e r c r u s t a l - l o w e r c r u s t a l m i x i n g p i n t e r p r e t a t i o n a s s u m e s t h a t t h e l e a s t r a d i o g e n i c e n d member o f t h e d a t a c l u s t e r l i e s o n a n u p p e r c r u s t a l g r o w t h c u r v e ( s p e c i f i c t o C a s s i a r T e r r a n e ) w h i c h h a s a l o w e r mu v a l u e t h a n t h e s h a l e c u r v e ' s . T h e l i n e a r s p r e a d o f d a t a t o m o r e r a d i o g e n i c v a l u e s 33 t h e r e f o r e w o u l d b e a s e c o n d a r y i s o c h r o n , a n a l o g o u s t h o s e d e s c r i b e d b y G o d w i n e t al. ( 1 982 ) . S u c h a n i s o c h r o n m i g h t b e g e n e r a t e d b y p r e f e r e n t i a l l e a c h i n g o f l e a d f r o m u r a n i u m r i c h m i n e r a l s i n c l a s t i c s e d i m e n t s ( e . g . z i r c o n s ) , c a u s i n g a n e n r i c h m e n t i n r a d i o g e n i c l e a d . T h i s m o d e l f a i l s , h o w e v e r , b e c a u s e t h e s l o p e o f t h e R a n c h e r i a d a t a c l u s t e r ( 0 . 1 7 6 ) i s g r e a t e r t h a n t h e s l o p e o f a s e c o n d a r y i s o c h r o n t h r o u g h t h e l e a s t r a d i o g e n i c e n d o f t h e c l u s t e r a n d a n y r e a s o n a b l e s t a r t i n g p o i n t f o r t h e g r o w t h c u r v e . F o r t h e 2 . 2 Ga s t a r t i n g p o i n t , a s e c o n d a r y i s o c h r o n t h r o u g h t h e M i d w a y a v e r a g e v a l u e h a s a s l o p e o f 0 . 1 3 4 . T h e R a n c h e r i a d a t a c l u s t e r t h e r e f o r e c a n n o t b e m o d e l l e d i n t h i s w a y . T a b l e 2 - 3 a l s o s h o w s t h a t t h e R a n c h e r i a a n d C a s s i a r s e d e x d e p o s i t s c a n n o t b o t h b e a d e q u a t e l y m o d e l l e d b y t h e same g r o w t h c u r v e . F o r e x a m p l e , u s i n g t h e 2 . 0 Ga s t a r t i n g p o i n t , a C a s s i a r T e r r a n e g r o w t h c u r v e a c c u r a t e l y m o d e l l i n g C a s s i a r s e d e x l e a d ( B l u e a n d R e g g i e s h o w i n g s ) a t t 2 = 355 Ma h a s a mu v a l u e o f 1 0 . 9 4 ( u s i n g t h e 2 0 6 p b / 2 0 4 p b e q u a t i o n ) , s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n mu o f t h e c u r v e m o d e l l i n g t h e l e a s t r a d i o g e n i c R a n c h e r i a l e a d . T h i s v a l u e i s r e l a t i v e l y i n s e n s i t i v e t o s t a r t i n g p o i n t a g e ( T a b l e 2 - 3 ) . T h i s mean s t h a t t h e R a n c h e r i a e p i g e n e t i c d e p o s i t s a n d C a s s i a r s e d e x d e p o s i t s c o n t a i n l e a d f r o m d i f f e r e n t c r u s t a l r e s e r v o i r s , w i t h t h e s e d e x r e s e r v o i r b e i n g m o r e p r i m i t i v e t h a n t h e e p i g e n e t i c r e s e r v o i r . T h i s i s s u r p r i s i n g , s i n c e t h e c l a s t i c 34 c o m p o n e n t . o f t h e E a r n G r o u p ( h o s t t o t h e s e d e x d e p o s i t s ) i s i n p a r t r e c y c l e d C a s s i a r T e r r a n e m a t e r i a l . T h e i m p l i c a t i o n m i g h t b e t h a t t h e s e d e x d e p o s i t s f o r m e d d u r i n g a n e x t e n s i o n a l e v e n t o f c r u s t a l m a g n i t u d e a l o n g t h e C o r d i l l e r a n m a r g i n , w h i c h a l l o w e d t h e o r e f o r m i n g f l u i d s t o t a p d e e p e r , m o r e p r i m i t i v e l e a d r e s e r v o i r s , p e r h a p s b y d e e p c i r c u l a t i o n a l o n g b a s i n m a r g i n f a u l t s . T h i s p r o b a b l y r e f l e c t s s i g n i f i c a n t c r u s t a l t h i n n i n g a l o n g t h e N o r t h A m e r i c a n m a r g i n i n t h e L a t e D e v o n i a n . 2 . 5 . 2 . 2 . C a s s i a r S i l v e r D e p o s i t s E p i g e n e t i c d e p o s i t s h o s t e d i n C a s s i a r T e r r a n e i n t h e C a s s i a r a r e a i n c l u d e s i l v e r - l e a d - z i n c v e i n s a n d r e p l a c e m e n t s i n c a r b o n a t e h o s t r o c k s , a n d a r e a s s o c i a t e d w i t h E o c e n e ( M o u n t H a s k i n ) a n d L a t e C r e t a c e o u s g r a n i t e s ( P a n t e l e y e v , 1 9 8 0 ; C o o k e a n d G o d w i n , 1 9 8 4 ) . D a t a f r o m t h e s e d e p o s i t s s h o w a l a r g e a m o u n t o f i s o t o p i c v a r i a b i l i t y p a r a l l e l t o f r a c t i o n a t i o n t r e n d s ( F i g u r e 2 - 2 ) . On a v e r a g e , t h e l e a d i s o t o p e s f r o m C a s s i a r s i l v e r d e p o s i t s p l o t n e a r t h e l e a s t r a d i o g e n i c e n d o f t h e R a n c h e r i a d a t a c l u s t e r s , a n d a r e g e n e r a l l y l e s s u r a n o g e n i c a n d t h o r o g e n i c t h a n R a n c h e r i a d e p o s i t s . 2 . 5 . 2 . 3 . C a s s i a r G o l d a n d S e a g u l l D e p o s i t s T h e C a s s i a r g o l d " camp ( D i a k o w a n d P a n t e l e y e v , 1 9 8 2 ) c o n s i s t s 35 of a number of mesothermal gold - quartz vein systems hosted in greenstones and argillites of the Slide Mountain Terrane (Sylvester allochthon). Lead isotope data from the Cassiar gold camp shows a remarkable similarity to data from deposits related to the Seagull batholith and hosted in Dorsey Terrane (Figures 2-2, 2-3, and 2-4). The latter deposits are tin bearing skarns and veins marginal to the high level, tourmaline rich Seagull batholith and Logjam stocks (Mato et a l . , 1983). The Cassiar gold camp veins have been dated by potassium - argon method at about 125 Ma (Sketchley et a l . , 1986), while the Seagull batholith is about 100 Ma (Mato et a_l., 1983). Deposits from these terranes have distinctly less radiogenic lead isotope signatures than deposits hosted in Cassiar Terrane. This is particularly emphasized on the plots with a thorogenic axis (Figures 2-3 and 2-4). Since both the Dorsey and Slide Mountain Terranes are in part allochthonous marginal basin assemblages, and since lead isotope signatures of deposits hosted within them are similar, a significant fraction of the lead is probably derived from the allochthonous host rocks. This lead is significantly different from shale curve lead at 125-100 Ma, indicating that the lead in this group of deposits evolved in a distinct environment. This is consistent with derivation of the lead from the host allochthonous terranes. 36 A s s h o w n o n t h e p l o t s w i t h a t h o r o g e n i c a x i s , d i s p l a c e m e n t o f t h i s g r o u p o f d e p o s i t s a w a y f r o m t h e s h a l e c u r v e i s i n t h e g e n e r a l d i r e c t i o n o f a u r a n i u m a n d t h o r i u m d e p l e t e d e n v i r o n m e n t r e l a t i v e t o u p p e r c r u s t ; i . e . t o w a r d t h e m a n t l e c u r v e o f Doe a n d Z a r t m a n ( 1 9 7 9 ) . T h i s i s c o n s i s t e n t w i t h d e r i v a t i o n o f a s i g n i f i c a n t f r a c t i o n o f t h e l e a d f r o m t h e a l l o c h t h o n o u s a s s e m b l a g e s , w h i c h c o n t a i n o c e a n i c a n d a r c v o l c a n i c s w h i c h c h a r a c t e r i s t i c a l l y h a v e a l a r g e m a n t l e c o m p o n e n t . T h i s i s f u r t h e r e m p h a s i z e d b y t h e L a n g C r e e k s h o w i n g ( L C ) , a v o l c a n o g e n i c m a s s i v e s u l p h i d e l e n s h o s t e d i n M i s s i s s i p i a n ( K . D a w s o n , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 8 ) S l i d e M o u n t a i n t e r r a n e , w h i c h s h o w s m a r k e d 2 0 8 p b d e p l e t i o n i n d i c a t i v e o f l e a d w i t h m a n t l e c h a r a c t e r i s t i c s ( F i g u r e 2 - 3 ) . 2 . 6 . C o n c l u s i o n s ( 1 ) L e a d i s o t o p e s i g n a t u r e s o f d e p o s i t s g e n e t i c a l l y r e l a t e d t o M e s o z o i c - C e n o z o i c i n t r u s i o n s e n a b l e t h e s e d e p o s i t s t o b e d i s t i n g u i s h e d f r o m o l d e r d e p o s i t s . T h i s h a s e x p l o r a t i o n u t i l i t y i n t h a t t h e y o u n g e r d e p o s i t s a r e c o m m o n l y e n r i c h e d i n p r e c i o u s m e t a l s , a n d a r e n o t a l w a y s d i s t i n g u i s h a b l e f r o m o l d e r d e p o s i t s o n t h e b a s i s o f f i e l d r e l a t i o n s . ( 2 ) O l d e r d e p o s i t s i n C a s s i a r T e r r a n e g e n e r a l l y h a v e o l d e r s h a l e 37 c u r v e m o d e l a g e s t h a n t h e i r h o s t r o c k a g e s . T h e s e d e x d e p o s i t s , o f E a r l y M i s s i s s i p i a n a g e a c c o r d i n g t o h o s t r o c k p a l e o n t o l o g i c a l d a t i n g , h a v e C a m b r o - O r d o v i c i a n s h a l e c u r v e m o d e l a g e s . T h e r e f o r e t h e s h a l e c u r v e m o d e l c a n n o t b e e x t e n d e d t o s h a l e h o s t e d s e d e x d e p o s i t s i n C a s s i a r T e r r a n e . ( 3 ) E p i g e n e t i c d e p o s i t s h o s t e d i n C a s s i a r T e r r a n e i n t h e R a n c h e r i a a n d C a s s i a r a r e a s h a v e d i f f e r e n t l e a d i s o t o p e s i g n a t u r e s . T h e C a s s i a r d e p o s t s a r e g e n e r a l l y l e s s r a d i o g e n i c t h a n R a n c h e r i a d e p o s i t s , a n d s h o w a w i d e s c a t t e r o f l e a d i s o t o p e v a l u e s . (4) R a n c h e r i a e p i g e n e t i c d e p o s i t s d e f i n e q u a s i - l i n e a r c l u s t e r s o n l e a d - l e a d p l o t s . T h i s c o u l d b e d u e t o m i x i n g b e t w e e n l e a d d e r i v e d f r o m u p p e r a n d l o w e r c r u s t a l r e s e r v o i r s , w i t h t h e u p p e r c r u s t a l e n d membe r h a v i n g a n o l d e r s t a r t i n g p o i n t ( a b o u t 2 . 0 Ga ) a n d a h i g h e r mu v a l u e ( a b o u t 1 2 . 7 5 ) t h a n t h e s h a l e c u r v e ' s . ( 5 ) R a n c h e r i a d i s t r i c t e p i g e n e t i c d e p o s i t s a n d C a s s i a r s e d e x d e p o s i t s h a v e l e a d i s o t o p e c o m p o s i t i o n s i n c o m p a t i b l e w i t h l e a d e v o l u t i o n i n t h e same h o m o g e n e o u s r e s e r v o i r , a s s u m i n g r e a s o n a b l e b a s e m e n t s o u r c e a g e s . T h e m o r e p r i m i t i v e r e s e r v o i r i n d i c a t e d f o r t h e s e d e x d e p o s i t s m i g h t h a v e b e e n t a p p e d b y d e e p f l u i d p e n e t r a t i o n a l o n g l a r g e s c a l e m a r g i n a l d e t a c h m e n t s d u r i n g 38 D e v o n o - M i s s i s s i p i a n e x t e n s i o n . ( 6 ) M e s o t h e r m a l g o l d - q u a r t z v e i n s o f t h e C a s s i a r a r e a a n d t i n b e a r i n g s k a r n s a n d v e i n s o f t h e S e a g u l l d i s t r i c t h a v e s i m i l a r l e a d i s o t o p e s i g n a t u r e s w h i c h a r e d i s t i n c t i v e f r o m t h e s i g n a t u r e s o f e p i g e n e t i c d e p o s i t s h o s t e d i n C a s s i a r T e r r a n e . T h i s i n d i c a t e s t h a t a s i g n i f i c a n t f r a c t i o n o f t h e l e a d i n t h e s e d e p o s i t s i s d e r i v e d f r o m a l l o c h t h o n o u s m a r g i n a l b a s i n a n d o c e a n i c h o s t t e r r a n e s ( S l i d e M o u n t a i n a n d D o r s e y ) , w h i c h h a v e s i m i l a r m a n t l e - r e l a t e d l e a d c h a r a c t e r i s t i c s . I t a l s o a d d s i s o t o p i c e v i d e n c e t o s u p p o r t t h e t e r r a n e c o n c e p t a s a p p l i e d t o C a s s i a r T e r r a n e a n d a s s o c i a t e d a c c r e t e d t e r r a n e s . 39 3 . R e g i o n a l G e o l o g i c a l S e t t i n g o f t h e M i d w a y D e p o s i t 3 . 1 . I n t r o d u c t i o n T h e M i d w a y d e p o s i t i s n e a r t h e s o u t h e r n e n d o f t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t , a b e l t o f s i l v e r - l e a d - z i n c a n d l e s s e r t u n g s t e n -t i n - m o l y b d e n u m m i n e r a l i z a t i o n e x t e n d i n g n o r t h i n t o t h e Y u k o n T e r r i t o r y ( W o l f L a k e map s h e e t , 1 0 5 B / 1 ) . M i n e r a l i z a t i o n o c c u r s p r i m a r i l y i n P a l e o z o i c m i o g e o c l i n a l c a r b o n a t e s o n t h e e a s t s i d e o f t h e m i d - C r e t a c e o u s C a s s i a r b a t h o l i t h , a n d i s a s s o c i a t e d w i t h m i d - C r e t a c e o u s a n d y o u n g e r i n t r u s i o n s ( F i g u r e 3 - 1 ) . M i o g e o c l i n a l s t r a t a o f t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t a r e p a r t o f t h e C a s s i a r T e r r a n e ( F i g u r e 3 - 1 ) , a d i s p l a c e d s e g m e n t o f P r o t e r o z o i c - P a l e o z o i c s i l i c i c l a s t i c - c a r b o n a t e s h e l f o u t b o a r d o f t h e m a i n N o r t h A m e r i c a n m i o g e o c l i n e ( M o n g e r a n d B e r g , 1 9 8 4 ) . N o r t h w e s t e r l y d i s p l a c e m e n t o f a t l e a s t 4 50 k i l o m e t r e s o c c u r r e d a l o n g t h e d e x t r a l T i n t i n a t r a n s c u r r e n t f a u l t s y s t e m i n C r e t a c e o u s - T e r t i a r y t i m e ( R o d d i c k , 1 9 6 4 ; T e m p e l m a n - K l u i t , 1 9 7 7 ; G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) . M i o g e o c l i n a l s t r a t a a r e o v e r l a i n b y a b a s i n a l o n l a p s e q u e n c e o f D e v o n o - M i s s i s s i p i a n a g e ( E a r n G r o u p ) , w h i c h i s i n t u r n s t r u c t u r a l l y o v e r l a i n b y t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( F i g u r e 3 - 1 ) . T h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n c o n s i s t s m a i n l y o f p e l a g i c s e d i m e n t s , m i x e d v o l c a n i c a n d i n t r u s i v e r o c k s , a n d u l t r a m a f i t e s o f L a t e D e v o n i a n t o T r i a s s i c a g e ( H a r m s , 1 9 8 6 ) , 40 F i g u r e 3 - 1 : L o c a t i o n o f t h e map a r e a , a n d r e g i o n a l g e o l o g i c a l s e t t i n g o f t h e M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . A b b r e v i a t i o n s : CA - C a s s i a r T e r r a n e , SM - S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e , KN - K o o t e n a y ( N i s u t l i n ) T e r r a n e , DY - D o r s e y T e r r a n e , QN - Q u e s n e l l i a , NA - a n c e s t r a l N o r t h A m e r i c a . 41 a n d i s p a r t o f t h e a l l o c h t h o n o u s S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e . S e v e r a l t y p e s o f m i n e r a l d e p o s i t s o c c u r i n t h e R a n c h e r i a d i s t r i c t , r e p r e s e n t i n g E a r l y M i s s i s s i p i a n a n d m i d - C r e t a c e o u s t o E o c e n e m e t a l l o g e n i c e p i s o d e s . L a t e D e v o n i a n t o M i s s i s s i p i a n s i l i c i c l a s t i c s e d i m e n t s o f t h e E a r n G r o u p h o s t s t r a t i f o r m b a r i t e a n d s p h a l e r i t e e x h a l i t e h o r i z o n s s i m i l a r t o t h o s e f o u n d i n t h e M a c M i l l a n P a s s a n d G a t a g a r e g i o n s o f t h e Y u k o n T e r r i t o r y a n d n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( C a r n e a n d C a t h r o , 1 9 8 2 ) . E p i g e n e t i c s i l v e r - l e a d - z i n c - t i n v e i n s a n d r e p l a c e m e n t d e p o s i t s o c c u r p r i m a r i l y i n L o w e r C a m b r i a n t o M i d d l e D e v o n i a n c a r b o n a t e s . T h e s e a r e a s s o c i a t e d w i t h g r a n i t i c s t o c k s , d y k e s a n d b a t h o l i t h s o f m i d - C r e t a c e o u s t o E o c e n e a g e . Some o f t h e g r a n i t i c r o c k s h o s t s i l v e r a n d l e a d r i c h q u a r t z v e i n s a n d m o l y b d e n u m b e a r i n g q u a r t z s t o c k w o r k s , w h i l e t u n g s t e n - m o l y b d e n u m s k a r n s a n d b r e c c i a s o c c u r i n t h e i r c o n t a c t a u r e o l e s ( A b b o t t , 1 9 8 4 ) . T h e t h e s i s map a r e a d i s c u s s e d b e l o w i s t h e n o r t h w e s t q u a r t e r o f N . T . S . 1 0 4 0 / 1 6 ( P l a t e 1 , i n p o c k e t ) . R e f e r e n c e i s a l s o made t o a d j a c e n t p a r t s o f 1 0 4 0 / 1 6 ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 b ) , a n d t o t h e map s h e e t t o t h e n o r t h , 1 0 5 B / 1 ( L o w e y a n d L o w e y , 1 9 8 6 ) . K e y s e c t i o n s a r e l e t t e r e d i n F i g u r e 3 - 2 f o r e a s y r e f e r e n c e i n t h e s t r a t i g r a p h i c a n d s t r u c t u r a l d e s c r i p t i o n s . T a b l e 3 -1 i s a t a b l e o f f o r m a t i o n s , a n d F i g u r e 3 - 3 i s a s t r a t i g r a p h i c c o l u m n . 42 F i g u r e 3 - 2 : G e n e r a l i z e d r e g i o n a l g e o l o g y o f t h e M i d w a y a r e a , i n c l u d i n g p a r t s o f 1 0 4 0 / 1 6 a n d 1 0 5 B / 1 , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h e r n Y u k o n T e r r i t o r y . G e o l o g y i n t h e Y u k o n T e r r i t o r y i s m o d i f i e d a f t e r L o w e y a n d L o w e y ( 1 9 8 6 ) . G e o l o g y i n B r i t i s h C o l u m b i a i s b a s e d o n N e l s o n a n d B r a d f o r d ( 1 9 8 7 b ) a n d P l a t e 1 ( i n p o c k e t ) . L e t t e r e d l o c a t i o n s a r e s e c t i o n s r e f e r r e d t o i n t h e t e x t . L i t h o l o g i c a l u n i t s a r e n u m b e r e d a s i n F i g u r e 3 - 3 . 5 8oya Formation Eocene: quartz feldspar porphyry dykes UJ | Late Cretaceous: quartz teldspar biotite porphyry dykes | H j mid-Cretaceous: quartz monzonite (Cassiar batholith) | I | undated: matic dykes F i g u r e 3 - 3 : S t r a t i g r a p h i c c o l u m n f o r t h e M i d w a y a r e a , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . 44 T a b l e 3 - 1 : T a b l e o f f o r m a t i o n s , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . PERIOD FORMATION AND THICKNESS LITHOLOGIES Tertiary? Late Cretaceous Early Cretaceous Dykes Dykes Cassiar batholith (Unit 8) Mafic dykes Quartz-feldspar-biotite-hornblende porphyry Quartz monzonite, granodiorite Intrusive contact Pennsylvanian?-Permian? Sylvester allochthon (Division II) (Units 7C, 7D, 7E and 7F) Basalt, basalt breccia, red and green chert, diabase, gabbro, serpentinite Thrust Mississipian -Permian? Sylvester allochthon (Division I) (Units 7A, 7B) 700 metres Argillite, chert, cherty phyllite, limestone, sandstone, tuff, mafic s i l l s Decollement Mississipian Earn Group (Unit 6D) 200 metres Conglomerate, sandstone Mississipian Earn Group (Unit 6C) 640 metres Slate, siltstone, sandstone, exhalite Mississipian Earn Group (Unit 6B) 250 metres Sandstone, siltstone, conglomerate Upper Devonian Earn Group (Unit 6A) 45 metres Silt shale, argillite Unconformity Middle Devonian McDame Group (Unit 5) 350 metres Limestone, dolostone, carbonate breccia Paraconformity Silurian -Lower Devonian Tapioca sandstone (Unit 4) 450 metres Dolostone, dolomitic quartz arenite, quartzite, dolomitic Disconformity, decollement Ordovician -Silurian Road River Group (Unit 3) 200 metres Calcareous graptolitic siltstone, argillaceous limestone Disconformity ? Cambrian -Ordovician Kechika Group (Unit 2) 400 metres Hornfels, marble, calcsilicate Conformable contact Lower Cambrian Atan Group (Rosella Fmn) (Unit IB) > 200 metres Marble, phyllite Conformable contact Lower Cambrian Atan Group (Boya Fmn I (Unit 1A) Phyllite, schist, quartzite 45 3 . 2 . M i o q e o c l i n a l S t r a t i g r a p h y 3 . 2 . 1 . A t a n G r o u p ( U n i t s 1A a n d 1B) T h e L o w e r C a m b r i a n A t a n G r o u p ( u n i t s 1A a n d 1B ) o c c u r s i n f i v e s e c t i o n s i n t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 2 ) : i n a c a n y o n o n t h e T o o t s e e R i v e r ( A ) , on t w o r i d g e s s o u t h w e s t o f t h e c a n y o n (C a n d D ) , a n d n o r t h o f T r i c o r n M o u n t a i n i n t h e a r e a o f t h e S i l v e r k n i f e p r o p e r t y ( E ) . T he f o u r a r e a s a r e d i s c o n t i n u o u s a n d i s o l a t e d , a n d s e q u e n c e s a r e t r u n c a t e d b y f a u l t s o r i n t r u s i o n s . S t r a t i g r a p h i c c o n t r o l i s t h e r e f o r e p o o r . A t a n G r o u p c o n s i s t s o f t w o f o r m a t i o n s ( F r i t z , 1 9 8 0 ) , t h e l o w e r , p r e d o m i n a n t l y s i l i c i c l a s t i c B o y a F o r m a t i o n , a n d t h e u p p e r , c a r b o n a t e d o m i n a t e d R o s e l l a F o r m a t i o n . B o t h f o r m a t i o n s a r e p r e s e n t i n t h e map a r e a . B o y a F o r m a t i o n ( u n i t 1A ) o c c u r s i n s e c t i o n s A a n d D ( F i g u r e 3 - 2 ) . I n t h i s a r e a , s t r u c t u r a l c o m p l e x i t i e s a n d a s t r o n g c o n t a c t m e t a m o r p h i c o v e r p r i n t b y t h e C a s s i a r b a t h o l i t h m a k e s s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n s d i f f i c u l t . B o y a F o r m a t i o n l i t h o l o g i e s i n c l u d e q u a r t z i t e a n d m i c a c e o u s q u a r t z i t e ( s e c t i o n s A a n d D ) , b l a c k a r g i l l i t e (A a n d D ) , a n d b l a c k l i m e s t o n e ( D ) . E l s e w h e r e i n 1 0 4 0 / 1 6 , c o a r s e r t u r b i d i t i c 46 e l a s t i c s , i n c l u d i n g q u a r t z p e b b l e c o n g l o m e r a t e s , a r e i n t e r b e d d e d w i t h b l a c k s l a t e s a n d s i l t s t o n e s ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . B o y a F o r m a t i o n l a m i n a t e d p y r i t i c b l a c k a r g i l l i t e i s e x p o s e d a t t h e n o r t h e n d o f s e c t i o n A , a n d a p p a r e n t l y u n d e r l i e s R o s e l l a F o r m a t i o n c a r b o n a t e s a n d p h y l l i t e s . T he a r g i l l i t e s h a v e b e e n u p l i f t e d a n d d o m e d a b o v e a n o u t l i e r o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h ( F i g u r e 3 - 2 ) . G r e e n i s h t o d a r k g r e y q u a r t z i t e o c c u r s w i t h b l a c k a r g i l l i t e a n d b l a c k l i m e s t o n e i n s e c t i o n D, o v e r l y i n g t h i n b e d d e d p a l e K e c h i k a G r o u p c a l c s i l i c a t e s a n d p h y l l i t i c h o r n f e l s . T h i s i s i n t e r p r e t e d a s a t h r u s t s h e e t o f B o y a F o r m a t i o n . C o n t a c t s b e t w e e n l i t h o l o g i e s w i t h i n t h i s t h r u s t s h e e t a r e p o o r l y e x p o s e d , a n d c o u l d r e p r e s e n t t h r u s t s a s w e l l . R o s e l l a F o r m a t i o n ( u n i t 1B ) o c c u r s i n s e c t i o n s A , C a n d E ( F i g u r e 3 - 2 ) . T h e m a i n l i t h o l o g y i s a w e l l f o l i a t e d m e d i u m t o c o a r s e g r a i n e d b l u e a n d w h i t e , l o c a l l y p l a t y m a r b l e w i t h i n t e r f i n g e r i n g p i n k i s h t o o r a n g e w e a t h e r i n g d o l o s t o n e . I n t h e T o o t s e e R i v e r c a n y o n e x p o s u r e s ( s e c t i o n A ) a n d i n d i a m o n d d r i l l c o r e f r o m t h e S i l v e r k n i f e p r o p e r t y ( s e c t i o n E ) , t h e c a r b o n a t e u n i t c o n t a i n s i n t e r b e d d e d b i o t i t e - q u a r t z p h y l l i t e a n d d i o p s i d e - e p i d o t e - p l a g i o c l a s e - q u a r t z c a l c s i l i c a t e h o r n f e l s . I n s e c t i o n A , t h e p h y l l i t e - c a l c s i l i c a t e i n t e r b e d s i n c r e a s e i n 47 n u m b e r a n d t h i c k n e s s u p s e c t i o n t o t h e s o u t h . S i m i l a r t r a n s i t i o n s o c c u r i n t h e S i l v e r k n i f e c o r e . I n c o n t r a s t , s e c t i o n C c o n s i s t s a l m o s t e n t i r e l y o f m a s s i v e t o t h i n l y f o l i a t e d m a r b l e , e x c e p t a t t h e n o r t h e a s t e n d o f t h e r i d g e , w h e r e t h i n p h y l l i t e b e d s a r e e x p o s e d . A t a n G r o u p r o c k s a r e c h a r a c t e r i z e d b y a p r o n o u n c e d f o l i a t i o n i n b o t h c a r b o n a t e a n d p h y l l i t e u n i t s . T i g h t t o i s o c l i n a l f o l d s a r e o v e r p r i n t e d b y a c r e n u l a t i o n c l e a v a g e d e f i n i n g a l i n e a t i o n p l u n g i n g 30 t o 45 d e g r e e s s o u t h t o s o u t h e a s t ( s e c t i o n 3 . 7 ) . I n t h e map a r e a , r e g i o n a l m e t a m o r p h i c e f f e c t s a r e o b s c u r e d b y c o n t a c t m e t a m o r p h i s m d u e t o t h e C a s s i a r b a t h o l i t h , r e s u l t i n g i n m a r m o r i z a t i o n a n d d e v e l o p m e n t o f c a l c s i l i c a t e m i n e r a l o g y . 3 . 2 . 2 . K e c h i k a G r o u p ( U n i t 2 ) U p p e r C a m b r i a n t o O r d o v i c i a n K e c h i k a G r o u p s e d i m e n t s ( u n i t 2 ; T a b l e 3 - 1 , F i g u r e 3 - 3 ) o u t c r o p o n s e v e r a l r i d g e s n o r t h w e s t a n d w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r a d j a c e n t t o t h e C a s s i a r b a t h o l i t h ( P l a t e 1) a s w e l l a s i n s e c t i o n B , w h i c h h o s t s t h e Amy s i l v e r -l e a d - z i n c d e p o s i t ( F i g u r e 3 - 2 ) . T h e b a s e o f t h e K e c h i k a G r o u p i s n o w h e r e e x p o s e d , w h i l e t h e t o p o f t h e u n i t i s a p p a r e n t l y s t r a t i g r a p h i c a l l y o v e r l a i n b y O r d o v i c i a n - S i l u r i a n s i l t s t o n e s o f t h e R o a d R i v e r G r o u p . Max imum a p p a r e n t t h i c k n e s s o f a b o u t 400 m e t r e s o c c u r s o n a r i d g e a b o u t 3 k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e Amy 48 d e p o s i t ; t r u e t h i c k n e s s i s u n k n o w n d u e t o i n t e n s e f o l d i n g . K e c h i k a G r o u p r o c k s o n t h e r i d g e s n o r t h o f t h e Amy d e p o s i t c o n s i s t o f t h i n b e d d e d g r e e n a n d b r o w n c a l c s i l i c a t e a n d b i o t i t e h o r n f e l s w i t h t h i n m a r b l e i n t e r b e d s . C a l c s i l i c a t e m i n e r a l o g y c o n s i s t s o f e p i d o t e , d i o p s i d e a n d p l a g i o c l a s e . Q u a r t z i t i c l a m i n a e a r e l o c a l l y a b u n d a n t , e s p e c i a l l y i n b i o t i t i c s e c t i o n s . T h e p r o g e n i t o r t o t h e c o n t a c t m e t a m o r p h o s e d K e c h i k a G r o u p s e e n i n t h e map a r e a h a s b e e n d e s c r i b e d e l s e w h e r e a s t h i n b e d d e d c a l c a r e o u s s h a l e s a n d s i l t s t o n e s w i t h m i n o r t h i n l i m e s t o n e i n t e r b e d s ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . S e c t i o n B , b e l o w t h e u p p e r a d i t a t t h e Amy d e p o s i t ( F i g u r e 3 - 2 ) , c o n s i s t s o f p h y l l i t e , s c h i s t , q u a r t z i t e a n d m i n o r m a r b l e . T h e l o w e r h a l f o f t h e s e c t i o n c o n t a i n s c h l o r i t e a n d b i o t i t e s c h i s t a n d p h y l l i t e , a n d a b o u t 15% i n t e r b e d d e d q u a r t z i t e . I t i s c u t b y s e v e r a l p e g m a t i t e a n d a p l i t e d y k e s , a n d i s p r o b a b l y u n d e r l a i n a t a s h a l l o w d e p t h b y t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . M e t a s e d i m e n t s c o n t a i n u p t o 10% p y r i t e a n d p y r r h o t i t e . S e c t i o n B i s a t y p i c a l o f K e c h i k a G r o u p i n c o n t a i n i n g a s i g n i f i c a n t p r o p o r t i o n o f q u a r t z i t e . K e c h i k a G r o u p q u a r t z i t e i s n o t u n k n o w n ; i n t h e G r a v e l C r e e k map a r e a ( 1 0 5 B / 1 0 ) a b a s a l u n i t c o n t a i n s g r a p h i t i c p h y l l i t e a n d q u a r t z i t e b e d s up t o 30 m e t r e s t h i c k ( D . C . M u r p h y , 1 9 8 8 ) . S e c t i o n B p r o b a b l y c o n t a i n s t h e s t r a t i g r a p h i c a l l y l o w e s t K e c h i k a G r o u p i n t h e map a r e a . 49 L a m i n a t e d g r e y a n d b r o w n K e c h i k a G r o u p q u a r t z i t e s a l s o o c c u r a t t h e s o u t h e n d o f t h e T o o t s e e R i v e r c a n y o n ( s e c t i o n A ) a l o n g w i t h q u a r t z - b i o t i t e - c h l o r i t e p h y l l i t e s w i t h r h o m b - s h a p e d b i o t i t i c p o r p h y r o b l a s t s . T h i s s e q u e n c e i s s e p a r a t e d f r o m t h e a p p a r e n t l y u n d e r l y i n g R o s e l l a F o r m a t i o n t o t h e n o r t h b y a f a u l t z o n e c o n t a i n i n g n u m e r o u s q u a r t z v e i n s , q u a r t z - i r o n c a r b o n a t e a l t e r a t i o n a n d s e r i c i t i z e d b i o t i t e . T h e K e c h i k a G r o u p a t t h e s o u t h e n d o f s e c t i o n A p r o j e c t s t o t h e n o r t h w e s t a l o n g s t r i k e t o a p o s i t i o n u n d e r l y i n g s e c t i o n B . I f s e c t i o n s A a n d B a r e i n t e r p r e t e d a s p a r t o f t h e same p a n e l , t h e n K e c h i k a G r o u p o f s e c t i o n B o v e r l i e s K e c h i k a G r o u p a t t h e s o u t h e n d o f s e c t i o n A , w h i c h i s p r o b a b l y i n f a u l t c o n t a c t w i t h R o s e l l a F o r m a t i o n o f s e c t i o n A . T h e p a r t o f s e c t i o n B o v e r l y i n g t h e m a r b l e - p h y l l i t e l e n s h o s t i n g t h e Amy d e p o s i t c o n s i s t s m a i n l y o f g r e e n a n d b r o w n b i o t i t e - d i o p s i d e c a l c s i l i c a t e . T h e s e s t r o n g l y h o r n f e l s e d m e t a s e d i m e n t s a p p a r e n t l y u n d e r l i e R o s e l l a F o r m a t i o n ( s e e s e c t i o n C , F i g u r e 3 - 2 ) . T h i s m e a n s t h a t R o s e l l a F o r m a t i o n i s t h r u s t o n t o K e c h i k a G r o u p i n s e c t i o n B . K e c h i k a G r o u p r o c k s a r e e v e r y w h e r e t i g h t l y t o i s o c l i n a l l y f o l d e d . T h e s e s i m i l a r f o l d s h a v e t h i c k e n e d h i n g e s a n d a t t e n u a t e d l i m b s . S o u t h t o s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g c r e n u l a t i o n s d e f o r m a f o l i a t i o n d e f i n e d b y a l i g n m e n t o f m i c a s ( s e c t i o n 3 . 7 ) . 50 T r a n s p o s i t i o n o f b e d d i n g o c c u r s l o c a l l y i n i n t e r b e d d e d m a r b l e -p h y l l i t e u n i t s ( F i g u r e 3 - 4 ) . I n t h e map a r e a K e c h i k a G r o u p r o c k s o c c u r w i t h i n t h e c o n t a c t m e t a m o r p h i c h a l o o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . S m a l l , i r r e g u l a r m e t a s o m a t i c s k a r n z o n e s a r e w e l l d e v e l o p e d i n p l a c e s , a n d a r e a s s o c i a t e d w i t h q u a r t z v e i n s , p y r r h o t i t e a n d s c h e e l i t e . T he m i n e r a l o g y o f t h e s e z o n e s i n c l u d e s q u a r t z , g a r n e t , d i o p s i d e , p o t a s s i u m f e l d s p a r , i d o c r a s e , c a l c i t e , m u s c o v i t e , c h l o r i t e , a c t i n o l i t e a n d t r e m o l i t e . 3 . 2 . 3 . R o a d R i v e r G r o u p ( U n i t 3) The O r d o v i c i a n t o S i l u r i a n R o a d R i v e r G r o u p ( u n i t 3 ; T a b l e 3 - 1 , F i g u r e . 3 - 3 ) o v e r l i e s K e c h i k a G r o u p s t r a t a n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r , a n d u n d e r l i e s T a p i o c a s a n d s t o n e r o c k s s o u t h e a s t o f t h e T o o t s e e R i v e r ( F i g u r e 3 - 2 ) . E x p o s u r e s w e a t h e r r e c e s s i v e l y o w i n g t o t h e i n c o m p e t e n c e o f R o a d R i v e r l i t h o l o g i e s r e l a t i v e t o o v e r l y i n g s t r a t a . B l u e - g r e y t o p u r p l i s h , p l a t y , c a l c a r e o u s t o d o l o m i t i c s i l t s t o n e s , b l a c k a r g i l l a c e o u s l i m e s t o n e s , a n d p y r i t i c b l a c k s h a l e s o c c u r n o r t h w e s t o f t h e r i v e r . B l u e - g r e y t o d a r k g r e y , l a m i n a t e d , u s u a l l y p l a t y c a l c a r e o u s t o d o l o m i t i c s i l t s t o n e s o c c u r s o u t h e a s t o f t h e r i v e r . T h e u p p e r p a r t o f t h e s e c t i o n i s c h a r a c t e r i z e d b y a b u n d a n t g r a p t o l i t e s ( d i p l o g r a p t u s ) , u p t o 10 c e n t i m e t r e s l o n g , o f p r o b a b l e S i l u r i a n a g e . 51 F i g u r e 3 - 5 : P h o t o g r a p h o f c r o s s b e d d i n g i n S i l u r o - D e v o n i a n T a p i o c a s a n d s t o n e d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e . 52 The max imum t h i c k n e s s o f R o a d R i v e r s t r a t a e x p o s e d i s a b o u t 200 m e t r e s , o n t h e r i d g e n o r t h o f t h e Amy d e p o s i t . F o l d i n g i s a p p a r e n t l y l e s s i n t e n s e t h a n i n u n d e r l y i n g K e c h i k a G r o u p r o c k s , p e r h a p s r e f l e c t i n g a d a m p i n g e f f e c t d u e t o t h i c k , c o m p e t e n t o v e r l y i n g s t r a t a . R o a d R i v e r s t r a t a t h e r e f o r e p r o b a b l y b e h a v e d a s a d e c o l l e m e n t o n w h i c h o v e r l y i n g s t r a t a m o v e d d u r i n g c o m p r e s s i v e d e f o r m a t i o n ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . F u r t h e r e v i d e n c e f o r t h i s i n c l u d e s p a n e l s o f T a p i o c a s a n d s t o n e a n d McDame G r o u p t h r u s t o v e r E a r n G r o u p a b o u t 4 k i l o m e t r e s s o u t h o f t h e map a r e a o n T a b l e , D o n e g a l a n d W e i r a m i M o u n t a i n s ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 b ) . E a r l i e r a c c o u n t s o f t h e g e o l o g y o f t h e J e n n i n g s R i v e r a r e a ( 1 0 4 O ) d e s c r i b e d a n u p p e r K e c h i k a G r o u p ( i n p a r t ) r a t h e r t h a n R o a d R i v e r G r o u p ( G a b r i e l s e , 1 9 6 9 ) . H o w e v e r , b l a c k s h a l e s , d a r k g r e y p l a t y l i m e s t o n e s , a n d d a r k g r e y t o t a n s i l t s t o n e s , w h i c h l o c a l l y c o n t a i n S i l u r i a n g r a p t o l i t e s , a r e d i s t i n c t f r o m t h e g e n e r a l l y l i g h t e r c o l o u r e d s i l t y s h a l e s a n d l i m e s t o n e s o f t h e K e c h i k a G r o u p ( G a b r i e l s e , 1 9 8 1 ; F r i t z , 1 9 8 5 ) . I n W a r e map a r e a ( w e s t h a l f o f N . T . S . 9 4 F ) , R o a d R i v e r s t r a t a a r e s u b d i v i d e d i n t o a n O r d o v i c i a n b l a c k s h a l e u n i t a n d a S i l u r i a n s i l t s t o n e u n i t ( G a b r i e l s e , 1 9 8 1 ) . I n t h e G a t a g a a r e a ( 9 4 E , F , K, L ) , t h e S i l u r i a n s i l t s t o n e i s o v e r l a i n b y b l a c k a r g i l l i t e s , c h e r t s a n d m i n o r l i m e s t o n e , w h i c h i s n o t s e e n i n 1 0 4 0 / 1 6 ( M c C l a y a n d I n s l e y , 1 9 8 6 ) . I n g e n e r a l , t h e R o a d R i v e r - K e c h i k a G r o u p 53 c o n t a c t i s d i a c h r o n o u s . T h i s c o u l d b e d u e t o a l o c a l b a s i n a n d r i d g e t o p o g r a p h y , w h i c h c a u s e d n o n d e p o s i t i o n o r e r o s i o n o f K e c h i k a G r o u p s t r a t a i n p l a c e s ( G a b r i e l s e , 1 9 8 1 ) . 3 . 2 . 4 . T a p i o c a S a n d s t o n e ( U n i t 4) " T a p i o c a s a n d s t o n e " ( u n i t 4 ; T a b l e 3 - 1 , F i g u r e 3 - 3 ) i s a n i n f o r m a l name p r o p o s e d b y G a b r i e l s e ( 1 9 6 9 ) f o r U p p e r S i l u r i a n ( ? ) a n d L o w e r D e v o n i a n s t r a t a o v e r l y i n g R o a d R i v e r G r o u p c a l c a r e o u s s i l t s t o n e s a n d u n d e r l y i n g M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p c a r b o n a t e s w e s t o f t h e K e c h i k a F a u l t . I n c o n t r a s t t o t h e S a n d p i l e G r o u p ( G a b r i e l s e , 1 9 6 3 ) , w i t h w h i c h i t i s p a r t l y c o r r e l a t i v e , T a p i o c a s a n d s t o n e i s g e n e r a l l y n o n f o s s i l i f e r o u s . T a p i o c a s a n d s t o n e c o n s i s t s o f b u f f , p a l e g r e y a n d w h i t e d o l o s t o n e , d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e , a n d d o l o m i t i c s i l t s t o n e a n d w h i t e , b l u e - g r e y , o r b l a c k q u a r t z i t e . C o m p e t e n t T a p i o c a s a n d s t o n e s t r a t a f o r m h i l l s o n r i d g e s n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r , a n d t h i c k s e q u e n c e s o n T r i c o r n M o u n t a i n a n d t h e r i d g e e a s t o f T o o t s e e L a k e . T h i c k n e s s v a r i e s f r o m 350 t o 4 5 0 m e t r e s . T he l o w e r m o s t T a p i o c a s a n d s t o n e u n i t ( u n i t 4A ) i s a b i o t u r b a t e d , p a l e g r e y , l o c a l l y p l a t y , b u f f w e a t h e r i n g d o l o m i t i c s i l t s t o n e up t o 50 m e t r e s t h i c k . C o m m o n l y o v e r l y i n g t h i s i s a w h i t e t o b u f f , t h i n t o t h i c k b e d d e d d o l o s t o n e , w h i c h i s s u c c e e d e d b y t h i n b e d d e d t o m a s s i v e w h i t e , b l a c k , a n d b l u e -54 g r e y d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e t o q u a r t z i t e w i t h m i n o r d o l o s t o n e ( u n i t 4 B ) . T h e d o l o s t o n e - q u a r t z i t e s e q u e n c e s t o g e t h e r r a n g e i n t h i c k n e s s f r o m 100 t o 250 m e t r e s . W h i t e t o b u f f i n t e r b e d d e d d o l o s t o n e a n d w e l l l a m i n a t e d , c o m m o n l y " r i b b y " , c r o s s - b e d d e d d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e , 100 t o 200 m e t r e s t h i c k , o v e r l i e s t h e q u a r t z i t e ( F i g u r e 3 - 5 ) . T h e t y p i c a l " T a p i o c a s a n d s t o n e " o c c u r s i n t h i s s e c t i o n , w i t h v e r y w e l l r o u n d e d a n d w e l l s o r t e d q u a r t z g r a i n s f l o a t i n g i n a d o l o m i t i c c a r b o n a t e m a t r i x . A t t h e t o p o f t h e s e q u e n c e i s a t r a n s i t i o n a l u n i t o f p a l e a n d d a r k g r e y , w e l l b e d d e d , l o c a l l y w e l l l a m i n a t e d d o l o s t o n e i n b e d s 0 . 5 t o 2 . 5 m e t r e s t h i c k , w h i c h g r a d e s u p w a r d i n t o f e t i d d o l o s t o n e s o f t h e l o w e r McDame G r o u p . D u r i n g m a p p i n g o f 1 0 4 0 / 1 6 , t h e T a p i o c a s a n d s t o n e - McDame G r o u p c o n t a c t wa s p l a c e d a t t h e t o p o f t h e h i g h e s t s a n d y b e d i n t h e g r a d a t i o n a l s e q u e n c e ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . T a p i o c a s a n d s t o n e s t r a t a a r e f o l d e d i n t o b r o a d o p e n m a j o r f o l d s , c o m m o n l y w i t h h i g h a n g l e f a u l t s o f m i n o r d i s p l a c e m e n t c u t t i n g t h e h i n g e z o n e . O p e n t o n o r m a l , n o r t h w e s t t r e n d i n g h a r m o n i c m i n o r f o l d s o c c u r l o c a l l y i n s a n d y d o l o s t o n e , w h e r e d i s t i n c t c o m p e t e n c y c o n t r a s t s b e t w e e n t h i n s a n d y a n d d o l o m i t i c b e d s e x i s t . C o m p e t e n c e o f t h e u n i t i s d i s p l a y e d b y r o u g h l y n o r t h t r e n d i n g d y k e s w a r m s , w h i c h a t t e s t t o b r i t t l e f a i l u r e . E a s t t o n o r t h e a s t t r e n d i n g A - C j o i n t s a r e a l s o w e l l d e v e l o p e d i n q u a r t z i t i c u n i t s ( s e c t i o n 3 . 7 ) . 55 D o l o m i t i c f a c i e s a r e s k a r n i f i e d t h r o u g h o u t t h e map a r e a . T r e m o l i t e o c c u r s a s much a s t w o k i l o m e t r e s away f r o m t h e i n t r u s i v e c o n t a c t w i t h t h e C a s s i a r b a t h o l i t h a t s u r f a c e . T h i s i n d i c a t e s a s h a l l o w d e p t h t o c o n t a c t s w i t h t h e b a t h o l i t h . 3 . 2 . 5 . McDame G r o u p ( U n i t 5 ) T h e M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p ( u n i t 5 ; T a b l e 3 - 1 , F i g u r e 3 - 3 ) i s e x p o s e d o n r i d g e s n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r a n d e a s t o f T o o t s e e L a k e , a n d o n T r i c o r n M o u n t a i n , Smoke M o u n t a i n , S i l v e r t i p H i l l a n d T o u r R i d g e ( P l a t e 1 ) . A c o m p l e t e s e c t i o n i s e x p o s e d o n T r i c o r n M o u n t a i n w h e r e t o t a l t h i c k n e s s i s a b o u t 3 50 m e t r e s . T h i s u n i t i s t h e h o s t r o c k t o t h e M i d w a y s i l v e r - l e a d -z i n c d e p o s i t . McDame G r o u p s t r a t a c o n s i s t o f f o s s i l i f e r o u s , l o c a l l y p l a t y , b l u e - g r e y l i m e s t o n e s , w i t h l e s s e r d a r k g r e y n o n f o s s i l i f e r o u s l i m e s t o n e s a n d p a l e t o d a r k g r e y , b u f f w e a t h e r i n g f e t i d d o l o s t o n e s . F a u n a l a s s e m b l a g e s e x h i b i t l i t t l e d i v e r s i t y e v e n i n i n t e n s e l y f o s s i l i f e r o u s f a c i e s . A m p h i p o r a i s t h e d o m i n a n t g e n u s ( F i g u r e 3 - 6 ) , w h i l e o t h e r s t r o m a t o p o r o i d s , b r a c h i o p o d s ( e . g .  S t r i n g o c e p h a l u s ) , c o r a l s ( T h a m n o p o r a ) , a n d r a r e g a s t r o p o d s a n d c r i n o i d s o c c u r l e s s w i d e l y . S h a l l o w i n g u p w a r d s s e q u e n c e s a r e e v i d e n c e d b y c r y p t a l g a l l a m i n i t e s , s t r o m a t o t a c t i , a n d l o c a l l y , l a t e r a l l y l i n k e d , h e m i s p h e r i c a l s t r o m a t o l i t e s ( F i g u r e 3 - 7 ) . 56 F i g u r e 3 - 7 : P h o t o g r a p h o f s t r o m a t o l i t e s f r o m M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e , T r i c o r n M o u n t a i n . 57 B i o s t r a t i g r a p h i c s t u d i e s a t M i d w a y i n d i c a t e t h a t t h e G i v e t i a n g u i d e f o s s i l S t r i n q o c e p h a l u s i s l i m i t e d t o t h e l o w e r h a l f o f t h e McDame s u c c e s s i o n ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . T he McDame G r o u p c o m p r i s e s p l a t f o r m a l c a r b o n a t e f a c i e s d e p o s i t e d i n a s h a l l o w s u b - t i d a l l a g o o n o r s h e l f f l a t . T h e McDame G r o u p b i o t a a t M i d w a y i m p l i e s s o m e w h a t r e s t r i c t e d c o n d i t i o n s a n d d e p o s i t i o n a t some d i s t a n c e f r o m t h e s h e l f e d g e ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . C a l c i t e h e a l e d s o l u t i o n b r e c c i a s a r e common t h r o u g h o u t t h e McDame , a n d s p a r f i l l e d v u g s a r e l o c a l l y a b u n d a n t . S o l u t i o n f e a t u r e s i n c l u d e s t r a t a b o u n d a n d c r o s s c u t t i n g c r a c k l e a n d m o s a i c b r e c c i a s ( F i g u r e 3 - 8 ) , m i x e d l i m e s t o n e ( o r d o l o s t o n e ) -s h a l e b r e c c i a s , s h a l e - o n l y b r e c c i a s i n a c a r b o n a t e m a t r i x , a n d l e n t i c u l a r o r t u b u l a r p a l e o c a v e s up t o s e v e r a l m e t r e s a c r o s s , w h i c h a r e f i l l e d w i t h c o a r s e b l o c k y c a l c i t e , c a r b o n a t e s a n d a n d , l o c a l l y , i r o n - m a n g a n e s e o x i d e s ( F i g u r e 3 - 9 ) . B r e c c i a s i n v o l v i n g s h a l e f r a g m e n t s a r e f o u n d up t o 100 m e t r e s b e l o w t h e t o p o f t h e McDame G r o u p , i m p l y i n g e x t e n s i v e a n d d e e p s o l u t i o n c o l l a p s e . B o t h c r e n u l a t e d a n d n o n c r e n u l a t e d s h a l e f r a g m e n t s h a v e b e e n f o u n d , i n d i c a t i n g k a r s t i n g e p i s o d e s b o t h p r e c e d i n g a n d p o s t d a t i n g J u r a s s i c c o m p r e s s i v e d e f o r m a t i o n ( c f . C h a p t e r 4 ) . S u b a e r i a l e x p o s u r e a n d k a r s t i n g o f t h e McDame i s a l s o F i g u r e 3 - 9 : P h o t o g r a p h o f a k a r s t c a v i t y i n f i l l e d w i t h s p a r r y c a l c i t e i n M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p l i m e s t o n e , 59 i m p l i e d b y a w i d e s p r e a d e r o s i o n a l t o p o g r a p h y a t t h e t o p o f t h e c a r b o n a t e s e q u e n c e . I n t h e M i d w a y a r e a , t h i s e r o s i o n a l i n t e r v a l c u t s t h r o u g h a n e s t i m a t e d 165 m e t r e s o f s e c t i o n ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . A t o n e l o c a t i o n ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) d o l o m i t i c s i l t s t o n e s f i l l i n g d e p r e s s i o n s a l o n g t h i s u n c o n f o r m i t y h a v e y i e l d e d L a t e D e v o n i a n c o n o d o n t s o f s h a l l o w w a t e r a f f i n i t y . T h e s e a r e t h e y o u n g e s t f o s s i l s f o u n d a n y w h e r e i n t h e McDame , a n d c o u l d i m p l y l o c a l i z e d s e d i m e n t a r y i n f i l l i n g o f k a r s t s i n k h o l e s p r i o r t o l a r g e s c a l e s u b s i d e n c e a l o n g t h e N o r t h A m e r i c a n m a r g i n . 3 . 3 . E a r n G r o u p ( U n i t 6 ) S t r a t a f o r m e r l y c a l l e d L o w e r S y l v e s t e r G r o u p i n t h e map a r e a ( G a b r i e l s e , 1 9 6 9 ) a r e now c o r r e l a t e d w i t h t h e D e v o n o -M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p ( G o r d e y e t a l . , 1 9 8 2 ; G o r d e y e t a l . , 1 9 8 6 ) . T h e name " S y l v e s t e r " i s now r e s e r v e d f o r p a r a - a l l o c h t h o n o u s a n d a l l o c h t h o n o u s p a c k a g e s s t r u c t u r a l l y o v e r l y i n g N o r t h A m e r i c a n s t r a t a ( G a b r i e l s e a n d M a n s y , 1 9 8 0 ) . P r o v e n a n c e o f p a r t s o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , a n d t h e b a s i s o f t h e E a r n G r o u p - S y l v e s t e r d i s t i n c t i o n a r e c o n t r o v e r s i a l ( N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ; O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . L o w e r m o s t E a r n G r o u p s t r a t a i n t h e M i d w a y a r e a h a v e b e e n d a t e d a s E a r l y t o M i d d l e F a m e n n i a n ( L a t e D e v o n i a n ) o n t h e b a s i s o f c o n o d o n t a s s e m b l a g e s ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . 60 E a r n G r o u p ( u n i t 6 ; T a b l e 3 - 1 , F i g u r e 3 - 3 ) i s e x p o s e d o n S i l v e r t i p M o u n t a i n , T o u r R i d g e , T r i c o r n M o u n t a i n , C a r i b o u R i d g e , Smoke M o u n t a i n a n d l o c a l l y n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r ( F i g u r e 3 - 2 ; P l a t e 1 ) . T h i c k n e s s e s o f i n c o m p l e t e s e c t i o n s m e a s u r e d o n S i l v e r t i p M o u n t a i n , T o u r P e a k a n d C a r i b o u R i d g e r a n g e f r o m 550 t o 750 m e t r e s . T h e r e f o r e 650 m e t r e s i s t a k e n a s t h e m i n i m u m t h i c k n e s s i n t h e map a r e a . Max imum t h i c k n e s s may b e a s much a s o n e k i l o m e t r e . E a r n G r o u p s t r a t a c o n s i s t o f s i l i c i c l a s t i c s e d i m e n t s r a n g i n g f r o m s h a l e s t o b o u l d e r c o n g l o m e r a t e s . I n t h e M i d w a y d e p o s i t a r e a , t w o m a j o r c o a r s e n i n g u p w a r d s s e q u e n c e s h a v e b e e n d e s i g n a t e d E1 a n d E2 ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 3 ) . T h i s i s now c o n s i d e r e d t h e d e f i n i t i v e E a r n G r o u p s e c t i o n i n t h e C a s s i a r M o u n t a i n s ( G o r d e y e t a l . , 1 9 8 6 ) . U n i t s E 1 A , E 1 B , E 2 A a n d E 2 B o f C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g c o r r e s p o n d t o u n i t s 6 A , 6 B , 6C a n d 6D i n P l a t e 1 . S o u t h o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , on C a r i b o u R i d g e , T r i c o r n M o u n t a i n a n d Smoke M o u n t a i n , t h e t h i c k c o a r s e c l a s t i c i n t e r v a l s g r a d e l a t e r a l l y i n t o t h i n n e r c o a r s e e l a s t i c s w i t h f i n e c l a s t i c i n t e r b e d s . D a r k g r e y s i l t s h a l e o r a r g i l l i t e a n d t h i n b e d d e d s i l t s t o n e ( u n i t 6A) u s u a l l y o v e r l i e s t h e McDame G r o u p i n t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 3 ) . T h i s u n i t i s v a r i a b l y g r a p h i t i c , c a l c a r e o u s o r s i l i c e o u s . T h i c k n e s s v a r i e s f r o m 0 t o 45 m e t r e s ( C o r d i l l e r a n 61 E n g i n e e r i n g , 1 9 8 3 ) . G r a p h i t i c b e d d i n g p a r a l l e l p a r t i n g s a n d s l i c k e n s i d e s a r e c ommon , i n d i c a t i n g l o c a l m o v e m e n t a l o n g t h e u n c o n f o r m i t y , p r o b a b l y d u r i n g e m p l a c e m e n t o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n (c_f . s e c t i o n 3 . 6 . 2 . ) . T h e l o w e r m o s t c o a r s e c l a s t i c i n t e r v a l ( u n i t 6 B ) o v e r l i e s u n i t 6A i n t h e M i d w a y a r e a ( F i g u r e 3 - 3 ) . T h i s u n i t i s c o m m o n l y 100 t o 130 m e t r e s i n t h i c k n e s s , b u t r a n g e s up t o 2 5 0 m e t r e s . I t i s c h a r a c t e r i z e d by m e d i u m t o c o a r s e g r a i n e d , p o o r l y s o r t e d l i t h a r e n i t e w i t h l e s s e r q u a r t z - c h e r t p e b b l e c o n g l o m e r a t e a n d s i l t s t o n e . R e v e r s e a n d n o r m a l g r a d e d b e d d i n g , r i p u p s , s c o u r s , l o a d s t r u c t u r e s a n d o t h e r i n d i c a t o r s o f t u r b i d i t i c d e p o s i t i o n a r e c o m m o n . R a p i d l a t e r a l t h i c k n e s s v a r i a t i o n s a r e c o n s i s t e n t w i t h d e p o s i t i o n b y c h a n n e l l i z e d t u r b i d i t e f l o w s . T h e s e c o n d f i n e c l a s t i c s e q u e n c e ( u n i t 6C ) a b r u p t l y o v e r l i e s u n i t 6B i n t h e M i d w a y a r e a ( F i g u r e 3 - 3 ) . T h i s c o n t a i n s e x h a l a t i v e b e d s o f L o w e r t o M i d d l e T o u r n a s i a n a g e ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) w i t h i n 2 t o 5 m e t r e s a b o v e t h e c o n t a c t w i t h u n i t 6 B . A g e o f t h e E a r n G r o u p e x h a l a t i v e e v e n t i n t h e M i d w a y a r e a i s l a t e r t h a n o t h e r p a r t s o f t h e C o r d i l l e r a . I n t h e M a c M i l l a n P a s s ( A b b o t t e t a l . , 1 9 8 7 ) a n d G a t a g a ( M c C l a y a n d I n s l e y , 1 9 8 6 ) r e g i o n s , F r a s n i a n o r F a m m e n i a n ( L a t e D e v o n i a n ) e x h a l i t e s a r e m o r e c ommon . T o t a l t h i c k n e s s o f u n i t 6C i s c o m m o n l y a b o u t 300 m e t r e s , b u t may r a n g e up t o 640 m e t r e s ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 62 1 9 8 4 ) . T he l o w e r m o s t b e d s i n u n i t 6C c o n s i s t o f d a r k g r e y c a r b o n a c e o u s m u d s t o n e t o s i l t s t o n e . T h e s e a r e o v e r l a i n b y a s e c t i o n c o n t a i n i n g l a t e r a l l y c o n t i n u o u s , w e l l l a m i n a t e d s i l i c e o u s o r b a r i t i c , l o c a l l y s u l p h i d e r i c h e x h a l i t e s w h i c h r a n g e f r o m 0 . 5 t o 2 . 0 m e t r e s t h i c k . T h e s e h o r i z o n s e x t e n d d i s c o n t i n u o u s l y a l o n g a s t r i k e l e n g t h o f a t l e a s t 10 k i l o m e t r e s i n t h e M i d w a y a r e a , s u g g e s t i n g d e p o s i t i o n i n t o a b a s i n f r o m a s t r i n g o f e x h a l a t i v e c e n t r e s . I m m e d i a t e l y o v e r l y i n g t h e l o w e r m o s t e x h a l i t e z o n e i n s e v e r a l p l a c e s i s a t h i n s i l t y l i m e s t o n e t o c a l c a r e n i t e u n i t , w h i c h i s s u c c e e d e d b y m u d s t o n e s , s i l t s t o n e s a n d f i n e g r a i n e d s a n d s t o n e s . I n m u d s t o n e , t h i n s a n d y b e d s w i t h p l a n a r o r g r a d e d c o n t a c t s a r e c ommon . T h e r a t i o o f s a n d t o s i l t i n c r e a s e s u p s e c t i o n , a n d i n t h e u p p e r t h i r d o f t h e s e q u e n c e s l u m p e d a n d b o u d i n a g e d s a n d y b e d s o c c u r i n l e s s c o m p e t e n t m u d s t o n e . D e f o r m a t i o n a n d s u b - g r e e n s c h i s t ( p r e h n i t e - p u m p e l l y i t e ) g r a d e m e t a m o r p h i s m h a s e n h a n c e d t h e b e d d i n g p l a n e f o l i a t i o n , g i v i n g t h e f i n e r e l a s t i c s a s l a t y a p p e a r a n c e . P e b b l e t o b o u l d e r c o n g l o m e r a t e a n d l e s s e r s a n d s t o n e ( u n i t 6D) a b r u p t l y o v e r l i e s u n i t 6C o n S i l v e r t i p M o u n t a i n a n d T o u r P e a k ( F i g u r e s 3 - 2 , 3 - 3 ) . E x p o s e d t h i c k n e s s o f t h e u n i t r a n g e s 63 f r o m 150 t o 200 m e t r e s . P e b b l e s a r e c o m m o n l y s t r e t c h e d , w i t h t h e l o n g a x i s p a r a l l e l i n g t h e r e g i o n a l s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n . T h e c o n g l o m e r a t e c o n s i s t s m a i n l y o f q u a r t z , q u a r t z i t e a n d c h e r t p e b b l e s i n a s i l t y - s a n d y m a t r i x . B o u l d e r s c o n s i s t i n g o f m i o g e o c l i n a l l i t h o l o g i e s , i n c l u d i n g t h e McDame G r o u p , o c c u r o n T o u r R i d g e ( F i g u r e 3 - 1 0 ) . E a r n G r o u p s t r a t a d i p s h a l l o w l y , a n d e x h i b i t b r o a d , o p e n m a j o r f o l d s a n d r a r e o p e n t o n o r m a l m i n o r f o l d s . A s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n i s l o c a l l y w e l l d e v e l o p e d . T h i s i s l o c a l l y d e f o r m e d b y l a t e r e a s t e r l y t r e n d i n g c h e v r o n f o l d s . E a r n G r o u p s a n d s t o n e s h a v e u n d e r g o n e c o n s i d e r a b l e p r e s s u r e s o l u t i o n a n d e x h i b i t f l a t t e n e d , r e c r y s t a l l i z e d r h o m b i c q u a r t z g r a i n s w i t h r a g g e d f i n e g r a i n e d p r e s s u r e s o l u t i o n s h a d o w s . F i b r o u s q u a r t z o v e r g r o w t h s o n d i a g e n e t i c p y r i t e a r e c o m m o n . P t y g m a t i c f o l d e d q u a r t z v e i n l e t s w i t h f o l d a x e s p a r a l l e l t o b e d d i n g o c c u r i n u n i t s 6B a n d 6 C ; t h e s e a r e p r o b a b l y o f d i a g e n e t i c o r i g i n . E a s t t r e n d i n g l a t e f o l d s a r e a c c o m p a n i e d b y e n e c h e l o n q u a r t z v e i n a r r a y s , a s w e l l a s b y i r r e g u l a r q u a r t z f i l l e d f r a c t u r e s s u b p a r a l l e l t o f o l d a x e s , w h i c h i n d i c a t e t r a n s p o r t o f s i l i c a o u t o f h i g h l y s t r a i n e d z o n e s u n d e r g o i n g p r e s s u r e s o l u t i o n . 3 . 4 . S y l v e s t e r A l l o c h t h o n ( U n i t 7 ) 64 The S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( U n i t 7) i n c l u d e s s e d i m e n t s , v o l c a n i c s , a n d i n t r u s i v e r o c k s o f v a r i e d o r i g i n l y i n g o n E a r n G r o u p s e d i m e n t s a b o v e a b e d d i n g p a r a l l e l , g e n t l y d i p p i n g d e c o l l e m e n t . D e t a i l e d s t u d i e s i n t h e C r y L a k e map a r e a ( 1 0 4 1 : H a r m s , 1 9 8 4 , 1 9 8 5 a , 1 9 8 5 b , 1 9 8 6 ) h a v e s h o w n t h a t a g e s o f i t s c o m p o n e n t u n i t s r a n g e f r o m M i d d l e D e v o n i a n t o U p p e r T r i a s s i c . I n t h e map a r e a , c o n o d o n t s f r o m v a r i o u s u n i t s r a n g e i n a g e f r o m E a r l y - M i d d l e T o u r n a s i a n ( E a r l y M i s s i s s i p i a n ) t o L a t e N a m u r i a n - B a s h k i r i a n ( E a r l y t o e a r l y M i d d l e P e n n s y l v a n i a n ) ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . E l s e w h e r e i n 1 0 4 0 / 1 6 , a z o n e d g r a n o d i o r i t e -t o n a l i t e - g a b b r o c o m p l e x i s P e r m i a n b y u r a n i u m - l e a d d a t i n g o f z i r c o n s ( J . L . N e l s o n , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 8 ) . T h e b a s a l d e c o l l e m e n t s e p a r a t i n g a l l o c h t h o n o u s a n d a u t o c h t h o n o u s u n i t s i n t h e map a r e a was n o t o b s e r v e d i n o u t c r o p , a l t h o u g h i t s l o c a t i o n c a n i n p l a c e s be c o n s t r a i n e d w i t h i n 10 t o 15 m e t r e s . L i t h o l o g i c a l l y , t h e b a s a l d e c o l l e m e n t r e p r e s e n t s a t r a n s i t i o n f r o m c o a r s e s a n d s t o n e s a n d p e b b l e c o n g l o m e r a t e s t o d a r k g r e y a r g i l l i t e s w i t h l i m e s t o n e a n d c h e r t i n t e r b e d s a n d l o c a l l y b a s a l t i c t o d a c i t i c v o l c a n i c s o r s i l l s . M o s t o f t h e S y l v e s t e r i n t h e map a r e a c o n s i s t s o f t h i n p e l a g i c s e d i m e n t a r y u n i t s t r a c e a b l e o v e r s e v e r a l k i l o m e t r e s ( u n i t 7 A ; F i g u r e 3 - 3 ) . T h i s i s e q u i v a l e n t t o D i v i s i o n I o f N e l s o n e t a l . , ( 1 9 8 8 ) . T h e m a i n l i t h o l o g i c a l s u b d i v i s i o n s 65 i n c l u d e : ( 1 ) i n t e r b e d d e d d a r k g r e y a r g i l l i t e a n d s i l t y l i m e s t o n e t o c a l c a r e n i t e , l o c a l l y w e l l l a m i n a t e d a n d c r o s s - b e d d e d , w i t h i r r e g u l a r b l a c k c h e r t i n t e r b e d s ( F i g u r e 3 - 1 1 ) , ( 2 ) m e d i u m g r e y t o d a r k g r e y a r g i l l i t e t o p h y l l i t e a n d l e s s e r i n t e r c a l a t e d g r e y c h e r t a n d c h e r t y p h y l l i t e , ( 3 ) p a l e g r e y t o g r e e n - g r e y r i b b o n c h e r t w i t h d a r k g r e y p h y l l i t e p a r t i n g s a n d i n t e r c a l a t i o n s ( F i g u r e 3 - 1 2 ) . On t h e r e g i o n a l g e o l o g y map ( P l a t e 1 ) t h i s h a s b e e n m a p p e d s e p a r a t e l y a s u n i t 7B w h e r e i t i s t h i c k e n o u g h . R e c u r r i n g s e q u e n c e s o f t h e s e u n i t s w i t h i n t h e s e c t i o n m i g h t b e s t r u c t u r a l r e p e t i t i o n s , w i t h e a c h s e q u e n c e u n d e r l a i n b y a t h r u s t . T h r u s t s , h o w e v e r , c a n n o t b e m a p p e d d e f i n i t i v e l y w i t h o u t m o r e d e t a i l e d p a l e o n t o l o g i c a l c o n t r o l . M e d i u m g r a i n e d q u a r t z r i c h g r e y w a c k e s v e r y s i m i l a r t o E a r n G r o u p s a n d s t o n e s o c c u r n e a r t h e t o p o f t h e S y l v e s t e r s e d i m e n t a r y p a c k a g e i n l e n s e s u p t o s e v e r a l m e t r e s t h i c k . T h e s e s e d i m e n t s c o n t a i n z i r c o n , d e t r i t a l m u s c o v i t e a n d t o u r m a l i n e g r a i n s ( J . L . N e l s o n , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) , i n d i c a t i n g t h a t p a r t o f t h e S y l v e s t e r p a c k a g e i n c l u d e s s e d i m e n t s o f c o n t i n e n t a l p r o v i n e n c e . T h e p r e s e n c e o f t h e s e E a r n G r o u p a n a l o g u e s w i t h i n t h e S y l v e s t e r s u g g e s t s t h a t t h e a l l o c h t h o n h a s c l o s e r t i e s t o N o r t h A m e r i c a t h a n w a s p r e v i o u s l y r e a l i z e d ( N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ) . F i g u r e 3 - 1 0 : P h o t o g r a p h o f a b o u l d e r o f McDame G r o u p l i m e s t o n e i n D e v o n o - M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p c o n g l o m e r a t e , T o u r R i d g e . F i g u r e 3 - 1 1 : P h o t o g r a p h o f l i m e s t o n e a n d b l a c k c h e r t f r o m u n i t 7A o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( M i s s i s s i p i a n ? ) , n o r t h s l o p e o f W h i t e h o r n M o u n t a i n . 67 The s e d i m e n t a r y p a c k a g e i s s t r u c t u r a l l y o v e r l a i n b y p a c k a g e s c o n s i s t i n g m a i n l y o f r e s i s t a n t v o l c a n i c a n d i n t r u s i v e l i t h o l o g i e s o n W h i t e h o r n , S h a m b l i n g a n d S e n t i n e l M o u n t a i n s ( u n i t s 7 C , 7 D , 7E a n d 7 F ; F i g u r e 3 - 3 ) . T h e s e c a p p i n g u n i t s o v e r l i e b a s a l t h r u s t s ( F i g u r e 3 - 1 3 ) , a n d a r e i n t e r n a l l y i m b r i c a t e d . B a s a l a n d i n t e r n a l s h e e t s o r l e n s e s o f s e r p e n t i n i t e ( u n i t 7 F ) a r e c o m m o n . T h e s e u n i t s a r e e q u i v a l e n t t o S y l v e s t e r D i v i s i o n I I o f N e l s o n e t a l . ( 1 9 8 8 ) , a n d p r o b a b l y i n c l u d e M i s s i s s i p i a n a n d P e n n s y l v a n i a n - P e r m i a n p a c k a g e s . Two m a i n g r o u p s o f l i t h o l o g i e s c o m p r i s e t h e c a p p i n g u n i t s . S e n t i n e l M o u n t a i n a n d a h i l l 2 k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f W h i t e h o r n M o u n t a i n c o n s i s t o f s t r o n g l y a l t e r e d b a s a l t i c f l o w s a n d p y r o c l a s t i c s , w i t h i n t e r f i n g e r i n g r e d a n d g r e e n c h e r t ( u n i t 7 D ) . P i l l o w b a s a l t s a r e c o m m o n , a s a r e m a s s i v e a m y g d a l o i d a l f l o w s . P y r o c l a s t i c b r e c c i a s c o n s i s t o f l e n s o i d a l t o w i s p y c l a s t s , c o m m o n l y i n a s t r o n g l y e p i d o t i z e d ( F i g u r e 3 - 1 4 ) o r c h e r t y m a t r i x ( F i g u r e 3 - 1 5 ) . F l o w b r e c c i a s a n d f i n e t u f f s o c c u r l o c a l l y . M o s t o f S h a m b l i n g M o u n t a i n a n d t h e c a p o n W h i t e h o r n M o u n t a i n c o n s i s t o f s u b v o l c a n i c m a f i c s i l l s a n d d y k e s i n t r u d i n g c h e r t y a n d f i n e g r a i n e d , l o c a l l y t u f f a c e o u s s e d i m e n t s ( u n i t 7 C ) . On t h e w e s t s i d e o f S h a m b l i n g M o u n t a i n , c h e r t y s e d i m e n t s a n d d i a b a s e s i l l s a r e i m b r i c a t e d w i t h c o a r s e g r a i n e d , b a s t i t e b e a r i n g s e r p e n t i n i t e . On S h a m b l i n g M o u n t a i n ( P l a t e 1) a s e r p e n t i n i t e 68 F i g u r e 3 - 1 2 : P h o t o g r a p h o f e a s t t r e n d i n g k i n k f o l d s i n g r e e n g r e y c h e r t o f u n i t 7B o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , n o r t h s l o p e o f W h i t e h o r n M o u n t a i n . F i g u r e 3 - 1 3 : P h o t o g r a p h o f t h e w e s t s i d e o f S h a m b l i n g M o u n t a i n , s h o w i n g a f l a t l y i n g t h r u s t f a u l t s e p a r a t i n g S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7C ( d i a b a s e , c h e r t , b a s a l t ) a n d u n i t 7 F ( s e r p e n t i n i t e ) f r o m u n d e r l y i n g u n i t 7A ( a r g i l l i t e , c h e r t , l i m e s t o n e ) . 69 F i g u r e 3 - 1 5 : P h o t o g r a p h o f S y l v e s t e r a l l o c h t h o n u n i t 7D p y r o c l a s t i c b r e c c i a w i t h m i x e d v o l c a n i c a n d c h e r t c l a s t s i n r e d c h e r t y m a t r i x , S e n t i n a l M o u n t a i n . 70 w e d g e s e p a r a t e s t w o s u b v o l c a n i c - s e d i m e n t a r y p a c k a g e s , w i t h s h e a r i n g i n a n i n t e r v e n i n g a m y g d a l o i d a l m e t a v o l c a n i c u n i t i n c r e a s i n g t o w a r d t h e w e d g e . V e r y c o a r s e g r a i n e d p y r o x e n e l e u c o g a b b r o ( u n i t 7 E ; F i g u r e 3 - 1 6 ) o c c u r s o n t h e w e s t s i d e o f S e n t i n a l M o u n t a i n ; c o n t a c t r e l a t i o n s w i t h s u r r o u n d i n g b a s a l t f l o w s a r e o b s c u r e d b y e x t e n s i v e t a l u s . S i m i l a r g a b b r o t o d i e s a r e f o u n d e l s e w h e r e i n 1 0 4 0 / 1 6 a n d t h r o u g h o u t t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ; N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ) . A l t e r e d d a c i t i c ( ? ) d y k e s o r s i l l s i n d i g e n o u s t c t h e S y l v e s t e r o c c u r i n s e v e r a l p l a c e s i n t h e map a r e a , i n c l u d i n g t h e b a s e o f t h e s e d i m e n t a r y p a c k a g e n o r t h o f W h i t e h o r n M o u n t a i n , a n d o n t h e e a s t s h o u l d e r o f W h i t e h o r n , n e a r t h e t o p o f t h e p a c k a g e . T h e s e d o n o t a p p e a r t o c u t s t r a t a u n d e r l y i n g t h e S y l v e s t e r . S t r o n g c a r b o n a t e a l t e r a t i o n o b s c u r e s t e x t u r e s i n t h e s e o r a n g e w e a t h e r i n g b o d i e s , a l t h o u g h r e l i c t f e l d s p a r p h e n o c r y s t s c a n b e s e e n on w e a t h e r e d s u r f a c e s . T he l o w e r S y l v e s t e r s e d i m e n t p a c k a g e e x h i b i t s a s t y l e o f d e f o r m a t i o n s i m i l a r t o t h a t s e e n i n t h e u n d e r l y i n g E a r n G r o u p . A r g i l l a c e o u s s e d i m e n t s e x h i b i t a w e a k t o m o d e r a t e b e d d i n g p a r a l l e l f o l i a t i o n , a n d g e n e r a l l y l a c k p e n e t r a t i v e a x i a l p l a n a r c l e a v a g e . A p r o m i n e n t c r e n u l a t i o n c l e a v a g e c o m m o n l y o v e r p r i n t s 71 72 t h e b e d d i n g p a r a l l e l f o l i a t i o n ( s e c t i o n 3 . 7 ) . B o t h s o u t h e a s t t r e n d i n g a n d l a t e r e a s t t r e n d i n g m i n o r f o l d s o c c u r i n p l a c e s . L o c a l l y , t h i n b e d d e d c h e r t s a r e t i g h t l y f o l d e d . C v e r l y i n g v o l c a n i c p a c k a g e s a r e i n p l a c e s s t r o n g l y s h e a r e d , a n d t h e p r e s e n c e o f t h i n s e r p e n t i n i t e w e d g e s s u g g e s t s t h a t t e c t o n i c i n t e r l e a v i n g o f l i t h o l o g i e s i s c o m m o n . 3 . 5 . I n t r u s i v e R o c k s 3 . 5 . 1 . M a f i c D y k e s M a f i c d y k e s w a r m s i n t r u d e m i o g e o c l i n a l l i t h o l o g i e s o n T r i c o r n M o u n t a i n a n d o n r i d g e s n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r ( F i g u r e 3 - 2 ) . T h e d y k e s a r e a p h a n i t i c t o f i n e g r a i n e d , e q u i g r a n u l a r t o s u f c - p o r p h y r i t i c , a n d a r e g e n e r a l l y i n t e n s e l y c h l o r i t i z e d a n d c a r b o n a t i z e d . T h e y a r e u s u a l l y r e c e s s i v e w e a t h e r i n g , a n d o c c u r a s g r a s s y l i n e a r f e a t u r e s t h a t c a n b e t r a c e d b y f o l l o w i n g w e a t h e r e d c h i p s o f d y k e m a t e r i a l . On r i d g e s n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r ( P l a t e 1) t h e d y k e s t r e n d n o r t h e a s t e r l y , s u b p a r a l l e l t o c o u n t r y r o c k f o l i a t i o n a n d t o t h e C a s s i a r b a t h o l i t h i n t r u s i v e c o n t a c t . I n some o f t h e s e d y k e s a n i n t e r n a l f o l i a t i o n p a r a l l e l t o t h e d y k e m a r g i n s i s p r e s e n t . On T r i c o r n M o u n t a i n t h e d y k e s t r e n d i n a n o r t h e r l y d i r e c t i o n . 73 P o s s i b l y c o r r e l a t i v e d y k e s o c c u r i n c o r e f r o m t h e M i d w a y p r o p e r t y , w h e r e i n t e n s e l y c h l o r i t e - s e r i c i t e - p y r i t e a l t e r e d , f o l i a t e d p a l e g r e e n r o c k s c u t McDame G r o u p a n d E a r n G r o u p s t r a t a . F o l i a t i o n i s a p p r o x i m a t e l y f l a t l y i n g , p a r a l l e l t o b e d d i n g i n t h e c o u n t r y r o c k s . T h i s i n t u r n s u g g e s t s t h a t d y k e e m p l a c e m e n t p r e c e d e d J u r a - C r e t a c e o u s c o m p r e s s i o n a l d e f o r m a t i o n ( s e c t i o n 3 . 7 . 2 . ) . I f t h i s i s s o , t h e n m a f i c d y k e s o f p r o b a b l e T e r t i a r y a g e h o s t e d b y t h e C a s s i a r b a t h o l i t h ( A b b o t t , 1 9 8 4 ; L o w e y a n d L o w e y , 1 9 8 6 ) a r e u n r e l a t e d . A g e o f t h e m a f i c d y k e s u i t e i s u n k n o w n . E v i d e n c e o f p r e -J u r a s s i c f o l i a t i o n s u g g e s t s t h a t t h e a g e i s c o n s t r a i n e d b e t w e e n t h e a g e o f t h e i r y o u n g e s t h o s t r o c k ( E a r l y M i s s i s s i p i a n ) a n d J u r a s s i c t i m e . One p o s s i b i l i t y i s t h a t t h e y a r e E a r l y M i s s i s s i p i a n d y k e s a s s o c i a t e d w i t h c r u s t a l e x t e n s i o n , a n o m a l o u s h e a t f l o w a n d d e p o s i t i o n o f e x h a l i t e s . 3 . 5 . 2 . C a s s i a r B a t h o l i t h ( U n i t 8 ) T h e C a s s i a r b a t h o l i t h ( U n i t 8 ) , o f m i d - C r e t a c e o u s a g e , l i e s a l o n g t h e w e s t e r n s i d e o f t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 2 ) . A l a r g e e m b a y m e n t o f t h e b a t h o l i t h m a r g i n e x t e n d s t o t h e w e s t o f t h e map a r e a i n t o map s h e e t 1 0 4 0 / 1 5 . A n o u t l i e r o f t h e b a t h o l i t h l i e s a t t h e m c u t h o f t h e e m b a y m e n t , a t a s h a r p b e n d o f t h e T c o t s e e R i v e r . T h e b a t h o l i t h p r o b a b l y u n d e r l i e s t h e a r e a o f t h e 74 e m b a y m e n t a t s h a l l o w d e p t h s . L i t h o l o g i e s i n c l u d e e q u i g r a n u l a r t o s u b - p o r p h y r i t i c b i o t i t e q u a r t z m o n z o n i t e , l o c a l l y m e g a c r y s t i c p o t a s s i u m f e l d s p a r p o r p h y r i t i c q u a r t z m o n z o n i t e , a n d m i n o r a p l i t i c a n d p e g m a t i t i c i n t r u s i v e p h a s e s . L o c a l l y , h i g h l y e v o l v e d p h a s e s s u c h a s a t o u r m a l i n e b e a r i n g , e q u i g r a n u l a r m u s c o v i t e g r a n i t e n e a r t h e Amy d e p o s i t o c c u r a s m a r g i n a l p h a s e s o r a p o p h y s e s . M a r g i n s o f t h e b a t h o l i t h i n t h e n o r t h w e s t e r n p a r t o f t h e map a r e a c r o s s c u t f o l i a t i o n i n t h e a d j a c e n t K e c h i k a G r o u p a t a l o w a n g l e , s u g g e s t i n g t h a t f o l i a t i o n c o n t r o l l e d e m p l a c e m e n t t o some e x t e n t . C o u n t r y r o c k d i p s i n c r e a s e t o w a r d t h e i n t r u s i v e c o n t a c t . 3 . 5 . 3 . L a t e C r e t a c e o u s I n t r u s i o n s ( i n f e r r e d ) L a t e C r e t a c e o u s i n t r u s i o n s a r e i n f e r r e d t o o c c u r i n t h e map a r e a o n t h e b a s i s o f p o t a s s i u m - a r g o n d a t i n g o f a l t e r a t i o n h a l o e s ( s e c t i o n 3 . 6 ) . I n a d d i t i o n , q u a r t z - f e l d s p a r - b i o t i t e +_ h o r n b l e n d e p o r p h y r y d y k e s o c c u r s p o r a d i c a l l y i n t h i s a r e a , w h e r e t h e y a r e i n t e n s e l y a l t e r e d . P o s s i b l y c o r r e l a t i v e p o r p h y r y d y k e s o c c u r o n a r i d g e n o r t h o f t h e e a s t e n d o f T o o t s e e L a k e . C o i n c i d e n t m a g n e t i c a n d g r a v i t y a n o m a l i e s , r o u g h l y c i r c u l a r i n p l a n v i e w , o c c u r a b o u t t w o k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f M i d w a y ; t h e y p r o b a b l y i n d i c a t e a b u r i e d f e l s i c s t o c k a t d e p t h ( J . H y l a n d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . 75 3 . 5 . 4 . E o c e n e Intrusions Q u a r t z - f e l d s p a r p o r p h y r y s t o c k s a n d d y k e s o f E o c e n e a g e ( S i n c l a i r , 1 9 8 7 ) o u t c r o p n e a r t h e YP ( B u t l e r M o u n t a i n ) s i l v e r -l e a d - z i n c - g o l d p r o p e r t y , a b o u t 5 . 5 k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e B r i t i s h C o l u m b i a - Y u k o n T e r r i t o r y b o r d e r ( F i g u r e 3 - 2 ) . C o e v a l i n t r u s i o n s o c c u r i n t h e C a s s i a r a r e a ( M o u n t H a s k i n a n d M o u n t R e e d ; C h r i s t o p h e r e t al., 1 9 7 2 ) . T u n g s t e n - m o l y b d e n u m a n d s i l v e r - l e a d - z i n c s h o w i n g s a r e a s s o c i a t e d w i t h t h e s e i n t r u s i o n s . C o r r e l a t i v e s t o c k s h a v e n o t b e e n f o u n d i n t h e map a r e a . M a f i c d y k e s o c c u r r i n g w i t h i n t h e C a s s i a r b a t h o l i t h h a v e n o t b e e n d a t e d , b u t a r e p o s t m i d - C r e t a c e o u s , a n d c o u l d b e E o c e n e . I t i s n o t c l e a r w h e t h e r d y k e s w a r m s o n T r i c o r n M o u n t a i n a n d e l s e w h e r e b e l o n g t o t h e same s e t , o r w h e t h e r s ome o f t h e m b e l o n g t o a n e a r l i e r i n t r u s i v e e p i s o d e . 3 . 6 . P o t a s s i u m - A r g o n D a t i n g P u b l i s h e d a n d u n p u b l i s h e d p o t a s s i u m - a r g o n d a t e s f r o m t h e map a r e a a r e c o m p i l e d i n T a b l e 3 - 2 . T h e s e r e c o r d t w o s e p a r a t e i n t r u s i v e a n d a l t e r a t i o n e v e n t s , o f m i d - C r e t a c e o u s ( 9 7 - 1 0 6 Ma) a n d L a t e C r e t a c e o u s ( 6 5 - 7 5 Ma ) a g e s . 76 T a b l e 3 - 2 : P o t a s s i u m - a r g o n B r i t i s h C o l u m b i a . d a t i n g , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l S a m p l e N u m b e r L o c a t i o n L a t i t u d e L o n g i t u d e M a t e r i a l D a t e (Ma) J N 3 0 - 1 1 1 Gum M o u n t a i n 5 9 o 5 3 . 5 ' N 1 3 0 o 1 7 ' W S e r i c i t e a l t e r e d QFP d y k e 6 7 . 1 + 2 . 3 J B 2 3 - 0 2 1 B r i n c o H i l l 5 9 o 5 4 . 5 ' N 1 3 0 o 1 9 ' W S e r i c i t e a l t e r e d c l a s t i c s e d i m e n t s 6 5 . 4 + 2 . 3 K G 2 8 - 0 7 1 L u c k y s h o w i n g 5 9 o 5 9 . 5 ' N 130Q 2 8 ' W M u s c o v i t e e n v e l o p e a r o u n d Q t - G n v e i n 105 + 4 J B 2 6 - 1 2 1 Amy s h o w i n g 5 9 o 5 5 . 5 ' N 1 3 0 o 2 9 ' W E q u i g r a n u l a r t o u r m , b e a r i n g m u s c o v i t e g r a n i t e 9 7 . 3 +• 3 . 4 S Y A 8 5 - 9 1 2 M i d w a y ; DDH B 8 2 - 1 ( 2 8 4 . 2 m ) 5 9 o 5 4 . 5 ' N 130O 2 0 ' W S e r i c i t e a l t e r e d c l a s t i c s e d i m e n t s 7 4 . 7 + 2 DY 3 0 7 7 3 S t o c k a t b e n d i n T o o t s e e R . 5 9 o 5 5 . 8 ' N 1 3 0 o 2 6 ' W B i o t i t e q u a r t z m o n z o n i t e 106 + 4 DY 3 0 9 0 3 S i l v e r k n i f e s h o w i n g , DDH 8 5 - 5 ( 4 5 . 4 m) 5 9 o 5 6 . 3 ' N 130O 2 1 ' W B i o t i t e h o r n f e l s 9 8 . 9 + 3 . 5 1 . B r a d f o r d a n d G o d w i n ( 1 9 8 8 ) . 2 . W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 . A n a l y s i s b y G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , G e o c h r o n o l o g y S e c t i o n , O t t a w a . 3 . K . D a w s o n , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 . A n a l y s i s b y T h e U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a G e o c h r o n o l o g y L a b o r a t o r y . 77 T h e m i d - C r e t a c e o u s e p i s o d e i s a s s o c i a t e d w i t h t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . T h e u n a l t e r e d b i o t i t e q u a r t z m o n z o n i t e o u t l i e r o f t h e m a i n b a t h o l i t h a t a p r o m i n e n t b e n d i n t h e T o o t s e e R i v e r ( F i g u r e 3 - 2 ) h a s a n a g e o f 106 Ma ( T a b l e 3 - 2 : s a m p l e DY 3 0 7 7 ) . M u s c o v i t e v e i n e n v e l o p e s a t t h e L u c k y A g - P b - Z n v e i n s h o w i n g w e r e d a t e d a t 1 05 Ma ( s a m p l e K G 2 8 - 0 7 ) . K e c h i k a G r o u p b i o t i t e h o r n f e l s f r o m a d i a m o n d d r i l l i n t e r s e c t i o n a t t h e S i l v e r k n i f e p r o p e r t y wa s d a t e d a t 9 8 . 9 Ma ( s a m p l e DY 3 0 9 0 ) , a n d t h e r e f o r e a p p e a r s t o i n d i c a t e t h e p r e s e n c e o f a n u n e x p o s e d o u t l i e r o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h s o u t h o f t h a t s h o w i n g . T h i s i s c o n s i s t e n t w i t h o b s e r v a t i o n o f t r e m o l i t e i n c a r b o n a t e s u p t o t w o k i l o m e t r e s f r o m C a s s i a r b a t h o l i t h e x p o s u r e s , i n d i c a t i n g t h a t t h e b a t h o l i t h u n d e r l i e s m u c h o f t h e w e s t e r n h a l f o f t h e map a r e a . I t i s u n c l e a r w h e t h e r t h i s h o r n f e l s i n g i s g e n e t i c a l l y r e l a t e d t o m i n e r a l i z a t i o n a t t h e S i l v e r k n i f e s h o w i n g . A t o u r m a l i n e b e a r i n g e q u i g r a n u l a r m u s c o v i t e g r a n i t e a t t h e Amy p r o p e r t y was d a t e d a t 9 7 . 3 Ma ( s a m p l e J B 2 6 - 1 2 ) . T h i s b o d y m i g h t t h e r e f o r e b e a l a t e v o l a t i l e e n r i c h e d p h a s e o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h , a n d i t s p r o x i m i t y t o m i n e r a l i z a t i o n s u g g e s t s t h a t i t i s g e n e t i c a l l y r e l a t e d t o t h e d e p o s i t . L a t e C r e t a c e o u s a g e s w e r e o b t a i n e d f r o m a l t e r e d s e d i m e n t s ( T a b l e 3 - 2 : s a m p l e s J B 2 3 - 0 2 a n d S Y A 8 5 - 9 1 ) a n d a d y k e ( s a m p l e J N 3 0 - 1 1 ) s o u t h e a s t o f t h e M i d w a y d e p o s i t . T h e s e s a m p l e s w e r e 78 o b t a i n e d f r o m a l a r g e a l t e r a t i o n z o n e e x t e n d i n g a l m o s t f i v e k i l o m e t r e s s o u t h e a s t e r l y f r o m S i l v e r t i p H i l l ( P l a t e 1 ) . T h i s a l t e r a t i o n i s b e l i e v e d t o h a v e b e e n c a u s e d b y t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m w h i c h d e p o s i t e d m a s s i v e s u l p h i d e s i n McDame G r o u p l i m e s t o n e s a t M i d w a y . T h e h y d r o t h e r m a l c e l l wa s p r o b a b l y d r i v e n b y a n u n e x p o s e d s t o c k u n d e r l y i n g B r i n c o H i l l , a b o u t t w o k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f M i d w a y ( C h a p t e r 4 ) . C o e v a l s t o c k s o c c u r i n t h e C a s s i a r a r e a (map s h e e t 1 0 4 P / 4 , 5 : P a n t e l e y e v , 1 9 8 5 ) , a n d n e a r t h e s o u t h e a s t e r n c o r n e r o f 1 0 5 B / 1 ( H o t c l a i m s t u n g s t e n p r o s p e c t ; W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . 3 . 7 . S t r u c t u r a l G e o l o g y 3 . 7 . 1 . Structural D i v i s i o n s T h e map a r e a i s s u b d i v i d e d i n t o t h r e e s t r u c t u r a l b l o c k s : ( 1 ) m a i n b l o c k , e a s t o f t h e T o o t s e e R i v e r , ( 2 ) n o r t h w e s t b l o c k , n o r t h w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r , a n d ( 3 ) s o u t h w e s t b l o c k , w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r i n t h e s o u t h w e s t c o r n e r o f t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 2 ) . E a c h b l o c k i s s e p a r a t e d b y a b r u p t d i s c o n t i n u i t i e s i n t e r p r e t e d a s h i g h a n g l e e x t e n s i o n a l f a u l t s . T h e s e f a u l t s f o r m p a r t o f a b r o a d z o n e o f a n a s t o m o s i n g f a u l t s c a l l e d t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . T h e t h r e e b l o c k s a r e r o t a t e d w i t h r e s p e c t t o o n e a n o t h e r b y f a u l t i n g a n d i n t r u s i o n o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . 79 D e f o r m a t i o n i n t h e m a i n b l o c k i s c h a r a c t e r i z e d b y b r o a d n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g m a j o r f o l d s w i t h a n a m p l i t u d e o f 1 -2 k i l o m e t r e s , r a r e o p e n n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g m i n o r f o l d s ( F i g u r e 3 - 1 7 C ) , a n d a p r o m i n e n t n o r t h w e s t t r e n d i n g c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n ( F i g u r e 3 - 1 7 B ) . M a j o r f o l d s a r e s u b t l e w a r p s i n r e l a t i v e l y f l a t l y i n g s t r a t a . C r e n u l a t i o n s a r e b e s t d e v e l o p e d i n f i n e c l a s t i c s e d i m e n t s . Two n o r t h w e s t t r e n d i n g c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n s d i v e r g i n g a t a l o w a n g l e a r e c ommon , p o s s i b l y d u e t o p r o g r e s s i v e o r e p i s o d i c r o t a t i o n o f t h e r e g i o n a l s t r e s s f i e l d . A s t r e t c h i n g l i n e a t i o n p a r a l l e l t o t h e c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n o c c u r s i n E a r n G r o u p p e b b l e c o n g l o m e r a t e s , w h i c h e x h i b i t h i g h l y s t r a i n e d e l o n g a t e c y l i n d r i c a l p e b b l e s h a p e s . P e n c i l c l e a v a g e l o c a l l y d e f i n e s a n o r t h w e s t t r e n d i n g l i n e a t i o n i n f i n e e l a s t i c s ( F i g u r e 3 - 1 9 ) . A p e n e t r a t i v e a x i a l p l a n e c l e a v a g e i s r a r e l y o b s e r v e d . A n i r r e g u l a r s p a c e d c l e a v a g e d i p p i n g m o d e r a t e l y t o t h e n o r t h e a s t o r s o u t h w e s t o c c u r s l o c a l l y ( F i g u r e 3 - 1 7 D ) . A - C j o i n t s p e r p e n d i c u l a r t o t h e n o r t h w e s t e r l y l i n e a r t r e n d s a r e common i n c o m p e t a n t u n i t s ( F i g u r e 3 - 1 7 E ) . T h e n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s t r u c t u r e s a r e l o c a l l y d e f o r m e d b y l a t e r e a s t t r e n d i n g m i n o r k i n k a n d c h e v r o n f o l d s ( F i g u r e s 3 - 1 7 C , 3 - 2 1 ) . T he n o r t h w e s t b l o c k ( F i g u r e 3 - 2 ) i s a n e a s t t o s o u t h d i p p i n g p a n e l w h i c h s t e e p e n s t o w a r d t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . S t r i k e o f b e d d i n g p r o g r e s s i v e l y r o t a t e s f r o m a n o r t h e r l y 80 F i g u r e 3 - 1 7 : E q u a l a r e a s t e r e o n e t p l o t s o f s t r u c t u r a l d a t a , m a i n s t r u c t u r a l b l o c k . ( A ) : p o l e s t o b e d d i n g ( 4 3 5 d a t a p o i n t s ) ; ( B ) : l i n e a t i o n s ( 1 6 7 p o i n t s ) ; ( C ) : m i n o r f o l d a x e s , F1 a n d F 2 ( 3 0 p o i n t s ) ; (D) p o l e s t o c l e a v a g e ( 5 4 p o i n t s ) ; ( E ) p o l e s t o j o i n t s a n d v e i n s ( 1 3 7 p o i n t s ) . C o n t o u r s a r e i n % p e r 1% a r e a . 81 Figure 3-18: Equal area stereonet plots of structural data, northwest structural block. (A) poles to f o l i a t i o n (59 points), (B) lineations and minor fold axes (11 points). Contours are in % per 1% area. Figure 3-19: Equal area stereonet plots of structural data, southwest structural block. (A) poles to f o l i a t i o n (55 points), (B) lineations and minor fold axes (23 points). Contours are in % per 1% area. 82 o r i e n t a t i o n o n t h e n o r t h e r n m o s t r i d g e , t o a n e a s t e r l y o r i e n t a t i o n o n t h e r i d g e a t t h e w e s t e r n e d g e o f t h e map a r e a , n o r t h o f t h e Amy d e p o s i t ( F i g u r e 3 - 1 8 A ; P l a t e 1 ) . T h i s c h a n g e i n o r i e n t a t i o n i s p a r a l l e l e d b y t h e c u r v a t u r e o f t h e i n t r u s i v e c o n t a c t o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . S t e e p e n i n g o f d i p s a n d t h e c h a n g e i n b e d d i n g o r i e n t a t i o n s w e r e c a u s e d b y i n t r u s i o n o f t h e b a t h o l i t h , w h i c h r o t a t e d t h e l i n e a t i o n s i n t o s t e e p e r , s o u t h e r l y p l u n g e s ( F i g u r e 3 - 1 8 B ) . T he s o u t h w e s t b l o c k ( F i g u r e 3 - 2 ) i s a s o u t h w e s t e r l y d i p p i n g p a n e l w h i c h i s u p l i f t e d r e l a t i v e t o t h e r e s t o f t h e map a r e a , p r o b a b l y d u e t o i n t r u s i o n o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h . A s a r e s u l t , o n l y u n i t s b e l o w t h e R o a d R i v e r d e c o l l e m e n t a r e e x p o s e d . D i p s i n t h i s b l o c k a r e g e n e r a l l y s t e e p e r t h a n i n t h e r e s t o f t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 1 9 A ) . U n i t s b e l o w t h e R o a d R i v e r d e c o l l e m e n t h a v e u n d e r g o n e i n t e n s e d u c t i l e d e f o r m a t i o n a n d a r e i s o c l i n a l l y f o l d e d . C r e n u l a t i o n l i n e a t i o n s d e f o r m i n g t h e s o u t h w e s t e r l y d i p p i n g f o l i a t i o n h a v e b e e n r o t a t e d i n t o s t e e p e r , m o r e s o u t h e r l y p l u n g i n g o r i e n t a t i o n s b y i n t r u s i o n a n d f a u l t i n g ( F i g u r e 3 - 1 9 B ) . 3 . 7 . 2 . J u r a s s i c D e f o r m a t i o n S t r u c t u r a l d a t a i n t h e map a r e a s u p p o r t t w o m a j o r e p i s o d e s o f d e f o r m a t i o n . T h e p r o m i n e n t n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s t r u c t u r a l f a b r i c o v e r m o s t o f t h e map a r e a wa s g e n e r a t e d b y n o r t h e a s t e r l y Figure 3 - 2 1 : Photograph of east trending l a t e chevron f o l d s Earn Group s l a t e , south side of S i l v e r t i p H i l l . 84 c o m p r e s s i o n w h i c h o c c u r r e d p r i m a r i l y d u r i n g t h e J u r a s s i c . T h i s was f o l l o w e d b y h i g h a n g l e f a u l t i n g d u r i n g t h e m i d - C r e t a c e o u s t o T e r t i a r y ( s e c t i o n 3 . 7 . 3 ) . E v i d e n c e f o r t h e J u r a s s i c c o m p r e s s i o n a l e p i s o d e i n c l u d e s b o t h f o l d i n g a n d t h r u s t f a u l t i n g . M a j o r f o l d s a r e g e n e r a l l y n o r t h w e s t t r e n d i n g , c o n s i s t e n t w i t h n o r t h e a s t e r l y t e c t o n i c t r a n s p o r t . M a j o r f o l d s a r e s u b t l e f e a t u r e s , a s a l m o s t a l l s h o r t e n i n g was t a k e n up a l o n g d e c o l l e m e n t s a t t h e b a s e o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n a n d w i t h i n t h e R o a d R i v e r G r o u p . M a j o r f o l d a x e s t r e n d a c r o s s t h e b a s e o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , i n d i c a t i n g t h a t t h i s f o l d i n g was a l a t e f e a t u r e , p o s t - d a t i n g e m p l a c e m e n t o f t h e a l l o c h t h o n . I n t e n s e s t r a i n o c c u r r e d i n u n i t s b e n e a t h t h e d e c o l l e m e n t s , a s s h o w n b y s t r e t c h e d p e b b l e s a n d a w e l l d e v e l o p e d b e d d i n g p a r a l l e l f o l i a t i o n i n t h e E a r n G r o u p , a n d b y i s o c l i n a l f o l d s i n t h e K e c h i k a a n d A t a n G r o u p s . A m a j o r s e r i e s o f t h r u s t s i n t h e m i o g e o c l i n a l p a c k a g e o c c u r s 3 - 4 k i l o m e t r e s s o u t h o f t h e map a r e a o n W e i r a m i , D o n e g a l a n d T a b l e M o u n t a i n s ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 b ) . T h e s e n o r t h e a s t e r l y v e r g i n g t h r u s t s c u t u p s e c t i o n f r o m R o a d R i v e r t o McDame G r o u p s , b r i n g i n g R o a d R i v e r t o McDame G r o u p o v e r E a r n G r o u p . O t h e r t h r u s t s i n t h e S o u t h w e s t b l o c k o f t h e map a r e a p u t B o y a F o r m a t i o n o n K e c h i k a G r o u p , a n d R o s e l l a F o r m a t i o n o n K e c h i k a G r o u p ( P l a t e 1 ) . T h e s e a l s o v e r g e n o r t h e a s t e r l y . A 85 t h r u s t w e s t o f t h e T o o t s e e R i v e r i n t h e N o r t h w e s t b l o c k p u t s McDame G r o u p o n E a r n G r o u p i n t h e v i c i n i t y o f t h e B e r g s h o w i n g ( F i g u r e 3 - 2 ) . T h i s j u x t a p o s i t i o n o f u n i t s i s n o t w e l l c o n s t r a i n e d b y e x p o s u r e s , a n d i t s i n t e r p r e t a t i o n a s a t h r u s t i s t e n t a t i v e . C r y p t i c t h r u s t s o c c u r i n t h e M i d w a y a r e a , b r i n g i n g E a r n G r o u p u n i t 6B o v e r u n i t 6 C , a n d i n t e r c a l a t i n g McDame G r o u p a n d E a r n G r o u p s t r a t a ( b a s e d o n d i a m o n d d r i l l h o l e d a t a ) . V e r g e n c e o f t h e s e t h r u s t s i s u n k n o w n . O t h e r t h r u s t s p r o b a b l y o c c u r w i t h i n t h e E a r n G r o u p a n d S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , b u t a r e u n r e c o g n i z e d d u e t o l a c k o f p r o m i n e n t m a r k e r s a n d f a u n a l c o n t r o l . T h e b a s a l d e c o l l e m e n t u n d e r l y i n g t h e S y l v e s t e r , a c c o r d i n g t o H a r m s ( 1 9 8 5 b , 1 9 8 6 ) , i s t h e r o o f t h r u s t t o a d u p l e x s t r u c t u r e w i t h i n t h e m i o g e o c l i n e w h o s e s o l e f a u l t i s t h e R o a d R i v e r d e c o l l e m e n t . E m p l a c e m e n t o f t h e a l l o c h t h o n was a c h i e v e d p a r t l y b y t r a n s p o r t a l o n g t h e b a s a l d e c o l l e m e n t , i n v o l v i n g a s e r i e s o f i m b r i c a t i o n s o f m i o g e o c l i n a l s t r a t a b e n e a t h t h i s h o r i z o n . S h o r t e n i n g i n s u b - S y l v e s t e r s t r a t a a b o v e t h e R o a d R i v e r d e c o l l e m e n t d o e s n o t n e e d t o b a l a n c e t h e a m o u n t o f t r a n s p o r t a l o n g t h e b a s a l S y l v e s t e r t h r u s t . A d d i t i o n a l s h o r t e n i n g o c c u r r e d i n s u b - R o a d R i v e r s t r a t a , a s e v i d e n c e d b y i s o c l i n a l f o l d i n g a n d t h r u s t i m b r i c a t i o n o f A t a n a n d K e c h i k a G r o u p s i n t h e s o u t h w e s t b l o c k . 86 T i m i n g o f c o m p r e s s i o n a l d e f o r m a t i o n i s l o o s e l y c o n s t r a i n e d b e t w e e n t h e a g e o f t h e y o u n g e s t u n i t s i n t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( T r i a s s i c ) a n d t h e 100 Ma a g e o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h , w h i c h c u t s t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n i n t h e McDame map a r e a ( 1 0 4 P ; c f . N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ) . T e l e s c o p i n g o f t h e c o n t i n e n t a l m a r g i n s o c c u r r e d a s o u t b o a r d a r c t e r r a n e s ( S t i k i n i a a n d Q u e s n e l l i a ) c o n v e r g e d a n d a c c r e t e d d u r i n g t h a t t i m e . I n t e r v e n i n g o c e a n i c a n d m a r g i n a l b a s i n m a t e r i a l w a s i n t e r n a l l y i m b r i c a t e d a n d i n p a r t o b d u c t e d o n t o t h e N o r t h A m e r i c a n m a r g i n a s a r e s u l t . I n t e r n a l i m b r i c a t i o n o f t h e S y l v e s t e r o c c u r r e d i n p a r t p r i o r t o i t s e m p l a c e m e n t o n t o t h e c o n t i n e n t a l s h e l f , a s d o c u m e n t e d f o r t h e C r y L a k e map a r e a b y H a r m s ( 1 9 8 5 a ) . U n d o u b t e d l y , c o m p r e s s i o n w a s c o m p l e x a n d e p i s o d i c , a s i s i n d i c a t e d f o r e x a m p l e b y d i v e r g i n g s e t s o f c r e n u l a t i o n s ( s e c t i o n 3 . 7 . 1 ) t h a t s u g g e s t a r o t a t i o n o f t h e r e g i o n a l s t r e s s f i e l d . 3 . 7 . 3 . C r e t a c e o u s - T e r t i a r y D e f o r m a t i o n D e f o r m a t i o n p o s t - d a t i n g e m p l a c e m e n t o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n i s m a n i f e s t e d p r i m a r i l y i n h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t s t h a t c u t b o t h a u t o c h t h o n o u s a n d a l l o c h t h o n o u s s t r a t a . T h e m a i n f a u l t t r e n d i s n o r t h - s o u t h , c o m p a t i b l e w i t h s u b h o r i z o n t a l e a s t e r l y t r e n d i n g e x t e n s i o n . E a s t e r l y t r e n d i n g m i n o r c h e v r o n f o l d s a n d k i n k b a n d s w i t h a s s o c i a t e d e a s t t r e n d i n g e n e c h e l o n q u a r t z v e i n s o v e r p r i n t n o r t h w e s t e r l y l i n e a r s t r u c t u r e s a n d a r e 87 c o n s i s t e n t w i t h a n o r t h t r e n d i n g p r i n c i p l e c o m p r e s s i v e s t r e s s . T h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e , a c o m p l e x , n o r t h e r l y t r e n d i n g f a u l t s y s t e m , d i v i d e s t h e map a r e a . B o t h n o r t h t o n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g ( F i g u r e 3 - 2 2 ) a n d e a s t t r e n d i n g ( F i g u r e 3 - 2 3 ) f a u l t s o c c u r w i t h i n t h i s z o n e . J u s t s o u t h o f t h e Y u k o n T e r r i t o r y -B r i t i s h C o l u m b i a b o r d e r ( F i g u r e 3 - 2 ) t h i s f a u l t j u x t a p o s e s McDame G r o u p c a r b o n a t e s a n d S y l v e s t e r c h e r t s a n d a r g i l l i t e s , i n d i c a t i n g a m i n i m u m s t r a t i g r a p h i c t h r o w o f 600 m e t r e s , e a s t s i d e d o w n . J u s t n o r t h o f t h e M i d w a y d e p o s i t ( F i g u r e 3 - 2 ) , R o s e l l a F o r m a t i o n a n d S y l v e s t e r a l l o c h t h o n a r e j u x t a p o s e d a c r o s s a n a r r o w z o n e , i n d i c a t i n g a m i n i m u m t h r o w o n t h e o r d e r o f 1 . 5 k i l o m e t r e s . T h r e e k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e Y u k o n T e r r i t o r y b o r d e r ( F i g u r e 3 - 2 ) . a d o w n d r o p p e d b l o c k o f S y l v e s t e r v o l c a n i c s i s j u x t a p o s e d a g a i n s t R o s e l l a F o r m a t i o n , e a s t s i d e d o w n a g a i n ( L o w e y a n d L o w e y , 1 9 8 6 ) . A n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g f a u l t e a s t o f S e n t i n e l M o u n t a i n j u x t a p o s e s t h e u p p e r S y l v e s t e r v o l c a n i c -c h e r t p a c k a g e a n d S y l v e s t e r s e d i m e n t s , i n d i c a t i n g a p o s s i b l e 3 0 0 m e t r e d i s p l a c e m e n t , n o r t h w e s t s i d e d o w n . T h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e i s d o m i n a t e d b y n o r m a l d i s p l a c e m e n t w i t h d o w n d r o p p e d b l o c k s o n t h e e a s t s i d e . A s a r e s u l t , h i g h e r s t r a t i g r a p h i c l e v e l s , i n c l u d i n g t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n , a r e e x p o s e d i n t h e e a s t h a l f o f t h e map a r e a ( F i g u r e 3 - 2 ) . T h i s s t r u c t u r a l e x p o s u r e o f t h e S y l v e s t e r was t h o u g h t b y 88 F i g u r e 3 - 2 2 : P h o t o g r a p h o f a n o r t h t r e n d i n g h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t b e t w e e n W h i t e h o r n M o u n t a i n a n d T o u r R i d g e , d o w n d r o p p e d o n t h e e a s t s i d e . S A : S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ; E G : E a r n G r o u p . F i g u r e 3 - 2 3 : P h o t o g r a p h o f a n e a s t t r e n d i n g h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t o n T r i c o r n M o u n t a i n , d o w n d r o p p e d o n t h e s o u t h s i d e . MG: McDame G r o u p ; E G : E a r n G r o u p . 89 G a b r i e l s e ( 1 9 6 3 ) t o r e p r e s e n t a n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s y n c l i n o r i u m (McDame S y n c l i n o r i u m ) . T he s o u t h w e s t " l i m b " o f t h e McDame S y n c l i n o r i u m i n t h e map a r e a t h e r e f o r e m i g h t m o r e a c c u r a t e l y b e r e p r e s e n t e d a s a s e r i e s o f d o w n d r o p p e d f a u l t b l o c k s . T he T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e a p p a r e n t l y s p l i t s i n t o a n u m b e r o f a n a s t o m o s i n g f a u l t s n o r t h o f t h e M i d w a y d e p o s i t ( P l a t e 1, c r o s s s e c t i o n s A - A 1 a n d B - B 1 ) . S o u t h o f t h e d e p o s i t t h e z o n e d i e s o u t i n a b r o a d z o n e o f f a u l t s w i t h d i s p l a c e m e n t s g e n e r a l l y 50 m e t r e s o r l e s s . T o t h e n o r t h , i n W o l f L a k e map a r e a ( 1 0 5 B / 1 ) t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e j o i n s a n o r t h w e s t t r e n d i n g f a u l t s t r a n d t h a t c o u l d b e a n e x t e n s i o n o f t h e K e c h i k a F a u l t s y s t e m ( L o w e y a n d L o w e y , 1 9 8 6 ) . T h i s a p p e a r s t o d i e o u t n e a r t h e n o r t h w e s t e r n c o r n e r o f t h e W o l f L a k e s h e e t , a t w h i c h p o i n t d e x t r a l d i s p l a c e m e n t i s a p p a r e n t l y t r a n s f e r r e d t o t h e w e s t t o t h e C a s s i a r F a u l t , w h i c h f o l l o w s t h e w e s t e r n e d g e o f t h e C a s s i a r b a t h o l i t h ( F i g u r e 3 - 1 ) . M i n o r s t r u c t u r e s i n d i c a t i v e o f e x t e n s i o n a l d e f o r m a t i o n a r e c ommon , e s p e c i a l l y i n E a r n G r o u p a n d S y l v e s t e r s e d i m e n t s . E a s t e r l y t r e n d i n g k i n k a n d c h e v r o n f o l d s c r o s s c u t a n d d e f o r m p r e - e x i s t i n g c r e n u l a t i o n s ( F i g u r e 3 - 2 1 ) . T h e k i n k s o c c u r c o m m o n l y w i t h e n e c h e l o n q u a r t z v e i n a r r a y s . U n d e f o r m e d e a s t e r l y t r e n d i n g q u a r t z v e i n s a l s o c r o s s c u t p r e - e x i s t i n g 90 n o r t h w e s t t r e n d i n g c r e n u l a t i o n s a t a h i g h a n g l e . T h e s e c o u l d b e r e l a t e d t o o l d e r A - C j o i n t s d e v e l o p e d d u r i n g J u r a s s i c c o m p r e s s i o n . The n o r t h t r e n d i n g n o r m a l f a u l t s o f t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e n o r t h e r l y t r e n d i n g c o m p r e s s i v e s t r e s s w h i c h p r o d u c e d w i d e s p r e a d d e x t r a l m o v e m e n t o n n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g t r a n s c u r r e n t f a u l t s d u r i n g t h e L a t e C r e t a c e o u s a n d T e r t i a r y ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) . A c c o r d i n g t o A b b o t t ( 1 9 8 4 ) t h e r e g i o n a l s t r e s s f i e l d r e q u i r e d t o g e n e r a t e n o r t h w e s t t r e n d i n g d e x t r a l t r a n s c u r r e n t f a u l t s s u c h a s t h e K e c h i k a F a u l t a n d N o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n T r e n c h z o n e i s c o n s i s t e n t w i t h d e v e l o p m e n t o f n o r t h - n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s y n t h e t i c s h e a r s , e a s t t o n o r t h e a s t t r e n d i n g a n t i t h e t i c s h e a r s , a n d n o r t h t r e n d i n g e x t e n s i o n a l f a u l t s ( F i g u r e 3 - 2 4 ) . I n t h i s m o d e l , t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e a n d r e l a t e d f a u l t s a r e s e c o n d a r y f a u l t s c a u s e d b y a l a r g e s c a l e s h e a r c o u p l e a s s o c i a t e d w i t h C r e t a c o u s -T e r t i a r y t r a n s c u r r e n t f a u l t i n g , w h i c h i n t u r n i s r e l a t e d t o o b l i q u e c o m p r e s s i o n b e t w e e n N o r t h A m e r i c a a n d a c c r e t e d t e r r a n e s . T he l o c a l i z e d d i s t r i c t s c a l e e x t e n s i o n e v i d e n t i n t h e h i g h a n g l e n o r m a l f a u l t s o f t h e map a r e a c o u l d h a v e o v e r p r i n t e d a n d i n p a r t r e m o b i l i z e d e a r l i e r e x t e n s i o n a l s t r u c t u r e s . D e v o n o -M i s s i s s i p i a n e x t e n s i o n i s w e l l d o c u m e n t e d t h r o u g h o u t t h e C o r d i l l e r a . E v i d e n c e i n c l u d e s a p e a k o f a l k a l i n e v o l c a n i c a n d 91 F i g u r e 3 - 2 4 : Map o f n o r t h e a s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a a n d s o u t h e a s t e r n Y u k o n T e r r i t o r y s h o w i n g t h e d i s t r i b u t i o n o f m a j o r t r a n s c u r r e n t f a u l t s a n d p o s s i b l e r e l a t i o n s h i p s t o l o c a l f a u l t s y s t e m s ( a f t e r A b b o t t , 1 9 8 4 ) . R1 a n d P : n o r t h w e s t t r e n d i n g s y n t h e t i c s h e a r s ; R 2 : e a s t e r l y t o n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g a n t i t h e t i c s h e a r s ; E F : n o r t h t r e n d i n g e x t e n s i o n a l f a u l t s ; T R F Z : T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e ; NRMT : N o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n T r e n c h . T r i a n g l e s a r e L a t e C r e t a c e o u s t o E o c e n e i n t r u s i o n s . 92 i n t r u s i v e a c t i v i t y i n t h e E a r l y M i s s i s s i p i a n ( P e l l , 1 9 8 7 ) , a n d t h e t r a n s i t i o n f r o m a c a r b o n a t e s h e l f i n t h e M i d d l e D e v o n i a n t o b a s i n a l o r - o f f - s h e l f e l a s t i c s i n t h e L a t e D e v o n i a n . T h i s t r a n s i t i o n i s e v i d e n t i n t h e map a r e a , a n d i s i n d i c a t i v e o f w i d e s p r e a d , r a p i d s u b s i d e n c e a l o n g t h e c o n t i n e n t a l m a r g i n ( G o r d e y e t a l . , 1 9 8 6 ) . I t wa s s u c c e e d e d i n t h e E a r l y M i s s i s s i p i a n b y s i g n i f i c a n t , d i s t r i c t s c a l e d e p o s i t i o n o f e x h a l i t e s , w h i c h t e s t i f y t o c o n t i n u e d e x t e n s i o n a n d h i g h g e o t h e r m a l g r a d i e n t s . M o d e l s f o r e x h a l i t e d e p o s i t i o n e m p h a s i z e t h e i m p o r t a n t r o l e p l a y e d b y s e c o n d a n d t h i r d o r d e r f a u l t s ( e . g . C a r n e a n d C a t h r o , 1 9 8 2 ) , a n d a s s o c i a t e d r a p i d v e r t i c a l a n d l a t e r a l f a c i e s t r a n s i t i o n s . S u c h t r a n s i t i o n s a r e e v i d e n t i n t h e M i d w a y a r e a i n t h e a b r u p t c h a n g e s f r o m f i n e t o c o a r s e c l a s t i c i n t e r v a l s , a n d t h e i r d r a m a t i c l a t e r a l t h i c k n e s s v a r i a t i o n s (c_f . C h a p t e r 4 , F i g u r e 4 - 3 ) . T h e w i d e s p r e a d n a t u r e o f e x h a l i t e d e p o s i t i o n a n d t h e s i g n i f i c a n t t i m e p e r i o d b e t w e e n L a t e D e v o n i a n ( E a r l y F a m m e n i a n ) s u b s i d e n c e ( s e c t i o n 3 . 3 ) a n d T o u r n a s i a n e x h a l i t e d e p o s i t i o n ( s e c t i o n 3 . 3 ) s i g n i f y a n i n t e n s e a n d p e r s i s t e n t e x t e n s i o n a l e v e n t i n t h e M i d w a y a r e a . T h i s e v e n t p r o b a b l y l e f t a l e g a c y o f z o n e s o f s t r u c t u r a l w e a k n e s s t h a t w e r e e x p l o i t e d b y e x t e n s i o n a l f a u l t s g e n e r a t e d d u r i n g C r e t a c e o u s - T e r t i a r y w r e n c h f a u l t i n g . 93 4 . D e p o s i t G e o l o g y , A l t e r a t i o n , M i n e r a l i z a t i o n , F l u i d I n c l u s i o n s a n d S t a b l e I s o t o p e s 4 . 1 . I n t r o d u c t i o n T h e M i d w a y d e p o s i t c o n s i s t s o f i r r e g u l a r , p i p e l i k e , o p e n s p a c e f i l l i n g a n d r e p l a c e m e n t m a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s i n M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p c a r b o n a t e s b e n e a t h a m a j o r u n c o n f o r m i t y . R e s e r v e s c u r r e n t l y s t a n d a t 1 . 1 8 5 m i l l i o n t o n n e s g r a d i n g 4 1 0 g r a m s / t o n n e s i l v e r , 9 .6% z i n c , a n d 7.0% l e a d ( L e f e b u r e , 1 9 8 7 ) . T h e d e p o s i t l i e s n e a r t h e s o u t h e r n t e r m i n a t i o n o f t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e , a b r o a d , n o r t h e r l y t r e n d i n g e x t e n s i o n a l f a u l t s y s t e m ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . T h i s z o n e i n t e r s e c t s a 5 k i l o m e t r e l o n g , n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g b e l t o f h y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n j u s t s o u t h o f t h e d e p o s i t . I n t e n s e s e r i c i t i c a l t e r a t i o n a n d q u a r t z v e i n i n g i n D e v o n o - M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p s e d i m e n t s , a n d c o i n c i d e n t g e o p h y s i c a l a n o m a l i e s i n d i c a t e t h a t a b u r i e d i n t r u s i v e b o d y u n d e r l i e s B r i n c o H i l l , a b o u t 2 k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f t h e M i d w a y d e p o s i t . D e p o s i t c h e m i s t r y , s u l p h i d e m i n e r a l o g y , i s o t o p i c s i g n a t u r e s , a n d f l u i d i n c l u s i o n d a t a s h o w t h a t M i d w a y i s a n e p i g e n e t i c m a n t o d e p o s i t . P o t a s s i u m - a r g o n d a t e s a n d l e a d i s o t o p e m o d e l a g e s s u p p o r t a L a t e C r e t a c e o u s a g e o f m i n e r a l i z a t i o n . 94 The f o l l o w i n g d i s c u s s i o n o f t h e s t r a t i g r a p h y a n d s t r u c t u r a l g e o l o g y o f t h e M i d w a y d e p o s i t d r a w s o n m a t e r i a l p r e s e n t e d i n C h a p t e r 3 , a n d some r e d u n d a n c y i s u n a v o i d a b l e . T h e d e p o s i t g e o l o g y f o c u s e s o n t h e a r e a o f F i g u r e 4 - 1 , a n d o n t h e i m m e d i a t e a r e a o f t h e M i d w a y d e p o s i t ( F i g u r e 4 - 2 ) . S i n c e o n l y s t r a t a a b o v e t h e R o a d R i v e r d e c o l l e m e n t o c c u r i n F i g u r e 4 - 2 , t h e s e s t r a t a a r e r e n u m b e r e d . U n i t s 1 , 2 , 3 a n d 4 ( F i g u r e 4 - 2 ) c o r r e s p o n d t o u n i t s 4 , 5 , 6 a n d 7 i n s e c t i o n 3 ( T a b l e 3 - 1 , F i g u r e 3 - 2 , P l a t e 1 ) , a n d s u b u n i t s 6 A , 6 B , 6C a n d • 6 D b e c o m e 3 A , 3 B , 3C a n d 3 D . O n l y u n i t s 2 (McDame G r o u p ) a n d 3 ( E a r n G r o u p ) a r e d e s c r i b e d i n d e t a i l i n s e c t i o n 4 . 2 . 1 b e l o w . D e s c r i p t i o n s o f l i t h o l o g i e s a n d m i n e r a l i z a t i o n a r e b a s e d p r i m a r i l y o n e x a m i n a t i o n o f d i a m o n d d r i l l c o r e a t t h e M i d w a y p r o p e r t y . I n t h e f o l l o w i n g d i s c u s s i o n , d i a m o n d d r i l l i n t e r s e c t i o n s - - e . g . MW 204 ( 5 . 2 ) — g i v e t h e d e p o s i t p r e f i x , d r i l l h o l e n u m b e r , a n d m e t r e a g e ( i n b r a c k e t s ) . D r i l l h o l e n u m b e r s up t o 101 w e r e c o l l a r e d a t s u r f a c e ; n u m b e r s f r o m 102 t o 270 w e r e c o l l a r e d u n d e r g r o u n d . A map o f t h e f i r s t 101 s u r f a c e d i a m o n d d r i l l h o l e s i s s h o w n i n F i g u r e 4 - 4 . 4 . 2 . D e p o s i t G e o l o g y 4 . 2 . 1 . S t r a t i g r a p h y 95 F i g u r e 4 -1 : Map o f t h e M i d w a y a r e a s h o w i n g d i s t r i b u t i o n o f m a j o r f a u l t s , a l t e r a t i o n z o n e s , t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , a n d d i a m o n d d r i l l h o l e s a n d l o c a t i o n s r e f e r r e d t o i n t h e t e x t . F i g u r e 4 - 2 : ( A ) G e o l o g y o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , i n c l u d i n g t h e M i d w a y a r e a . .400 Elevation in metre* Normal fault ^ Thruat fault Antlformal trace of McOame-Earn contact Exhalite horizon Surface trace of carbonate-hotted mineralization ~^ • Geological contact Outcrop 12. 4H Bedding (bedding parallel foliation), overturned ±2. Cleavage iZ. Joint \ i o \ Lineation, minor fold axia ^~ - Quartz-sericlte-pyrite alteration ' - ~Z.J Slide, outwash debris * 65 4 K-Ar sample location, age in Ma G E O L O G Y Mlasisslpplan Sylvester Group argillite. chert •evonlan-Mlaslaslpplan Earn Group 3D | conglomerate, sandstone 3 C argillite, slate, siltstone, sandstone, exhalite 3B sandstone, siltstone, conglomerate 3 A black shale Middle Devonian McDame Group 2B limestone 2 A dolomite Lower Devonian 1 Tapioca sandstone F i g u r e 4 - 2 : ( B ) L e g e n d a n d s y m b o l s , g e o l o g y o f S i l v e r t i p M o u n t a i n , i n c l u d i n g t h e M i d w a y a r e a . F i g u r e 4 - 4 : L o c a t i o n map o f s u r f a c e d i a m o n d d r i l l h o l e s . 1 00 S t r a t a e x p o s e d e a s t o f S i l v e r t i p C r e e k i n t h e v i c i n i t y o f M i d w a y r a n g e f r o m S i l u r i a n t o M i s s i s s i p i a n i n a g e ( F i g u r e 4 - 2 ) . M i o g e o c l i n a l c a r b o n a t e s o f S i l u r i a n t o M i d d l e D e v o n i a n a g e a r e u n c o n f o r m a b l y o v e r l a i n b y D e v o n o - M i s s i s s i p i a n ( m i d -F a m m e n i a n t o m i d - T o u r n a s i a n : O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) b a s i n a l s h a l e s a n d t u r b i d i t e s o f t h e E a r n G r o u p . T h e l a t t e r i s s t r u c t u r a l l y o v e r l a i n b y o c e a n i c s e d i m e n t s a n d v o l c a n i c a n d i n t r u s i v e r o c k s o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n . 4 . 2 . 1 . 1 . T a p i o c a s a n d s t o n e S i l u r o - D e v o n i a n d o l o s t o n e s a n d s a n d y d o l o s t o n e s , i n f o r m a l l y t e r m e d " T a p i o c a s a n d s t o n e " , a r e e x p o s e d a t l o w e r e l e v a t i o n s o n t h e w e s t s i d e o f S i l v e r t i p H i l l ( u n i t 1 , F i g u r e 4 - 1 ) . T h e s e a r e w e l l b e d d e d , l o c a l l y c r o s s - b e d d e d , v e r y m a t u r e c a r b o n a t e - s i l i c i c l a s t i c s h e l f s e d i m e n t s . T a p i o c a s a n d s t o n e a t t a i n s a t h i c k n e s s i n e x c e s s o f 4 5 0 m e t r e s e l s e w h e r e i n 1 0 4 0 / 1 6 ( c f . s e c t i o n 3 . 2 . 4 . ) . 4 . 2 . 1 . 2 . McDame G r o u p McDame G r o u p c a r b o n a t e s , o f M i d d l e D e v o n i a n a g e , p a r a c o n f o r m a b l y o v e r l i e T a p i o c a s a n d s t o n e , o u t c r o p p i n g o n S i l v e r t i p H i l l w e s t o f Camp C r e e k F a u l t , o n t h e s o u t h s i d e o f S i l v e r t i p C r e e k i n t h e M i d w a y p o r t a l a r e a , a n d o n t h e n o r t h e n d 1 01 o f T o u r P e a k , s o u t h o f S i l v e r t i p H i l l ( u n i t 2 , F i g u r e 4 - 2 ; c f . s e c t i o n 3 . 2 . 5 ) . N o n - f e t i d d o l o s t o n e s a n d i n t e r b e d d e d d o l o m i t i c q u a r t z a r e n i t e o f t h e u p p e r T a p i o c a s a n d s t o n e g r a d e s u p i n t o a l t e r n a t i n g d a r k a n d p a l e g r e y w e l l l a m i n a t e d , f e t i d d o l o s t o n e s a t t h e b a s e o f t h e McDame G r o u p . T o t a l t h i c k n e s s o f t h e McDame G r o u p i n t h e M i d w a y a r e a i s a b o u t 3 50 m e t r e s . D o l o m i t i c f a c i e s d o m i n a t e t h e l o w e r t h i r d o f t h e s e c t i o n ( F i g u r e 4 - 2 , u n i t 2 A ) , a n d c o n s i s t o f d a r k g r e y , f e t i d c r y p t a l g a l l a m i n i t e s a n d i n t e r b e d d e d m a s s i v e d o l o s t o n e . T h e u p p e r t w o - t h i r d s o f t h e s e c t i o n c o n s i s t s o f f o s s i l i f e r o u s , f e t i d r u d s t o n e s , f l o a t s t o n e s , w a c k e s t o n e s a n d p a c k s t o n e s , w i t h i n t e r b e d d e d m i c r i t i c l i m e s t o n e s . F a u n a l a s s e m b l a g e s , o f l o w d i v e r s i t y , c o n s i s t p r i m a r i l y o f s t r o m a t o p o r o i d s , w i t h l o c a l a c c u m u l a t i o n s o f b r a c h i o p o d s , c o r a l s , c r i n o i d s a n d b i v a l v e s ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . T h e u p p e r McDame c o n t a c t i s a r e g i o n a l u n c o n f o r m i t y m a r k e d b y t o p o g r a p h i c r e l i e f o f 165 m e t r e s ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . E r o s i o n a l i r r e g u l a r i t i e s a l o n g t h e c o n t a c t a r e o b s e r v a b l e f r o m h a n d s p e c i m e n t o map s c a l e . T h e u n c o n f o r m i t y i n d i c a t e s t h a t u p l i f t a n d s u b a e r i a l e x p o s u r e o f t h e McDame G r o u p o c c u r r e d p r i o r t o d e p o s i t i o n o f o v e r l y i n g c l a s t i c s e d i m e n t s o f t h e E a r n G r o u p . D e t a i l e d b i o s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n s s u g g e s t t h a t u p l i f t may h a v e b e e n a c c o m p a n i e d b y l o c a l b l o c k f a u l t i n g ( M u n d y , 1 9 8 4 ) . 1 02 W i d e s p r e a d k a r s t i n g i s m a n i f e s t e d b y s p a r - h e a l e d b r e c c i a s a n d v u g s , a n d b y c o a r s e s p a r - f i l l e d p a l e o c a v e r n s u p t o s e v e r a l m e t r e s a c r o s s . T h e b r e c c i a s c o m m o n l y i n c l u d e s h a l e c l a s t s d e r i v e d f r o m E a r n G r o u p . B r e c c i a t y p e s a r e d e s c r i b e d i n g r e a t e r d e t a i l i n s e c t i o n 4 . 4 . 3 . L o c a l l y , w e l l b e d d e d m u d s t o n e s a n d s i l t s t o n e s o c c u r w i t h i n c o m p a c t e d s h a l e a n d l i m e s t o n e b r e c c i a s i n c a v i t i e s 30 m e t r e s o r m o r e b e l o w t h e t o p o f t h e McDame , i n d i c a t i n g t h a t some c a v i t i e s w e r e o p e n t o t h e o c e a n f l o o r d u r i n g d e p o s i t i o n o f t h e E a r n G r o u p ( e . g . MW 95 ( 3 3 2 - 3 4 1 ) ) . A t o n e l o c a t i o n i n 1 0 4 0 / 1 6 , d o l o m i t i c s i l t s t o n e c o n t a i n i n g c o n o d o n t s o f L a t e D e v o n i a n a g e ( F r a s n i a n t o F a m m e n i a n ) f i l l s h o l l o w s a t t h e u n c o n f o r m i t y . T h i s c o u l d r e p r e s e n t a n e a r l y s h a l l o w w a t e r f a u n a d e p o s i t e d d u r i n g t h e i n i t i a l s t a g e s o f s u b s i d e n c e , p r i o r t o d e p o s i t i o n o f o v e r l y i n g d e e p b a s i n a l s e d i m e n t s ( J . L . N e l s o n , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 ; O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . 4 . 2 . 1 . 3 . E a r n G r o u p D e v o n o - M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p h a s b e e n s u b d i v i d e d i n t o f o u r i n f o r m a l f o r m a t i o n s i n t h e M i d w a y a r e a : u n i t s 3 A , 3 B , 3C a n d 3D ( F i g u r e 4 - 2 ) . ( T h e s e u n i t s c o r r e s p o n d t o u n i t s E 1 A , E 1 B , E 2 A a n d E 2 B o f C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 3 ) . 1 03 The l o w e r m o s t E a r n G r o u p u n i t ( 3A ) c o n s i s t s o f c a r b o n a c e o u s , l o c a l l y c a l c a r e o u s o r s i l i c e o u s , b l a c k s i l t s h a l e s u p t o 40 m e t r e s t h i c k ( F i g u r e 4 - 2 ) . T h i s e u x i n i c b a s i n f a c i e s c o n t a i n s a r i c h c o n o d o n t f a u n a o f m i d - F a m m e n i a n a g e ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . T h i c k n e s s i s v a r i a b l e o v e r s h o r t d i s t a n c e s , w h i l e i n p l a c e s t h e u n i t i s m i s s i n g e n t i r e l y , p e r h a p s d u e t o d e p o s i t i o n a l c o n t r o l b y McDame p a l e o t o p o g r a p h y . P a r t i c u l a r l y t h i c k s e c t i o n s o v e r l y i n g m i n e r a l i z e d z o n e s may r e p r e s e n t f i l l i n g o f k a r s t i c d e p r e s s i o n s p r o d u c e d b y s o l u t i o n c o l l a p s e ( F i g u r e 4 - 3 , s e c t i o n A - A 1 ) . G r a p h i t i c s l i c k e n s i d e s a r e c ommon , i n d i c a t i n g t h a t t h e u n i t s e r v e d a s a d e t a c h m e n t s u r f a c e b e t w e e n t h e McDame G r o u p a n d o v e r l y i n g t h i c k , c o a r s e s i l i c i c l a s t i c s e d i m e n t s . Some t h i c k e n i n g a n d t h i n n i n g , t h e r e f o r e , m i g h t b e s t r u c t u r a l i n n a t u r e . C o n t a c t s b e t w e e n l i m e s t o n e a n d c a l c a r e o u s s h a l e f a c i e s a r e c o m m o n l y m a r k e d b y n u m e r o u s c l o s e l y s p a c e d s t y l o l i t e s . S h a l e s i n p l a c e s c o n s i s t o f d i s r u p t e d a n d r o t a t e d c l a s t s a l o n g t h e c o n t a c t , g i v i n g f u r t h e r e v i d e n c e o f d e t a c h m e n t ( e . g . MW 72 ( 1 6 7 . 5 ) ) . A t h i c k ( u p t o 2 5 0 m e t r e s ) s u c c e s s i o n o f c o a r s e s a n d s t o n e , m u d s t o n e , a n d p e b b l e c o n g l o m e r a t e , u n i t 3B ( F i g u r e 4 - 2 ) , o v e r l i e s t h e b l a c k s h a l e u n i t . F a c i e s c h a n g e s w i t h i n t h i s u n i t a r e r a p i d , a n d c l a s s i c t u r b i d i t e f e a t u r e s s u c h a s n o r m a l a n d r e v e r s e g r a d e d b e d d i n g , l o a d a n d f l a m e s t r u c t u r e s , r i p - u p s , mud d r a p e s , a n d s o l e m a r k s a r e u b i q u i t o u s . T h i c k n e s s c h a n g e s a r e 1 04 a b r u p t ; f o r e x a m p l e , i n s e c t i o n B - B ' ( F i g u r e 4 - 2 ) t h i c k n e s s t a p e r s f r o m 250 t o 75 m e t r e s o v e r l e s s t h a n 400 m e t r e s . T h e s a n d s t o n e s a r e l i t h a r e n i t e s , c o n s i s t i n g m a i n l y o f q u a r t z , c h e r t a n d s h a l e g r a i n s . A c c o r d i n g t o G o r d e y e t a_ l . ( 1 9 8 6 ) , t h e d e v e l o p m e n t o f t h i s a n d o v e r l y i n g t u r b i d i t e s u c c e s s i o n s o c c u r r e d a s a r e s u l t o f l o c a l u p l i f t a n d e r o s i o n o f m i o g e o c l i n a l b l o c k s d u r i n g e a r l y M i s s i s s i p i a n e x t e n s i o n . A t h i c k s u c c e s s i o n o f a r g i l l i t e , s l a t e , s i l t s t o n e , c a l c a r e n i t e a n d s a n d s t o n e c o n t a i n i n g s e v e r a l e x h a l a t i v e h o r i z o n s , u n i t 3C ( F i g u r e 4 - 2 ) , o v e r l i e s c o a r s e t u r b i d i t e s o f u n i t 3 B . C o n o d o n t s f r o m u n i t 3C g i v e e a r l y M i s s i s s i p i a n ( e a r l y t o m i d - T o u r n a s i a n ) a g e s ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . T h i s u n i t i s a l s o o f w i d e l y v a r i a b l e t h i c k n e s s , r a n g i n g f r o m 2 0 0 t o a t l e a s t 600 m e t r e s . T h e u p p e r h a l f o f t h i s u n i t c o n t a i n s s a n d y b e d s e x h i b i t i n g b o u d i n a g e s t r u c t u r e s i n z o n e s o f i n t e n s e s t r a i n , w h i l e m u d s t o n e i n t e r b e d s h a v e a w e l l d e v e l o p e d b e d d i n g -p a r a l l e l f o l i a t i o n a n d s l a t y a p p e a r a n c e . T h e l o w e r m o s t e x h a l a t i v e h o r i z o n , D i s c o v e r y z o n e , o r " D i s c o v e r y t r e n c h e x h a l i t e " ( F i g u r e 4 - 2 ) , o c c u r s a b o v e a c a r b o n a c e o u s m u d s t o n e u n i t w h i c h o v e r l i e s u n i t 3B s a n d s t o n e s . E x h a l i t e h o r i z o n s e x p o s e d a t s u r f a c e c o n s i s t o f o r a n g e w e a t h e r i n g l a m i n a t e d s i l i c a , b a r i t e , p y r i t e a n d l o c a l l y , s p h a l e r i t e . T h e y r a r e l y a t t a i n t h i c k n e s s e s o f o v e r 1 m e t r e . 1 Of L a m i n a t e d z i n c r i c h e x h a l i t e s o c c u r i n t h e D i s c o v e r y z o n e i n t h e v i c i n i t y o f t h e M i d w a y c a r b o n a t e h o s t e d d e p o s i t s . ( N o t e t h a t " D i s c o v e r y z o n e " i s n o t t h e same a s " D i s c o v e r y d e p o s i t " , w h i c h i s c a r b o n a t e h o s t e d m a n t o m i n e r a l i z a t i o n ; t h e m a n t o d e p o s i t s w e r e c o l l e c t i v e l y r e f e r r e d t o a s " L o w e r Z o n e " i n e a r l i e r n o m e n c l a t u r e , e . g . C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 3 ) . T h i s z o n e g r a d e s l a t e r a l l y i n t o b a r i t i c a n d s i l i c e o u s e x h a l i t e ( F i g u r e 4 - 5 ) . S p h a l e r i t e i n t h e D i s c o v e r y Z o n e i s y e l l o w t o p a l e p u r p l e - b r o w n , i n c o n t r a s t t o t h e d a r k r e d - b r o w n t o b l a c k s p h a l e r i t e o f t h e c a r b o n a t e h o s t e d m i n e r a l i z a t i o n . I n d i v i d u a l l a m i n a e a r e 0 . 2 t o 3 m i l l i m e t r e s t h i c k , a n d a r e c o m p o s e d o f a l t e r n a t i n g q u a r t z a n d s p h a l e r i t e ( F i g u r e 4 - 6 ) . G r a i n s i z e ( 4 0 t o 80 m i c r o n s ) i s o n a v e r a g e a l m o s t a n o r d e r o f m a g n i t u d e s m a l l e r t h a n i n m a n t o m i n e r a l i z a t i o n . S p h a l e r i t e i s s p e c k l e d w i t h c l o t s o f c h a l c o p y r i t e g r a i n s 5 t o 15 m i c r o n s a c r o s s . T h i s a c c o u n t s f o r t h e c h a l c a n t h i t e c o a t i n g s o n o x i d i z e d s u r f a c e e x p o s u r e s o f t h e z o n e . G a l e n a i s r a r e , o t h e r t h a n i n c r o s s c u t t i n g v e i n l e t s r e l a t e d t o l a t e r m a n t o m i n e r a l i z a t i o n . D i s c o n t i n u o u s e x h a l i t e s a r e e x p o s e d a l o n g a s t r i k e l e n g t h o a l m o s t 10 k i l o m e t r e s s o u t h f r o m M i d w a y ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 b ) . E x h a l a t i v e b a r i t e a l s o o c c u r s a b o u t 9 k i l o m e t r e s n o r t h e a s t o f M i d w a y ( t h e E w e n a n d P e r r y b a r i t e s h o w i n g s ) . T h e l a r g e l a t e r a l e x t e n t o f t h e s e e x h a l i t e s i s p r o b a b l y r e l a t e d t o 1 06 F i g u r e 4 - 6 : P h o t o g r a p h o f l a m i n a t e d s p h a l e r i t e - q u a r t z w i t h m i n o r p y r i t e , D i s c o v e r y Z o n e e x h a l i t e . 1 07 m a j o r z o n e o f r i f t i n g d e v e l o p e d i n t h e M i d w a y a r e a i n t h e L a t e D e v o n i a n . F a u l t i n g a l o n g t h i s r i f t e d z o n e m i g h t h a v e c o n t r o l l e d l a t e r d e p o s i t i o n o f c o n g l o m e r a t i c t u r b i d i t e c h a n n e l f a c i e s ( u n i t 3D) . A s e q u e n c e o f p e b b l e t o b o u l d e r c o n g l o m e r a t e a n d l e s s e r s a n d s t o n e ( F i g u r e 4 - 2 , u n i t 3D) o v e r l i e s e x h a l i t e b e a r i n g f i n e e l a s t i c s o n S i l v e r t i p M o u n t a i n a n d T o u r P e a k , w h e r e i t a t t a i n s t h i c k n e s s e s i n e x c e s s o f 150 m e t r e s . P e b b l e s a r e c o m m o n l y s t r e t c h e d , w i t h t h e l o n g a x i s p a r a l l e l i n g t h e r e g i o n a l n o r t h w e s t e r l y s t r u c t u r a l t r e n d . T h e c o n g l o m e r a t e c o n t a i n s a v a r i e t y o f c l a s t l i t h o l o g i e s , m a i n l y d e r i v e d f r o m p l a t f o r m a l u n i t s . On T o u r P e a k , a s e c t i o n o f w e l l - r o u n d e d b o u l d e r c o n g l o m e r a t e c o n t a i n s c l a s t s o f : McDame l i m e s t o n e , T a p i o c a S a n d s t o n e q u a r t z i t e a n d d o l o s t o n e , p o s s i b l y L o w e r C a m b r i a n B o y a F o r m a t i o n q u a r t z i t e , a n d b l a c k m a s s i v e c h e r t o f u n d e t e r m i n e d o r i g i n . T h e t r a n s i t i o n f r o m u n i t 3C t o u n i t 3D m i g h t r e p r e s e n t a t u r b i d i t e f e e d e r c h a n n e l p r o g r a d i n g o v e r i t s d i s t a l l o w e r f a n . T he c h a n n e l d e p o s i t s a r e c o n f i n e d t o t h e S i l v e r t i p M o u n t a i n -T o u r P e a k a r e a s ( F i g u r e 4 - 1 ) , w i t h n o t h i c k c o n g l o m e r a t e o c c u r r i n g t o t h e s o u t h o r w e s t . I n s t e a d , t h i n n e r l e n s o i d c o n g l o m e r a t e s a r e i n t e r b e d d e d w i t h , a n d o v e r l a i n b y , f i n e e l a s t i c s i n t h e C a r i b o u R i d g e a r e a s o u t h o f T o u r P e a k ( F i g u r e 1 08 4 - 1 ) , w h i c h s u g g e s t s a l a t e r a l f a c i e s c h a n g e . 4 . 2 . 1 . 4 . S y l v e s t e r a l l o c h t h o n A t h i c k s e q u e n c e o f b l a c k a r g i l l i t e , l i m e s t o n e w i t h b l a c k c h e r t , a n d g r e e n t h i n b e d d e d c h e r t a n d c h e r t y p h y l l i t e , u n i t 4 , a b r u p t l y o v e r l i e s u n i t 3D a c r o s s a p o o r l y e x p o s e d d e c o l l e m e n t ( F i g u r e 4 - 2 ) . T h i s s e q u e n c e h a s b e e n a s s i g n e d t o D i v i s i o n I o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 ) . T h e b a s e o f u n i t 4 m a r k s t h e s t r u c t u r a l b o u n d a r y b e t w e e n C a s s i a r T e r r a n e a n d S l i d e M o u n t a i n T e r r a n e i n t h e map a r e a . C o n o d o n t s f r o m u n i t 4 r a n g e f r o m e a r l y M i s s i s s i p i a n ( T o u r n a s i a n ) t o P e n n s y l v a n i a n ( O r c h a r d a n d I r w i n , 1 9 8 8 ) . T h e s e d i m e n t s a r e o v e r l a i n b y t h r u s t p a c k a g e s o f c h e r t s w i t h d i a b a s e s i l l s , v o l c a n i c l a s t i c r o c k s , b a s a l t f l o w s a n d g a b b r o s . S e r p e n t i n i t e l e n s e s o c c u r l o c a l l y a l o n g t h r u s t c o n t a c t s . 4 . 2 . 2 . S t r u c t u r a l G e o l o g y T h e s e t o f s u l p h i d e b o d i e s w h i c h c o n s t i t u t e s t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t i s n e a r t h e a x i s o f a s h a l l o w l y s o u t h e a s t e r l y p l u n g i n g o p e n a n t i c l i n e ( F i g u r e 4 - 7 ) . T h e e a s t l i m b d i p s t o t h e e a s t a t a b o u t 25 d e g r e e s , w h i l e t h e w e s t l i m b i s f o l d e d a n d c u t b y a s t r a n d o f t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e ( c f . s e c t i o n 3 . 7 . 3 ) . T h e f o l d a x i s p a r a l l e l s s o u t h e a s t e r l y 1 09 F i g u r e 4 - 7 : C o n t o u r map s h o w i n g e l e v a t i o n o f t h e McDame G r o u p -E a r n G r o u p u n c o n f o r m i t y i n t h e M i d w a y a r e a . C o n t o u r i n t e r v a l i s 10 m e t r e s . 1 1 0 r e g i o n a l s t r u c t u r a l t r e n d s , m a n i f e s t e d b y i n t e r s e c t i o n , c r e n u l a t i o n , p e b b l e e l o n g a t i o n a n d p e n c i l l i n e a t i o n s , a n d b y a x e s o f b r o a d , o p e n f o l d s . T h i s t r e n d i s t h e r e s u l t o f J u r a - C r e t a c e o u s c o m p r e s s i o n a n d e m p l a c e m e n t o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 1 9 8 7 a ) . D e f o r m a t i o n wa s a c c o m p a n i e d b y s u b - g r e e n s c h i s t g r a d e ( p r e h n i t e - p u m p e l l y i t e ) m e t a m o r p h i s m ( J . L . N e l s o n , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . L o c a l l y , a l a t e r e a s t t r e n d i n g p h a s e o f f o l d i n g d e f o r m s s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g s t r u c t u r e s . T h i s p h a s e i s c h a r a c t e r i z e d b y c h e v r o n a n d k i n k f o l d s t h a t a r e o f t e n a c c o m p a n i e d b y e a s t t r e n d i n g e n e c h e l o n q u a r t z v e i n s . T h r u s t f a u l t i n g c a n b e i n f e r r e d f r o m d i a m o n d d r i l l i n g i n t h e S i l v e r C r e e k a n d S i l v e r t i p a r e a s , a l t h o u g h m a p p i n g o f t h r u s t s w i t h i n t h e E a r n G r o u p i s i n h i b i t e d b y l a c k o f m a r k e r b e d s a n d f a u n a l c o n t r o l . I n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t ( F i g u r e 4 - 3 , s e c t i o n B - B ' ) , a w e d g e o f u n i t 3B i s i m b r i c a t e d w i t h u n i t 3C a b o v e t h e l o w e r m o s t e x h a l i t e h o r i z o n . On S i l v e r t i p H i l l (MW 4 0 ) McDame G r o u p l i m e s t o n e ( u n i t 2B ) i s i m b r i c a t e d w i t h u n i t 3 A , w h i c h h a s u n d e r g o n e p o s s i b l e s t r u c t u r a l t h i c k e n i n g . T h r u s t s p u t t i n g E a r n o n E a r n p r o b a b l y f l o o r i n u n i t 3 A , w h i c h s e r v e s a s a l o g i c a l d e t a c h m e n t h o r i z o n . T h r u s t s p u t t i n g McDame o n E a r n may r o o t w i t h i n t h e McDame , o r c u t t h r o u g h t h e S i l u r o -D e v o n i a n m a s s i v e c a r b o n a t e s a n d f l o o r i n t h e R o a d R i v e r G r o u p , a d e c o l l e m e n t h o r i z o n o f r e g i o n a l e x t e n t ( N e l s o n a n d B r a d f o r d , 111 1 9 8 7 a ) . T he S i l v e r t i p a r e a i s c u t b y s e v e r a l s t r a n d s o f t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e , a n o r t h e r l y t r e n d i n g c o m p l e x o f a n a s t o m o s i n g h i g h a n g l e f a u l t s e x t e n d i n g f r o m a b o u t 7 k i l o m e t r e s s o u t h o f M i d w a y t o a b o u t 17 k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e B r i t i s h C o l u m b i a -Y u k o n T e r r i t o r y b o r d e r ( L o w e y a n d L o w e y , 1 9 8 7 ) . T h e s e i n c l u d e t h e S i l v e r t i p C r e e k , Camp C r e e k , a n d B r i n c o C r e e k f a u l t s ( F i g u r e 4 - 2 ) . T he s t r a n d s c o n v e r g e t o t h e n o r t h o f t h e M i d w a y d e p o s i t a n d f o r m a n a r r o w z o n e w i t h l a r g e s t r a t i g r a p h i c t h r o w a b o u t 1 . 5 k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e d e p o s i t . D i a m o n d d r i l l i n g i n a n a r e a a b o u t 0 . 5 t o 0 . 7 5 k i l o m e t r e s n o r t h o f t h e d e p o s i t e n c o u n t e r e d s e v e r a l f a u l t z o n e s e x p r e s s e d a s t h i c k g o u g e i n t e r s e c t i o n s (MW 2 7 5 , 2 8 3 ) . I n f e r r e d s e n s e o f m o t i o n o n t h e s e f a u l t s i s n o r m a l d i p s l i p , b u t a s t r i k e s l i p c o m p o n e n t c o u l d b e p r e s e n t . T h e S i l v e r t i p C r e e k f a u l t s e p a r a t e s S i l v e r t i p H i l l a n d T r i c o r n M o u n t a i n t o t h e w e s t ( F i g u r e 4 - 2 ) . R o t a t i o n o f l a r g e b l o c k s j u x t a p o s e d a s o u t h e r l y d i p p i n g p a n e l o n T r i c o r n M o u n t a i n w i t h e a s t e r l y d i p p i n g s t r a t a on S i l v e r t i p H i l l . On t h e w e s t s i d e o f t h e f a u l t , d e e p e r s t r u c t u r a l l e v e l s a r e e x p o s e d t o t h e n o r t h . E a s t s i d e s t r a t a a r e g e n e r a l l y n o r t h s t r i k i n g , s o s t r a t i g r a p h i c t h r o w i n c r e a s e s t o t h e n o r t h t o a max imum o f a b o u t 1 . 5 k i l o m e t r e s . O n l y m i n o r o f f s e t o c c u r s i m m e d i a t e l y w e s t o f S i l v e r t i p H i l l . 1 1 2 The Camp C r e e k f a u l t j u x t a p o s e s McDame G r o u p a n d E a r n G r o u p o n S i l v e r t i p H i l l , w h e r e i t d i v e r g e s i n t o t w o m a i n s t r a n d s w i t h o f f s e t s o f a b o u t 50 m e t r e s , e a s t s i d e down ( F i g u r e 4 - 2 ) . B e t w e e n f a u l t s t r a n d s , E a r n G r o u p s t r a t a a r e d i s r u p t e d a n d l o c a l l y o v e r t u r n e d . T h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t a n d t h e S i l v e r t i p s h o w i n g a r e b o t h a d j a c e n t t o t h i s f a u l t z o n e , w h i c h c o u l d h a v e b e e n a h y d r o t h e r m a l f l u i d g u i d e . T he B r i n c o C r e e k f a u l t o f f s e t s s t r a t a e a s t o f t h e D i s c o v e r y d e p o s i t , w i t h a d i s p l a c e m e n t o f a b o u t 100 m e t r e s , e a s t s i d e d o w n . O t h e r f a u l t s w i t h s m a l l e r o f f s e t s m i g h t o c c u r w e s t o f t h e B r i n c o C r e e k f a u l t . T h e l a t t e r a p p e a r s t o d i e o u t t o t h e s o u t h e a s t , a s t h e b a s e o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n e a s t o f B r i n c o H i l l i s n o t o f f s e t . L a t e C r e t a c e o u s ( M i d w a y ) a n d E o c e n e ( B u t l e r M o u n t a i n ) i n t r u s i o n s ( s e c t i o n 3 . 5 ) a s s o c i a t e d w i t h s i l v e r - l e a d - z i n c s h o w i n g s b o t h o c c u r w i t h i n t h e T o o t s e e R i v e r f a u l t z o n e a n d r e l a t e d s p l a y s . O v e r p r i n t i n g o f e a r l y M i s s i s s i p i a n e x h a l a t i v e a n d C r e t a c e o u s - E o c e n e i n t r u s i v e r e l a t e d m i n e r a l i z a t i o n w i t h i n t h e z o n e s u g g e s t s t h a t i t m i g h t r e p r e s e n t a l o n g l i v e d , p e r i o d i c a l l y r e m o b i l i z e d z o n e o f s t r u c t u r a l w e a k n e s s a n d a n o m a l o u s h e a t f l o w t h a t w a s i n i t i a t e d i n t h e L a t e D e v o n i a n d u r i n g e x t e n s i o n a l o n g t h e c o n t i n e n t a l m a r g i n . R e m o b i l i z a t i o n o f 1 1 3 o l d s t r u c t u r e s d u r i n g L a t e C r e t a c e o u s t o E o c e n e d e x t r a l w r e n c h f a u l t i n g ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) c o u l d h a v e c o n t r i b u t e d t o l o c a l i z a t i o n o f p o s t C a s s i a r b a t h o l i t h i n t r u s i o n s . 4 . 3 . A l t e r a t i o n a n d E v i d e n c e o f I n t r u s i o n s I n t e n s e s e r i c i t i z a t i o n o f E a r n G r o u p a n d S y l v e s t e r s e d i m e n t s o c c u r s i n a n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g z o n e e x t e n d i n g f r o m S i l v e r t i p H i l l s o u t h e a s t f o r a b o u t 5 k i l o m e t r e s t o Gum M o u n t a i n ( F i g u r e 4 - 1 ) . A l t e r a t i o n c r o s s c u t s t h e E a r n G r o u p - S y l v e s t e r a l l o c h t h o n c o n t a c t , a n d t h e r e f o r e p o s t d a t e s e m p l a c e m e n t o f t h e S y l v e s t e r . S t r o n g a l t e r a t i o n i s a l s o e v i d e n t a t d e e p e r l e v e l s i n d i a m o n d d r i l l h o l e s i n t h e s o u t h e a s t e r l y p a r t o f t h e M i d w a y d r i l l g r i d ( n e a r MW 1 6 , 3 2 , a n d 4 1 ; F i g u r e 4 - 4 ) a n d s o u t h o f S i l v e r t i p M o u n t a i n n e a r DDH B 8 2 - 1 . I t s s t r o n g e s t s u r f a c e e x p r e s s i o n i s o n t h e n o r t h s i d e o f B r i n c o H i l l , w h i c h c o i n c i d e s w i t h m a g n e t i c a n d g r a v i t y a n o m a l i e s i n t e r p r e t e d a s c o n s i s t e n t w i t h a b u r i e d i n t r u s i o n a t d e p t h ( J . H y l a n d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . A t B r i n c o H i l l ( F i g u r e 4 - 8 ) , E a r n G r o u p s a n d s t o n e s a n d c o n g l o m e r a t e s a r e a l t e r e d t o s e r i c i t e , q u a r t z , p y r i t e , r u t i l e a n d r a r e c a r b o n a t e , w i t h b o t h m a t r i x a n d n o n - s i l i c a c l a s t s b e i n g c o m p l e t e l y r e p l a c e d . T h e a l t e r e d s e d i m e n t s a r e c u t b y n u m e r o u s v u g g y , l o c a l l y comb t e x t u r e d 1 t o 10 c e n t i m e t r e t h i c k q u a r t z v e i n s c o n t a i n i n g p y r i t e , c h a l c o p y r i t e a n d r a r e g a l e n a F i g u r e 4 - 8 : P h o t o g r a p h o f B r i n c o H i l l , w i t h W h i t e h o r n M o u n t a i n i n t h e b a c k g r o u n d , s h o w i n g o r a n g e b r o w n g o s s a n . 11 5 b l e b s . V u g s c o n t a i n s e r i c i t e a n d j a r o s i t e . Q u a r t z - f e l d s p a r - b i o t i t e - h o r n b l e n d e p o r p h y r y d y k e s a r e e x p o s e d a t s u r f a c e w e s t o f Gum M o u n t a i n ( F i g u r e 4 - 1 ) , w h e r e t h e y i n t r u d e i n t e n s e l y s e r i c i t i z e d a n d p y r i t i z e d a r g i l l i t e s a n d c h e r t s o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n . T h e d y k e s c o n t a i n 5 t o 10 p e r c e n t p a r t i a l l y r e s o r b e d q u a r t z p h e n o c r y s t s up t o o n e c e n t i m e t r e a c r o s s . B i o t i t e a n d h o r n b l e n d e p h e n o c r y s t s a r e p s e u d o m o r p h e d b y f i n e g r a i n e d s e r i c i t e , c a r b o n a t e a n d o p a q u e s , w h i c h a r e c o n c e n t r a t e d a l o n g c r y s t a l l o g r a p h i c p l a n e s . T h e m a t r i x c o n s i s t s o f f i n e g r a i n e d s e r i c i t e a n d c a r b o n a t e , w i t h a b u n d a n t r e l i c t f e l d s p a r l a t h s . B o t h a l t e r e d s e d i m e n t s a n d a l t e r e d d y k e s f r o m t h e B r i n c o H i l l - Gum M o u n t a i n a r e a h a v e b e e n d a t e d b y p o t a s s i u m - a r g o n m e t h o d s . T h r e e a n a l y s e s g i v e a g e s r a n g i n g f r o m 65 t o 75 Ma ( c f . s e c t i o n 3 . 6 . , T a b l e 3 - 2 ) . T h e s e a g e s d e f i n e a n i n t r u s i v e -h y d r o t h e r m a l e v e n t w h i c h p o s t - d a t e s p o t a s s i u m - a r g o n a g e s o n t h e C a s s i a r b a t h o l i t h b y a t l e a s t 30 M a . A l t e r a t i o n i s a s s o c i a t e d w i t h a n o m a l o u s f l u o r i n e v a l u e s n e a r t h e h y p o t h e s i z e d i n t r u s i v e c e n t r e a t B r i n c o H i l l ( T a b l e 4 - 1 ; F i g u r e 4 - 9 ) . G r a b s a m p l e s i n d i c a t e t h a t f e l s i c p o r p h y r y d y k e s n e a r Gum M o u n t a i n c o n t a i n u p t o 0 .2% f l u o r i n e , w h i l e 11 6 T a b l e 4 - 1 : M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f f l u o r i n e i n s e r i c i t e , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 O / 1 6 ) . 1 S a m p l e L o c a t i o n 2 A v g . % F R a n g e ( N o . o f a n a l y s e s ) (% F ) DDH MW 32 ( 7 0 7 . 8 m) 0 . 2 9 ( 5 ) 0 . 1 3 - 0 . 4 2 DDH MW 41 ( 7 6 3 . 2 m) 0 . 4 0 ( 5 ) 0 . 3 5 - 0 . 4 7 DDH MW 41 ( 8 3 9 . 6 m) 0 . 7 0 ( 6 ) 0 . 6 4 - 1 . 10 SYA 8 6 - 4 0 ( B r i n c o H i l l ) 1 .11 ( 7 ) 0 . 6 5 - 1 . 2 4 DDH B 8 2 - 1 ( 2 8 4 . 2 m) 2 . 1 9 ( 6 ) 1 . 1 4 - 3 . 3 4 1 . D a t a i s c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 . 2 . D i a m o n d d r i l l h o l e s a r e l o c a t e d i n F i g u r e 4 - 4 a n d F i g u r e 4 - 9 . 11 7 s e r i c i t i z e d c o n g l o m e r a t e s a t B r i n c o H i l l c o n t a i n 0 . 08% f l u o r i n e ( W . D . S i n c l a i r , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 ; N e l s o n e t a l . , 1 9 8 8 b ) . M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f s e r i c i t e s f r o m s u r f a c e a n d d r i l l c o r e s h o w a v e r a g e d v a l u e s f o r s e v e r a l p r o b e s i t e s p e r s a m p l e r a n g i n g f r o m 0 . 2 9 t o 2 . 1 9% f l u o r i n e ( T a b l e 4 - 1 ) , w i t h t h e h i g h e s t v a l u e s o c c u r r i n g i n s a m p l e s a t d e p t h n e a r B r i n c o H i l l ( F i g u r e 4 - 9 ) . F l u o r i n e c o n t e n t d e c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g d i s t a n c e f r o m B r i n c o H i l l , a n d w i t h i n c r e a s i n g e l e v a t i o n . A l t h o u g h t h e e v i d e n c e f o r f l u o r i n e z o n i n g a r o u n d B r i n c o H i l l i s n o t c o n c l u s i v e b e c a u s e o f t h e s m a l l n u m b e r o f s a m p l e s , t h e f l u o r i n e v a l u e s a r e h i g h , a n d t y p i c a l o f m i c a s r e l a t e d t o a l t e r e d , h i g h l y e v o l v e d p l u t o n s . S u b s t i t u t i o n o f f l u o r i n e f o r h y d r o x y l g r o u p s i n a l t e r a t i o n z o n e m i c a s p r o b a b l y r e f l e c t s t h e c o n t r i b u t i o n o f m a g m a t i c v o l a t i l e s t o t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m c e n t e r e d o n B r i n c o H i l l . E p i z o n a l f e l s i c i n t r u s i o n s , e l e v a t e d f l u o r i n e i n a l t e r a t i o n , m i n e r a l s , a n d a g e o l o g i c a l s e t t i n g w i t h i n a n e x t e n s i o n a l f a u l t s y s t e m a d j a c e n t t o a n o l d e r , v o l u m i n o u s i n t r u s i o n ( e . g . C a s s i a r b a t h o l i t h ) , a r e a l l f e a t u r e s t y p i c a l o f A - t y p e g r a n i t e s ( W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ; C o l l i n s e t a l . , 1 9 8 2 ) . T h e s t r o n g t i n s i g n a t u r e o f M i d w a y m i n e r a l i z a t i o n (c_f_. s e c t i o n 4 . 4 ) i s a l s o c o n s i s t e n t w i t h t h i s i n t e r p r e t a t i o n . I n t r u s i v e 1 1 8 F i g u r e 4 - 9 : N o r t h w e s t - s o u t h e a s t c r o s s s e c t i o n f r o m t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t t o B r i n c o H i l l , s h o w i n g m e t a l z o n i n g a n d f l u o r i n e a n a l y s e s . U n i t s a r e n u m b e r e d a s i n F i g u r e 4 - 2 . W i d e n e d p a r t o f d i a m o n d d r i l l h o l e s a r e s u l p h i d e i n t e r s e c t i o n s , a n d m e t a l g r a d e s a r e a v e r a g e d o v e r t h e i n t e r s e c t i o n . F l u o r i n e d a t a i s i n T a b l e 4 - 1 . D a s h e d d i a m o n d d r i l l h o l e s a r e p r o j e c t e d o n t o t h e s e c t i o n . 1 1 9 b o d i e s c o e v a l w i t h t h e M i d w a y s y s t e m i n t h e C a s s i a r T e r r a n e i n c l u d e t h e T r o u t l i n e , K u h n a n d W i n d y s t o c k s i n t h e C a s s i a r a r e a . N u m e r o u s p o l y m e t a l l i c s k a r n s a n d v e i n s , f l u o r i n e s t r e a m a n o m a l i e s , f l u o r i t e v e i n s , a n d m o l y b d e n u m - t u n g s t e n s k a r n s a n d s t o c k w o r k s a r e a s s o c i a t e d w i t h t h e 70 Ma C a s s i a r i n t r u s i o n s ( P a n t e l e y e v , 1 9 8 0 ; 1 9 8 5 ) . T r a c e e l e m e n t c h e m i s t r y w h i c h w o u l d d i s c r i m i n a t e A - t y p e g r a n i t e s ( W h a l e n e t a_ l . , 1 9 87 ) i s n o t y e t a v a i l a b l e , a l t h o u g h R b - S r d a t a s u g g e s t s t h a t t h e L a t e C r e t a c e o u s s u i t e r e p r e s e n t s a l o w e r c r u s t a l a n a t e c t i c m e l t w h i c h h a s u n d e r g o n e some u p p e r c r u s t a l c o n t a m i n a t i o n ( C o o k e a n d G o d w i n , 1 984 ) . 4 . 4 . S u l p h i d e M i n e r a l i z a t i o n 4 . 4 . 1 . D i s t r i b u t i o n o f S u l p h i d e B o d i e s C a r b o n a t e h o s t e d s u l p h i d e b o d i e s i n t h e M i d w a y a r e a a r e i r r e g u l a r l y d i s t r i b u t e d w i t h i n t h r e e m a i n d e p o s i t s s o u t h o f t h e j u n c t i o n o f S i l v e r t i p C r e e k a n d B r i n c o C r e e k , n o r t h o f S i l v e r t i p M o u n t a i n ( F i g u r e 4 - 2 ) . T h i s m i n e r a l i z e d a r e a e x t e n d s a l m o s t o n e k i l o m e t r e f r o m n o r t h t o s o u t h a n d a n e q u a l d i s t a n c e f r o m e a s t t o w e s t . M i n o r s u l p h i d e s a r e s p o r a d i c a l l y d i s t r i b u t e d t o t h e s o u t h o f t h e m a i n m i n e r a l i z e d a r e a . D e p t h o f c o v e r r o c k s m a k e s s u r f a c e d i a m o n d d r i l l i n g p r o h i b i t i v e l y e x p e n s i v e s o u t h o f c u r r e n t l y e x p l o r e d m i n e r a l i z a t i o n . T h e t h r e e m a i n d e p o s i t s , S i l v e r C r e e k , 1 20 D i s c o v e r y , a n d D i s c o N o r t h , c o n s i s t o f i r r e g u l a r , s t r a t a b o u n d a n d c r o s s c u t t i n g m a s s i v e s u l p h i d e s w i t h l i m i t e d l a t e r a l c o n t i n u i t y . The S i l v e r C r e e k d e p o s i t c o n t a i n s t h e l a r g e s t k n o w n c o n c e n t r a t i o n o f m a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s w i t h t h e h i g h e s t g r a d e p r e c i o u s m e t a l v a l u e s . M i n e r a l i z a t i o n e x t e n d s o v e r a b o u t 500 m e t r e s n o r t h t o s o u t h a n d 300 m e t r e s e a s t t o w e s t . A c r u d e e l o n g a t i o n o f s u l p h i d e d i s t r i b u t i o n o c c u r s a l o n g a n o r t h w e s t e r l y s t r u c t u r a l t r e n d , p a r a l l e l i n g t h e a n t i c l i n a l f o l d a x i s . T h e c o r e o f t h e d e p o s i t c o n t a i n s m a s s i v e s u l p h i d e s o v e r 1 2 . 5 m e t r e s t h i c k , w i t h g r a d e s o f 730 g r a m s / t o n n e s i l v e r , 1 . 9 6 g r a m s / t o n n e g o l d , 1 5 . 3 4 % l e a d , 9 . 23% z i n c a n d 0 . 13% c o p p e r ; t i n a v e r a g e s a b o u t 0 . 75% ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 4 ) . T he D i s c o v e r y d e p o s i t l i e s e a s t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t a t d e e p e r l e v e l s ( F i g u r e 4 - 2 a n d 4 - 3 ) . S u l p h i d e s i n t h i s z o n e a r e d i s t r i b u t e d a c r o s s 700 m e t r e s n o r t h t o s o u t h a n d 300 m e t r e s e a s t t o w e s t . S u l p h i d e b o d i e s d i s c o v e r e d t o d a t e d o n o t a t t a i n t h e t h i c k n e s s a n d g r a d e s e n c o u n t e r e d i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . T h e t h i c k e s t i n t e r s e c t i o n i s j u s t o v e r s e v e n m e t r e s . M i n e r a l i z a t i o n t e n d s t o b e z i n c r i c h a n d l e a d p o o r . T h e D i s c o v e r y d e p o s i t h a s u n d e r g o n e o n l y l i m i t e d e x p l o r a t i o n d u e t o d e p t h o f c o v e r r o c k s . 1 21 T h e D i s c o N o r t h s h o w i n g i s a b o u t 300 m e t r e s n o r t h e a s t o f t h e S i l v e r C r e e k p o r t a l i n a l o w l y i n g a r e a n e a r t h e j u n c t i o n o f B r i n c o C r e e k a n d S i l v e r t i p C r e e k ( F i g u r e 4 - 2 ) . Two d r i l l h o l e s i n t h i s a r e a h a v e i n t e r s e c t e d s i g n i f i c a n t m i n e r a l i z a t i o n (MW 8 1 , 280 ) . T h e S i l v e r t i p d e p o s i t , t h e o r i g i n a l s i l v e r r i c h d i s c o v e r y i n t h e M i d w a y a r e a , l i e s a b o u t 7 50 m e t r e s s o u t h w e s t o f t h e s o u t h e r n m o s t l i m i t o f e x p l o r e d m i n e r a l i z a t i o n i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . S u r f a c e a n d u n d e r g r o u n d w o r k i n g s t r a c e d g a l e n a r i c h m i n e r a l i z a t i o n w h i c h i s l a r g e l y o x i d i z e d t o d e p t h s o f o v e r 150 m e t r e s ( H o l l a n d , 1 9 6 8 ) . 4 . 4 . 2 . M o r p h o l o g y o f S u l p h i d e B o d i e s T h e m o r p h o l o g y o f s u l p h i d e b o d i e s i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t h a s b e e n p a r t i a l l y d e l i n e a t e d b y u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n , w h i c h i n d i c a t e s a n i r r e g u l a r n e t w o r k o f s u b h o r i z o n t a l p i p e s r a d i a t i n g o u t w a r d f r o m a h i g h g r a d e c o r e z o n e n e a r DDH MW 60 ( J . H y l a n d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 ) . S u l p h i d e b o d i e s t e n d t o o c c u r c l o s e t o t h e McDame G r o u p - E a r n G r o u p c o n t a c t i n t h e n o r t h p a r t o f t h e d e p o s i t , b u t o c c u r a t d e e p e r l e v e l s b e l o w t h e c o n t a c t t o t h e s o u t h ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 5 ) . S u l p h i d e b o d i e s a r e m a s s i v e a n d i r r e g u l a r i n f o r m , w i t h s h a r p w a l l r o c k c o n t a c t s . B o t h s u b h o r i z o n t a l , p i p e 1 22 l i k e b o d i e s a n d k e e l s h a p e d c h i m n e y s o c c u r ( F i g u r e s 4 - 1 0 a n d 4 - 1 1 ) . T h e t w o t y p e s d o n o t h a v e p r e d i c t a b l e c o m p o s i t i o n a l d i f f e r e n c e s , a s a t some m a n t o d e p o s i t s ( J . H y l a n d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ; cf_. L o v e r i n g e t a l . , 1 9 7 8 ) . D e s c r i p t i o n s o f f e a t u r e s o f s u l p h i d e b o d i e s w h i c h f o l l o w a r e b a s e d o n s t u d i e s o f d r i l l c o r e a n d r o u n d s f r o m u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n made d u r i n g t h e 1 986 a n d 1987 f i e l d s e a s o n s . P h o t o g r a p h i c d o c u m e n t a t i o n o f u n d e r g r o u n d e x p o s u r e s ( W . D . S i n c l a i r , D . M a c l n t y r e , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , 1 9 8 7 ) wa s a l s o c o n s i d e r e d . 4 . 4 . 3 . B r e c c i a T y p e s T h e M i d w a y d e p o s i t s a r e c h a r a c t e r i z e d b y w i d e s p r e a d b r e c c i a s o f n u m e r o u s t y p e s . T h e s e i n c l u d e b r e c c i a s i n t e r p r e t e d a s p r e - m i n e r a l , s y n - m i n e r a l , a n d p o s t - m i n e r a l . I n some c a s e s , q u e s t i o n s o f g e n e s i s a n d t i m i n g c a n n o t be r e s o l v e d w i t h o u t d e t a i l e d u n d e r g r o u n d m a p p i n g . A d e s c r i p t i v e c l a s s i f i c a t i o n o f b r e c c i a t y p e s i n c l u d e s : ( 1 ) c a r b o n a t e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s , ( 2 ) s h a l e c l a s t a n d m i x e d s h a l e - l i m e s t o n e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s , ( 3 ) s t y l o l i t i c b r e c c i a s , ( 4 ) s u l p h i d e m a t r i x b r e c c i a s , ( 5 ) s u l p h i d e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s , a n d ( 6 ) t e c t o n i c b r e c c i a s . 1 23 F i g u r e 4 - 1 0 : C r o s s s e c t i o n o f m a s s i v e s u l p h i d e p i p e a t u n d e r g r o u n d d r i l l s t a t i o n F a n C 5 5 / D 2 3 , s h o w i n g d r i l l h o l e n u m b e r s , s a m p l e l o c a t i o n s , a n d l i t h o l o g y o r b r e c c i a t y p e . S y m b o l s : 1 - E a r n G r o u p , 2 -McDame G r o u p ( u n b r e c c i a t e d ) , 3 - l i m e s t o n e c r a c k l e b r e c c i a , 4 - s h a l e +_ l i m e s t o n e m a t r i x o r d i s r u p t e d b r e c c i a , may h a v e s u l p h i d e c l a s t s , c a l c i t e o r q u a r t z m a t r i x , 5 - s u l p h i d e > s h a l e +_ l i m e s t o n e c l a s t b r e c c i a , s u l p h i d e o r c a r b o n a t e m a t r i x , 6 -m a s s i v e s u l p h i d e o r s u l p h i d e v e i n . 1 24 1 : C r o s s s e c t i o n o f m a s s i v e s u l p h i d e p i p e a t u n d e r g r o u n d d r i l l s t a t i o n F a n B 1 2 9 , s h o w i n g d r i l l h o l e n u m b e r s , s a m p l e l o c a t i o n s , a n d l i t h o l o g y o r b r e c c i a t y p e . S y m b o l s a r e a s i n F i g u r e 4 - 1 0 . 125 C a r b o n a t e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s o c c u r t h r o u g h o u t l i m e s t o n e s o f t h e McDame G r o u p , a n d i n c l u d e s t r a t a b o u n d a n d c r o s s c u t t i n g z o n e s o f b r e c c i a t i o n o f v a r y i n g i n t e n s i t y . T h e y c a n b e s u b d i v i d e d i n t o : ( a ) c r a c k l e b r e c c i a s , i n w h i c h t h e l i m e s t o n e i s c u t b y t h i n , i r r e g u l a r v e i n l e t s o f c a l c i t e ( F i g u r e 3 - 8 ) , ( b ) m o s a i c b r e c c i a s , i n w h i c h u n r o t a t e d a n g u l a r c l a s t s o f v a r i a b l e s i z e a r e t i g h t l y s u p p o r t e d b y c a l c i t e m a t r i x , a n d ( c ) d i s r u p t e d b r e c c i a s , i n w h i c h a n g u l a r r o t a t e d c l a s t s , i n some c a s e s o f m i x e d b i o f a c i e s o r l i t h o l o g y , a r e j u x t a p o s e d i n a c a l c i t e m a t r i x . C r a c k l e b r e c c i a s , w i d e s p r e a d r e g i o n a l l y , a r e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e McDame G r o u p . M o s a i c a n d d i s r u p t e d b r e c c i a s o c c u r b o t h a d j a c e n t t o a n d w i t h i n some s u l p h i d e b o d i e s . C a l c i t e v e i n i n g p a r a l l e l t o m a r g i n s o f l a r g e c a l c i t e h e a l e d z o n e s l o c a l l y g i v e s t h e l i m e s t o n e a " s t o p e d " a p p e a r a n c e ( F i g u r e 4 - 1 2 ) . T r a n s i t i o n s o u t w a r d f r o m p i p e - l i k e s u l p h i d e b o d i e s g r a d e f r o m m a t r i x d o m i n a t e d b r e c c i a s , t o m o s a i c , t h e n c r a c k l e b r e c c i a s ( F i g u r e 4 - 1 0 ) . C a l c i t e m a t r i x a n d l i m e s t o n e c l a s t s a d j a c e n t t o t h e s e b o d i e s a r e r e p l a c e d b y s u l p h i d e . R e l i c t , u n r e p l a c e d c a r b o n a t e i s c o m m o n l y s c a t t e r e d t h r o u g h o u t t h e s u l p h i d e ( e . g . MW 77 (311 . 4 ) ) . S h a l e a n d m i x e d s h a l e - l i m e s t o n e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x  b r e c c i a s c o n t a i n s h a l e c l a s t s d e r i v e d f r o m E a r n G r o u p u n i t 3 A . T h e s e b r e c c i a s s e e m t o o c c u r m a i n l y i n t h e v i c i n i t y o f t h e M i d w a y d e p o s i t s , a l t h o u g h l o c a l l y t h e y o c c u r a w a y f r o m 126 F i g u r e 4 - 1 2 : P h o t o g r a p h o f d i s r u p t e d l i m e s t o n e b r e c c i a w i t h c a l c i t e m a t r i x , t a k e n u n d e r g r o u n d n e a r t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . P h o t o g r a p h i s c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r . F i g u r e 4 - 1 3 : P h o t o g r a p h s h o w i n g t h e s h a r p c o n t a c t b e t w e e n a n E a r n G r o u p s h a l e b r e c c i a w i t h c a l c i t e m a t r i x , a n d b l e a c h e d a n d b r e c c i a t e d McDame G r o u p l i m e s t o n e (MW 5 9 , 2 1 6 - 2 2 3 m ) . N o t e t h e l i m e s t o n e c l a s t s w i t h i n t h e s h a l e b r e c c i a . T he McDame G r o u p - E a r n G r o u p c o n t a c t i s a t 175 m e t r e s , 44 m e t r e s a b o v e t h e t o p o f t h e s h a l e b r e c c i a . A s u l p h i d e i n t e r s e c t i o n 4 . 5 m e t r e s t h i c k o c c u r s a t t h e c o n t a c t . 127 m i n e r a l i z e d a r e a s . Some o f t h e s e a r e d e m o n s t r a b l y p r e m i n e r a l , c o n t a i n i n g s h a l e c l a s t s l a c k i n g t h e J u r a s s i c c r e n u l a t i o n l i n e a t i o n w h i c h i s p e r v a s i v e i n u n i t 3 A , a n d w h i c h p r e d a t e s L a t e C r e t a c e o u s m a n t o m i n e r a l i z a t i o n . S h a l e c l a s t b r e c c i a s w i t h i n t h e McDame G r o u p a r e c o m m o n l y c h a o t i c , c o n t a i n i n g v e r y j u m b l e d a n g u l a r c l a s t s c o m m o n l y 1 t o 10 c e n t i m e t r e s a c r o s s . C o n t a c t s b e t w e e n s h a l e b r e c c i a s a n d e n c l o s i n g l i m e s t o n e o r s u l p h i d e a r e c o m m o n l y v e r y s h a r p ( F i g u r e 4 - 1 3 ) . S h a l e c l a s t s o c c u r a s much a s 90 m e t r e s b e l o w t h e McDame - E a r n c o n t a c t ; e . g . MW 77 ( 3 1 4 ) . C o m m o n l y , m i x e d c l a s t b r e c c i a s c o n t a i n b o t h s h a l e a n d l i m e s t o n e c l a s t s ( F i g u r e 4 - 1 4 ) . I n o n e v e r s i o n o f t h i s , s m a l l (1 c e n t i m e t r e a n d l e s s ) s h a l e a n d l i m e s t o n e f r a g m e n t s a r e e n c l o s e d i n p a l e g r e y , g r a n u l a r d o l o m i t i c m a t r i x , w h i c h i s i n t u r n b r e c c i a t e d a n d i n f i l l e d b y m u l t i p l e g e n e r a t i o n s o f c a l c i t e ( F i g u r e 4 - 1 5 ) . S u c h m u l t i p l e g e n e r a t i o n b r e c c i a s a r e p r o b a b l y w i d e s p r e a d . Some s h a l e c l a s t b r e c c i a s a r e t a b u l a r i n f o r m . I n some c a s e s t h e s e c o n t a i n m a n t o t y p e s u l p h i d e c l a s t s a n d a r e t h e r e f o r e p o s t m i n e r a l . R e p l a c e m e n t o f p r e - e x i s t i n g c a l c i t e m a t r i x a n d v e i n i n g o f s h a l e c l a s t s i s common w i t h i n s u l p h i d e b o d i e s ( F i g u r e 4 - 1 6 ) , g i v i n g e v i d e n c e t h a t t h e b r e c c i a s a r e p r e - m i n e r a l . S t y l o l i t i c b r e c c i a s a r e v e r y common i n t h e McDame G r o u p . S t y l o l i t e s a r e u s u a l l y r o u g h l y b e d d i n g p a r a l l e l , a n d a r e l o c a l l y 1 28 F i g u r e 4 - 1 4 : P h o t o g r a p h o f a d i s r u p t e d b r e c c i a c o n t a i n i n g E a r n G r o u p s h a l e a n d b l e a c h e d McDame G r o u p l i m e s t o n e c l a s t s i n c a l c i t e m a t r i x (MW 2 4 1 , 6 4 - 6 8 m ) . F i g u r e 4 - 1 5 : P h o t o g r a p h o f a m u l t i - e p i s o d i c b r e c c i a , w i t h a n g u l a r E a r n G r o u p s h a l e c l a s t s i n a l i g h t e r c o l o u r e d d o l o m i t i c c a r b o n a t e m a t r i x , b r e c c i a t e d a n d r i m m e d b y g r e y c a l c i t e , t h e n f i l l e d b y w h i t e c a l c i t e . S c a l e i s i n c e n t i m e t r e s . F i g u r e 4 - 1 6 : P h o t o g r a p h o f r e l i c t c a l c i t e m a t r i x o f a s h a l e b r e c c i a , p a r t l y r e p l a c e d b y s u l p h i d e a t t h e b a s e o f a m a s s i v e s u l p h i d e b o d y , S i l v e r C r e e k d e p o s i t . P h o t o g r a p h c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r . 1 3 0 a s s o c i a t e d w i t h e x t e n s i o n g a s h e s p e r p e n d i c u l a r t o t h e s t y l o l i t e s , a n d t h u s p a r a l l e l t o t h e m a i n c o m p r e s s i v e s t r e s s . T h e s e a r e o f d i a g e n e t i c o r i g i n , a n d a r e c a u s e d b y p r e s s u r e s o l u t i o n d u e t o c o m p a c t i o n a l o v e r p r e s s u r e s ( N e l s o n , 1 9 8 5 ) . S t y l o l i t e s a r e a l s o a b u n d a n t i n s p a r h e a l e d l i m e s t o n e b r e c c i a s a n d m i x e d s h a l e - c a r b o n a t e b r e c c i a s . One b r e c c i a w i t h s h a l e a n d l i m e s t o n e c l a s t s ( i n c l u d i n g f i n e l i m e s t o n e f r a g m e n t s ) i n a p a l e g r e y , c a l c a r e o u s m u d s t o n e m a t r i x i s c r o s s c u t b y i r r e g u l a r s t y l o l i t e s a l o n g c l a s t b o u n d a r i e s , i n d i c a t i n g t h a t s t y l o l i t e f o r m a t i o n p o s t d a t e d t h e b r e c c i a t i o n e v e n t . T h e s e b r e c c i a s a r e l o c a l l y v u g g y , a n d c o n t a i n c a l c i t e c r y s t a l v u g f i l l i n g s . D i s r u p t e d s t y l o l i t i c b r e c c i a s c o m m o n l y j u x t a p o s e s t y l o l i t e s a t v a r i a b l e a n g l e s , s u g g e s t i n g a r e o r i e n t a t i o n c a u s e d b y l a t e r d i s s o l u t i o n o f i n t e r v e n i n g s o l u b l e m a t e r i a l . T h e s i g n i f i c a n c e o f t h e s e b r e c c i a s i s d i s c u s s e d i n s e c t i o n 4 . 4 . 4 . S u l p h i d e m a t r i x b r e c c i a s c o n t a i n s h a l e c l a s t s , l i m e s t o n e c l a s t s , s u l p h i d e c l a s t s , a n d a n y c o m b i n a t i o n o f t h e t h r e e . Some c a n b e i n t e r p r e t e d a s p r e - e x i s t i n g c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s i n w h i c h t h e o r i g i n a l m a t r i x h a s b e e n c o m p l e t e l y o r p a r t i a l l y r e p l a c e d b y s u l p h i d e . E v i d e n c e f o r t h i s i n c l u d e s t h e p r e s e n c e o f u n c r e n u l a t e d s h a l e c l a s t s , a n d p r e - e x i s t i n g u n r e p l a c e d c a l c i t e m a t r i x . I n o t h e r c a s e s , e v i d e n c e o f t i m i n g i s e q u i v o c a l . Some s h a l e b r e c c i a s a r e c l e a r l y s y n m i n e r a l , c o n s i s t i n g o f u n r o t a t e d t o r o t a t e d b l o c k s a n d c l a s t s w h i c h a r e v e i n e d a n d s u r r o u n d e d b y 1 31 s u l p h i d e s a t t h e McDame - E a r n c o n t a c t ( F i g u r e 4 - 1 7 ) . I n t h e s e , t h e s u l p h i d e v e i n i n g i t s e l f p r o d u c e d t h e b r e c c i a t e x t u r e . T h e s e o c c u r a b o v e m a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s w h i c h a r e l o c a l i z e d a l o n g t h e c o n t a c t . M u l t i p l e m i n e r a l i z a t i o n e p i s o d e s s e p a r a t e d b y b r e c c i a t i o n e v e n t s a r e i n d i c a t e d b y s u l p h i d e m a t r i x b r e c c i a s c o n t a i n i n g s u l p h i d e a n d s h a l e c l a s t s ( F i g u r e 4 - 1 8 ) . L o c a l l y , s y n m i n e r a l s u l p h i d e c l a s t , s u l p h i d e m a t r i x b r e c c i a s e x h i b i t c o n t r a s t i n g c l a s t a n d m a t r i x m i n e r a l o g y , r e f l e c t i n g c h a n g e s i n d e p o s i t i o n a l c o n d i t i o n s . A n e x a m p l e i s s h o w n i n F i g u r e 4 - 1 9 , w h e r e b l o c k y p y r i t e c l a s t s a r e c e m e n t e d b y p y r r h o t i t e . S u l p h i d e c l a s t b r e c c i a s a r e e s p e c i a l l y common i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . S u l p h i d e c l a s t , c a l c i t e m a t r i x b r e c c i a s d e m o n s t r a t e t h a t t h e l a t e s t p h a s e o f t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m a t M i d w a y wa s c a r b o n a t e d o m i n a t e d . T i m i n g o f t h i s p h a s e i s i n d i c a t e d b y c a l c i t e v e i n s c u t t i n g s u l p h i d e s , a n d b y s u l p h i d e c l a s t b r e c c i a s c e m e n t e d b y c a l c i t e ( F i g u r e 4 - 2 0 ) . T h e s e a r e g e n e r a l l y m a t r i x p o o r , a n d l o c a l l y c o n t a i n s h a l e a n d l i m e s t o n e c l a s t s a s w e l l , a l t h o u g h o n l y t h e p r e s e n c e o f s u l p h i d e c l a s t s d i f f e r e n t i a t e s t h e s e f r o m p r e m i n e r a l b r e c c i a s . o f T e c t o n i c b r e c c i a s o c c u r l o c a l l y , t h e m i n e r a l i z a t i o n . T h e s e c o n t a i n a n d p o s t d a t e a t l e a s t i n t e n s e l y b r e c c i a t e d some 1 32 F i g u r e 4 - 1 7 : P h o t o g r a p h o f E a r n G r o u p s h a l e c l a s t s v e i n e d b y p y r i t e , m a p y r i t e - q u a r t z m a t r i x . F i g u r e 4 - 1 8 : P h o t o g r a p h o f m i x e d s h a l e a n d s u l p h i d e c l a s t s i n a s u l p h i d e m a t r i x s y n m i n e r a l b r e c c i a , S i l v e r C r e e k d e p o s i t . P h o t o g r a p h c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r F l 9 U r e 4 ' 2 0 : ^ n ? £ £ ^ ~ ^ ™ ~ an, q u a r t 2 i n 1 34 s u l p h i d e s i n w h i c h b r i t t l e s h e a r b a n d s c r o s s c u t b o t h c l a s t s a n d m a t r i x . T h e s e b r e c c i a s may b e r e l a t e d t o p o s t m i n e r a l m o v e m e n t o n C r e t a c e o u s - T e r t i a r y b l o c k f a u l t s . 4 . 4 . 4 . S i g n i f i c a n c e a n d T i m i n g o f B r e c c i a s N o t o n l y a r e b r e c c i a s s i g n i f i c a n t i n c o n s t i t u t i n g a l a r g e p e r c e n t a g e o f t h e s u l p h i d e d e p o s i t s a t M i d w a y , t h e y a l s o p r o v i d e c l u e s t o t h e g e n e s i s o f t h e o r e b o d i e s a n d t o u n d e r s t a n d i n g c o n t r o l s o n f l u i d m i g r a t i o n a n d s u l p h i d e d e p o s i t i o n . A l t h o u g h c o n c l u s i v e d o c u m e n t a t i o n o f t i m i n g o f b r e c c i a t i o n e v e n t s w o u l d b e n e f i t f r o m d e t a i l e d u n d e r g r o u n d m a p p i n g , t h e e v i d e n c e a b o v e p e r m i t s some t e n t a t i v e c o n c l u s i o n s . Many f e a t u r e s s u g g e s t t h a t p r e m i n e r a l b r e c c i a s a r e r e l a t e d t o k a r s t i n g o f t h e McDame G r o u p a n d c o n s t i t u t e a n i m p o r t a n t g r o u n d p r e p a r a t i o n f e a t u r e . T h e w i d e s p r e a d n a t u r e o f McDame b r e c c i a s i n d i c a t e s t h a t t h e y a r e n o t c a u s e d p r i m a r i l y b y t h e m i n e r a l i z i n g s y s t e m , b u t t h e i n t e n s i t y o f t h e i r d e v e l o p m e n t n e a r o r e b o d i e s s u g g e s t s t h a t t h e y i n f l u e n c e d h y d r o t h e r m a l f l u i d m i g r a t i o n a n d s u l p h i d e d e p o s i t i o n . E v i d e n c e f o r p r e - m i n e r a l o r i g i n i n c l u d e s : r e p l a c e m e n t t e x t u r e s a n d r e l i c t c a r b o n a t e b r e c c i a s w i t h i n s u l p h i d e b o d i e s , u n c r e n u l a t e d s h a l e c l a s t s i n s h a l e a n d m i x e d c l a s t b r e c c i a s , s t y l o l i t e s o f d i a g e n e t i c o r i g i n 1 35 w i t h i n b r e c c i a s ( r a t h e r t h a n w i t h i n c l a s t s o n l y ) , t h e p r e s e n c e o f b e d d e d m u d s t o n e s a s s o c i a t e d w i t h s h a l e b r e c c i a s w i t h i n McDame G r o u p l i m e s t o n e s , t h e p r e s e n c e o f c a l c a r e o u s mud m a t r i x " t r a s h " ( m i x e d c l a s t ) b r e c c i a s w i t h i n a n d a t t h e b a s e o f s ome s u l p h i d e b o d i e s , a n d t h e v e r t i c a l e x t e n t o f c l a s t m i x i n g w i t h i n t h e McDame ( a t l e a s t 90 m e t r e s ) , w h i c h i s d i f f i c u l t t o e x p l a i n b y p r o c e s s e s o t h e r t h a n s o l u t i o n c o l l a p s e a s a r e s u l t o f k a r s t d e v e l o p m e n t . I n a d d i t i o n , t h e p i p e a n d g a l l e r y m o r p h o l o g y o f t h e s u l p h i d e b o d i e s a n d t h e i r a s s o c i a t i o n w i t h c a l c i t e h e a l e d b r e c c i a h a l o e s s u g g e s t s t h a t t h e i r e m p l a c e m e n t was c o n t r o l l e d b y p r e m i n e r a l b r e c c i a p o r o s i t y o f k a r s t o r i g i n ( A r c h a m b a u l t , 1 9 8 5 ) . O b s e r v a t i o n o f b r e c c i a a n d o t h e r s o l u t i o n i n d u c e d f e a t u r e s , a n d t i m i n g o f u p l i f t a n d e r o s i o n o f t h e McDame G r o u p i n d i c a t e s t h a t p r e - m i n e r a l b r e c c i a t i o n p r o b a b l y o c c u r r e d d u r i n g L a t e D e v o n i a n k a r s t i n g , d u r i n g w h i c h w i d e s p r e a d v u g t o c a v e s c a l e p o r o s i t y was g e n e r a t e d . S o l u t i o n c o l l a p s e , m i x i n g E a r n G r o u p c l a s t s i n t o t h e u p p e r McDame G r o u p , p r o b a b l y o c c u r r e d i n t h e L a t e D e v o n i a n , s i n c e E a r n G r o u p c l a s t s w i t h i n McDame G r o u p a r e l i m i t e d t o s h a l e o f u n i t 3A ( F a m m e n i a n ) . P o r o s i t y f i l l i n g w i t h c a r b o n a t e f r a g m e n t s , s h a l e c l a s t s , l i m e a n d o r g a n i c r i c h mud o c c u r r e d a t t h i s t i m e , a n d l a t e r d i a g e n e t i c p r e s s u r e s g e n e r a t e d a b u n d a n t s t y l o l i t e s i n t h e s e z o n e s . 136 L a t e r b r e c c i a t i o n o c c u r r e d d u r i n g m i n e r a l i z a t i o n , a s m u l t i - e p i s o d i c m i n e r a l i z a t i o n c a u s e d m i x i n g o f e a r l i e r s u l p h i d e a n d c o u n t r y r o c k c l a s t s i n l a t e r s u l p h i d e m a t r i x . M i x i n g o f c r e n u l a t e d s h a l e c l a s t s i n t o s u l p h i d e b o d i e s a l o n g t h e u n c o n f o r m i t y s u g g e s t s t h a t s i g n i f i c a n t p o r o s i t y e x i s t e d d u r i n g m i n e r a l i z a t i o n , e n a b l i n g c o l l a p s e o f s h a l e c l a s t s i n t o l i m e s t o n e l a t e r f i l l e d a n d r e p l a c e d b y s u l p h i d e s . P o s t m i n e r a l o r l a t e h y d r o t h e r m a l b r e c c i a t i o n d e p o s i t e d c a l c i t e , c e m e n t i n g s u l p h i d e a n d o t h e r c l a s t s . P o s t m i n e r a l k a r s t i n g c o u l d h a v e b e e n i n v o l v e d i n c r e a t i o n o f c a v e r n s c a l e p o r o s i t y a n d c a r b o n a t e a n d i r o n o x i d e s a n d i n g i n t h e McDame G r o u p . T h e s e z o n e s w e r e e n c o u n t e r e d b y d i a m o n d d r i l l i n g a n d u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n a t M i d w a y . R e c e n t k a r s t i n g i s c o n s i s t e n t w i t h t h e h i g h w a t e r f l o w l e v e l s e n c o u n t e r e d d u r i n g u n d e r g r o u n d e x p l o r a t i o n ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 5 ) . A l t e r n a t i v e l y some o f t h e s e c a v i t i e s m i g h t r e p r e s e n t e a r l i e r k a r s t f e a t u r e s w h i c h w e r e n o t a c c e s s e d b y h y d r o t h e r m a l s o l u t i o n s d u r i n g m i n e r a l i z a t i o n . 4 . 4 . 5 . O t h e r I n t e r n a l F e a t u r e s o f S u l p h i d e B o d i e s M a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s c o m m o n l y s h o w h i g h l y c o n t o r t e d a n d i r r e g u l a r i n t e r n a l l a y e r i n g . L a y e r i n g o c c u r s i n w a r d f r o m 137 w a l l r o c k c o n t a c t s , o u t w a r d f r o m b r e c c i a c l a s t s , a n d w i t h i n n o n -l a y e r e d s u l p h i d e . S c a l e o f l a y e r i n g r a n g e s f r o m m i c r o s c o p i c t o s e v e r a l c e n t i m e t r e s f o r i n d i v i d u a l l a y e r s . G r a i n s i z e g r a d i n g a n d g r a d a t i o n a l c o m p o s i t i o n a l l a y e r i n g ( e . g . f r o m p y r i t i c t o g a l e n a r i c h a s s e m b l a g e s ) a r e u b i q u i t o u s . R a r e l y , p y r i t e o c c u r s i n c r o s s - l a m i n a t e d l a y e r s . A t w a l l r o c k c o n t a c t s i t i s common t o s e e s u c c e s s i v e l a y e r s o f g a l e n a , t h e n s p h a l e r i t e , t h e n p y r i t i c s u l p h i d e s i n w a r d f r o m l i m e s t o n e . A l t e r n a t i n g l a y e r s o f p y r i t e a n d q u a r t z o c c u r i n a d d i t i o n t o l a y e r i n g o f d i f f e r e n t s u l p h i d e a s s e m b l a g e s . S u c h c r u d e l a y e r i n g f e a t u r e s a r e common i n m a n t o t y p e s u l p h i d e b o d i e s , a n d i n d i c a t e f l u c t u a t i o n s i n f l u i d c h e m i s t r y d u r i n g d e p o s i t i o n . W a l l r o c k c o n t a c t s a d j a c e n t t o s u l p h i d e b o d i e s c a n b e s t r o n g l y b l e a c h e d o u t w a r d f o r s e v e r a l m e t r e s ( F i g u r e 4 - 2 1 ) , o r c a n b e a p p a r e n t l y u n a l t e r e d . S t r o n g l y s i l i c i f i e d z o n e s w i t h f a i n t o u t l i n e s o f r e l i c t l i m e s t o n e a n d s t y l o l i t e s a r e common a d j a c e n t t o m a s s i v e s u l p h i d e . S i l i c i f i e d z o n e s c a n c o n t a i n e i t h e r w h i t e b u l l q u a r t z o r c l e a r e r g r e y q u a r t z . D o l o m i t i z a t i o n o f h y d r o t h e r m a l o r i g i n i s d i s t r i b u t e d e r r a t i c a l l y , a n d d o e s n o t a p p e a r t o h a v e p l a y e d a r o l e i n g r o u n d p r e p a r a t i o n , a s i n some m a n t o d i s t r i c t s ( e . g . G i l m a n a n d L e a d v i l l e , C o l o r a d o : L o v e r i n g e t a l . , 1 9 7 8 ) . 1 38 A t c o n t a c t s b e t w e e n l i m e s t o n e a n d s u l p h i d e b o d i e s , s u l p h i d e s c o m m o n l y f o l l o w s t y l o l i t e s a n d s t y l o l i t i c c o n t a c t s o u t w a r d , w i t h t h i n ( l e s s t h a n a m i l l i m e t r e t h i c k ) s u l p h i d e s e a m s b e i n g d e p o s i t e d a l o n g t h e s t y l o l i t e . T h i s s u g g e s t s a l o c a l i z e d r e d o x c o n t r o l o n s u l p h i d e d e p o s i t i o n . S t y l o l i t e s a l s o a p p e a r t o p l a y a r o l e a s s m a l l s c a l e s o l u t i o n g u i d e s . I n a d d i t i o n t o j u x t a p o s i n g d i f f e r e n t l i m e s t o n e f a c i e s , i n p l a c e s t h e y a l s o j u x t a p o s e s i l i c i f i e d a n d u n s i l i c i f i e d l i m e s t o n e , i n d i c a t i n g t h a t t h e y p r o v i d e d l o c a l b a r r i e r s t o h y d r o t h e r m a l f l u i d f l o w ( F i g u r e 4 - 2 2 ) . 4 . 4 . 6 . Mineral Paragenesis S u l p h i d e p a r a g e n e s i s i s b a s e d o n o p t i c a l s t u d y o f 75 p o l i s h e d s e c t i o n s f r o m t w o d e t a i l e d c r o s s - s e c t i o n s o f l a r g e s u l p h i d e p i p e s i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t ( F i g u r e s 4 - 1 0 a n d 4 - 1 1 ) , f r o m a n o r t h - s o u t h t r a n s e c t o f t h e S i l v e r C r e e k a r e a w i t h l a r g e v e r t i c a l e x p o s u r e i n f o u r d i a m o n d d r i l l h o l e s ( c f . A r c h a m b a u l t , 1 9 8 5 ) , a n d f r o m s e v e r a l l o c a t i o n s i n t h e D i s c o v e r y d e p o s i t a n d s o u t h e r n m o s t s u l p h i d e i n t e r s e c t i o n s . I d e n t i f i c a t i o n o f o b s c u r e p h a s e s i s b a s e d o n m i n e r a l o g r a p h i c a n d SEM - EDS s t u d i e s i n A r c h a m b a u l t ( 1 9 8 5 ) . F i g u r e 4 - 2 1 : P h o t o g r a p h o f a c o n t a c t b e t w e e n m a s s i v e s u l p h i d e a n d McDame G r o u p l i m e s t o n e , s h o w i n g a h a l o o f b l e a c h e d l i m e s t o n e . P h o t o g r a p h i s c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r . F i g u r e 4 - 2 2 : P h o t o g r a p h o f a s t y l o l i t i c c o n t a c t b e t w e e n s i l i c i f i e d l i m e s t o n e a n d w h i t e q u a r t z , a n d u n a l t e r e d l i m e s t o n e . 1 40 D e t a i l e d s u l p h i d e p a r a g e n e s i s i s e x t r e m e l y c o m p l e x a n d l o c a l l y v a r i a b l e . T h e g e n e r a l i z e d e v o l u t i o n o f t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m c a n b e r e p r e s e n t e d i n f o u r s t a g e s : ( 1 ) e a r l y s i l i c a - p y r i t e , ( 2 ) m a i n s t a g e s u l p h i d e - s i l i c a , ( 3 ) s u l p h o s a l t - s u l p h i d e , a n d ( 4 ) c a r b o n a t e ( T a b l e 4 - 2 ) . W i t h i n t h i s g r o s s s c h e m a , m o r e d e t a i l e d p a r a g e n e t i c r e l a t i o n s b e t w e e n i n d i v i d u a l m i n e r a l s a r e d e s c r i b e d b e l o w . P y r i t e a p p e a r s i n a w i d e v a r i e t y o f h a b i t s , a n d a p p e a r s t o h a v e a c c o m p a n i e d a l l f o u r d e p o s i t i o n a l s t a g e s . O v e r a l l , p y r i t e p r o b a b l y r e p r e s e n t s a b o u t 70% o f s u l p h i d e s d e p o s i t e d , a l t h o u g h t h i s v a r i e s w i d e l y . F i n e g r a i n e d s u b h e d r a l t o e u h e d r a l p y r i t e - q u a r t z i n t e r g r o w t h s a r e c r o s s c u t a n d r e p l a c e d b y l a t e r m a i n s t a g e s u l p h i d e s . C o a r s e g r a i n e d e u h e d r a l g r o w t h z o n e d p y r i t e o c c u r s i n q u a r t z w i t h m i n o r e a r l y s p h a l e r i t e ( F i g u r e 4 - 2 3 ) ; t h e b u l k o f s p h a l e r i t e d e p o s i t i o n i s a c c o m p a n i e d b y l a t e r f i n e g r a i n e d p y r i t e . P y r i t e c o m m o n l y o c c u r s a s e l o n g a t e g r a i n s i n f e a t h e r y o r d e n d r i t i c f o r m s p o s s i b l y d u e t o r a p i d c r y s t a l l i z a t i o n ( F i g u r e s 4 - 2 4 a n d 4 - 2 5 ) . T h i s m i g h t b e r e l a t e d t o s u d d e n p r e s s u r e d e c r e a s e s a s s o c i a t e d w i t h b r e c c i a t i o n o r m a j o r p o r o s i t y i n c r e a s e s . S i m i l a r f o r m s h a v e b e e n a s c r i b e d e l s e w h e r e t o r e p l a c e m e n t o f a n e a r l i e r i r o n b e a r i n g p h a s e , s u c h a s h e m a t i t e o r m a r c a s i t e ( e . g . , C r a i g a n d V a u g h n , 1 9 7 7 ) . A t M i d w a y , h o w e v e r , t h e r e i s n o e v i d e n c e o f p r i m a r y h e m a t i t e o r m a r c a s i t e i n a n y o f t h e s u l p h i d e b o d i e s , a n d t h e r e f o r e t h i s 1 41 T a b l e 4 - 2 : M i n e r a l o g y a n d p a r a g e n e t i c s e q u e n c e , M i d w a y d e p o s i t , n o r t h e r n B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . A S S E M B L A G E S I L I C A - S U L P H I D E - S U L P H I D E -P Y R I T E S I L I C A S U L P H O S A L T CARBONATE M I N E R A L Q u a r t z P y r i t e A r s e n o p y r i t e P y r r h o t i t e S p h a l e r i t e C h a l c o p y r i t e S t a n n i t e G a l e n a G e o c r o n i t e F r a n c k e i t e F r e i b e r g i t e A c a n t h i t e B o u l a n g e r i t e P y r a r g y r i t e B a r i t e C a l c i t e G y p s u m M a r c a s i t e C a s s i t e r i t e 1 42 F i g u r e 4 - 2 4 : P h o t o g r a p h o f f e a t h e r y p y r i t e i n t e r l a y e r e d w i t h s p h a l e r i t e - g a l e n a a n d q u a r t z (MW 7 7 , 3 0 3 m ) . S c a l e i s i n c e n t i m e t r e s . 1 43 h a b i t m u s t b e c o n s i d e r e d t o b e a p r i m a r y f e a t u r e o f p y r i t e d e p o s i t i o n . T h e s e d e n d r i t i c f o r m s l o c a l l y h a v e a p r e f e r r e d o r i e n t a t i o n w i t h r e s p e c t t o l a y e r i n g a n d t h u s d e f i n e a t o p s d i r e c t i o n w i t h r e s p e c t t o d e p o s i t i o n . O t h e r d e n d r i t i c f o r m s o c c u r i n h e m i s p h e r i c a l c l u s t e r s . G a l e n a a n d s p h a l e r i t e , p r o b a b l y c r y s t a l l i z i n g s l i g h t l y l a t e r t h a n p y r i t e , a r e i n t e r s t i t i a l t o t h e f e a t h e r y a g g r e g a t e s . L o c a l l y , o p e n s p a c e r e m a i n s b e t w e e n c l o s e f i t t i n g p y r i t e g r a i n c l u s t e r s . F r a m b o i d a l p y r i t e o c c u r s i n some s h a l e b r e c c i a s , w i t h l a t e r i n t e r s t i t i a l g a l e n a a n d s p h a l e r i t e . Some l a t e e u h e d r a l p y r i t e o c c u r s w i t h g a l e n a , s p h a l e r i t e , a n d q u a r t z a s v u g f i l l i n g s i n p r e - e x i s t i n g s u l p h i d e , a n d i n l a t e c r o s s c u t t i n g c a l c i t e v e i n l e t s . T h u s t h e r a n g e o f p y r i t e d e p o s i t i o n s p a n s t h e e n t i r e e v o l u t i o n o f t h e M i d w a y h y d r o t h e r m a l s y s t e m . A r s e n o p y r i t e o c c u r s a s a m a i n s t a g e p h a s e , o v e r g r o w i n g p y r i t e o r s p h a l e r i t e , a n d b e i n g o v e r g r o w n b y g a l e n a o r g a l e n a -s u l p h o s a l t a s s e m b l a g e s . Some a r s e n o p y r i t e o c c u r s i n v u g s o n e a r l i e r s u l p h i d e , f i l l e d b y l a t e r c a l c i t e o r q u a r t z ( F i g u r e 4 - 2 6 ) . P y r r h o t i t e i s a b u n d a n t i n p l a c e s a t M i d w a y , g e n e r a l l y o c c u r r i n g w i t h g a l e n a a n d s u l p h o s a l t - p o o r a s s e m b l a g e s . I n t e r g r o w t h s w i t h p y r i t e , s p h a l e r i t e , a n d c h a l c o p y r i t e a r e common ( F i g u r e 4 - 2 7 ) . L o c a l l y , p y r r h o t i t e o c c u r s a s a m a t r i x t o 1 44 F i g u r e 4 - 2 6 : P h o t o g r a p h o f a r s e n o p y r i t e o v e r g r o w i n g p y r i t e a n d g a l e n a , a n d e n c l o s e d i n q u a r t z (MW 7 7 , 3 0 5 . 5 m ) . 145 p y r i t e c l a s t s , w h e r e a s i n o t h e r p l a c e s i t i s c u t b y l a t e r p y r i t e v e i n l e t s . S p h a l e r i t e i s t h e s e c o n d m o s t a b u n d a n t s u l p h i d e , a n d o c c u r s i n t e r s t i t i a l l y t o a n d o v e r g r o w s e a r l y p y r i t e , c o m m o n l y i n t e r g r o w n w i t h a l a t e r p y r i t e p h a s e . S p h a l e r i t e o c c u r s b o t h a s f i n e g r a i n e d d e n s e i n t e r g r o w t h s w i t h p y r i t e , a n d a s i n t e r l o c k i n g p y r i t e f r e e g r a i n s . S p h a l e r i t e a n d g a l e n a d e p o s i t i o n a r e f o r t h e m o s t p a r t c o e v a l , b u t i n p l a c e s e a r l i e r s p h a l e r i t e - p y r i t e i s c r o s s c u t b y l a t e r s p h a l e r i t e - g a l e n a . F r a c t u r e d s p h a l e r i t e l o c a l l y o c c u r s a s m o s a i c s i n a p y r i t e m a t r i x . S t a n n i t e a n d c h a l c o p y r i t e a r e c o m m o n l y a s s o c i a t e d w i t h s p h a l e r i t e i n c o p p e r a n d t i n r i c h a s s e m b l a g e s . S t a n n i t e ( C u 2 ( F e , Z n ) S n S 4 ) o c c u r s a s i r r e g u l a r b l e b s o r f i n e e x s o l u t i o n i n t e r g r o w t h s , a n d i s o f t e n f o u n d a l o n g s p h a l e r i t e - g a l e n a o r s p h a l e r i t e - p y r i t e g r a i n b o u n d a r i e s ( F i g u r e 4 - 2 8 ) . C h a l c o p y r i t e o c c u r s a s s m a l l b l e b s a n d c r y s t a l l o g r a p h i c i n t e r g r o w t h s ( c h a l c o p y r i t e " d i s e a s e " ) i n s p h a l e r i t e , a n d a s r i m s o n p y r r h o t i t e . I n p l a c e s t r a n s i t i o n s f r o m s p h a l e r i t e t o s t a n n i t e t o c h a l c o p y r i t e g i v e e v i d e n c e o f z i n c - c o p p e r g r a d i e n t s . G a l e n a o v e r l a p s s p h a l e r i t e a n d p y r i t e i n m a i n s t a g e s u l p h i d e d e p o s i t i o n , b u t i s a l s o a m a j o r c o m p o n e n t o f l a t e r s u l p h o s a l t r i c h a s s e m b l a g e s . C o m p l e x i n t e r g r o w t h s o f g a l e n a , F i g u r e 4 - 2 7 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n p y r r h o t i t e a n d c h a l c o p y r i t e w i t h s p h a l e r i t e a n d q u a r t z . P y r r h o t i t e i s b e i n g r e p l a c e d b y m a r c a s i t e a l o n g g r a i n b o u n d a r i e s (MW 8 4 , 317 m ) . F i g u r e 4 - 2 8 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n s t a n n i t e a n d s p h a l e r i t e , w i t h p y r i t e a n d g a l e n a (MW 7 7 , 307 m ) . 147 g e o c r o n i t e ( P b 5 S b A s S 8 ) , f r a n c k e i t e ( P b 5 F e S n 3 S b 2 S l 4 ) , a n d t e t r a h e d i t e c r o s s c u t , r e p l a c e , a n d o v e r g r o w e a r l i e r ( m a i n s t a g e ) p y r i t e a n d s p h a l e r i t e ( F i g u r e s 4 - 2 9 a n d 4 - 3 0 ) . S u l p h o s a l t s a l s o c r o s s c u t e a r l i e r g a l e n a . T e t r a h e d r i t e ( v a r i a t i o n f r e i b e r g i t e : A r c h a m b a u l t , 1 9 8 5 ) o c c u r s w i t h i n g a l e n a a n d a l o n g g a l e n a -s p h a l e r i t e g r a i n b o u n d a r i e s . L o c a l l y , d e n s e l y i n t e r g r o w n g a l e n a a n d t e t r a h e d r i t e o c c u r i n s i l v e r r i c h a s s e m b l a g e s ( F i g u r e 4 - 3 1 ) . P y r a r g y r i t e ( A g 3 3 S b S 3 ) l o c a l l y a c c o m p a n i e s t h e l a t e s u l p h o s a l t -s u l p h i d e p h a s e , o c c u r r i n g a s m i n u t e b l e b s a n d s t r i n g e r s i n g a l e n a . T i n b e a r i n g s u l p h o s a l t a s s e m b l a g e s ( F i g u r e 4 - 3 2 ) a r e k n o w n f r o m t u n g s t e n - t i n - s i l v e r d e p o s i t s i n B o l i v i a a n d P e r u . G e o c r o n i t e a l m o s t i n v a r i a b l y o c c u r s i n c a r b o n a t e h o s t e d d e p o s i t s ( B i r n i e a n d P e t e r s e n , 1 9 7 7 ) . F r a n c k e i t e o c c u r s i n m i n o r a m o u n t s a t t h e R e n i s o n B e l l t i n m i n e , T a s m a n i a ( S t i l l w e l l a n d E d w a r d s , 1 9 4 3 ) . T h e M a r i o n s h o w i n g i n t h e C o a l R i v e r a r e a , Y u k o n T e r r i t o r y (NTS map a r e a 9 5 E ) c o n t a i n s a m i n e r a l a s s e m b l a g e a l m o s t i d e n t i c a l t o t h a t o f M i d w a y ( E v a n s , 1 9 5 9 ) . T h i s s h o w i n g i s a s u l p h o s a l t b e a r i n g c a l c i t e v e i n i n s l a t e , a n d i s p r o b a b l y a s s o c i a t e d w i t h p o o r l y e x p o s e d t o u r m a l i n e r i c h s t o c k s w h i c h h a v e b e e n d a t e d a t a b o u t 70 M a . Q u a r t z , l i k e p y r i t e , o c c u r s t h r o u g h o u t s u l p h i d e d e p o s i t i o n , b u t i s m o s t a b u n d a n t d u r i n g e a r l y q u a r t z - p y r i t e a n d m a i n 1 49 F i g u r e 4 - 3 2 : P h o t o g r a p h o f i n t e r g r o w n g a l e n a - g e o c r o n i t e -t e t r a h e d r i t e - f r a n c k e i t e - q u a r t z (MW 1 4 3 , 2 . 3 m ) . 150 s u l p h i d e s t a g e s . Q u a r t z i s t h e m o s t a b u n d a n t n o n - s u l p h i d e c o m p o n e n t o f M i d w a y m i n e r a l i z a t i o n , f o r m i n g 5 t o 50% o f m o s t a s s e m b l a g e s . A g g r e g a t e s o f c l e a r e u h e d r a l g r a i n s i n s u l p h i d e a r e c o m m o n , a s a r e m a s s e s o f w h i t e q u a r t z i n s i l i c i f i e d h a l o e s r e p l a c i n g c a r b o n a t e a d j a c e n t t o s u l p h i d e z o n e s . T h i n q u a r t z r i m s o c c u r a r o u n d s h a l e f r a g m e n t s i n s u l p h i d e - m a t r i x b r e c c i a s , t e s t i f y i n g t o e a r l y s i l i c a d e p o s i t i o n . L a t e v e i n l e t s c r o s s c u t s u l p h i d e s l o c a l l y , a n d b e a u t i f u l l a t e e u h e d r a l c r y s t a l c l u s t e r s i n v u g s a r e c o m m o n . B a r i t e o c c u r s a s c o a r s e e u h e d r a l c r y s t a l s b o t h i n t e r g r o w n w i t h s u l p h i d e s a n d i n v u g s . C o l o u r r a n g e s f r o m g r e y t o y e l l o w t o p a l e g r e e n . B a r i t e o v e r l a p s w i t h l a t e s t d e p o s i t i o n o f s u l p h i d e s , b u t i s b e l i e v e d t o b e a l a t e p h a s e on t h e b a s i s o f i t s h a b i t . C a l c i t e a s s o c i a t e d w i t h s u l p h i d e b o d i e s o c c u r s i n v a r i a b l y a s a l a t e p h a s e , p r i m a r i l y a s v e i n l e t s c r o s s c u t t i n g a l l a s s e m b l a g e s ( F i g u r e 4 - 3 3 ) , a n d a s m a t r i x t o s u l p h i d e - q u a r t z b r e c c i a s . Some c o a r s e c a l c i t e s p a r o c c u r s a s s u l p h i d e o v e r g r o w t h s a n d v u g f i l l i n g s . M a r c a s i t e o c c u r s p r i m a r i l y a s a p o s t m i n e r a l r e p l a c e m e n t , p r o b a b l y a s s o c i a t e d w i t h s u p e r g e n e m e t e o r i c w a t e r i n f i l t r a t i o n . P y r r h o t i t e i s r e p l a c e d b y m a r c a s i t e o u t w a r d f r o m f r a c t u r e s 1 51 F i g u r e 4 - 3 3 : P h o t o g r a p h o f a c a l c i t e v e i n l e t w i t h l a t e p y r i t e c r o s s c u t t i n g i n t e r g r o w n p y r i t e - s p h a l e r i t e (MW 1 4 4 , 8 . 5 m ) . F i g u r e 4 - 3 4 : P h o t o g r a p h o f m a r c a s i t e r e p l a c i n g p y r r h o t i t e o u t w a r d s f r o m a f r a c t u r e . N o t e how t h e m a r c a s i t e s t o p s a t t h e g a l e n a - p y r r h o t i t e b o u n d a r y (MW 8 4 , 3 1 6 m) . 1 52 ( F i g u r e 4 - 3 4 ) . L o c a l l y p y r i t e - p y r r h o t i t e i n t e r g r o w t h s a r e p e r v a s i v e l y a l t e r e d t o m a r c a s i t e . G y p s u m , a n o t h e r p o s t m i n e r a l p h a s e , o c c u r s a s c o a r s e , e u h e d r a l c r y s t a l s i n v u g s . I t may h a v e b e e n d e p o s i t e d f r o m c o o l , s u l p h a t e r i c h v a d o s e w a t e r s , w h i c h e x t r a c t e d c a l c i u m f r o m s u r r o u n d i n g c a r b o n a t e s . 4 . 4 . 7 . M i n e r a l a n d M e t a l Z o n i n g M a n t o d e p o s i t s c o m m o n l y s h o w a d i s t r i c t s c a l e c o m p o s i t i o n a l o r m i n e r a l o g i c a l z o n a t i o n , r e f l e c t i n g t e m p e r a t u r e a n d c h e m i c a l g r a d i e n t s w i t h r e s p e c t t o t h e i n t r u s i v e h e a t +_ v o l a t i l e s o u r c e , a n d p r e s s u r e g r a d i e n t s w i t h r e s p e c t t o s u r f a c e ( e . g . D a r w i n , C a l i f o r n i a : H a l l a n d M a c K e v e t t , 1 9 6 2 ; Z i m a p a n , M e x i c o : S i m o n s a n d M a p e s , 1 9 5 6 ) . E x p l o r a t i o n a t M i d w a y h a s b e e n s u f f i c i e n t t o i n d i c a t e a n a l o g o u s z o n i n g p a t t e r n s . W i t h i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , a n o r t h - s o u t h t r a n s e c t ( F i g u r e 4 - 3 5 ) s h o w s a n a p p a r e n t m i n e r a l o g i c a l s h i f t w h i c h m i g h t b e a f u n c t i o n o f d i s t a n c e f r o m h e a t s o u r c e a n d d e p t h . T h e t r a n s i t i o n o c c u r s o v e r a d i s t a n c e o f a b o u t 300 m e t r e s . I n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e d e p o s i t , n e a r DDH MW 60 a n d F a n B 1 2 9 ( F i g u r e 4 - 4 ) , s u l p h i d e s h a v e h i g h l e a d s u l p h o s a l t c o n t e n t s , c o m m o n l y u p t o 15%, a n d l o c a l l y a s h i g h a s 40%. D r i l l h o l e MW 77 ( L Z 1) c o n t a i n s m i n o r s u l p h o s a l t s w h i l e d e e p e r z o n e s a n d z o n e s t o t h e s o u t h h a v e v e r y 153 F i g u r e 4 - 3 5 : N o r t h - s o u t h c r o s s s e c t i o n t h r o u g h t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t s h o w i n g t h e t r a n s i t i o n f r o m p y r i t i c a s s e m b l a g e s w i t h a b u n d a n t g e o c r o n i t e a n d t h e t i n s u l p h o s a l t f r a n c k e i t e t o p y r r h o t i t i c a s s e m b l a g e s w i t h r a r e s u l p h o s a l t s a n d s t a n n i t e a s t h e m a i n t i n b e a r i n g m i n e r a l . 154 l o w s u l p h o s a l t c o n t e n t s * . H i g h s u l p h o s a l t i n t e r s e c t i o n s c o i n c i d e w i t h h i g h s i l v e r v a l u e s . I n h i g h s u l p h o s a l t s e c t i o n s , P b / ( P b + Z n ) r a n g e s f r o m 0 . 3 5 t o 0 . 6 0 , w h i c h d e c r e a s e s i n d e e p e r z o n e s t o t h e s o u t h t o 0 . 1 0 t o 0 . 2 0 ( F i g u r e 4 - 9 ) . S i l v e r s h o w s a c o r r e l a t i v e d e c l i n e f r o m 150 t o 700 g r a m s / t o n n e , t o 100 t o 150 g r a m s / t o n n e . I n a d d i t i o n t o i n d i c a t i n g a p o s s i b l e z o n a t i o n w i t h r e s p e c t t o h e a t s o u r c e a n d d e p t h , s u c h t r a n s i t i o n s c o u l d a l s o b e a f u n c t i o n o f p r e - e x i s t i n g p e r m e a b i l i t y , w i t h h i g h P b / Z n a n d h i g h A g / P b r e p r e s e n t i n g z o n e s o f h i g h p e r m e a b i l i t y ( B i r n i e a n d P e t e r s e n , 1 9 7 7 ) . A b u n d a n t p y r r h o t i t e o c c u r s i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t ( F i g u r e 4 - 4 : DDH MW 84 ( L Z 2 ) a n d MW 97 ( L Z 1 , 2 ) ) . P y r r h o t i t e a l s o o c c u r s i n t h e l o w e r m o s t s u l p h i d e z o n e i n MW 77 ( L Z 9) ( F i g u r e 4 - 3 5 ) . P y r r h o t i t i c a s s e m b l a g e s p r e d o m i n a t e * L Z r e f e r s t o c a r b o n a t e - h o s t e d m i n e r a l i z e d z o n e s , w h i c h a r e n u m b e r e d c o n s e c u t i v e l y f r o m h i g h e s t t o l o w e s t . " F a n C 5 5 " r e f e r s t o u n d e r g r o u n d f a n d r i l l i n g s t a t i o n s , w i t h m e t r e a g e i n d i c a t e d f r o m t h e b e g i n n i n g o f t h e d r i f t s , w h i c h a r e g i v e n l e t t e r d e s i g n a t i o n s . 1 55 i n d e e p e r s u l p h i d e i n t e r s e c t i o n s i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e D i s c o v e r y d e p o s i t ( F i g u r e 4 - 4 : MW 1 6 , 2 6 , 32 a n d 4 1 ) , a n d i n DDH B 8 2 - 1 , w e s t o f B r i n c o H i l l . T h e s e i n t e r s e c t i o n s a l s o c o n t a i n a b u n d a n t c h a l c o p y i t e a n d n e g l i g i b l e g a l e n a . C o p p e r g r a d e s i n c r e a s e f r o m 0 . 0 5 t o 0 . 20% i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , t o g r e a t e r t h a n 0 .40% i n d e e p e r i n t e r s e c t i o n s ( F i g u r e 4 - 9 ) . T h e s e i n t e r s e c t i o n s a l s o c o n t a i n s i g n i f i c a n t b i s m u t h ( u p t o 0 . 4 % ) . T h e c h a n g e f r o m g a l e n a - s u l p h o s a l t t o p y r r h o t i t e -c h a l c o p y r i t e a p p a r e n t l y d e f i n e s a d e p o s i t - s c a l e z o n a t i o n p a t t e r n ( C o r d i l l e r a n E n g i n e e r i n g , 1 9 8 3 ) . T h i s p r o v i d e s e v i d e n c e f o r r e l a t i n g t h e a l t e r a t i o n z o n e c e n t r e d o n B r i n c o H i l l t o t h e s u l p h i d e p i p e s a t M i d w a y , s i n c e s i m i l a r m i n e r a l o g i c a l t r a n s i t i o n s i n b e t t e r e x p l o r e d s k a r n - m a n t o s y s t e m s c o r r e l a t e w i t h d i s t a n c e f r o m i n t r u s i o n , w i t h F e - Cu r i c h s u l p h i d e s r e p r e s e n t i n g p r o x i m a l / d e e p e r , a n d P b - A s - S b - r i c h z o n e s d i s t a l / s h a l l o w e r m i n e r a l i z a t i o n ( e . g . S i m o n s a n d M a p e s , 1 9 5 6 ) . I n a d d i t i o n , d e e p h o l e s c l o s e s t t o B r i n c o H i l l (MW 2 6 ) c o n t a i n c a l c s i l i c a t e s i n t i m a t e l y i n t e r m i x e d w i t h p y r r h o t i t e - - s k a r n m i n e r a l o g y h a s n o t b e e n f o u n d e l s e w h e r e i n t h e M i d w a y s y s t e m . T i n m i n e r a l o g y i s a l s o z o n e d . T i n g r a d e s a r e h i g h (> 0 .1%) i n t w o a r e a s : ( 1 ) n e a r DDH MW 60 ( L Z 1) t o MW77 ( L Z 1 ) , a n d ( 2 ) i n DDH MW 97 ( L Z 1 , 3 ) ( F i g u r e 4 - 4 ) . T h e t w o a r e a s d i f f e r , i n t h a t S n - P b s u l p h o s a l t s ( f r a n c k e i t e ) a r e t h e p r i m a r y t i n -1 56 b e a r i n g m i n e r a l s i n t h e f o r m e r c a s e , w h e r e a s s t a n n i t e i s t h e o n l y t i n m i n e r a l i n t h e l a t t e r , w h e r e i t a c c o m p a n i e s p y r r h o t i t i c m i n e r a l i z a t i o n ( F i g u r e 4 - 3 5 ) . I n m a n t o - s k a r n s y s t e m s e l s e w h e r e , d i s t a l , s h a l l o w e r s u l p h o s a l t r i c h z o n e s a r e c o m m o n l y s i l v e r r i c h , w h i l e p r o x i m a l , d e e p e r , i r o n - c o p p e r s u l p h i d e z o n e s a r e c o m m o n l y g o l d r i c h a n d s i l v e r p o o r . T h e r e f o r e , i n v i e w o f t h e l i m i t e d e x p l o r a t i o n d o n e i n a r e a s n e a r B r i n c o H i l l ( d u e t o d e p t h o f c o v e r r o c k s ) , g o l d b e a r i n g m a n t o s a n d v e i n s i n c o v e r r o c k s c o u l d r e p r e s e n t a n i n t e r e s t i n g e x p l o r a t i o n t a r g e t s o u t h o f c u r r e n t l y e x p l o r e d m i n e r a l i z a t i o n . 4 . 5 . Summa r y o f G e o l o g y a n d M i n e r a l i z a t i o n 4 . 5 . 1 . S e q u e n c e o f E v e n t s T h e f o l l o w i n g s u m m a r i z e s t h e s e q u e n c e o f g e o l o g i c a l e v e n t s i n t h e M i d w a y a r e a , b a s e d o n t h e e v i d e n c e d i s c u s s e d a b o v e . T h i s s e q u e n c e o f e v e n t s i s s i m i l a r t o t h a t d i s c u s s e d i n A r c h a m b a u l t ( 1 9 8 5 ) . 1 . M i d d l e D e v o n i a n : d e p o s i t i o n a n d d i a g e n e s i s , McDame G r o u p . 2 . L a t e D e v o n i a n : u p l i f t o f t h e c a r b o n a t e p l a t f o r m , s u b a e r i a l e x p o s u r e , e r o s i o n , b l o c k f a u l t i n g , a n d k a r s t i n g o f t h e u p p e r 1 57 McDame G r o u p , l o c a l s o l u t i o n c o l l a p s e , g e n e r a t i o n o f e n h a n c e d p o r o s i t y . 3 . L a t e D e v o n i a n : s u b s i d e n c e o f t h e c a r b o n a t e p l a t f o r m , t o i n i t i a l s h a l l o w l e v e l s , a n d l o c a l d e p o s i t i o n o f d o l o m i t i c s i l t s t o n e s . 4. L a t e D e v o n i a n ( F a m m e n i a n ) : M a j o r e x t e n s i o n a n d s u b s i d e n c e o f N o r t h A m e r i c a n s h e l f m a r g i n , w i t h d e e p w a t e r d e p o s i t i o n o f a n o x i c b a s i n s e d i m e n t s o f t h e l o w e r m o s t E a r n G r o u p ; s o l u t i o n c o l l a p s e o f k a r s t e d u p p e r McDame a n d m i x i n g o f s h a l e c l a s t s i n t o c o l l a p s e b r e c c i a s a n d h e a l i n g o f b r e c c i a s by c a l c i t e . 5 . M i s s i s s i p i a n ( T o u r n a s i a n ) : d e p o s i t i o n o f t h e r e s t o f t h e E a r n G r o u p , i n c l u d i n g e x h a l i t e s . 6 . L a t e T r i a s s i c t o E a r l y C r e t a c e o u s : c o n t r a c t i o n o f c o n t i n e n t a l m a r g i n d u e t o c o n v e r g e n c e o f s u s p e c t t e r r a n e s , m a j o r c o m p r e s s i o n a l d e f o r m a t i o n , a n d e m p l a c e m e n t o f a l l o c h t h o n o u s o f f s h e l f a n d o c e a n i c s e d i m e n t s , v o l c a n i c s , e t c . o f S y l v e s t e r a l l o c h t h o n . 7 . M i d - C r e t a c e o u s : c o n t i n e n t s c a l e t r a n s c u r r e n t a n d d i s t r i c t s c a l e b l o c k f a u l t i n g b e g i n s ; e m p l a c e m e n t o f C a s s i a r b a t h o l i t h . 8 . L a t e C r e t a c e o u s : e m p l a c e m e n t o f h i g h e r l e v e l f e l s i c i n t r u s i o n s , g e n e r a t i o n o f l a r g e s c a l e h y d r o t h e r m a l s y s t e m s , d e p o s i t i o n o f s u l p h i d e b o d i e s i n h i g h p o r o s i t y z o n e s i n t h e McDame G r o u p a n d d e v e l o p m e n t o f h y d r o t h e r m a l b r e c c i a s . 9 . L a t e C r e t a c e o u s : l a t e s t a g e o x i d a t i o n o f h y d r o t h e r m a l s y s t e m , 1 58 c a l c i t e d e p o s i t i o n a n d p o s t m i n e r a l b r e c c i a t i o n . 1 0 . T e r t i a r y : c o n t i n u a t i o n o f t r a n s c u r r e n t a n d b l o c k f a u l t i n g a n d l o c a l s h e a r i n g o f s u l p h i d e b o d i e s . 1 1 . T e r t i a r y t o R e c e n t : e r o s i o n a n d e x p o s u r e o f S i l v e r t i p a n d e x h a l a t i v e m i n e r a l i z a t i o n , c o n t i n u e d k a r s t i n g o f t h e McDame G r o u p a n d g e n e r a t i o n o f s u p e r g e n e a s s e m b l a g e s . 4 . 5 . 2 . E x p l o r a t i o n P a r a m e t e r s a n d M i n e r a l i z a t i o n C o n t r o l s T h e f o r e g o i n g d i s c u s s i o n s u g g e s t s t h e i m p o r t a n c e o f s e v e r a l c o n t r o l s o n m a n t o t y p e m i n e r a l i z a t i o n w h i c h c o u l d h a v e b r o a d e r e x p l o r a t i o n s i g n i f i c a n c e . R e g i o n a l l y , l o c a l i z a t i o n o f i n t r u s i v e a n d a s s o c i a t e d h y d r o t h e r m a l s y s t e m s a l o n g l a r g e s c a l e , h i g h a n g l e f a u l t s y s t e m s i s i m p o r t a n t . M a n y s k a r n - m a n t o - v e i n s y s t e m s i n c a r b o n a t e s i n C a s s i a r T e r r a n e a r e a s s o c i a t e d w i t h L a t e C r e t a c e o u s - T e r t i a r y f e l s i c i n t r u s i o n s . A l t h o u g h c o m m o n l y r e c e s s i v e i n o u t c r o p , t h e s e t e n d t o g e n e r a t e l a r g e a l t e r a t i o n h a l o e s i n n o n - c a r b o n a t e c o v e r r o c k s , a n d a r e a s s o c i a t e d w i t h F , S n , W, Mo , P b a n d Zn a n o m a l i e s . M a j o r e l e m e n t g e o c h e m i s t r y o f t h e s e i n t r u s i o n s i s s i m i l a r t o t h a t o f S - t y p e g r a n i t e s , a n d t r a c e e l e m e n t s i g n a t u r e s o f A t y p e g r a n i t e s a r e l i k e l y ( W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . S t r o n g l y f r a c t i o n a t e d ( v o l a t i l e e n r i c h e d ) l a t e p h a s e s o f o l d e r i n t r u s i o n s c a n a l s o b e m i n e r a l i z e r s . 1 59 A t t h e d e p o s i t s c a l e , f a u l t c o n t r o l o f f l u i d p a t h w a y s c o u l d b e s i g n i f i c a n t i n a r e a s w i t h c o e v a l o r o v e r l a p p i n g i n t r u s i o n a n d f a u l t i n g . A t M i d w a y , k n o w n s u l p h i d e s a r e l a r g e l y d i s t r i b u t e d b e t w e e n t h e Camp C r e e k a n d B r i n c o C r e e k f a u l t s , w h i l e n o m i n e r a l i z a t i o n h a s b e e n f o u n d w e s t o f t h e S i l v e r t i p C r e e k F a u l t . T h e s e f a u l t s c o n v e r g e n o r t h o f M i d w a y ; t h e c o i n c i d e n c e o f t h i s f a u l t c o n v e r g e n c e w i t h a n a n t i f o r m a l s t r u c t u r e a b o v e w h i c h l i e s a s h a l e c a p o f l o w p e r m e a b i l i t y p r o b a b l y c o n t r i b u t e d t o f o c u s s i n g o f h y d r o t h e r m a l f l u i d m i g r a t i o n i n t h e v i c i n i t y o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . T h e s o u t h e a s t e r l y p l u n g e o f t h i s a n t i f o r m c o n t r o l l e d u p w a r d a n d o u t w a r d m i g r a t i o n o f f l u i d s f r o m t h e i n t r u s i v e c e n t e r t o t h e t r a p p i n g s t r u c t u r e . S t r a t i g r a p h i c a l l y , b o t h a s t r o n g l y b r e c c i a t e d , k a r s t e d c a r b o n a t e s e q u e n c e w i t h e n h a n c e d p e r m e a b i l i t y , a n d l e s s p e r m e a b l e c a p p i n g s e q u e n c e s a r e s i g n i f i c a n t c o n t r o l s o n s u l p h i d e d e p o s i t i o n . D e p o s i t s c a l e m i n e r a l z o n i n g c a n b e u s e f u l i n d e f i n i n g i n t r u s i v e c e n t r e s a n d t h e i r s p a t i a l r e l a t i o n s h i p t o o r e b o d i e s . A t M i d w a y , s p o r a d i c s u l p h i d e s a r e f o u n d t h r o u g h o u t t h e a r e a b o u n d e d b y t h e Camp C r e e k a n d B r i n c o C r e e k f a u l t s i n v e i n s i n c o v e r r o c k s a s w e l l a s i n l i m e s t o n e . B y c o m p a r i s o n w i t h s k a r n -m a n t o s y s t e m s e l s e w h e r e , m a j o r s u l p h i d e b o d i e s a r e p r o b a b l y n o t l i m i t e d t o t h e r e l a t i v e l y d i s t a l u n s k a r n e d e n v i r o n m e n t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t ; m i n e r a l i z a t i o n o f a d i f f e r e n t t e n o r 1 60 ( e . g . e n h a n c e d i n c o p p e r , g o l d a n d b i s m u t h ) w o u l d b e e x p e c t e d c l o s e r t o t h e i n t r u s i v e c o r e o f t h e s y s t e m . 4 . 6 . F l u i d I n c l u s i o n s 4 . 6 . 1 . I n t r o d u c t i o n M i c r o t h e r m o m e t r i c s t u d i e s o n f l u i d i n c l u s i o n s d e t e r m i n e d some o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e h y d r o t h e r m a l f l u i d f r o m w h i c h s u l p h i d e s a t M i d w a y w e r e d e p o s i t e d . I n c l u s i o n s t u d i e s d e f i n e d t h e m a j o r c o m p o n e n t s o f t h e h y d r o t h e r m a l f l u i d , a n d t h e t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r e u n d e r w h i c h s u l p h i d e d e p o s i t i o n o c c u r r e d . A s w e l l , t h e e v o l u t i o n o f f l u i d c o m p o s i t i o n a n d t e m p e r a t u r e o v e r t i m e w a s c o n s t r a i n e d . F l u i d i n c l u s i o n s w e r e f o u n d i n q u a r t z i n t e r g r o w n w i t h , a n d p r o b a b l y c o e v a l w i t h , s u l p h i d e s . A t t e m p t s t o u s e i n c l u s i o n s i n s p h a l e r i t e f a i l e d d u e t o t h e o p a c i t y o f t h i s p h a s e . 4 . 6 . 2 . A n a l y t i c a l P r o c e d u r e s F l u i d i n c l u s i o n s i n q u a r t z f r o m m i n e r a l i z e d z o n e s i n t h e M i d w a y d e p o s i t w e r e a n a l y z e d u s i n g s t a n d a r d m i c r o t h e r m o m e t r i c t e c h n i q u e s . D a t a w e r e o b t a i n e d w i t h a F l u i d I n c . - a d a p t e d U . S . G . S . g a s - f l o w h e a t i n g / f r e e z i n g s y s t e m a n d a N i k o n O p t i p h e t m i c r o s c o p e w i t h 1 5 x o c u l a r s a n d 4 x , 1 0 x a n d 3 2 x 1 61 o b j e c t i v e s . T e m p e r a t u r e s w e r e m o n i t o r e d w i t h a c h r o m e l -c o n s t a n t a n t h e r m o c o u p l e a t t a c h e d t o a D o r i c D i g i t a l T r e n d i c a t o r ( M o d e l 41 O A ) . T h e T r e n d i c a t o r t h e r m o c o u p l e a c c u r a c y wa s d e t e r m i n e d t o b e b e t t e r t h a n +_ 0 . 4 o c f r o m - 5 6 . 6 o c t o + 6 6 0 . 4 o c ( F l u i d I n c . c o m p a n y d a t a ) . G r a d i e n t s w i t h i n t h e h e a t i n g / f r e e z i n g s t a g e w e r e < 1 o c a t t e m p e r a t u r e s < 2 9 0 o c . I c e a n d c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s w e r e g e n e r a l l y r e p e a t a b l e t o +_ 0 . 2 o c . A c c u r a c y o f h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s v a r i e d d e p e n d i n g o n t h e t y p e o f i n c l u s i o n , f r o m +_ 3 o c f o r r e l a t i v e l y l o w t e m p e r a t u r e , l i q u i d - r i c h i n c l u s i o n s t o +_ 1 0 o c o r m o r e f o r some v a p o u r - r i c h i n c l u s i o n s . H e a t i n g a n d f r e e z i n g m e a s u r e m e n t s w e r e o b t a i n e d u s i n g s t a n d a r d " c y c l i n g " t e c h n i q u e s . D a t a w e r e o b t a i n e d o n i n c l u s i o n s f r o m g r o u p s e x h i b i t i n g r o u g h l y c o n s i s t e n t l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s i n o r d e r t o m i n i m i z e e f f e c t s o f n e c k i n g ( c f . B o d n a r e_t a_ l . , 1 9 8 5 ) . V e r i f i c a t i o n o f t h e v i s u a l e s t i m a t e o f c o n s i s t e n c y i s s h o w n b y c o n s i s t e n t (+_ 1 0 o C ) h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s w i t h i n t h e g r o u p s . I n some c a s e s a w i d e r r a n g e o f h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s w a s t o l e r a t e d i f m o s t o f t h e i n c l u s i o n s h o m o g e n i z e d w i t h i n a n a r r o w r a n g e . Some g r o u p s w i t h e x t r e m e l y v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s w e r e h o m o g e n i z e d t o d e t e r m i n e i f t h e v a r i a b i l i t y w e r e r e a l o r d u e t o v a r y i n g i n c l u s i o n o r i e n t a t i o n s . T h e s e g r o u p s g a v e h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s f r o m 100 t o o v e r 4 5 0 o c , w h i c h w e r e o m i t t e d f r o m t h e d a t a c o m p i l a t i o n s . 1 62 E x a m p l e s o f t h e t y p e s o f i n c l u s i o n g r o u p s f r o m w h i c h v a l i d t e m p e r a t u r e d e t e r m i n a t i o n s w e r e made a r e s h o w n i n F i g u r e s 4 - 3 6 a n d 4 - 3 7 . 4 . 6 . 3 . F l u i d I n c l u s i o n P e t r o g r a p h y V a l u a b l e i n f o r m a t i o n w a s o b t a i n e d f r o m i n c l u s i o n p e t r o g r a p h y p r i o r t o m a k i n g m i c r o t h e r m o m e t r i c m e a s u r e m e n t s . I n many c a s e s , t h e s e w e r e t h e o n l y d a t a o b t a i n a b l e f r o m a s a m p l e , b e c a u s e s u i t a b l e i n c l u s i o n s f o r h e a t i n g / f r e e z i n g m e a s u r e m e n t s d i d n o t e x i s t . U s e f u l m i c r o t h e r m o m e t r i c d a t a w e r e o b t a i n e d f r o m t e n d o u b l y p o l i s h e d p l a t e s . O f t h e s e , f i v e w e r e f r o m t w o m a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t : F a n B 1 2 9 (MW 141 ( 7 . 9 ) ) , a n d F a n C 5 5 / D 2 3 (MW 204 ( 5 . 6 ) , 2 0 7 ( 8 . 5 ) , 1 7 8 ( 1 4 . 5 ) a n d 178 ( 1 5 . 0 ) ) ( F i g u r e s 4 - 1 0 , 4 - 1 1 ) . Two p l a t e s w e r e f r o m a q u a r t z - c a l c i t e - s u l p h i d e v e i n n e a r t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t (MW 73 ( 3 8 . 5 a n d 3 9 . 0 ) ) , t w o w e r e f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t (MW 11 ( 3 1 7 . 6 5 ) , a n d 16 ( 3 8 5 . 8 ) ) , a n d o n e w a s f r o m B r i n c o H i l l , a b o u t 2 k i l o m e t r e s s o u t h e a s t o f M i d w a y ( F i g u r e 4 - 1 ) . No h e a t i n g / f r e e z i n g d a t a w a s o b t a i n e d f r o m t e n o t h e r p l a t e s , a l t h o u g h u s e f u l p e t r o g r a p h i c i n f o r m a t i o n wa s o b t a i n e d . O f t h e s e , s e v e n w e r e f r o m t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , t w o f r o m e x h a l a t i v e s u l p h i d e s i n t h e E a r n G r o u p , a n d o n e f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t . I n c a s e s w h e r e n o m i c r o t h e r m o m e t r i c d a t a w e r e o b t a i n e d , e i t h e r F i g u r e 4 - 3 6 : L i n e dravwiuiiEgs oaf f l i m i d I n c l u s i o n g r o u p s : ( A ) t y p e 1 p r i m a r y iLsac l iUs iasms f x a m c p i a n t a : ( g r a i n s u r r o u n d e d b y s p h a l e r i t e ;and g m a r t z , a foowi iwg s i z e g r a d a t i o n o f t y p e 1 iTacILaa'siicmSff p i c k e t Seance g r o w t h z o n e , a n d s u b p a r a l l e l s e r a a n d a r y p l a n e s (MW 2 0 4 , 5 . 2 m ) ; ( B ) t y p e 2 inc ' loas i cnnns w i t h OG>2 d e n s i t i e s v a r y i n g f r o m . 0 . 2 6 t o 0 , 6 g / c c ; ; n o t cb rawn a x e a s s o c i a t e d t y p e 1 a n d t y p e 3 a i s n c l u s i s n s 1W3 1M1 a 8 . 5 ra); ( C ) t y p e 1 a n d 2 r n c l v o s i i m s iWBM 2 0 4 „ 5 - 2 an)):; (D ) t y p e 4 i n c l u s i o n s ((3SW 2'04,, 5 „ 2 im}).. S c a l e b a r i s 10 m i c r o n s l o n g . 1 64 < X > C2> D F i g u r e 4 - 3 7 : L i n e d r a w i n g s o f f l u i d i n c l u s i o n g r o u p s : ( A ) t y p e 3 b s e c o n d a r i e s ; p l a n e o f i n c l u s i o n s d i p s t o t h e r i g h t (MW 1 4 1 , 7 . 9 m ) ; ( B ) t y p e 3a i n c l u s i o n s f r o m e u h e d r a l g r o w t h z o n e d g r a i n a b o u t 0 . 3 5 mm a c r o s s ; i n c l u s i o n s a r e f r o m t h e i n c l u s i o n r i c h c o r e (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) ; ( C ) t y p e 3 b i n c l u s i o n s (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) ; (D) t y p e 1 i n c l u s i o n s (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . S c a l e b a r i s 10 m i c r o n s l o n g . 1 65 F i g u r e 4 - 3 8 : P h o t o g r a p h o f g r o w t h z o n e d q u a r t z w i t h t y p e 3a i n c l u s i o n s d e f i n i n g t h e g r o w t h z o n e a n d t y p e 1 i n c l u s i o n s a l o n g t h e g r a i n b o u n d a r y (MW 2 0 4 , 5 . 6 m) . F i g u r e 4 - 3 9 : P h o t o g r a p h o f t y p e 3a a n d t y p e 1 p r i m a r i e s i n a n i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o r e o v e r g r o w n b y i n c l u s i o n f r e e q u a r t z (MW 2 0 4 , 5 . 6 m ) . 166 n o i n c l u s i o n s w e r e v i s i b l e o r t h e i n c l u s i o n s e x h i b i t e d h i g h l y v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s . I n c l u s i o n s t y p i c a l o f b o t h p r i m a r y a n d s e c o n d a r y o r i g i n a r e a b u n d a n t , a s a r e i n c l u s i o n s f o r w h i c h t h e r e i s n o c o n c l u s i v e e v i d e n c e o f o r i g i n . P r i m a r y i n c l u s i o n s o c c u r a l o n g c r y s t a l l o g r a p h i c a l l y - o r i e n t e d g r o w t h z o n e s i n q u a r t z ( F i g u r e 4 - 3 8 ) a s w e l l a s i n h e x a g o n a l q u a r t z c r y s t a l c o r e s o v e r g r o w n b y r e l a t i v e l y i n c l u s i o n - f r e e q u a r t z ( F i g u r e s 4 - 3 9 , 4 - 4 0 ) . C o m m o n l y , t h e s e c o r e i n c l u s i o n s a r e d e n s e l y p a c k e d a n d h a v e e x t r e m e l y v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s ( F i g u r e 4 - 4 1 ) . V a p o u r r i c h i n c l u s i o n s a r e a b u n d a n t i n t h e s e g r o u p s . P r i m a r y i n c l u s i o n s l o c a l l y s h o w a s i z e g r a d a t i o n f r o m c o r e o u t w a r d , g e n e r a l l y f r o m l a r g e r t o s m a l l e r . G r o w t h z o n i n g i s i n some c a s e s m u l t i -e p i s o d i c ( F i g u r e 4 - 4 2 ) . I n c l u s i o n s t r a p p e d a l o n g g r o w t h z o n e s a r e c o m m o n l y s m a l l (< 5 m i c r o n s ) , i r r e g u l a r a n d e x h i b i t v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s , a n d c o n s e q u e n t l y a r e u n s u i t a b l e f o r h e a t i n g m e a s u r e m e n t s . S e c o n d a r y i n c l u s i o n s o c c u r a l o n g f l a t o r c u r v i p l a n a r h e a l e d m i c r o f r a c t u r e s ( F i g u r e 4 - 4 3 ) , b o t h c r o s s c u t t i n g g r a i n b o u n d a r i e s a n d t e r m i n a t i n g w i t h i n t h e g r a i n . T h e l a t t e r a r e c a l l e d p s e u d o -s e c o n d a r i e s i f i n c l u s i o n s o f t h e same t y p e , c o m p o s i t i o n a n d h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e o c c u r a l s o a s p r i m a r i e s . A s s u c h , " p s e u d o - s e c o n d a r y " i s n o t a p u r e l y t e x t u r a l d i s t i n c t i o n . F i g u r e 4 - 4 0 : P h o t o g r a p h o f a n i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o r e c o n t a i n i n g m a i n l y t y p e 1 i n c l u s i o n s , o v e r g r o w n b V i n c l u s i o n f r e e q u a r t z (MW 2 0 4 , 5 . 6 m ) . F i g u r e 4 - 4 1 : P h o t o g r a p h o f i n c l u s i o n r i c h q u a r t z c o n t a i n ! m a i n l y t y p e 1 i n c l u s i o n s . F i g u r e 4 - 4 3 : P h o t o g r a p h o f c r o s s - c u t t i n g t y p e 3a s e c o n d a r y i n c l u s i o n p l a n e s (MW 7 3 , 3 9 . 0 m ) . 169 T e x t u r a l l y d i s t i n g u i s h e d p s e u d o - s e c o n d a r y i n c l u s i o n s a r e i d e n t i f i a b l e o n l y i f t h e h e a l e d m i c r o f r a c t u r e t e r m i n a t e s a g a i n s t a p r i m a r y c r y s t a l l o g r a p h i c f e a t u r e ( e . g . g r o w t h z o n e ) w i t h i n t h e g r a i n . T h e s e w e r e r a r e l y i d e n t i f i e d . S e c o n d a r y i n c l u s i o n s p r o v i d e e v i d e n c e f o r m u l t i - e p i s o d e m i c r o f r a c t u r i h g a n d h e a l i n g a f t e r d e p o s i t i o n o f q u a r t z a n d a s s o c i a t e d s u l p h i d e s . C o m m o n l y t h e m i c r o f r a c t u r e s h a v e a s u b p a r a l l e l o r i e n t a t i o n w h i c h i s c o n s i s t e n t f r o m g r a i n t o g r a i n w i t h i n a s a m p l e . I n o t h e r c a s e s t h e y c r i s s c r o s s , w i t h n o d o m i n a n t o r i e n t a t i o n ( F i g u r e 4 - 4 3 ) . Two f e a t u r e s o f s e c o n d a r y i n c l u s i o n s i n d i c a t e t h a t m i n e r a l i z a t i o n o c c u r r e d a t a d e p t h g r e a t e r t h a n t h a t c h a r a c t e r i s t i c o f e p i t h e r m a l d e p o s i t s . One i s t h e p r e s e n c e o f " w i s p y " t e x t u r e s c a u s e d b y s w a r m s o f c r o s s c u t t i n g m i c r o f r a c t u r e s d e f i n e d b y v e r y s m a l l i n c l u s i o n s ( F i g u r e 4 - 4 4 ) . T h i s t e x t u r e c o m m o n l y o c c u r s i n q u a r t z l e s s t h a n a m i l l i m e t r e a w a y f r o m c l e a r q u a r t z w i t h f e w o r n o m i c r o f r a c t u r e s . T h e s e t w o d i f f e r e n t t y p e s o f q u a r t z p r o b a b l y r e p r e s e n t t w o t e m p o r a l l y s e p a r a t e p h a s e s , b u t t e x t u r a l e v i d e n c e f o r t h i s i s e q u i v o c a l . T h e o t h e r f e a t u r e i s t h e p r e s e n c e o f a b u n d a n t t h r e e - p h a s e ( H 2 0 l i q u i d , C 0 2 l i q u i d a n d C02 v a p o u r ) i n c l u s i o n s . T h e s e t w o f e a t u r e s t a k e n t o g e t h e r a r e n o t k n o w n i n t h e e p i t h e r m a l e n v i r o n m e n t , b u t a r e common i n b o t h p o r p h y r y s y s t e m s a n d s o - c a l l e d " m e s o t h e r m a l " q u a r t z v e i n s ( T . J . R e y n o l d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 ) . 1 70 F i g u r e 4 - 4 4 : P h o t o g r a p h o f " w i s p y " t e x t u r e d q u a r t z p r o d u c e d b y m y r i a d i r r e g u l a r p l a n e s o f m i n u t e s e c o n d a r y i n c l u s i o n s (MW 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . F i g u r e 4 - 4 5 P h o t o g r a p h o f a i n c l u s i o n s (MW p l a n e o f t y p e 1 p s e u d o s e c o n d a r v 1 7 8 , 1 4 . 5 m ) . y 3 4 - 4 6 : » s m . ? m e r a a t t y p e 3 a s e c ™ d a ^ i n C55 CREEK DEPOSIT 0 100 metres 4 - 4 7 : Map o f f l u i d i n c l u s i o n s a m p l e l o c a t i o n s , 1 72 Q u a r t z u s e d i n m i c r o t h e r m o m e t r i c s t u d i e s i s i n t i m a t e l y i n t e r g r o w n w i t h s u l p h i d e s , a n d c o m m o n l y c o n t a i n s s u l p h i d e i n c l u s i o n s . T h e p r e s e n c e o f i n t e r g r o w n q u a r t z , s p h a l e r i t e a n d g a l e n a i n t h e s a m p l e s s t u d i e d f r o m t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t s u g g e s t s t h a t t h e q u a r t z was d e p o s i t e d w i t h m a i n s t a g e s u l p h i d e s ( s e c t i o n 4 . 4 . 6 ) . T e m p e r a t u r e d e t e r m i n a t i o n s t h e r e f o r e a p p l y t o t h e f l u i d s i n v o l v e d i n t h i s s t a g e o f s u l p h i d e d e p o s i t i o n , a s w e l l a s i n l a t e r m i c r o f r a c t u r i n g e v e n t s . T i m i n g o f m i c r o f r a c t u r i n g i s n o t c o n s t r a i n e d r e l a t i v e t o t h e s u l p h o s a l t - s u l p h i d e a n d l a t e c a r b o n a t e p a r a g e n e t i c e p i s o d e s . 4 . 6 . 4 . I n c l u s i o n T y p e s a n d D a t a M i c r o t h e r m o m e t r i c d a t a a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 4 - 3 , a n d a c o m p r e h e n s i v e c o m p i l a t i o n o f o b s e r v a t i o n s a n d d a t a i s c o n t a i n e d i n A p p e n d i x B . H i s t o g r a m s o f d a t a , a r r a n g e d a c c o r d i n g t o i n c l u s i o n t y p e , a r e i n F i g u r e s 4 - 4 8 , 4 - 4 9 , 4 - 5 0 a n d 4 - 5 1 . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s s p a n a w i d e r a n g e , f r o m a b o u t 1 2 0 o c t o 3 4 0 O C . B e c a u s e a l l o f t h i s d a t a w e r e o b t a i n e d f r o m g r o u p s w h i c h e x h i b i t f a i r l y c o n s i s t e n t l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s a n d w h i c h h o m o g e n i z e c o m m o n l y w i t h i n a r a n g e o f 2 5 o c , t h e s e a r e a l l v a l i d t e m p e r a t u r e s . T h e t e m p e r a t u r e r a n g e i s t h e r e f o r e r e a l f o r t h e m o s t p a r t , a n d n o t a p r o d u c t o f p o s t - t r a p p i n g m o d i f i c a t i o n . 1 73 Table 4-3: Fluid inclusion data, summarized by inclusion type, Midway area, north-central B r i t i s h Columbia (1040/16). Dash indicates that no data i s available. A l l temperatures are in degrees Celsius. Inclusion typel 1 2 3a 3b 4 Th 279- 340 272-330 267-330 182-213 122-176 TmC02 -57. -61 . 1 to 8 -56.8 to -58.7 -56.6 to -57.2 -56.6 -Te - -21 to -40 - - -Tmice - -14.4 to -17.42 -4.3 to -6.7 -6.4 to -7.1 Tmclathrate 9.8-• 1 2 . 6 9.2-11.6 6.9-8.8 6.0-6.8 -ThC02 21.0 to 31 .2 - - -Tdecrep. > 400 350-400 - - -1. Type 1 = vapour r i c h . Type 2 = three phase ( C 0 2 l i q u i d , C 0 2 vapour, H 2 0 l i q u i d ) . Type 3a = l i q u i d r i c h , high Th, C O 2 bearing. Type 3b = l i q u i d r i c h , moderate Th, C 0 2 bearing. Type 4 = l i q u i d r i c h , low Th, no C 0 2 . 2. Atypical inclusions only, with liquid/vapour = 0.5; can homogenize to vapour or l i q u i d , but included in type 3a because of TmC02 (=-56.6oc). 174 M o s t i n c l u s i o n s a r e C 0 2 b e a r i n g , a n d m o s t o f t h e s e h a v e C 0 2 m e l t i n g t e m p e r a t u r e s l e s s t h a n - 5 6 . 6 0 c , i n d i c a t i n g t h e p r e s e n c e o f a n o t h e r v o l a t i l e p h a s e . I n a d d i t i o n , c l a t h r a t e f o r m a t i o n i s c o m m o n , b u t c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e g e n e r a l l y g r e a t e r t h a n 1 0 o c . B o t h o f t h e s e o b s e r v a t i o n s i m p l y t h e p r e s e n c e o f m e t h a n e ( B u r r u s s , 1 9 8 1 ) . M e t h a n e a s a n a d d i t i o n a l v o l a t i l e p h a s e i s a l s o c o n s i s t e n t w i t h t h e c i r c u l a t i o n o f f l u i d s i n o r g a n i c r i c h c a r b o n a t e s (McDame G r o u p ) , a n d w i t h t h e p r e s e n c e o f r e d u c e d c a r b o n i n t h e f o r m o f p y r o b i t u m e n i n v e i n s i n t h e M i d w a y a r e a . I t i s a l s o c o n s i s t e n t w i t h a h i g h s u l p h i d e / s u l p h a t e r a t i o i n t h e f l u i d s y s t e m , b a s e d o n s u l p h i d e a s s e m b l a g e s a n d s u l p h u r i s o t o p e v a r i a b i l i t y ( s e c t i o n 4 . 7 . 3 ) . I n c l u s i o n s o b s e r v e d i n M i d w a y q u a r t z c a n b e c l a s s i f i e d i n t o f i v e m a i n t y p e s ( T a b l e 4 - 3 ) . I n a d d i t i o n t o t h e s e t y p e s , o n e p h a s e i n c l u s i o n s a n d t w o i n c l u s i o n s w i t h d a u g h t e r m i n e r a l s w e r e n o t e d . T y p e 1 ( v a p o u r r i c h , H2_0 -C02_ -CH4+NaC l ) i n c l u s i o n s ( T a b l e 4 - 3 , F i g u r e 4 - 4 8 ) a r e v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s w h i c h h o m o g e n i z e t o v a p o u r o r , l e s s c o m m o n l y , b y c r i t i c a l p h a s e c h a n g e ( s e e b e l o w ) . T h e y a r e v e r y common i n p a r t s o f t h e d e p o s i t , a n d a r e c o n s p i c u o u s , w i t h g l o s s y b l a c k b u b b l e s w h i c h a p p e a r t o o c c u p y f r o m 60 t o 100% o f t h e i n c l u s i o n v o l u m e ( F i g u r e 4 - 3 6 , A a n d C ; F i g u r e 4 - 3 7 D ) . T h e y o c c u r i n g r o u p s o f m i x e d i n c l u s i o n t y p e s 175 18 16 14 12 s 18 1 8 6 4 2 n-48 -62 -61 -68 -59 -58 -57 T|C02 14. 12^ , 10' •J C a* *•>* 5 • 6-t n«44 9 19 11 12 13 T j c l i t h r i t e 5 4L 2L n.22 q m - j 1 273 289 298 386 310 326 339 349 F i g u r e 4 - 4 8 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 1 i n c l u s i o n s . L e g e n d i s i n F i g u r e 4 - 4 9 . 176 w i t h a p r i m a r y i n c l u s i o n h a b i t , a s p s e u d o s e c o n d a r i e s , w i t h s ome l i q u i d r i c h i n c l u s i o n s , a n d a s p s e u d o s e c o n d a r i e s w i t h n o l i q u i d r i c h i n c l u s i o n s ( F i g u r e 4 - 4 5 ) . Some q u a r t z c o r e s c o n t a i n t y p e 1 i n c l u s i o n s a l m o s t e x c l u s i v e l y . P s e u d o s e c o n d a r y v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s a r e c o m m o n l y e q u a n t . T h e s e a r e u s e a b l e f o r m i c r o t h e r m o m e t r i c s t u d i e s i f n o o r f e w l i q u i d r i c h i n c l u s i o n s a r e p r e s e n t ( i . e . n e c k i n g i s n o t a p o s s i b l e mode o f o r i g i n ) . Some t y p e 1 i n c l u s i o n s h o m o g e n i z e b y c r i t i c a l p h a s e c h a n g e , t h a t i s , " m e n i s c u s f a d i n g " . I n s t e a d o f h o m o g e n i z a t i o n b y e x p a n s i o n o f t h e v a p o u r p h a s e u n t i l t h e i n c l u s i o n i s v a p o u r f i l l e d , t h e l i q u i d - v a p o u r b o u n d a r y g r a d u a l l y f a d e s a w a y a t t h e h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e . T h e s e i n c l u s i o n s c a n o c c u r w i t h o t h e r s t h a t h o m o g e n i z e t o v a p o u r . P h a s e c h a n g e s i n b o t h t y p e s o f v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s a r e o b s e r v a b l e o n l y i f t h e r e i s s u f f i c i e n t l i q u i d t o k e e p t h e p h a s e b o u n d a r y a w a y f r o m t h e i n c l u s i o n w a l l ; t h i s g e n e r a l l y i s n o t t h e c a s e . T y p e 1 i n c l u s i o n s , i n c l u d i n g t h o s e o f p r i m a r y a n d p s e u d o s e c o n d a r y o r i g i n , a r e H 2 0 - C 0 2 - C H 4 + N a C l m i x t u r e s . S a l i n i t i e s o f t h e l i q u i d p h a s e a r e u n k n o w n d u e t o t h e l a c k o f o b s e r v a b l e i c e m e l t i n g . C l a t h r a t e m e l t i n g , o b s e r v e d i n m o s t c a s e s , i n v a r i a b l y o c c u r s a t t e m p e r a t u r e s o f 1 0 . 0 - 1 2 . 5 o c . T h e p r e s e n c e o f m e t h a n e m a k e s s a l i n i t y d e t e r m i n a t i o n s b y t h e m e t h o d o f C o l l i n s ( 1 9 7 9 ) i m p o s s i b l e , b e c a u s e t h e C o l l i n s m e t h o d 177 r e q u i r e s a t h r e e c o m p o n e n t s y s t e m . C02 m e l t i n g o c c u r s o v e r a f e w d e g r e e s , w i t h f i n a l m e l t i n g o c c u r r i n g b e t w e e n - 5 7 . 1 a n d - 6 1 . 8 0 c . S e p a r a t e C 0 2 l i q u i d a n d g a s p h a s e s a r e r a r e l y o b s e r v a b l e , i n d i c a t i n g a l o w v a p o u r p h a s e d e n s i t y . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s r a n g e f r o m 2 7 9 - 3 4 0 O C , w i t h a mode o f 3 2 2 . 5 0 C . T h e s e t e m p e r a t u r e s h a v e a n a c c u r a c y o f +_ 1 0 o c a t b e s t , d u e t o t h e d i f f i c u l t y o f o b s e r v i n g f i n a l h o m o g e n i z a t i o n o f t h e l i q u i d p h a s e . T y p e 2 ( t h r e e p h a s e ( L , L , V ) , H 2 O - C O 2 - C H _ 4 - N a C l ) i n c l u s i o n s ( T a b l e 4 - 3 , F i g u r e 4 - 4 9 ) c o n t a i n t h r e e p h a s e s a t r o o m t e m p e r a t u r e ( 2 0 o c ) , w a t e r r i c h l i q u i d , C02 r i c h l i q u i d , a n d C02 r i c h g a s . T h e s e i n c l u s i o n s a r e a b u n d a n t , a n d o c c u r i n b o t h p r i m a r y a n d s e c o n d a r y h a b i t s . M o s t o c c u r i n g r o u p s o f m i x e d i n c l u s i o n t y p e s ; o n l y r a r e l y a r e t y p e 2 i n c l u s i o n s t h e d o m i n a n t t y p e . T y p e 2 i n c l u s i o n s a r e H 2 0 - C 0 2 - C H 4 - N a C l m i x t u r e s . T h e p r e s e n c e o f m e t h a n e i s i n d i c a t e d b y C O 2 m e l t i n g t e m p e r a t u r e s o f - 5 6 . 8 t o - 5 8 . 7 o c . No i c e m e l t i n g wa s o b s e r v e d , b u t c l a t h r a t e m e l t i n g i n some c a s e s o c c u r r e d b e l o w 1 0 o c . T h e l o w e r r a n g e o f c l a t h r a t e m e l t i n g ( t o a b o u t 9 o c ) s u g g e s t s s a l i n i t i e s o f 1 t o 2 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t , b u t s i n c e t h e l o w e r i n g o f c l a t h r a t e m e l t i n g i s o f f s e t b y t h e p r e s e n c e o f CH4 ( C o l l i n s , 1 9 7 9 ) , a c t u a l s a l i n i t i e s a r e s l i g h t l y h i g h e r ( 2 t o 3 w e i g h t 178 -68 -59 -58 -57 8 9 19 11 12 T BC0 2 T i r t i t h r a t e 6- n-19 6-I 4 l • - 2. 3* 4. 4* it 2 n-13 o. 28 22 24 26 28 38 ThCO 2 "n n r 278 288 298 369 318 328 338 Th LEGEND Fin 8129 - HU141<7.9) Fin C55/023 - «W204<5 Z), «y287(S.5), flU178<14.5>, HU176C15.S> NW73(39.0), Ny73(38.5) nun, MU 16 Brinco Hill - BH F i g u r e 4 - 4 9 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 2 i n c l u s i o n s . L e g e n d g i v e s s a m p l e l o c a t i o n s ( c j f . F i g u r e 4 - 4 7 ) . 179 p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t ) . F i r s t ( e u t e c t i c ) m e l t i n g , w h e r e o b s e r v a b l e , c o m m o n l y o c c u r r e d a t t e m p e r a t u r e s a s l o w a s - 4 0 o c , w e l l b e l o w t h e - 21OC e u t e c t i c o f t h e H2o-NaCl s y s t e m . T h i s i n d i c a t e s t h a t C a C l 2 i s p r o b a b l y a n i m p o r t a n t e l e c t r o l y t e i n t h e l i q u i d p h a s e ( R o e d d e r , 1 9 8 4 ) . B e c a u s e C 0 2 m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e o n a v e r a g e s l i g h t l y h i g h e r t h a n i n t y p e 1 i n c l u s i o n s , a n d c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e o n a v e r a g e l o w e r , CH4 c o n t e n t o f t y p e 2 i n c l u s i o n s i s l e s s t h a n t h a t o f t y p e 1 i n c l u s i o n s . T h e C02 p h a s e s m o s t l y h o m o g e n i z e t o v a p o u r n e a r 2 8 . 5 o c , a l t h o u g h T h C 0 2 a s l o w a s 21 o c wa s o b s e r v e d . I n some c a s e s , t h e C02 p h a s e s h o m o g e n i z e d t o e i t h e r v a p o u r o r l i q u i d i n d i f f e r e n t -i n c l u s i o n s w i t h i n t h e same g r o u p . L i q u i d t o v a p o u r r a t i o s i n t h e i m m i s c i b l e C O 2 r i c h p h a s e v a r y w i d e l y , a s d o C O 2 r i c h t o H20 r i c h p h a s e r a t i o s . C a l c u l a t e d d e n s i t i e s o f t h e C O 2 r i c h p h a s e w i t h i n a s i n g l e g r o u p ( s a m p l e 207 ( 8 . 5 ) ) r a n g e f r o m 0 . 2 6 t o 0 . 6 g r a m s / c u b i c c e n t i m e t r e , u s i n g t h e m e t h o d o f B u r r u s s ( 1 9 8 1 ) . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s s p a n r o u g h l y t h e same r a n g e a s t y p e 1 i n c l u s i o n s , w i t h a mode o f 3 0 7 . 5 o c ( F i g u r e 4 - 4 9 ) . T h i s i s p r o b a b l y a r t i f i c i a l , h o w e v e r , a s o n l y h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s f o r i n c l u s i o n s w i t h f a i r l y c o n s i s t e n t C02 r i c h t o H 2 0 r i c h p h a s e r a t i o s w e r e r e c o r d e d . T h e i m p l i c a t i o n s o f t h e s e d a t a a r e d i s c u s s e d i n s e c t i o n 4 . 6 . 5 . T y p e 2 i n c l u s i o n s c o m m o n l y d e c r e p i t a t e i n t h e 3 5 0 - 4 0 0 o c r a n g e , w h e r e a s t y p e 1 i n c l u s i o n s o f t e n h a v e d e c r e p i t a t i o n t e m p e r a t u r e s i n e x c e s s o f 4 5 0 o c . 180 T y p e 3 ( l i q u i d r i c h , H 2 0 - C 0 2 - N a C l ) i n c l u s i o n s ( T a b l e 4 - 3 , F i g u r e 4 - 5 0 ) a r e s u b d i v i d e d i n t o t w o s u b t y p e s : t y p e 3 a , h i g h t e m p e r a t u r e ( T h > 2 6 5 o c ) , a n d t y p e 3 b , m o d e r a t e t e m p e r a t u r e ( T h < 2 2 0 O C ) . T y p e 3a i n c l u s i o n s o c c u r a s p r i m a r i e s a n d s e c o n d a r i e s . T y p e 3a p r i m a r i e s o c c u r m a i n l y w i t h a s s o c i a t e d t y p e 1 a n d / o r t y p e 2 i n c l u s i o n s , w h i l e t y p e 3a s e c o n d a r i e s g e n e r a l l y d o n o t o c c u r w i t h o t h e r i n c l u s i o n t y p e s . I n m i x e d g r o u p s , v i s i b l y n e c k e d i n c l u s i o n s a r e c o m m o n . T y p e 3b i n c l u s i o n s o c c u r a s s e c o n d a r i e s o n l y . H o m o g e n i z a t i o n b y c r i t i c a l p h a s e c h a n g e wa s o b s e r v e d i n o n e g r o u p o f t y p e 3a i n c l u s i o n s . S i n c e t y p e 3a i n c l u s i o n s o c c u r a s b o t h p r i m a r i e s a n d s e c o n d a r i e s t h e y s p a n a t e m p o r a l r a n g e e n c o m p a s s i n g b o t h q u a r t z d e p o s i t i o n a n d e a r l y m i c r o f r a c t u r i n g e p i s o d e s . C02 m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h o s e r e c o r d e d f o r t y p e 1 a n d 2 i n c l u s i o n s , c l u s t e r i n g n e a r - 5 6 . 6 o c . C l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e l e s s t h a n 1 0 o c , w i t h a mode o f 6 . 7 5 o c . T h e s e t w o o b s e r v a t i o n s i n d i c a t e t h a t CH4 i s n o t a s i g n i f i c a n t p h a s e i n t y p e 3a i n c l u s i o n s . T h e c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s i n d i c a t e s a l i n i t i e s o f a b o u t 7 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s s p a n a r a n g e f r o m 267 t o 3 3 0 o c (mode o f 2 9 2 . 5 o c ) , w i t h a f e w h i g h e r t e m p e r a t u r e s r e c o r d e d i n g r o u p s w i t h m o r e v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s . T h e l a r g e s t c l u s t e r o f t e m p e r a t u r e s o c c u r s i n t h e 2 9 0 - 3 1 O o c r a n g e , o v e r l a p p i n g w i t h 181 Tijpe 3b -a - 7 - 6 - 5 - 4 5 6 7 8 T-i i c e T rs c l a t h r a te Type 3b Type 3a 189 199 200 21C 270 269 298 398 316 320 330 Figure 4-50: Histograms of data, type 3a and 3b inclusions. Legend i s in Figure 4-49. 1 82 t y p e 1 i n c l u s i o n s ( F i g u r e 4 - 5 0 ) . One s a m p l e ( 141 ( 7 . 9 ) ) c o n t a i n e d i n c l u s i o n s w i t h l a r g e r v a p o u r b u b b l e s t h a n t h o s e t y p i c a l o f t y p e 3 a . T h e s e i n c l u s i o n s a l s o e x h i b i t e d a t y p i c a l m e l t i n g a n d h o m o g e n i z a t i o n b e h a v i o u r . I n t w o o f t h e t h r e e g r o u p s i n w h i c h t h e s e i n c l u s i o n s o c c u r r e d , h o m o g e n i z a t i o n o c c u r r e d t o t h e l i q u i d p h a s e ( i . e . t y p e 3 a ) , w h e r e a s i n o n e o f t h e g r o u p s h o m o g e n i z a t i o n t o t h e v a p o u r p h a s e ( t y p e 1) o c c u r r e d . I n b o t h c a s e s , d e c r e p i t a t i o n o c c u r r e d i m m e d i a t e l y u p o n h o m o g e n i z a t i o n . C 02 m e l t i n g o c c u r r e d a t - 5 6 . 6 0 c , i n d i c a t i n g t h a t n o m e t h a n e was p r e s e n t ( a f e a t u r e t y p i c a l o f t y p e 3a i n c l u s i o n s , b u t n o t o f t y p e 1 i n c l u s i o n s ) . I c e m e l t i n g i n t h e t h r e e g r o u p s o c c u r r e d a t - 1 4 . 5 , - 1 7 . 0 a n d - 1 6 . 3 0 C . T h e s e u n c h a r a c t e r i s t i c a l l y l o w i c e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s i n d i c a t e s a l i n i t i e s o f a b o u t 21 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . A l o w e r s a l i n i t y , m o r e c o n s i s t e n t w i t h s a l i n i t i e s u s u a l l y o b s e r v e d i n t y p e 3 i n c l u s i o n s , w o u l d b e i m p l i e d i f C a C l 2 was t h e p r i n c i p a l e l e c t r o l y t e . I t i s p o s s i b l e , t h e r e f o r e , t h a t t h e s e i n c l u s i o n s r e c o r d l o c a l i z e d c a r b o n a t e d i s s o l u t i o n e p i s o d e s . T y p e 3b i n c l u s i o n s a r e d i s t i n g u i s h e d f r o m t y p e 3a o n t h e b a s i s o f o c c u r r e n c e , h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e , a n d f r e e z i n g b e h a v i o u r . T h e y o c c u r o n l y a s s e c o n d a r y i n c l u s i o n s , h o m o g e n i z e a t t e m p e r a t u r e s l e s s t h a n 215oc (mode o f 2 0 7 . 5 o c ) , a n d l o c a l l y e x h i b i t i c e f o r m a t i o n d u r i n g f r e e z i n g . C 0 2 m e l t i n g w a s n o t 1 83 o b s e r v e d , p e r h a p s i n d i c a t i n g l o w e r CO2/H2O t h a n i n t y p e 3a i n c l u s i o n s . T h e p r e s e n c e o f c a r b o n d i o x i d e i s i n d i c a t e d b y c l a t h r a t e f o r m a t i o n . C l a t h r a t e m e l t i n g o c c u r s a t a p p r o x i m a t e l y t h e same t e m p e r a t u r e s (mode 6 . 2 5 o C ) a s i n t y p e 3a i n c l u s i o n s , s u g g e s t i n g r o u g h l y e q u i v a l e n t s a l i n i t i e s . I c e m e l t i n g o c c u r s i n t h e r a n g e o f - 4 t o - 7 o c ( mode — 4 . 7 5 o c ) . G e n e r a l l y , e i t h e r i c e o r c l a t h r a t e m e l t i n g i s o b s e r v e d ; b o t h a r e r a r e l y s e e n i n t h e same i n c l u s i o n , a l t h o u g h b o t h c a n o c c u r i n t h e same g r o u p o f i n c l u s i o n s . H o m o g e n i z a t i o n o f t y p e 3b i n c l u s i o n s o c c u r s b e t w e e n 180 a n d 2 1 5 o c , c l u s t e r i n g i n t h e u p p e r p a r t o f t h a t r a n g e ( F i g u r e 4 - 5 0 ) . T y p e 4 ( l i q u i d r i c h , H g O - N a C l ) i n c l u s i o n s ( T a b l e 4 - 3 , F i g u r e 4 - 5 1 ) o c c u r o n l y a s s e c o n d a r y i n c l u s i o n s . CO2 c o n t e n t i s n e g l i g i b l e , a s n e i t h e r c l a t h r a t e m e l t i n g n o r CO2 m e l t i n g w e r e o b s e r v e d . I c e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s c l u s t e r a r o u n d - 7 . 2 5 o c , i n d i c a t i n g s a l i n i t i e s o f a r o u n d 10 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . T h i s may b e s o m e w h a t l e s s i f d i s s o l v e d C02 i s p r e s e n t i n u n o b s e r v e d a m o u n t s . H o m o g e n i z a t i o n o c c u r s f r o m 122 t o 1 7 6 o c , w i t h a mode o f 1 5 2 . 5 o c . D a u g h t e r m i n e r a l s w e r e o b s e r v e d i n t w o i n c l u s i o n s w i t h i n a g r o u p o f m i x e d i n c l u s i o n s , p r o b a b l y s e c o n d a r i e s . T h e d a u g h t e r s d i s s o l v e d a t 1 4 9 o c , p r i o r t o h o m o g e n i z a t i o n , a n d a p p e a r e d f r o m t h e i r c u b i c o u t l i n e s t o b e h a l i t e . T h i s i m p l i e s a s a l i n i t y o f -8 -7 -6 T»ice 120 138 148 153 168 178 188 F i g u r e 4 - 5 1 : H i s t o g r a m s o f d a t a , t y p e 4 i n c l u s i o n s . L e g e n d i s i n F i g u r e 4 - 4 9 . 1 85 a b o u t 29 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t , u s i n g t h e e q u a t i o n o f P o t t e r e t a l . ( 1 9 7 7 ) . One p h a s e " i n c l u s i o n s " a r e c o m m o n , b u t a r e e n i g m a t i c . T h e y i n c l u d e c l e a r i n c l u s i o n s , o f v a r i a b l e s h a p e , w h i c h d o n o t n u c l e a t e a v a p o u r b u b b l e o n c o o l i n g t o - 1 9 5 o c ( a s CH4 i n c l u s i o n s w o u l d ) . T h e y m i g h t b e a f l u i d o t h e r t h a n CH4, o r m o r e l i k e l y , t h e y c o u l d b e s o l i d i n c l u s i o n s s u c h a s q u a r t z . V e r y s m a l l (< 3 m i c r o n s ) , i r r e g u l a r b l a c k i n c l u s i o n s a r e l o c a l l y c o m m o n . T h e s e d o n o t u n d e r g o p h a s e c h a n g e s d u r i n g c o o l i n g o r h e a t i n g , a n d m i g h t b e o r g a n i c m a t t e r s u c h a s b i t u m i n s d e r i v e d f r o m t h e w a l l r o c k s . 4 . 6 . 5 . T e m p o r a l E v o l u t i o n o f F l u i d s T h e d a t a s u m m a r i z e d a b o v e s h o w a s y s t e m a t i c s h i f t i n mode o f o r i g i n o f i n c l u s i o n s , t e m p e r a t u r e a n d c o m p o s i t i o n . T h i s r e c o r d s p a r t o f t h e t e m p o r a l e v o l u t i o n o f f l u i d s i n v o l v e d i n M i d w a y m i n e r a l i z a t i o n ( F i g u r e 4 - 5 2 ) . F l u i d s w h i c h d e p o s i t e d q u a r t z a n d s u l p h i d e s w e r e t r a p p e d i n p r i m a r y a n d p s e u d o s e c o n d a r y i n c l u s i o n s o f t y p e s 1, 2 , a n d 3 a . L a t e r m i c r o f r a c t u r i n g e p i s o d e s t r a p p e d s e c o n d a r y i n c l u s i o n s o f t y p e 3 a , 3b a n d 4 a t p r o g r e s s i v e l y l o w e r t e m p e r a t u r e s . 1 86 18 T melting (cUth. or ice) •10 Type 4 (n=24, SO 4 ' Cn=: 28, 61 Type 3b (n=28, 7) • Type 1 (n«22, 44) Type 2 (n=13, 19) Type 3a (n=36, 4) • 129 140 163 180 268 226 246 268 288 388 326 348 368 T hOfeOySfiiZit ion F i g u r e - 4 - 5 2 : P l o t o f h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e v e r s u s f i n a l m e l t i n g t e m p e r a t u r e . P o s i t i v e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e c l a t h r a t e , n e g a t i v e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s a r e i c e . T e m p o r a l e v o l u t i o n o f f l u i d s i s f r o m u p p e r r i g h t ( h i g h t e m p e r a t u r e , i m m i s c i b l e C 0 2 - C H 4 r i c h v a p o u r a n d H 2 0 - C 0 2 - N a C l l i q u i d ) t o l o w e r l e f t ( l o w t e m p e r a t u r e , a q u e o u s l i q u i d ) . N = n u m b e r o f m e a s u r e m e n t s , w i t h t h e f i r s t n u m b e r r e f e r r i n g t o h o m o g e n i z a t i o n m e a s u r e m e n t s a n d t h e s e c o n d t o m e l t i n g m e a s u r e m e n t s . 1 87 C o - o c c u r r e n c e o f p r i m a r y a n d p s e u d o s e c o n d a r y v a p o u r r i c h a n d l i q u i d r i c h i n c l u s i o n s i n q u a r t z c o r e s i n d i c a t e s t h e p r e s e n c e o f i m m i s c i b l e v a p o u r a n d l i q u i d p h a s e s d u r i n g p a r t o f q u a r t z -s u l p h i d e d e p o s i t i o n . C o m p o s i t i o n a l c o n t r a s t s b e t w e e n t y p e 1 , 2 , a n d 3a i n c l u s i o n s a r e c o n s i s t e n t w i t h t h i s i n t e r p r e t a t i o n . ( N o t e t h a t b o i l i n g i s a s p e c i a l c a s e o f i m m i s c i b i l i t y w h e r e t h e t w o p h a s e s h a v e t h e same c o m p o s i t i o n ; c f . P i c h a v a n t e t aJL. , 1 9 8 2 ) . V a p o u r r i c h a n d t h r e e p h a s e . i n c l u s i o n s c o n t a i n s i g n i f i c a n t a m o u n t s o f m e t h a n e a n d p r o b a b l y l o w s a l i n i t i e s , w h e r e a s l i q u i d r i c h i n c l u s i o n s h a v e n e g l i g i b l e m e t h a n e a n d m o d e r a t e s a l i n i t i e s . T h i s s u g g e s t s t h e p a r t i t i o n i n g o f m e t h a n e ( a n d p r o b a b l y c a r b o n d i o x i d e ) i n t o a n i m m i s c i b l e v a p o u r p h a s e , w i t h e l e c t r o l y t e s t h e r e b y c o n c e n t r a t e d i n t h e l i q u i d p h a s e a s f l u i d T - P c o n d i t i o n s d r o p p e d b e l o w t h e s o l v u s . T h e p r e s e n c e o f i n c l u s i o n s h o m o g e n i z i n g b y c r i t i c a l p h a s e c h a n g e i n d i c a t e s t h a t d u r i n g p a r t o f q u a r t z d e p o s i t i o n , t h e f l u i d was s u p e r c r i t i c a l ; g e n e r a l l y t h e f l u i d wa s p r o b a b l y n e a r c r i t i c a l T a n d P d u r i n g t r a p p i n g o f m o s t p r i m a r y a n d p s e u d o s e c o n d a r y i n c l u s i o n s . L o c a l l y , f l u i d s m u s t h a v e b e e n d o m i n a n t l y o f e i t h e r l i q u i d o r v a p o u r p h a s e , p r o d u c i n g q u a r t z c o r e s a n d p s e u d o s e c o n d a r y p l a n e s d o m i n a t e d b y i n c l u s i o n s o f a s i n g l e t y p e . I n c l u s i o n s a l s o r e c o r d s u b s e q u e n t e v o l u t i o n o f t h e f l u i d 188 s y s t e m f r o m a t w o p h a s e ( i m m i s c i b l e v a p o u r a n d l i q u i d ) , n e a r c r i t i c a l H 2 0 - C 0 2 - C H 4 - N a C l . f l u i d ( t y p e s 1 , 2 a n d 3 a ) t o a n H 2 0 - C 0 2 - N a C l l i q u i d w i t h n o m e t h a n e a n d l o w e r C 0 2 c o n t e n t ( t y p e 3 b ) . T h i s c o m p o s i t i o n a l c h a n g e a c c o m p a n i e d c o o l i n g o f t h e f l u i d b e l o w t e m p e r a t u r e s i n e x c e s s o f 3 0 0 o c . T h e m a g n i t u d e o f t h i s t e m p e r a t u r e d e c r e a s e i s p r o b a b l y s i g n i f i c a n t l y l e s s t h a n t h e a p p r o x i m a t e l y 1OOoc d i f f e r e n c e b e t w e e n t y p e 3a a n d t y p e 3b h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s . T h i s i s b e c a u s e , o n t h e i n t e r p r e t a t i o n a b o v e , t y p e 3a i n c l u s i o n s w e r e i n e q u i l i b r i u m w i t h a n i m m i s c i b l e v a p o u r p h a s e ; h e n c e h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s f o r t y p e 1 a n d t y p e 3a i n c l u s i o n s a r e e q u a l t o t e m p e r a t u r e s o f t r a p p i n g . T y p e 3b i n c l u s i o n s a r e n o t c o e v a l w i t h t y p e 1 i n c l u s i o n s , a n d t h e r e f o r e m e a s u r e d h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s a r e a m i n i m u m e s t i m a t e a n d m u s t b e c o r r e c t e d f o r p r e s s u r e . F o r a n i n f e r r e d d e p t h i n e x c e s s o f t w o k i l o m e t r e s ( 0 . 5 k i l o b a r s ) , a p r e s s u r e c o r r e c t i o n o f a b o u t 5 0 o c i s n o t u n r e a s o n a b l e ( R o e d d e r , 1 9 8 4 ) . S a l i n i t i e s o f t h e t y p e 3a a n d t y p e 3b i n c l u s i o n s r e m a i n e d a p p r o x i m a t e l y t h e s a m e . L o w e r v o l a t i l e c o n t e n t s i n t h e f l u i d r e s u l t e d f r o m p a r t i t i o n i n g o f C02 a n d CH4 i n t o t h e i m m i s c i b l e v a p o u r p h a s e , a n d f r o m d e c r e a s i n g C02 s o l u b i l i t i e s w i t h d e c r e a s i n g t e m p e r a t u r e ( T a k e n o u c h i a n d K e n n e d y , 1 9 6 5 ) . 1 89 T h e f i n a l s t a g e o f f l u i d e v o l u t i o n r e c o r d e d i n q u a r t z i n c l u s i o n s i s t o a l o w t e m p e r a t u r e a q u e o u s b r i n e ( t y p e 4 ) . S i n c e h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s o f t y p e 4 a n d 3b i n c l u s i o n s o v e r l a p , t h e d i s t i n c t i o n b e t w e e n t h e m i s s o m e w h a t a r b i t r a r y , a n d i n f a c t , t h e y p r o b a b l y r e p r e s e n t a c o n t i n u u m o f f l u i d e v o l u t i o n i n b o t h T a n d X . On t h i s i n t e r p r e t a t i o n , s i n c e t h e d i s t i n c t i o n b e t w e e n t y p e 3b a n d t y p e 4 i s b a s e d o n o b s e r v a b l e f e a t u r e s s u c h a s c l a t h r a t e m e l t i n g , t h e t r a n s i t i o n r e p r e s e n t s a s m a l l c o m p o s i t i o n a l c h a n g e ( d e c r e a s i n g CO2/H2O) b e y o n d w h i c h c l a t h r a t e c o m p o u n d s w i l l n o t n u c l e a t e . T h e a p p a r e n t s h i f t i n s a l i n i t y f r o m 7 t o 10 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t i s t h e r e f o r e m a i n l y a f u n c t i o n o f c h a n g i n g f r o m a t e r n a r y t o a b i n a r y p h a s e d i a g r a m ( i . e . f r o m t h e H 2 0 -C02 -NaC l s y s t e m t o t h e H20-NaCl s y s t e m ; c f . C o l l i n s , 1 9 7 9 ) . 4 . 6 . 6 . S p a t i a l V a r i a t i o n o f I n c l u s i o n P o p u l a t i o n s I n c l u s i o n t y p e s a r e n o t d i s t r i b u t e d h o m o g e n e o u s l y i n q u a r t z t h o u g h o u t t h e M i d w a y d e p o s i t . A l t h o u g h t h e d a t a s e t i s v e r y l i m i t e d , c e r t a i n o b s e r v a t i o n s o n i n c l u s i o n p o p u l a t i o n d i s t r i b u t i o n s c a n b e m a d e . S a m p l e s w e r e s t u d i e d f r o m t w o m a s s i v e s u l p h i d e b o d i e s i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , a t d i a m o n d d r i l l f a n C 5 5 / D 2 3 a n d f a n B 1 2 9 ( F i g u r e 4 - 4 7 ) . U s e a b l e i n c l u s i o n s w e r e f o u n d i n a l l o f t h e s t u d i e d s e c t i o n s i n f a n C 5 5 / D 2 3 , w h e r e a s o n l y o n e o u t o f f o u r s t u d i e d s e c t i o n s f r o m B 1 2 9 c o n t a i n e d 190 i n c l u s i o n s s u i t a b l e f o r m i c r o t h e r m o m e t r i c s t u d y . A l l s a m p l e s f r o m C 5 5 / D 2 3 c o n t a i n e d a b u n d a n t t y p e 1 i n c l u s i o n s , w h i c h w e r e r a r e i n s a m p l e s f r o m B 1 2 9 ( F i g u r e 4 - 4 8 ) . T h i s s u g g e s t s t h a t f l u i d i m m i s c i b i l i t y d i d n o t o c c u r t h r o u g h o u t t h e M i d w a y d e p o s i t , b u t was a m o r e l o c a l i z e d p h e n o m e n o n . A l t e r n a t i v e l y , t h i s d i f f e r e n c e c o u l d b e a f u n c t i o n o f d i f f e r e n t t i m i n g o f m i n e r a l i z a t i o n i n t h e t w o s u l p h i d e b o d i e s . T y p e 1 i n c l u s i o n s a r e a l s o a b u n d a n t i n v e i n q u a r t z f r o m B r i n c o H i l l ( F i g u r e s 4 - 1 , 4 - 4 8 ) . T h e s e i n c l u s i o n s a r e s i m i l a r i n c o m p o s i t i o n t o t h o s e i n F a n C 5 5 / D 2 3 a n d c o n t a i n s i g n i f i c a n t m e t h a n e . T h i s s i m i l a r i t y i s f u r t h e r e v i d e n c e f o r t h e g e n e t i c r e l a t i o n s h i p b e t w e e n M i d w a y m i n e r a l i z a t i o n a n d a l t e r a t i o n i n t h e B r i n c o H i l l a r e a ( c f . s e c t i o n 4 . 3 ) . V a p o u r r i c h i n c l u s i o n s a r e r a r e i n t h e q u a r t z - c a r b o n a t e -s u l p h i d e v e i n o f d i a m o n d d r i l l h o l e MW 73 ( F i g u r e 4 - 4 8 ) . M e t h a n e b e a r i n g i n c l u s i o n s a r e l i k e w i s e a b s e n t . T h e m a i n i n c l u s i o n t y p e s a r e 3a s e c o n d a r i e s a n d l o w e r t e m p e r a t u r e s e c o n d a r i e s , w h i c h a r e m o r e a b u n d a n t h e r e t h a n i n t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t ( F i g u r e 4 - 5 0 ) . T h e h i g h e s t c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s o b t a i n e d w e r e f r o m i n c l u s i o n s i n q u a r t z f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t (DDH 1 6 : F i g u r e 4 - 4 7 ) . T h e s e a l s o h a d t h e l o w e s t C02 m e l t i n g 1 91 t e m p e r a t u r e s , i n d i c a t i n g t h a t a g r e a t e r a m o u n t o f CH4 w a s p r e s e n t i n c o m p a r i s o n w i t h t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . T h e D i s c o v e r y d e p o s i t s a m p l e s a r e f r o m i n t e r s e c t i o n s 200 m e t r e s l o w e r t h a n t h e S i l v e r C r e e k s a m p l e s . G r e a t e r a b u n d a n c e o f m e t h a n e a t t h o s e l e v e l s s u g g e s t s a p o s i t i v e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n d e p t h a n d CH4 c o n t e n t , a l t h o u g h m o r e e x t e n s i v e s a m p l i n g i s r e q u i r e d t o ' e s t a b l i s h t h i s . 4.6.7. P r e s s u r e a n d D e p t h o f F o r m a t i o n T h e p r e s e n c e o f a t l e a s t f o u r m a i n c o m p o n e n t s i n t h e M i d w a y h y d r o t h e r m a l f l u i d (H20, C02, CH4 a n d N a C l ) m a k e s i t i m p o s s i b l e t o o b t a i n q u a n t i t a t i v e e s t i m a t e s o f p r e s s u r e a n d d e p t h o f f o r m a t i o n w i t h c u r r e n t t h e r m o d y n a m i c d a t a . H o w e v e r , d a t a a r e a v a i l a b l e on p h a s e r e l a t i o n s f o r t h e b i n a r y H2O-CO2 a n d t e r n a r y H20-C02-NaCl s y s t e m s ( e . g . B o w e r s a n d H e l g e s o n , 1 9 8 3 ) . T h e s e d a t a p r o v i d e a l i m i t i n g c a s e f o r t h e q u a t e r n a r y s y s t e m . A s d e s c r i b e d a b o v e , t y p e 1 a n d t y p e 3a i n c l u s i o n s w e r e t r a p p e d i n d i f f e r e n t f r a c t u r e s a s w e l l a s i n q u a r t z c o r e s c o n t a i n i n g i n c l u s i o n s o f b o t h t y p e s . T h e s e i n c l u s i o n t y p e s h a v e d i f f e r e n t c o m p o s i t i o n s , b u t h o m o g e n i z e i n r o u g h l y t h e same t e m p e r a t u r e r a n g e . T h e o c c u r r e n c e o f m i x e d g r o u p s i n d i c a t e s t h e c o n t e m p o r a n e i t y o f t h e t w o i n c l u s i o n t y p e s . T h e p r e s e n c e o f g r e a t e r a m o u n t s o f CH4 i n t h e v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s i s w h a t o n e 192 w o u l d e x p e c t i f t h e t w o i n c l u s i o n t y p e s w e r e c o e v a l a n d e v o l v e d f r o m a s i n g l e p h a s e f l u i d o f i n t e r m e d i a t e c o m p o s i t i o n . T y p e 2 i n c l u s i o n s o c c u r i n g r o u p s o f m i x e d i n c l u s i o n t y p e s w i t h v a r i a b l e C02 r i c h t o H20 r i c h p h a s e r a t i o s . T h i s , a n d t h e v a r i a b l e d e n s i t i e s e x h i b i t e d b y t y p e 2 i n c l u s i o n s i n t h e same g r o u p , i n d i c a t e s t h a t t y p e 2 i n c l u s i o n s r e p r e s e n t m i x t u r e s o f v a r y i n g a m o u n t s o f l i q u i d a n d v a p o u r - - a n o t h e r i n d i c a t i o n o f t h e c o n t e m p o r a n e i t y o f t h e t w o p h a s e s . T y p e 2 i n c l u s i o n s i n g r o u p s w i t h o u t t y p e 1 a n d t y p e 3a i n c l u s i o n s a r e u n k n o w n . T h i s i n d i c a t e s t h a t p r i m a r y i n c l u s i o n s w e r e n e v e r t r a p p e d a b o v e t h e s o l v u s i n t h e o n e p h a s e f i e l d ; h e n c e t h e s o l v u s p r o v i d e s a n u p p e r l i m i t f o r p r e s s u r e o f t r a p p i n g . F o r a n H2O-CO2 f l u i d a t 300OC t h e s o l v u s c r e s t i s a t P = 600 b a r s ( F i g u r e 4 - 5 3 ) . H o w e v e r , a d d i t i o n o f N a C l a n d o t h e r e l e c t r o l y t e s p u s h e s t h e s o l v u s c r e s t t o m u c h h i g h e r p r e s s u r e s ( T a k e n o u c h i a n d K e n n e d y , 1 9 6 4 ) . I n t h e H20 - CO2 - N a C l s y s t e m w i t h 6 w e i g h t p e r c e n t N a C l , t r a p p i n g o f a f l u i d a b o v e t h e s o l v u s w i t h a n X CO2 o f 0 . 2 r e q u i r e s a p r e s s u r e o f a t l e a s t 1 0 0 0 b a r s a t a t r a p p i n g t e m p e r a t u r e o f 3 5 0 o c ( F i g u r e 4 - 5 4 ) . A d d i t i o n o f CH4 e x t e n d s t h e t w o p h a s e f i e l d t o h i g h e r p r e s s u r e s s t i l l . F o r H 2 0 - C 02 -CH4 -NaC l f l u i d s b e l o w 4 0 0 O C , f l u i d u n m i x i n g i s t h e r u l e ; h e n c e , p r e s s u r e s a r e p o o r l y c o n s t r a i n e d . 1 93 I500 1000 O 5 0 0 %NaCI H20-C02-6wt \^300°C ISOTHERM--^ '0.0 0.2 0.4 0.6 >2 0.8 I.O F i g u r e 4 - 5 3 I s o t h e r m s s h o w i n g t h e c o m p o s i t i o n s o f c o e x i s t i n g l i q u i d a n d v a p o u r p h a s e s i n t h e s y s t e m I I 2 0 - C 0 2 a n d H 2 0 - C02 -NaC l . A l s o s h o w n a r e t h e 2 5 o c p h a s e r e l a t i o n s o f H2O-CO2 f l u i d i n c l u s i o n s w i t h a b u l k c o m p o s i t i o n o f 30 m o l e % C02 t r a p p e d a t v a r i o u s t e m p e r a t u r e s a n d p r e s s u r e s r e p r e s e n t e d b y t h e p o i n t s A - F ( f r o m B o d n a r a n d K u e h n , 1 9 8 2 ) . 1 D « o o 4 0 0 M O O 1 3 0 0 1 2 0 0 IKX) tOOO U 9 0 0 5 • 0 0 * t T O O a 6 0 0 9 0 0 4 O 0 3 0 0 too o o 2000 SMS • C O j - R I C M VAPOR 2 0 SO 4 0 5 0 4 0 7 0 8 0 9 0 ' 0 :' o r » 3 H 2 0 9 8 O 7 C 0J M O L E F R A C T I O N C O , 10 20 SO 4 0 5 0 6 0 70 8 0 9 0 N o C l 0 1 9 3 H 2 C > » S 0 7 c M O L E F R A C T I O N C O , , < N o C I - R l C H LIOUIO • I H j O - C O j J - R t C M f LU«0) M J O - R I C H LIOLHD • C O j - R I C M V A P O R 0 0 C 2 0 5 0 4 0 50 60 TO a C 9 0 O * o C I 0 l 9 3 , , 2 0 9 S O 7 C O , M O L E F R A C T I O N C O , 1 6 0 0 I 5 O 0 1 4 0 0 1 3 0 0 1 2 0 0 1100 u « » 1' 9 0 0 a 2 eoo 5 T O O a J « 0 O 5 0 0 - • 4 0 0 3 0 0 2 0 0 O O ^ - « 0 C t - « t C * * L ' Ou iD VAPOR H^O-R tCN L 'OutO • C O J - R I C M V A P O R O 0 C 2 O S 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 O 9 0 ' 0 N * C I O I 9 3 H 2 ° » » 0 7 c o 2 . 4 K X . C F R A C T I O N C O , •600 1500 . 4 0 0 1300 ' 2 0 0 uOO ooo 1' 9 0 0 a 2 eoc fi T O O J 6 0 0 5 0 0 ' 3 0 0 2 0 0 1 0 0 (NoCI -R IO* LIOU'C ' I H j O - C O ^ ' - R t C M FLU>CI V • I W ^ - C O ^ - R I C H r ^ J I O O O ^ r • C O - - R I C H WftPOfi 0 0 © 20 SO 4 0 5 0 6 0 TO 8 C 9 0 * r t : i O » 9 3 H 2 0 » e 0 7 c 4 « X . C . * " f U C T u > i CO 0 0 O » JO 4 0 » W K K 'C " o C l O O l 9 3 H A » 0 ' c o r tOOLC r R A C T O N CO, B Figure 4-54: T - X diagrams for 6 weight percent NaCl relative to H20 + NaCl (from Bowers and Helgeson, 1983). 1 95 S t r a t i g r a p h i c d e p t h p r o v i d e s a b e t t e r c o n s t r a i n t o n d e p t h o f f o r m a t i o n o f t h e M i d w a y d e p o s i t . A r e a s o n a b l e e s t i m a t e o f m i n i m u m t h i c k n e s s o f t h e E a r n G r o u p i n t h e d e p o s i t a r e a i s a b o u t 650 m e t r e s ( s e c t i o n 3 . 3 ) . E a r n G r o u p i s o v e r l a i n o n W h i t e h o r n M o u n t a i n b y a b o u t 700 m e t r e s o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( F i g u r e 4 - 1 , P l a t e 1 ) . A t o t a l m i n i m u m t h i c k n e s s o f s t r a t a o v e r l y i n g t h e McDame G r o u p i n t h e i m m e d i a t e d e p o s i t a r e a i s ^ t h e r e f o r e a b o u t 1 . 3 5 k i l o m e t r e s . T h i c k n e s s o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n i n t h e M i d w a y a r e a i n t h e L a t e C r e t a c e o u s i s u n k n o w n , b u t i t p r o b a b l y e x c e e d e d 1 k i l o m e t r e , a n d m i g h t h a v e b e e n i n e x c e s s o f 1 . 5 k i l o m e t r e s , b a s e d o n m a p p i n g i n t h e B l u e Dome ( 1 0 4 P / 1 2 ) map a r e a ( H a r m s e t a l . , 1 9 8 8 ) . A d e p t h o f f o r m a t i o n o f 1 . 5 t o 2 k i l o m e t r e s i s t h e r e f o r e c o n s i s t e n t w i t h s t r a t i g r a p h i c e v i d e n c e . D e p t h s o f 2 k i l o m e t r e s o r m o r e a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e p r e s e n c e o f 3 p h a s e C 0 2 b e a r i n g i n c l u s i o n s a n d w i s p y s e c o n d a r y i n c l u s i o n t e x t u r e s ( T . J . R e y n o l d s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 7 ) . F l u i d i m m i s c i b i l i t y , p r o d u c i n g t y p e 1 a n d t y p e 3a i n c l u s i o n s , c o u l d b e p r o d u c e d b y p r e s s u r e d e c r e a s e , t e m p e r a t u r e d e c r e a s e , o r i n c r e a s e o f CO2 d e r i v e d f r o m w a l l r o c k r e a c t i o n s o r o x i d a t i o n o f CH4. I f s u l p h i d e s w e r e d e p o s i t e d i n z o n e s o f i n c r e a s e d p o r o s i t y i n t h e McDame G r o u p ( s e c t i o n 4 . 4 . 4 ) , t h e i n f l u e n c e o f p r e s s u r e m i g h t h a v e b e e n i m p o r t a n t . W i t h a d e p t h o f f o r m a t i o n o f 1 . 5 t o 2 k i l o m e t r e s , z o n e s o f e n h a n c e d p o r o s i t y w e r e p r o b a b l y w a t e r f i l l e d a n d s u p p o r t e d u n d e r h y d r o s t a t i c t o s u b l i t h o s t a t i c 1 96 p r e s s u r e (c_f_. t h e d i s c u s s i o n o f t h e k a r s t m o d e l f o r N a n i s i v i k , B a f f i n I s l a n d : O l s o n , 1 9 8 4 ; F o r d , 1 9 8 6 ; O l s o n , 1 9 8 6 ) . I t i s p o s s i b l e , t h e r e f o r e , t h a t i m m i s c i b i l i t y was p r o d u c e d b y r a p i d t r a n s i t i o n s f r o m n e a r - l i t h o s t a t i c t o n e a r - h y d r o s t a t i c p r e s s u r e a s f l u i d s e n t e r e d h i g h p o r o s i t y k a r s t b r e c c i a z o n e s f r o m t i g h t l y c o n f i n e d f r a c t u r e s y s t e m s (c_f . R o e d d e r a n d B o d n a r , 1 9 8 0 ) . T h i s p r o v i d e s a c o m p l e x m e c h a n i s m f o r d e p o s i t i o n o f m e t a l s f r o m s o l u t i o n , i n v o l v i n g p r e s s u r e d e c r e a s e , l o s s o f C 0 2 a n d p o s s i b l y t e m p e r a t u r e d e c r e a s e t h r o u g h m i x i n g w i t h c o o l e r a m b i e n t w a t e r s i n z o n e s o f h i g h p o r o s i t y . 4 . 6 . 8 . C o m p a r i s o n W i t h O t h e r S k a r n - M a n t o S y s t e m s F l u i d i n c l u s i o n s t u d i e s o f f i v e s k a r n - m a n t o d e p o s i t s w e r e s e l e c t e d f r o m t h e l i t e r a t u r e f o r c o m p a r i s o n w i t h M i d w a y . T h e s e a r e : P r o v i d e n c i a ( S a w k i n s , 1 9 6 4 ; R y e , 1 9 6 6 ) , F r e s n i l l o ( M a c D o n a l d e t a l . , 1 9 8 6 ) , L e a d v i l l e , C o l o r a d o ( T h o m p s o n e t a l . , 1 9 8 5 ) , D e e r T r a i l , U t a h ( B e a t y e t a l . , 1 9 8 6 ) , a n d D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n ( F l u e t e t a l . , 1 9 8 7 ) . O t h e r i n c l u s i o n s t u d i e s o f t h i s t y p e o f s y s t e m a r e n o t w i d e l y a v a i l a b l e . A t P r o v i d e n c i a , i n c l u s i o n s i n d i c a t e t e m p e r a t u r e s o f s u l p h i d e d e p o s i t i o n r a n g i n g f r o m 205OC t o 3 6 5 o c f o r l a t e s t s p h a l e r i t e . S a l i n i t i e s r a n g e f r o m 5 t o 40 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t , a n d i n c l u s i o n s w i t h m u l t i p l e d a u g h t e r m i n e r a l s a r e c o m m o n . 1 97 C02 b e a r i n g i n c l u s i o n s a r e p r e s e n t . V a p o u r r i c h i n c l u s i o n s o c c u r l o c a l l y , b u t a p p e a r t o b e u n c o m m o n . M e t h a n e was n o t r e p o r t e d . A t F r e s n i l l o , i n c l u s i o n s a r e a l l l i q u i d r i c h , a n d n o d a u g h t e r m i n e r a l s w e r e o b s e r v e d . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s r a n g e f r o m 18 5oc t o 3 9 0 o c i n m a n t o s . Some n e c k e d g r o u p s w e r e p r o b a b l y u s e d i n t h e s e m e a s u r e m e n t s , a s v a r i a b l e l i q u i d t o v a p o u r r a t i o s a r e r e p o r t e d . S a l i n i t i e s r a n g e f r o m <1 t o 12 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . M i n o r C02 i s r e p o r t e d i n o n e z o n e o n l y . A t L e a d v i l l e , t h e max imum h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e w a s a b o u t 3 2 0 o c , a n d s a l i n i t i e s r a n g e d u p t o 5 . 2 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . No e v i d e n c e o f CO2 was r e p o r t e d , b u t t h e a u t h o r s b e l i e v e d i t t o b e p r e s e n t n o n e t h e l e s s . No e v i d e n c e o f b o i l i n g was r e p o r t e d . A t D e e r T r a i l , U t a h , t h e h i g h e s t h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s o f 2 5 0 o c t o 3 0 0 O C a n d h i g h e s t s a l i n i t e s o f 17 t o 22 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t w e r e m e a s u r e d i n s p h a l e r i t e . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s o f 1 7 0 o c t o 3 0 0 o c a n d s a l i n i t e s o f 1 t o 2 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t w e r e m e a s u r e d i n q u a r t z . E v i d e n c e o f b o i l i n g ( n o t s p e c i f i e d ) was o b s e r v e d l o c a l l y i n q u a r t z . C 0 2 l i q u i d o c c u r r e d o n l y i n s p h a l e r i t e . B i r e f r i n g e n t 1 98 d a u g h t e r s , p r o b a b l y c a r b o n a t e m i n e r a l s , o c c u r r e d l o c a l l y . A t D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n , C02 - H20 i n c l u s i o n s a r e c o m m o n , a n d c l a t h r a t e m e l t i n g t e m p e r a t u r e s o f 66c t o 8 0 c w e r e r e p o r t e d . I c e m e l t i n g r a n g e d f r o m - 5 o c t o - 0 . 6 o c , f o r a s a l i n i t y o f 1 t o 8 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s o f 120oc t o 250OC w e r e m e a s u r e d . T h e r e a r e s e v e r a l d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e s e s t u d i e s a n d d a t a o b t a i n e d o n t h e M i d w a y d e p o s i t . F i r s t , o c c u r r e n c e s o f g r o u p s o f v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s a n d e v i d e n c e o f c o n t e m p o r a n e i t y o f l i q u i d r i c h a n d v a p o u r r i c h i n c l u s i o n s h a v e n o t b e e n r e p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e on m a n t o d e p o s i t s . S e c o n d , t h e p r e s e n c e o f CO2 i s e i t h e r n o t n o t e d o r n o t i n v e s t i g a t e d s y s t e m a t i c a l l y i n a l l o f t h e s e s t u d i e s e x c e p t f o r t h e s t u d y o f t h e D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n d e p o s i t . T h i r d , t h e p r e s e n c e o f m e t h a n e was n o t n o t e d i n a n y o f t h e s e s t u d i e s . H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s a r e b r o a d l y c o m p a r a b l e , a l t h o u g h t h e u p p e r l i m i t v a r i e s f r o m 2 5 0 t o 3 9 0 o e . 1 99 4 . 7 . S t a b l e I s o t o p e s 4 . 7 . 1 . I n t r o d u c t i o n S t a b l e i s o t o p e a n a l y s e s o f s u l p h i d e s , s u l p h a t e s , c a r b o n a t e s a n d w a l l r o c k w e r e u s e d t o c h a r a c t e r i z e t h e i s o t o p i c g e o c h e m i s t r y o f t h e f l u i d s i n v o l v e d i n g r o u n d p r e p a r a t i o n a n d m i n e r a l i z a t i o n a t M i d w a y . S u l p h u r i s o t o p e s h e l p e d t o c o n s t r a i n t e m p e r a t u r e s o f s u l p h i d e d e p o s i t i o n a n d t o a s s e s s t h e r e l a t i v e i m p o r t a n c e o f e q u i l i b r i u m a n d k i n e t i c d e p o s i t i o n a l p r o c e s s e s a n d p o s s i b l e s u l p h u r s o u r c e s . C a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e s w e r e u s e d t o a s s e s s t h e e f f e c t o f i s o t o p i c a l t e r a t i o n o f McDame G r o u p l i m e s t o n e s , a n d t o c o n s t r a i n t h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n a n d s o u r c e s o f t h e f l u i d s t h a t i n t e r a c t e d w i t h t h e m . 4 . 7 . 2 . S a m p l e P r e p a r a t i o n a n d A n a l y s i s M i n e r a l s e p a r a t e s f o r s u l p h u r i s o t o p e a n a l y s i s w e r e h a n d p i c k e d f r o m s a m p l e s c r u s h e d t o 0 . 3 t o 0 . 5 m i l l i m e t r e s , a t w h i c h s i z e a b o u t 50% l i b e r a t i o n was a t t a i n e d . S a m p l e s p i c k e d w e r e s m a l l e n o u g h (< 1 c u b i c c e n t i m e t r e ) t h a t l i b e r a t e d m i n e r a l s o r i g i n a l l y w e r e i n c o n t a c t o r c l o s e p r o x i m i t y . P o l i s h e d s e c t i o n e x a m i n a t i o n i n d i c a t e d t h a t p h a s e s s a m p l e d s h o w e d l i m i t e d c r o s s c u t t i n g o r r e p l a c e m e n t t e x t u r e s . I n some c a s e s , m o r e t h a n o n e d i s t i n c t p h a s e o f p y r i t e was e v i d e n t , d e c r e a s i n g t h e 2 0 0 l i k e l i h o o d o f c o - d e p o s i t i o n o f p y r i t e a n d o t h e r p h a s e s . C o e x i s t i n g m i n e r a l p a i r s o r t r i p l e t s w e r e p i c k e d f r o m e a c h s a m p l e t o a l l o w t e s t i n g o f e q u i l i b r i u m a m o n g p h a s e s . D e l 34s v a l u e s d e t e r m i n e d a t t h e S t a b l e I s o t o p e L a b o r a t o r y , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y , w e r e a n a l y z e d a s f o l l o w s . S u l p h i d e a n a l y s e s w e r e p e r f o r m e d o n S 0 2 g a s e x t r a c t e d b y h i g h t e m p e r a t u r e c o m b u s t i o n o f t h e s a m p l e w i t h c u p r i c o x i d e . B a r i t e w a s a n a l y z e d b y d i r e c t c o m b u s t i o n t o SO2 g a s . G y p s u m w a s d i s s o l v e d i n a c i d a n d r e p r e c i p i t a t e d a s B a S 0 4 . M a s s s p e c t r o m e t r i c a n a l y s e s a r e r e f e r e n c e d t o t h e C a n y o n D i a b l o s t a n d a r d . C a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e a n a l y s e s o f c a r b o n a t e s w e r e a l s o p e r f o r m e d a t t h e S t a b l e I s o t o p e L a b o r a t o r y , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y . F i n e l y g r o u n d c a r b o n a t e s a m p l e s w e r e r e a c t e d i n v a c u o w i t h H3PO4 a t 7 5 o C , a n d t h e l i b e r a t e d C02 c o l l e c t e d u n t i l t h e r e a c t i o n w a s e s s e n t i a l l y c o m p l e t e . M a s s s p e c t r o m e t r i c a n a l y s e s o f c a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s o f t h e CO2 w e r e c o r r e c t e d t o K H - 2 s t a n d a r d , r e f e r e n c e d t o P e e d e e B e l e m n i t e ( c a r b o n ) a n d S t a n d a r d M e a n O c e a n W a t e r ( o x y g e n ) ( d e l 1 3 C P D B = + 1 . 9 7 a n d d e l 180SMOW = + 2 7 . 8 ) . 4 . 7 . 3 . S u l p h u r I s o t o p e s S u l p h u r i s o t o p e a n a l y s e s o f 64 m i n e r a l s e p a r a t e s w e r e p r o v i d e d b y t h e S t a b l e I s o t o p e L a b o r a t o r y , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y 201 D e p a r t m e n t o f P h y s i c s , a n d b y t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a ( W . D . S i n c l a i r , w r i t t e n c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) . S a m p l e s w e r e a n a l y z e d f r o m t h e S i l v e r C r e e k , D i s c o v e r y a n d S i l v e r t i p a r e a s , a n d f r o m v e i n a n d e x h a l a t i v e m i n e r a l i z a t i o n h o s t e d i n E a r n G r o u p c l a s t i c s e d i m e n t s . R e s u l t s a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 4 - 4 . 4 . 7 . 3 . 1 . S a m p l e D u p l i c a t e s a n d I n t e r l a b o r a t o r y C o m p a r i s o n W i t h i n s a m p l e v a r i a b i l i t y wa s a s s e s s e d b y d u p l i c a t e a n a l y s e s . T h r e e s a m p l e s w e r e p i c k e d s e p a r a t e l y f o r d u p l i c a t e a n a l y s i s a t t h e U n i v e r s i t y o f C a l g a r y . T h e d i f f e r e n c e i n d e l v a l u e s f o r t h e s e d u p l i c a t e s wa s l e s s t h a n 0 .2%. ( T a b l e 4 - 4 ) . Two d u p l i c a t e s i n t h e d a t a f r o m t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a ( T a b l e 4 - 4 ) h a v e d i f f e r e n c e s o f 0.1 a n d 0 . 6 % . . T h e l a t t e r a m o u n t s t o 8% o f d e l , w h i c h may i n d i c a t e i m p u r i t i e s i n t h e m i n e r a l s e p a r a t e . No s y s t e m a t i c d i f f e r e n c e s a r e a p p a r e n t i n t h e d a t a s e t s f r o m t h e t w o l a b o r a t o r i e s . S a m p l e s f r o m t h e same l o c a l i t y w e r e n o t i n c l u d e d i n b o t h d a t a s e t s , b u t b o t h c o n t a i n s a m p l e s f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t a n d E a r n G r o u p h o s t e d m i n e r a l i z a t i o n ( F i g u r e 4 - 5 5 ; T a b l e 4 - 5 ) . P y r i t e s e p a r a t e s f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t h a v e o v e r l a p p i n g d e l 34s v a l u e s f r o m t h e t w o d a t a s e t s , b u t t h e a v e r a g e o f t h e U n i v e r s i t y o f C a l g a r y a n a l y s e s i s g r e a t e r t h a n t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a a v e r a g e b y a b o u t 1%.. A s i n g l e r 202 T a b l e 4 - 4 : S u l p h u r i s o t o p e d a t a , M i d w a y a r e a , B r i t i s h C o l u m b i a ( 1 0 4 0 / 1 6 ) . n o r t h - c e n t r a l Locationl Mineral? Host Rock/ Daposit3 Lab 4 del 7Ts5 144(8.51 Py Mls /SC K 7.79 144(8.5) Sp " 6 .31 144(8.5) G n " 5.57 143(4.751 Py 7.66 143(4.75) Sp " 8.27 143(4.751 Gn 6.21 142(9.8) Py » 7.30 142(9.81 sp " " 7 . 01 142(9.81 S p 7.17 142(9.81 S p " " 7.09 142(9.81 G n 5.88 1 78(15.01 S p •• •• 7.68 178(15.0) G n " 5.67 204(6.81 S p 7.73 20416.81 Gn 6.04 2041 6. 8) Gn " " 5.91 20416.8) Gn " 5. 96 207(8.0) py 9.05 207(8.01 So 7.29 207(6.01 Gn 5. 47 60(1091 ?y » 8.47 60(1091 Gn 6.36 60(1091 Gc " 6.39 77(2981 S p 7.16 77(296) Gn " 5.70 77(307) S p 7.82 77(3071 Gn 7.84 64(3191 s p 6.76 64(3191 Gn 5.78 97(3191 Sp 7.18 97(319) Gn " " 5.50 31114.4 1 Py Mis/Disc G 5.9 3(114.4) S p " " 5.9 3(114.4) Gn " 4.7 3(114.41 3a " " 5.6 31114.4) Ba 5.7 31114.4 1 Ba " 5.7 8UZ) Py - 7 . 7 S(LZ) Gn 6.5 89(234.91 Py K 7.66 89(234.9) s p " 7.77 11(317.7) Py •• 7.88 16(385.8) Po 6. 95 26(584.2) Po 5.81 4182.0) Py Esln/Exh 7 . 71 4182.0) Py " 7.76 4(82.01 py 7 . 7 5 4182.0) S p 7 . 5 4 4(82.01 Gn " 6.29 Duplicate Duplicate Average Duplicate Duplicate Average Duplicate Duplicate Average — — — — DZ Trench Py G 8 4 D2 Trench Py 8 3 Fine grained DZ Trencn Py " 8 1 Coarse grained DZ Trencn Sp 8 2 Yellow DZ Trench Sp 8 1 Brown DZ Trench Ba 7 2 DZ Trencn Py " 7 98 DZ Trench Gn 4 9 Late vein DZ Trench Py " 8 3 DZ Trench Py " 6 1 DZ Trencn Sp " 7 8 Yellow, Dup. DZ Trencn Sp 7 2 Duplicate DZ Trench Sp 7 5 Average DZ Trench Gn 6 1 DZ Trencn Ba 7 1 60(133) Sp Mla/ST K 8 32 80(133) Gn " 6 13 40(443.41 Sp •• 8 52 40(443.4) Cn " 6 44 JNS-1 Ba Esln/Exh 22 .71 JN5-8 Ba 24 .66 JB35-5 Ba 29 70 JB12-5 Ba 21 .09 MWUnd Ba Mls/SC 21 60 Late, vuggy MWUnd Gp 11 54 Late, vuggy 1. Abbreviations for locations are: 77(298) refers to diamond d r i l l hole number and metreage; JN and JB are sample location prefixes from 1987 fi e l d season; 02 Trench refers to the Earn Group hosted Discovery zone; MW Und refers to an unknown location in the Midway underground workings. 2. Mineral abbreviations are: Py * pyrite. Sp • sphalerite; Gn galena, Po • pyrrhotite, Gc • geocronite, Ba • barite. Gp • gypsum. 3. Host rock and deposit abbreviations are: Mis » McDame Group limestone, Esln » Earn Group siltstone, SC > Silver Creek deposit. Disc > Discovery deposit, Exh * Exhalite; ST -Silvertip showing. 4 . Laboratory aDhreviations are: K • Stable Isotope Laboratory o f H.R. Krouse, Department o f Physics, University of Calgary, G = Ian Jonasson, Geological Survey o f Canada. 5. Del 34s values are referenced to Canyon Diablo t r o i l i t e standard <CDT>. Duplicate Duplicate Average Yellow 2 0 3 F i g u r e 4 - 5 5 : L o c a t i o n o f s u l p h u r i s o t o p e s a m p l e s f r o m t h e M i d w a y a r e a . C 5 5 / D 2 3 a n d B 1 2 9 a r e u n d e r g r o u n d d r i l l s t a t i o n s ( F i g u r e s 4-10 a n d 4 - 1 1 ) , J B 3 5 - 5 i s a t r a v e r s e s t a t i o n ; t h e o t h e r n u m b e r s r e f e r t o s u r f a c e d i a m o n d d r i l l h o l e s ( f o r m e t r e a g e o f s a m p l e s e e T a b l e 4-4). 204 T a b l e 4 - 5 : I n t e r l a b o r a t o r y c o m p a r i s o n o f s u l p h u r i s o t o p e d a t a , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . P y = p y r i t e ; S p n = n u m b e r = s p h a l e r i t e ; o f a n a l y s e s . S . D . = s t a n d a r d d e v i a t i o n D a t a a r e f r o m T a b l e 4 - 4 . D e p o s i t L a b o r a t o r y " ! d e l 3 4 s P y S . D . d e l 3 4 s S p S . D . d e l 3 4 s Gn S . D D i s c o v e r y C a l g a r y 7 . 7 8 0 . 1 n=2 7 . 7 7 n=1 - -D i s c o v e r y G • S . C . 6 . 8 1 .3 n=2 5 . 9 n=1 5 . 6 1 . 3 n=2 E x h a l i t e C a l g a r y 7 . 75 n=1 7 . 5 4 n=1 6 . 2 9 n=1 E x h a l i t e G • S • C • 7 . 8 6 0 . 9 n=5 7 . 8 5 0 . 5 n=3 5 . 5 0 . 8 n=2 1 . C a l g a r y - S t a b l e I s o t o p e L a b o r a t o r y , D e p a r t m e n t o f P h y s i c s , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y . G . S . C . - I a n J o n a s s o n , G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , O t t a w a . D a t a i s c o u r t e s y o f W . D . S i n c l a i r . 2 0 5 D i s c o v e r y d e p o s i t s p h a l e r i t e f r o m t h e C a l g a r y d a t a h a s a h i g h e r d e l v a l u e t h a n t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a s p h a l e r i t e a v e r a g e a s w e l l ( T a b l e 4 - 5 ) . O f t h e E a r n G r o u p s a m p l e s , p y r i t e a n d s p h a l e r i t e a n a l y z e d a t t h e U n i v e r s i t y o f C a l g a r y h a d l o w e r d e l 3 4 s t h a n t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a a v e r a g e s , w h e r e a s t h e g a l e n a v a l u e wa s h i g h e r . T h e r e i s t h e r e f o r e n o s y s t e m a t i c d i s p a r i t y b e t w e e n t h e d a t a s e t s ; b u t t h e e v i d e n c e i s n o t b a s e d o n t h e same s a m p l e s , s o i s n o t c o n c l u s i v e . 4 . 7 . 3 . 2 . R e s u l t s A n a l y t i c a l r e s u l t s o f t h e s u l p h u r i s o t o p e s t u d y a r e i n T a b l e 4 - 4 , w i t h a v e r a g e v a l u e s f o r t h e t h r e e m a i n s u l p h i d e s p r e s e n t e d b y d e p o s i t i n T a b l e 4 - 6 a n d F i g u r e 4 - 5 6 . O v e r a l l , d e l 3 4 s v a l u e s f o r s u l p h i d e s a r e t i g h t l y c o n s t r a i n e d b e t w e e n 4 . 7 a n d 9 . 0 5 % . , a r a n g e o f 4 . 3 5 % . . T h e s i x t e e n p y r i t e s h a v e d e l v a l u e s b e t w e e n 5 . 9 a n d 9 . 0 5 % . , a v e r a g i n g 7 . 8 % . ( 0 . 8 s t a n d a r d d e v i a t i o n ) . S e v e n t e e n s p h a l e r i t e s h a v e a s i m i l a r r a n g e o f 5 . 9 t o 8 . 5 2 % . , w i t h a s l i g h t l y l o w e r a v e r a g e o f 7 . 5 % . ( 0 . 7 s t a n d a r d d e v i a t i o n ) . E i g h t e e n g a l e n a a n a l y s e s s p a n a r a n g e f r o m 4 . 7 t o 7 . 8 4 % . , a v e r a g i n g 5 . 9 % . ( 0 . 7 s t a n d a r d d e v i a t i o n ) . Two p y r r h o t i t e s e p a r a t e s h a v e a n a v e r a g e d e l v a l u e o f 6 . 4 % . . One g e o c r o n i t e s e p a r a t e h a s a d e l v a l u e o f 6 . 3 9 % . , w h i c h i s e s s e n t i a l l y t h e same a s c o e x i s t i n g g a l e n a . S e p a r a t i o n o f g a l e n a a n d g e o c r o n i t e b y h a n d p i c k i n g wa s b a s e d o n t h e l a c k o f c u b i c c l e a v a g e i n t h e 2 0 6 T a b l e 4 - 6 : A v e r a g e d e l 3 4 s b y m i n e r a l a n d d e p o s i t , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . A b b r e v i a t i o n s a r e a s i n T a b l e 4 - 5 . D a t a a r e f r o m T a b l e 4 - 4 . d e l d e l d e l H o s t R o c k D e p o s i t 3 4 s P y S . D . 3 4 s Sp S . D . 3 4 s Gn S . D . McDame l i m e s t o n e McDame l i m e s t o n e McDame l i m e s t o n e E a r n s i l t s t o n e S i l v e r C r e e k D i s c o v e r y S i l v e r t i p E x h a l i t e 8 . 0 5 0 . 6 n = 5 7 . 2 9 0 . 9 n=4 7 . 8 4 0 . 8 n=6 7 . 3 3 0 . 5 n=1 0 6 . 8 4 1.3 n=2 8 . 4 2 0.1 n=2 7 . 8 4 0 . 4 n=4 6 . 0 0 0 . 6 n=1 1 5 . 6 1.3 n=2 6 . 2 9 0 . 2 n=2 5 . 7 6 0 . 8 n=3 207 F i g u r e 4 - 5 6 : R a n g e a n d m e a n s o f s u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s b y d e p o s i t a n d m i n e r a l . A b b r e v i a t i o n s a r e : P y -p y r i t e , S p - s p h a l e r i t e , Gn - g a l e n a , S - S i l v e r C r e e k d e p o s i t , D - D i s c o v e r y d e p o s i t , ST -S i l v e r t i p s h o w i n g , E - E a r n G r o u p h o s t e d . 208 l a t t e r . T h e s i m i l a r i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s s u g g e s t t h a t f i n e i n t e r g r o w t h s o f g a l e n a a n d g e o c r o n i t e w o u l d n o t s i g n i f i c a n t l y a f f e c t d e l 3 4 s v a l u e s o f g a l e n a . C o m p a r i s o n o f r e s u l t s f r o m t h e d i f f e r e n t d e p o s i t s ( T a b l e 4 - 6 , F i g u r e 4 - 5 6 ) s h o w s t h a t a v e r a g e d e l 3 4 s v a l u e s i n c r e a s e f r o m t h e D i s c o v e r y d e p o s i t , t o t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t , t o t h e S i l v e r t i p s h o w i n g . T h e d i f f e r e n c e s a r e s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t f o r S i l v e r t i p a n d D i s c o v e r y g a l e n a s a n d s p h a l e r i t e s , f o r S i l v e r t i p a n d S i l v e r C r e e k s p h a l e r i t e s , a n d f o r S i l v e r C r e e k a n d D i s c o v e r y p y r i t e s . S t a n d a r d d e v i a t i o n s a b o u t m e a n s f o r t h e s e g r o u p s s h o w l i t t l e o r n o o v e r l a p ( F i g u r e 4 - 5 6 ) . T h e c o m p a r i s o n s a r e l i m i t e d b e c a u s e m o s t o f t h e D i s c o v e r y d e p o s i t a n a l y s e s a r e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a d a t a . T h e e v i d e n c e f o r s m a l l b e t w e e n d e p o s i t d i f f e r e n c e s i n s u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s i s t h e r e f o r e p e r m i s s i v e , b u t n o t c o n c l u s i v e . No o t h e r s p a t i a l z o n i n g i s e v i d e n t i n t h e d a t a . O r d e r o f e n r i c h m e n t o f d e l 3 4 s o f t h e m a i n s u l p h i d e p h a s e s i s g e n e r a l l y p y r i t e > s p h a l e r i t e > g a l e n a , i n a c c o r d a n c e w i t h t h e e q u i l i b r i u m f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s o f O h m o t o a n d R y e ( 1 9 7 9 ) . T h i s i n d i c a t e s a t t a i n m e n t o f p a r t i a l i s o t o p i c e q u i l i b r i u m f o r s a m p l e s w i t h t h i s e n r i c h m e n t o r d e r , a s s u m i n g t h a t t h e p h a s e s a r e c o e v a l . C o m p l i c a t e d m u l t i - e p i s o d i c m i n e r a l p a r a g e n e s i s may b e a f a c t o r i n t h e d e p a r t u r e s f r o m t h i s o r d e r , s i n c e c o d e p o s i t i o n 209 c a n n o t b e p r o v e n , b u t i s a s s u m e d i n t h e a b s e n c e o f t e x t u r a l e v i d e n c e t o t h e c o n t r a r y . P y r r h o t i t e d e l 3 4 s v a l u e s a r e s u b s t a n t i a l l y l e s s t h a n t h e a v e r a g e f o r s p h a l e r i t e , a l t h o u g h e q u i l i b r i u m f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s i n d i c a t e t h a t t h e y s h o u l d b e s i m i l a r . T h i s c o u l d b e a f u n c t i o n o f t h e d i f f e r e n t l o c a t i o n o f t h e p y r r h o t i t e s a m p l e s , w h i c h w e r e f r o m s u l p h i d e i n t e r s e c t i o n s f a r t h e r t o t h e s o u t h ( a n d p r o b a b l y c l o s e r t o t h e i n t r u s i v e h e a t s o u r c e ) t h a n t h e D i s c o v e r y d e p o s i t s p h a l e r i t e s a m p l e s . 4 . 7 . 3 . 3 . M i n e r a l P a i r s a n d E q u i l i b r i u m D i f f e r e n c e s i n d e l 3 4 s f o r v a r i o u s m i n e r a l p a i r s a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 4 - 7 , a l o n g w i t h c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e s o f d e p o s i t i o n b a s e d o n e q u i l i b r i u m f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s . T h e c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e s s p a n a w i d e r a n g e f o r a l l t h r e e m i n e r a l p a i r s . P y r i t e - s p h a l e r i t e a n d p y r i t e - g a l e n a t e m p e r a t u r e s a r e a l m o s t a l l g e o l o g i c a l l y u n r e a l i s t i c a n d i n c o n f l i c t w i t h f l u i d i n c l u s i o n d a t a , w h i c h i n d i c a t e d e p o s i t i o n a l t e m p e r a t u r e s o f 3 0 0 t o 3 3 0 o c . T h i s m i g h t b e d u e t o a c o m b i n a t i o n o f t w o f a c t o r s . F i r s t , d u e t o t h e c o m p l e x i t y o f p y r i t e p a r a g e n e s i s , some o f t h e s e p a i r s may v i o l a t e t h e a s s u m p t i o n o f c o d e p o s i t i o n . T h i s r e f l e c t s t h e f a c t t h a t p y r i t e d e p o s i t i o n r e q u i r e s o x i d a t i o n -r e d u c t i o n r e a c t i o n s w h e r e a s g a l e n a a n d s p h a l e r i t e d e p o s i t i o n i s i n d e p e n d e n t o f o x i d a t i o n s t a t e ( O h m o t o , 1 9 8 6 ) . S e c o n d , p y r i t e g e n e r a l l y e q u i l i b r a t e s a t a s l o w e r r a t e t h a n t h e o t h e r p h a s e s ; 21 0 T a b l e 4 - 7 : D e l 3 4 s a n d c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e s o f d e p o s i t i o n f o r m i n e r a l p a i r s , M i d w a y a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . A b b r e v i a t i o n s a r e a s i n T a b l e 4 - 5 . T h e d a s h i n d i c a t e s t h a t o n e o r b o t h o f t h e m i n e r a l s w e r e n o t a n a l y z e d . D a t a a r e f r o m T a b l e 4 - 4 . S a m p l e A P y - S p ( T O C ) A P y - G n ( TOC ) A S p - G n ( TOC ) 1 4 4 ( 8 . 5 ) 1 . 48 1 77 2 . 2 2 4 34 0 . 74 700 1 4 3 ( 4 . 7 5 ) - - 1 . 4 5 598 2 . 0 6 31 0 1 4 2 ( 9 . 8 ) 0 . 2 1 922 T . 4 2 607 1 . 21 488 2 0 4 ( 6 . 8 ) - - - - 1 . 75 359 1 7 8 ( 1 5 . 0 ) - - - - 2 . 01 31 7 2 0 7 ( 8 . 0 ) 1 . 76 1 40 3 . 58 281 1 . 82 347 6 0 ( 1 0 9 ) - - 2 . 1 1 449 _ 7 7 ( 2 9 8 ) - - - — 1 . 46 41 9 8 4 ( 3 1 9 ) - - - - 0 . 98 572 97 ( 31 9 ) - - - • - 1 . 68 372 4 ( 8 2 . 0 ) 0 . 2 1 922 1 . 4 6 595 1 . 2 5 4 7 5 3 ( 1 1 4 . 4 ) - - 1 . 2 684 1 . 2 491 8 ( L Z ) - - 1 . 2 684 _ _ 8 0 ( 1 3 3 ) - - - - 2 . 1 9 2 9 2 4 0 ( 4 4 3 . 4 ) — — - - 2 . 08 307 A v e r a g e 0 . 9 2 540 1 . 8 3 542 1 . 50 41 9 S . D . 0 . 8 2 441 0 . 81 141 0 . 46 1 22 n 4 8 1 3 1. F r a c t i o n a t i o n f a c t o r s a r e : 34s P y - S p = 0 . 3 ( 1 06 / T 2 ) , 34s P y - G n = 1.1 ( 106 / T 2 ) , ( K a j i w a r a a n d K r o u s e , 1 9 7 1 ) ; a n d 34s S p - G n = 0 . 7 ( 1 06 / T 2 ) , ( C z a m a n s k e a n d R y e , 1 9 7 4 ) . 21 1 h e n c e t h e u n r e a l i s t i c t e m p e r a t u r e s m i g h t r e f l e c t k i n e t i c f r a c t i o n a t i o n r a t h e r t h a n e q u i l i b r i u m ( O h m o t o , 1 9 8 6 ) . T h e d e n d r i t i c o r b l a d e d t e x t u r e s i n p y r i t e , w h i c h a r e r e a s o n a b l y i n t e r p r e t e d a s r e s u l t i n g f r o m r a p i d p r e c i p i t a t i o n , a r e c o n s i s t e n t w i t h k i n e t i c a l l y g o v e r n e d f l u i d - m i n e r a l e x c h a n g e , w h i c h w o u l d i n t u r n b e r e f l e c t e d i n n o n e q u i l i b r i u m m i n e r a l p a i r s . T h i s p r o b l e m i s d i s c u s s e d f r o m a d i f f e r e n t p e r s p e c t i v e i n s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 6 . S p h a l e r i t e - g a l e n a p a i r s o n a v e r a g e g i v e m u c h l o w e r c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e s t h a n p a i r s w i t h p y r i t e , a n d 5 o u t o f 13 p a i r s h a v e t e m p e r a t u r e s b e t w e e n 2 9 2 a n d 3 4 7 o c , a r a n g e r o u g h l y c o n s i s t e n t w i t h f l u i d i n c l u s i o n t e m p e r a t u r e s . T h i s i s d u e t o t h e g r e a t e r l i k e l i h o o d o f c o d e p o s i t i o n f o r s p h a l e r i t e a n d g a l e n a , b a s e d o n p a r a g e n e t i c o b s e r v a t i o n s , a n d t o f a s t e r r e a c t i o n r a t e s f o r t h e s e p h a s e s r e l a t i v e t o p y r i t e ( S a k a i , 1 9 7 6 ) . 4 . 7 . 3 . 4 . D e l 3 4 s ( H 2 S ) V a l u e s S u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s o f s u l p h i d e s c a n b e u s e d a s t r a c e r s f o r t h e s o u r c e o f s u l p h u r i n t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m . T h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f i n d i v i d u a l s u l p h u r s p e c i e s i n t h e f l u i d c a n b e e s t i m a t e d g i v e n t h e c o m p o s i t i o n o f m i n e r a l p h a s e s a n d t e m p e r a t u r e o f d e p o s i t i o n , p r o v i d i n g t h a t m i n e r a l a n d f l u i d s u l p h u r w e r e i n e q u i l i b r i u m , a n d t h a t t h e r e l e v a n t f r a c t i o n a t i o n 21 2 f a c t o r i s k n o w n . E s t i m a t i o n o f t h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f t o t a l f l u i d s u l p h u r r e q u i r e s some k n o w l e d g e o f s u l p h u r s p e c i a t i o n i n t h e f l u i d , w h i c h d e p e n d s o n s e v e r a l m u t u a l l y i n t e r a c t i n g f a c t o r s , i n c l u d i n g p H , f 0 2 ( o x y g e n f u g a c i t y ) , T ( t e m p e r a t u r e ) , I ( i o n i c s t r e n g t h ) a n d s u l p h u r c o n c e n t r a t i o n ( O h m o t o , 1 9 7 2 ) . D e l 3 4 s ( H 2 S ) i s e s t i m a t e d h e r e u s i n g t h e f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s i n O h m o t o a n d R y e ( 1 9 7 9 ) , a n d a d e p o s i t i o n a l t e m p e r a t u r e o f 3 2 0 o c . T h e s e e s t i m a t e s a r e r e l a t i v e l y i n s e n s i t i v e t o t e m p e r a t u r e . F o r e x a m p l e , l o w e r i n g t h e t e m p e r a t u r e t o 2 7 5 o c a l t e r s d e l 3 4S ( H 2 S ) b y o n l y a b o u t 0 . 3 % . a t d e l 3 4 s ( g a l e n a ) o f 4 . 7 % . ; g e n e r a l l y , c h a n g e s i n d e l v a l u e s f o r s i m i l a r t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e s a r e l e s s t h a n t h i s . A t 3 2 0 o c , d e l 3 4 s ( H 2 S ) i n e q u i l i b r i u m w i t h p y r i t e r a n g e s f r o m 4 . 7 6 t o 7 . 9 1 % . , w i t h a n a v e r a g e v a l u e o f 6 . 6 6 % . ( T a b l e 4 - 8 ) . F o r s p h a l e r i t e , d e l 3 4 s ( H 2 S ) r a n g e s f r o m 5 . 6 2 t o 8 . 2 4 % . , w i t h a n a v e r a g e o f 7 . 2 2 % . , a n d f o r g a l e n a i t r a n g e s f r o m 6 . 4 9 t o 9 . 6 3 % . , a v e r a g i n g 7 . 6 9 % . . S i n c e p y r i t e i s q u a n t i t a t i v e l y t h e m o s t s i g n i f i c a n t s u l p h i d e i n t h e d e p o s i t , d e l 3 4 s ( H 2 S ) f o r t h e t o t a l f l u i d s y s t e m p r o b a b l y a v e r a g e d a b o u t 7 . 0 % . ( i . e . t h e v a l u e f o r a f l u i d i n e q u i l i b r i u m w i t h a n a s s e m b l a g e o f 60% p y r i t e , 20% g a l e n a a n d 20% s p h a l e r i t e , u s i n g t h e a v e r a g e d e l 3 4 s v a l u e s a b o v e ) . T h i s v a l u e a s s u m e s m i n e r a l - f l u i d s u l p h u r e q u i l i b r i u m . A s d i s c u s s e d i n s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 3 . , h o w e v e r , t e m p e r a t u r e s c a l c u l a t e d 21 3 T a b l e 4 - 8 : D e l 34s ( H 2 S ) f o r f l u i d i n e q u i l i b r i u m a t v a r i o u s t e m p e r a t u r e s w i t h p y r i t e , s p h a l e r i t e a n d g a l e n a D a t a a r e f r o m T a b l e 4 - 4 . d e l 34s ( H 2 S ) 1 a t T = M i n e r a l d e l 34s 2 7 5 3 2 0 3 5 0 o c P y r i t e l o w 5. .9 4 . , 59 4 . , 76 4 . ,87 h i g h 9 . , 0 5 7 . , 74 7 . , 91 8 . , 02 a v g . 7 . ,8 6 . , 4 9 6 . , 66 6 . , 76 S p h a l e r i t e l o w 5. ,9 5 . , 57 5 . , 62 5 . , 64-h i g h 8 . , 52 8 . , 1 9 8 . , 24 8 . . 26 a v g . 7 . , 5 7 . , 17 7 . , 22 7 . , 24 G a l e n a l o w 4 . ,7 6 . , 79 6 . , 49 6 , , 32 h i g h 7 . . 84 9 . , 94 9 . , 63 9 . , 46 a v g . 5 . ,9 8 . , 00 7 . , 69 7 . , 52 1 . M i n e r a l - H2S f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s a r e f r o m O h m o t o a n d R y e ( 1979 ) . 21 4 f r o m p y r i t e - s p h a l e r i t e a n d p y r i t e - g a l e n a p a i r s a p p e a r t o i n d i c a t e a l a c k o f e q u i l i b r i u m . H o w e v e r , t h e s m a l l d i f e r e n c e s b e t w e e n c a l c u l a t e d d e l 3 4 s ( H 2 S ) f o r t h e t h r e e p h a s e s a r g u e s t h a t t h e e s t i m a t e s o f t h a t v a l u e a r e r e a s o n a b l e . T o s e e w h y , c o n s i d e r f o r e x a m p l e , t h a t i f p y r i t e - g a l e n a t e m p e r a t u r e s w e r e c l o s e r t o g e o l o g i c a l l y r e a s o n a b l e v a l u e s , d e l t a d e l 3 4 s ( p y r i t e - g a l e n a ) w o u l d b e g r e a t e r , w h i c h i n t u r n i m p l i e s e i t h e r h i g h e r d e l 3 4 s ( p y r i t e ) o r l o w e r d e l 3 4 s ( g a l e n a ) o r b o t h . E i t h e r c h a n g e w o u l d b r i n g d e l 3 4 s ( H 2 S ) c a l c u l t e d f r o m p y r i t e a n d g a l e n a c l o s e r t o g e t h e r , b e t w e e n 6 . 6 6 a n d 7 . 6 9 % . . 4 . 7 . 3 . 5 . H y d r o t h e r m a l E n v i r o n m e n t a n d S u l p h u r S o u r c e s S a k a i ( 1 9 6 8 ) a n d O h m o t o ( 1 9 7 2 ) s h o w e d t h a t t h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f f l u i d s u l p h u r d e p e n d s o n s u l p h u r s p e c i a t i o n - -w h i c h i n t u r n i s a f u n c t i o n o f f 0 2 , p H , T a n d I - - a n d o n f r a c t i o n a t i o n f a c t o r s among s u l p h u r s p e c i e s . C o n s t r a i n t s o n some o f t h e s e p a r a m e t e r s c a n b e d e r i v e d f r o m m i n e r a l a s s e m b l a g e s w h i c h i n t e r a c t e d w i t h t h e f l u i d s . P e r v a s i v e a l t e r a t i o n o f E a r n G r o u p s e d i m e n t s i s b e l i e v e d t o b e r e l a t e d t o t h e h y d r o t h e r m a l s y s t e m t h a t d e p o s i t e d M i d w a y s u l p h i d e s ( s e c t i o n 4 . 3 ) . T h e a l t e r a t i o n a s s e m b l a g e s e r i c i t e -p y r i t e - q u a r t z i m p l i e s a c i d c o n d i t i o n s , w i t h a n u p p e r l i m i t o f a b o u t pH 4 . 5 f o r m u s c o v i t e + q u a r t z s t a b i l i t y a t T = 35GOC a n d 21 5 I = 1 . 0 ( F i g u r e 4 - 5 7 ) . S l i g h t l y l o w e r pH i s r e q u i r e d t o p r o d u c e t h i s a s s e m b l a g e a t l o w e r t e m p e r a t u r e ( e . g . pH 4 . 3 a t 2 5 0 o c ) . T h e s e a c i d f l u i d s i n t e r a c t e d w i t h c o v e r r o c k s a b o v e t h e i n t r u s i v e c e n t r e , a n d m u s t h a v e e q u i l i b r a t e d w i t h McDame G r o u p c a r b o n a t e s d u r i n g s u l p h i d e d e p o s i t i o n . T h i s c a u s e d a n i n c r e a s e i n p H , w h i c h e n a b l e d c a l c i t e d e p o s i t i o n d u r i n g t h e l a t e c a r b o n a t e - d o m i n a n t p a r a g e n e t i c s t a g e . A t T = 2 5 0 o c , a pH o f a b o u t 7 . 3 i s c o m p a t i b l e w i t h c a l c i t e d e p o s i t i o n ; pH w o u l d i n c r e a s e s l i g h t l y w i t h d e c r e a s i n g t e m p e r a t u r e ( S o e t a l . , 1 9 8 3 ) . T h e s e c o n s i d e r a t i o n s g i v e r o u g h c o n s t r a i n t s o n pH d u r i n g s u l p h i d e d e p o s i t i o n , a s w e l l a s a g e n e r a l e v o l u t i o n a r y t r e n d f r o m l o w t o m o d e r a t e p H . T h i s t r e n d i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 4 - 5 7 . T h e p a r a m e t e r f02, w h i c h i s p r o p o r t i o n a l t o t h e r a t i o o f o x i d i z e d a n d r e d u c e d s u l p h u r s p e c i e s i n t h e f l u i d , c a n b e c o n s t r a i n e d b y m i n e r a l a s s e m b l a g e s a n d s u l p h u r i s o t o p e s . A l a r g e v a r i a t i o n i n d e l 34s v a l u e s f o r s u l p h i d e p h a s e s s u g g e s t s e i t h e r w i d e t e m p e r a t u r e f l u c t u a t i o n s , o r ( m o r e l i k e l y ) t h a t t h e o x i d a t i o n s t a t e o f t h e f l u i d w a s i n t h e v i c i n i t y o f t h e SO2/H2S s t a b i l i t y f i e l d b o u n d a r y ( O h m o t o a n d R y e , 1 9 7 9 ) . T h i s w o u l d c r e a t e s i g n i f i c a n t f r a c t i o n a t i o n s b e t w e e n c o e x i s t i n g s u l p h a t e a n d s u l p h i d e s p e c i e s . C o n v e r s e l y , i f s u l p h i d e s u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s a r e t i g h t l y g r o u p e d , t e m p e r a t u r e a n d o x i d a t i o n s t a t e m u s t h a v e r e m a i n e d r e l a t i v e l y c o n s t a n t a n d w e l l b e l o w t h e 21 6 F i g u r e 4 - 5 7 : C o m p a r i s o n o f t h e p o s i t i o n s o f d e l 3 4 s c o n t o u r s w i t h t h e s t a b i l i t y f i e l d s o f F e - S - 0 m i n e r a l s a t T = 3 5 0 o c a n d 1 = 1 . 0 . T h i c k d a s h e d l i n e s a r e F e - S - 0 m i n e r a l b o u n d a r i e s a t m S T = 0 . 0 1 m o l e s / k i l o g r a m H 2 0 . S o l i d l i n e s a r e d e l 3 4 s c o n t o u r s . V a l u e s i n b r a c k e t s a r e f o r H2S a t d e l 3 4 S E S = 0% . . B a r i t e s o l u b i l i t y b o u n d a r y i s a t mBa2-+- x m s = 1 0 - 3 . T h i n d a s h e d l i n - e s m a r k i n g m u s c o v i t - e • q u a r t z = K - f e l d s p a r x e a c t i o n a n d c a l c i t e s o l u b i l i t y b o u n d a r y a r e f r o m S o e t a l . , 1 9 8 3 . K - 0 , 1 m o l a l . A r r o w s h o w s a - f l u i d e v o l u t i o n p a t h f o r a f l u i d i n i t i a l l y i n e q u i l i b r i u m w i t h p y r i t e , p y r r h o t i t e a n d m u s c o v i t e , a n d w h i c h r - e - e q u i l i b x a t e s w i t h c a r b o n a t e w a l l r o c k s ( O h m o t o , 1 9 7 2 ) . 21 7 S 0 2 / H 2 S b o u n d a r y . A b u n d a n c e o f p y r r h o t i t e i n p a r t s o f t h e M i d w a y d e p o s i t a n d l a c k o f h y p o g e n e s u l p h a t e a n d o x i d e p h a s e s d u r i n g m a i n s t a g e s u l p h i d e d e p o s i t i o n i m p l i e s l o w f 0 2 , i n t h e v i c i n i t y o f t h e p y r i t e - p y r r h o t i t e s t a b i l i t y f i e l d b o u n d a r y ( F i g u r e 4 - 5 7 ) . P y r r h o t i t e i s common i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t a n d i n much o f t h e D i s c o v e r y d e p o s i t ( s e c t i o n 4 . 4 . 7 ) . P a r a g e n e t i c r e l a t i o n s d o n o t s h o w a c o n s i s t e n t t e m p o r a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e t w o m i n e r a l s , s u g g e s t i n g f 0 2 a n d / o r pH f l u c t u a t i o n s n e a r t h e p y r i t e - p y r r h o t i t e b o u n d a r y . I n t h o s e p a r t s o f t h e d e p o s i t w h i c h ' d o n o t c o n t a i n p y r r h o t i t e , t h e f l u i d may h a v e b e e n s l i g h t l y m o r e o x i d i z e d , w i t h a h i g h e r s u l p h a t e / s u l p h i d e r a t i o . T he a c t u a l v a l u e o f f 0 2 d e p e n d s o n a n u m b e r o f o t h e r p a r a m e t e r s . F o r e x a m p l e , a t m S T = 0 . 0 1 ( m o l a l i t y o f t o t a l f l u i d s u l p h u r , i n m o l e s / k i l o g r a m H 2 0 ) , i f t e m p e r a t u r e i s d e c r e a s e d f r o m 350 t o 2 5 0 o c , t h e p y r i t e - p y r r h o t i t e b o u n d a r y s h i f t s f r o m l o g f 0 2 = - 3 1 . 5 t o - 4 1 . 0 ( O h m o t o , 1 9 7 2 ) ( i . e . p y r i t e s t a b i l i z e s r e l a t i v e t o p y r r h o t i t e a t l o w e r o x i d a t i o n s t a t e s ) . I n c r e a s i n g m S T w i l l d e c r e a s e t h e s i z e o f t h e p y r r h o t i t e f i e l d , s t a b i l i z i n g p y r i t e a t l o w e r f 0 2 . U s i n g v a l u e s o f T = 3 2 0 o c a n d m S T = 0 . 0 1 , t h e p y r i t e - p y r r h o t i t e b o u n d a r y l i e s a t l o g f 0 2 = - 3 4 . 3 ( O h m o t o , 1 9 7 2 , u s i n g a l i n e a r i n t e r p o l a t i o n ) . C h a n g i n g m S T b y 21 8 a n o r d e r o f m a g n i t u d e c h a n g e s f 0 2 b y a b o u t t w o l o g u n i t s e i t h e r w a y . I n t h e t e m p e r a t u r e a n d pH r a n g e o f m a i n s t a g e s u l p h i d e d e p o s i t i o n , d e l t a d e l 3 4 s ( H 2 S - S T ) i s n e g l i g i b l e a t o x i d a t i o n s t a t e s n e a r t h e p y r i t e - p y r r h o t i t e b o u n d a r y ( F i g u r e 4 - 5 7 ) . T h e r e f o r e , t h e c a l c u l a t e d e s t i m a t e o f a v e r a g e d e l 3 4 s ( H 2 S ) o f a b o u t 7 . 0 % r e p r e s e n t s a r e a s o n a b l e v a l u e f o r d e l 3 4 s ( ST ) i n -t h e f l u i d s y s t e m . F l u i d s u l p h u r w i t h t h i s i s o t o p i c c o m p o s i t i o n i s c o m p a t i b l e w i t h b o t h a m a g m a t i c a n d s e d i m e n t a r y s o u r c e , o r a m i x t u r e o f t h e t w o . A l t h o u g h " m a g m a t i c " s u l p h u r i s c o m m o n l y d e s c r i b e d a s h a v i n g a n i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f 0 +_ 3 % . , c o m p o s i t i o n s i n t h e 3 t o 7 % . r a n g e a r e a l s o p o s s i b l e , d e p e n d i n g o n t h e i n i t i a l o x i d a t i o n s t a t e o f t h e m e l t a n d t h e s u b s e q u e n t p a t h o f f l u i d d e r i v e d f r o m i t ( O h m o t o a n d R y e , 1 9 7 9 ) . F l u i d s d e r i v e d f r o m r e l a t i v e l y o x i d i z e d magmas may h a v e d e l 3 4 s ( f l u i d ) a s much a s 4%. g r e a t e r t h a n d e l 3 4 s ( m e l t ) . A n i n c r e a s e d m e l t o x i d a t i o n s t a t e c a n o c c u r d u r i n g l a t e s t a g e s o f c r y s t a l l i z a t i o n , r e s u l t i n g i n p r o g r e s s i v e l y h i g h e r d e l 3 4 s ( f l u i d ) . T h i s i s n o t l i k e l y i n t h e c a s e o f M i d w a y , h o w e v e r , b e c a u s e t h e s o u r c e i n t r u s i o n i s m o r e l i k e l y t o be a n a l o g o u s t o S - t y p e m a g m a s , w h i c h h a v e s i g n i f i c a n t l y l o w e r o x i d a t i o n s t a t e s t h a n I - t y p e i n t r u s i o n s ( O h m o t o , 1 9 8 6 ) . A l t e r n a t i v e l y , h i g h e r d e l 3 4 s ( m e l t ) c a n r e s u l t 21 9 f r o m c o n t a m i n a t i o n b y u p p e r c r u s t a l s u l p h u r d u r i n g e m p l a c e m e n t . Some r e m o b i l i z a t i o n o f s e d i m e n t a r y p y r i t e o r o r g a n i c s u l p h u r i s a l s o c o m p a t i b l e w i t h a d e l 3 4 s ( f l u i d ) o f 7 . 0 % . . D i a g e n e t i c p y r i t e may h a v e a w i d e r a n g e o f s u l p h u r i s o t o p e c o m p o s i t i o n s , c o m m o n l y i n t h e 10 t o 20%. r a n g e . No d a t a i s a v a i l a b l e f o r s e d i m e n t a r y s u l p h u r i n t h e M i d w a y a r e a . P o s s i b l e s t r a t a c o n t a i n i n g s e d i m e n t a r y s u l p h u r i n c l u d e t h e L o w e r C a m b r i a n B o y a F o r m a t i o n , O r d o v i c i a n - S i l u r i a n R o a d R i v e r G r o u p , M i d d l e D e v o n i a n McDame G r o u p , D e v o n o - M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p , a n d t h e l o w e r s e d i m e n t a r y p a c k a g e o f t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n . T h e M i d w a y o r e - f o r m i n g s o l u t i o n s c i r c u l a t e d w i t h i n t h e E a r n G r o u p a n d t o a l e s s e r e x t e n t t h e S y l v e s t e r a l l o c h t h o n ( b a s e d o n a l t e r a t i o n h a l o e s ) , b u t i t i s n o t k n o w n w h e t h e r t h e y i n t e r a c t e d w i t h s u b - McDame G r o u p s t r a t a . T h e E a r n G r o u p c o n t a i n s a b u n d a n t s e d i m e n t a r y e x h a l a t i v e p y r i t e a n d b a r i t e , some o f w h i c h m i g h t h a v e b e e n r e m o b i l i z e d . I n c o r p o r a t i o n o f H2S o f o r g a n i c o r i g i n f r o m f e t i d McDame G r o u p l i m e s t o n e i s a l s o p o s s i b l e . Some i n c r e a s e o f d e l 3 4 s ( f l u i d ) i s i m p l i e d b y i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e f l u i d s y s t e m w h i c h d e p o s i t e d m a n t o s u l p h i d e s , a n d s u l p h i d e s o f e x h a l a t i v e o r i g i n w i t h i n t h e E a r n G r o u p (c_f . s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 7 ) . 4 . 7 . 3 . 6 . D e l v e r s u s D e l t a D e l a n d E q u i l i b r i u m 2 2 0 T h e d e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m h a s b e e n u s e d t o d e t e r m i n e t h e d e l 3 4 s ( S T ) o f f l u i d s w h i c h c o p r e c i p i t a t e d s u l p h a t e s a n d s u l p h i d e s ( F i e l d a n d G u s t a f s o n , 1 9 7 6 ; S h e l t o n a n d R y e , 1 9 8 2 ) . T h e i d e a o f t h i s g r a p h i c a l t e c h n i q u e i s t h a t d i f f e r e n c e s i n i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s o f c o e x i s t i n g p h a s e s w h i c h c o r r e l a t e w i t h t h e i r i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s r e f l e c t a r a n g e o f t e m p e r a t u r e s , w h i c h c a n b e e x t r a p o l a t e d t o t h e 0 f r a c t i o n a t i o n p o i n t (Y i n t e r c e p t ) t o d e t e r m i n e t h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f t h e f l u i d . T h i s r e q u i r e s t h e a s s u m p t i o n o f s u l p h i d e - s u l p h a t e e q u i l i b r i u m ; t h e r e f o r e t h e t e c h n i q u e p r o v i d e s a n o t h e r m e a n s o f a n a l y z i n g w h e t h e r e q u i l i b r i u m c o n d i t i o n s a p p l i e d . I t c a n a l s o b e u s e d t o e x p l i c a t e f l u i d - m i n e r a l r e l a t i o n s h i p s i n a s y s t e m u n d e r r e d u c i n g c o n d i t i o n s , a s a t M i d w a y . U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s , i t i s a s s u m e d t h a t f l u i d s u l p h u r i s H2S d o m i n a t e d , a n d f r a c t i o n a t i o n b e t w e e n f l u i d s u l p h i d e a n d s u l p h a t e c a n b e i g n o r e d . B e c a u s e t h e c o o r d i n a t e s a r e n o t i n d e p e n d a n t , m i s l e a d i n g c o r r e l a t i o n s c a n b e i n d u c e d ( O h m o t o , 1 9 8 6 ) . S i n c e t h e r e a r e v a r i o u s c o n d i t i o n s u n d e r w h i c h c o r r e l a t i o n s c a n o c c u r , i n t e r p r e t a t i o n c a n n o t a s s u m e c l o s e d s y s t e m e q u i l i b r i u m c o n d i t i o n s ; r a t h e r t h e d i a g r a m s a r e m o r e u s e f u l f o r a n a l y z i n g w h e t h e r s u c h c o n d i t i o n s o b t a i n ( K r o u s e e t a l , 1 9 88 ) . D e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m s f o r s p h a l e r i t e - g a l e n a a n d p y r i t e - g a l e n a p a i r s a r e p r e s e n t e d i n F i g u r e s 4 - 5 8 a n d 4 - 5 9 . I n t h e s p h a l e r i t e - g a l e n a c a s e , t h e m i n e r a l p a i r s v a r y a b o u t t w o 221 s t r a i g h t l i n e s w i t h p o s i t i v e s l o p e s , w h i c h c o n v e r g e a t a Y -i n t e r c e p t v a l u e o f a b o u t 5 . 5 % . . I n t h e p y r i t e - g a l e n a c a s e , t h e d a t a v a r y w i d e l y a b o u t l i n e s w h i c h m e e t a t a Y - i n t e r c e p t v a l u e o f 6 . 3 % . . T h e g a l e n a d a t a h a s a n e g a t i v e s l o p e , i n c o n t r a s t t o t h e s p h a l e r i t e - g a l e n a d i a g r a m . U n d e r a n e q u i l i b r i u m i n t e r p r e t a t i o n o f t h e d i a g r a m s , d e l 3 4 s ( f l u i d ) i s c o n s t a n t a n d t h e v a r i a t i o n i n d e l t a d e l v a l u e s i s a f u n c t i o n o f t e m p e r a t u r e o n l y . T h e p o i n t o f c o n v e r g e n c e (Y -i n t e r c e p t ) r e p r e s e n t s a f r a c t i o n a t i o n f a c t o r o f z e r o ( T = v e r y h i g h ) , a n d t h e r e f o r e i n d i c a t e s t h e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f f l u i d s u l p h u r . D e l 3 4 s ( f l u i d ) v a l u e s o b t a i n e d i n t h i s w a y a r e j u s t 1 . 2 a n d 0 . 4 % . l e s s t h a n v a l u e s o b t a i n e d f r o m g e o c h e m i c a l c o n s i d e r a t i o n s i n s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 4 . H o w e v e r , t h e r a n g e o f t e m p e r a t u r e s i m p l i e d ( u p t o 7 0 0 O C ) i s c l e a r l y u n r e a l i s t i c a n d d o e s n o t s u p p o r t a n e q u i l i b r i u m i n t e r p r e t a t i o n . A l t e r n a t i v e l y , t h e p a i r s w i t h l o w d e l t a d e l 3 4 s v a l u e s c o u l d r e p r e s e n t p r e c i p i t a t i o n u n d e r d i s e q u i l i b r i u m c o n d i t i o n s , i n w h i c h i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s a r e c o n t r o l l e d b y r e a c t i o n k i n e t i c s . F o r e x a m p l e , d u r i n g a u n i d i r e c t i o n a l r e a c t i o n : P b C l 2 + H 2 S — > P b S + 2H+ + 2 C 1 -2 2 2 8 s 3 4 , Sphalerite Galena • • Carbonate hosted 0 • Shale hosted / / / / V / Oi o oi. / / I oi o O), Cv)l A & 3 4S F i g u r e 4 - 5 8 : D e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m f o r s p h a l e r i t e g a l e n a p a i r s . D a t a i s f r o m T a b l e 4 - 4 . 2 2 3 Pyrite Galena • » Carbonate hostad Q • Shale hosted 8 o / I o W o o1 CO1 CM1 F i g u r e 4 - 5 9 : D e l v e r s u s d e l t a d e l d i a g r a m f o r p y r i t e - g a l e n a p a i r s . D a t a i s f r o m T a b l e 4 - 4 . 224 t h e l i g h t e r i s o t o p e w i l l r e a c t f a s t e r a n d b e r e m o v e d a t a h i g h e r r a t e by p r e c i p i t a t i o n o f s u l p h i d e . T h i s c a u s e s a g e n e r a l i n c r e a s e i n d e l 3 4 s ( f l u i d ) a s t h e r e a c t i o n c o n t i n u e s ( a s s u m i n g t h a t p r e c i p i t a t i o n r a t e e x c e e d s f l u i d i n f l u x ) , w i t h t h e r e a c t i o n p r o c e e d i n g t o w a r d e q u i l i b r i u m a s s u l p h i d e i s r e m o v e d . P o s i t i v e s l o p e s f o r b o t h g a l e n a a n d s p h a l e r i t e a r e i n d i c a t o r s o f d i s e q u i l i b r i u m , s i n c e k i n e t i c a l l y g o v e r n e d r e a c t i o n s e v o l v e t o w a r d h e a v i e r i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s ( K r o u s e e t a l . , 1 9 8 8 ) . A l t e r n a t i v e l y , i n t h e e q u i l i b r i u m i n t e r p r e t a t i o n , t w o p o s i t i v e s l o p e s i m p l y t h e p r e s e n c e o f a m o r e 3 4 s - d e p l e t e d p h a s e o r s p e c i e s , s u c h a s H 2 S . S i n c e , a s we h a v e s e e n ( s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 5 ) , d e l 3 4 s ( H 2 S ) = d e l 3 4 s ( f l u i d ) u n d e r t h e o x i d a t i o n c o n d i t i o n s o f t h e M i d w a y s y s t e m , t h i s i s a f u r t h e r a r g u m e n t a g a i n s t t h e e q u i l i b r i u m i n t e r p r e t a t i o n . A s s u m i n g d i s e q u i l i b r i u m , t h e Y - i n t e r c e p t v a l u e r e p r e s e n t s a l o w e r l i m i t f o r d e l 3 4 s ( f l u i d ) , w h i c h e v o l v e d t o w a r d s o m e w h a t h i g h e r v a l u e s a s s u l p h i d e p r e c i p i t a t i o n r e a c t i o n s p r o c e e d e d t o w a r d e q u i l i b r i u m . T e m p e r a t u r e s n e a r t h e l o w e n d o f t h e r a n g e t h e r e f o r e r e p r e s e n t a p p r o x i m a t i o n s o f e q u i l i b r i u m v a l u e s o r t r u e t e m p e r a t u r e s o f s u l p h i d e d e p o s i t i o n ( a b o u t 2 9 0 O C ) . T h e s e a r e c o n s i s t e n t w i t h f l u i d i n c l u s i o n t e m p e r a t u r e s . T h e h i g h e r a v e r a g e v a l u e s f o r d e l 3 4 s ( f l u i d ) o f 6 . 7 t o 7 . 0 % . d e r i v e d i n s e c t i o n 4 . 7 . 3 . 4 a r e c o n s i s t e n t w i t h t h i s i n t e r p r e t a t i o n . 2 2 5 4 . 7 . 3 . 7 . C l a s t i c H o s t e d S u l p h i d e a n d S u l p h a t e S o - c a l l e d e x h a l a t i v e s u l p h i d e m i n e r a l i z a t i o n i n D e v o n o -M i s s i s s i p i a n E a r n G r o u p c l a s t i c s e d i m e n t s i n t h e M i d w a y a r e a ( s e c t i o n 4 . 2 . 1 . 3 ) h a s e s s e n t i a l l y t h e same d e l 3 4 s s i g n a t u r e a s t h e c a r b o n a t e h o s t e d m a n t o s ( T a b l e 4 - 6 ) . P y r i t e a n d s p h a l e r i t e h a v e a v e r a g e d e l 3 4 s v a l u e s o f 7 . 8 4 % . , w h e r e a s g a l e n a a v e r a g e s 5 . 7 6 % . . T h e s e v a l u e s a r e w i t h i n 0 . 5 % o f a v e r a g e s f o r t h e S i l v e r C r e e k d e p o s i t . T h e r a n g e o f v a l u e s i s s i m i l a r a s w e l l . B o t h t h e r a n g e a n d mean f o r E a r n G r o u p h o s t e d s u l p h i d e s a r e d i s t i n c t l y d i f f e r e n t f r o m t y p i c a l v a l u e s f o r m o s t s e d i m e n t a r y e x h a l a t i v e d e p o s i t s e l s e w h e r e i n t h e n o r t h e r n C o r d i l l e r a . F o r e x a m p l e , a t t h e D e v o n i a n ( F r a s n i a n ) J a s o n . d e p o s i t i n t h e M a c M i l l a n P a s s c a m p , Y u k o n T e r r i t o r y , d e l 3 4 s v a l u e s o f s u l p h i d e s r a n g e f r o m 8 . 5 t o 2 2 . 5 % . , a v e r a g i n g 1 5 . 5 % . ( G a r d n e r a n d H u t c h e o n , 1 9 8 5 ) . S e d e x s u l p h i d e s h a v e a much w i d e r r a n g e o f i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s ( e . g . 1 4 . 0 a n d 2 0 . 7 % . a t t h e J a s o n a n d n e a r b y Tom ( L a r g e , 1 9 8 0 ) d e p o s i t s , r e s p e c t i v e l y , v e r s u s 3 . 6 % f o r M i d w a y c l a s t i c h o s t e d s u l p h i d e s ) . T h i s i s p r o b a b l y d u e t o s u b s t a n t i a l a n d v a r i a b l e f r a c t i o n a t i o n d u r i n g r e d u c t i o n o f s e a w a t e r s u l p h a t e , w h i c h d i d n o t o c c u r i n t h e m o r e r e d u c i n g , s u l p h i d e - d o m i n a n t s y s t e m a t M i d w a y . 2 2 6 T h e s i m i l a r i t y o f i s o t o p i c s i g n a t u r e s o f m a n t o a n d c l a s t i c h o s t e d m i n e r a l i z a t i o n a t M i d w a y , a n d t h e l a c k o f t y p i c a l e x h a l a t i v e i s o t o p i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c l a s t i c h o s t e d s u l p h i d e s s u g g e s t s e i t h e r t h a t t h e y w e r e d e p o s i t e d f r o m t h e same s o l u t i o n s a s t h e m a n t o d e p o s i t s o r t h a t t h e y r e - e q u i l i b r a t e d w i t h t h o s e s o l u t i o n s . G a l e n a w i t h i n t h e s t r a t i f o r m h o r i z o n s i s c o m m o n l y f r a c t u r e c o n t r o l l e d a n d i s t e x t u r a l l y c o m p a t i b l e w i t h a n e p i g e n e t i c o r i g i n . I n a d d i t i o n , g a l e n a l e a d i s o t o p e d a t a i s i n c o m p a t i b l e w i t h a s y n g e n e t i c o r i g i n f o r g a l e n a w i t h i n t h e E a r n G r o u p ( s e c t i o n 2 ) . H o w e v e r , f i n e l y l a m i n a t e d s p h a l e r i t e a n d q u a r t z o c c u r r i n g i n t h e s e h o r i z o n s ( F i g u r e 4 - 6 ) i s h a r d t o r e c o n c i l e w i t h a n e p i g e n e t i c m o d e l . P y r i t e i s c o m m o n l y c o a r s e g r a i n e d a n d a s s o c i a t e d w i t h s e r i c i t e , s u g g e s t i n g r e c r y s t a l l i z a t i o n a n d a l t e r a t i o n . T he t e x t u r a l a n d i s o t o p i c e v i d e n c e t h e r e f o r e s u g g e s t s t h a t m o s t g a l e n a i s e p i g e n e t i c , w h e r e a s s i l i c a , s p h a l e r i t e a n d p y r i t e a r e m a i n l y s y n g e n e t i c , b u t i n t e r a c t e d w i t h t h e h i g h t e m p e r a t u r e , r e d u c i n g L a t e C r e t a c e o u s f l u i d s . I n s o d o i n g , t h e s y n g e n e t i c s u l p h i d e s u n d e r w e n t i s o t o p i c e x c h a n g e r e a c t i o n s w i t h f l u i d s u l p h u r . T h i s o v e r p r i n t i n g e p i s o d e m u s t h a v e b e e n p e r v a s i v e , w i t h f l u i d s p e n e t r a t i n g n o t o n l y f r a c t u r e s , b u t a l s o l a m i n a e a n d g r a i n b o u n d a r i e s . E x c h a n g e r e a c t i o n s w o u l d h a v e c a u s e d p r e f e r e n t i a l d i f f u s i o n o f 3 4 s i n t o t h e f l u i d , d e p l e t i n g s u l p h i d e p h a s e s o f h e a v y s u l p h u r , a n d i n c r e a s i n g d e l 3 4 s ( f l u i d ) . 227 T h a t t h e s e h o r i z o n s i n t h e E a r n G r o u p a r e e x h a l a t i v e i s c l e a r a t a l a r g e r s c a l e , a s s h o w n b y a n a l y s e s o f s t r a t i f o r m b a r i t e h o r i z o n s , w h i c h a r e l a t e r a l s t r a t i g r a p h i c e q u i v a l e n t s t o t h e s u l p h i d e r i c h e x h a l i t e s n e a r M i d w a y . T h e c l o s e s t s a m p l e t o t h e DZ T r e n c h s u l p h i d e s a m p l e s ( T a b l e 4 - 4 ) i s J B 3 5 - 5 , a b o u t 500 m e t r e s t o t h e s o u t h w e s t ( F i g u r e 4 - 5 5 ) . D e l 3 4 s v a l u e s f o r t h e s e b a r i t e s r a n g e f r o m 2 1 . 0 9 t o 2 9 . 7 0 % . a v e r a g i n g 2 4 . 5 4 % . ( T a b l e 4 - 4 ) . T h e s e a r e t y p i c a l v a l u e s f o r D e v o n o - M i s s i s s i p i a n e x h a l a t i v e b a r i t e i n t h e S e l w y n B a s i n a n d K e c h i k a T r o u g h ( G a r d n e r a n d H u t c h e o n , 1 9 8 5 ) . I n c o m p a r i s o n , b a r i t e f r o m t h e J a s o n d e p o s i t h a s d e l 3 4 s r a n g i n g f r o m 2 2 . 8 6 t o 2 6 . 7 9 % . , a n d b a r i t e f r o m t h e Tom d e p o s i t r a n g e s f r o m 1 8 . 5 t o 3 1 . 9 % . ( G a r d n e r a n d H u t c h e o n , 1 9 8 5 ; L a r g e , 1 9 8 0 ) , c o n s i s t e n t w i t h a s e a w a t e r s u l p h a t e s o u r c e . B a r i t e i n t h e s u l p h i d e r i c h o v e r p r i n t e d c l a s t i c h o s t e d h o r i z o n s h a s a s t r i k i n g l y d i f f e r e n t i s o t o p i c c o m p o s i t i o n o f a b o u t 7 . 2 % . ( T a b l e 4 - 4 ) , w h i c h i s c l e a r l y i n c o m p a t i b l e w i t h a s e a w a t e r s u l p h a t e s o u r c e . Two l a t e s u l p h a t e s a m p l e s f r o m t h e m a n t o d e p o s i t s w e r e a l s o a n a l y z e d ( s a m p l e s MW U n d , T a b l e 4 - 4 ) . C o a r s e l y c r y s t a l l i n e b a r i t e i n t e r g r o w n w i t h l a t e s u l p h i d e h a s a d e l 3 4 s v a l u e o f 2 1 . 8 0 % . . C o a r s e g y p s u m i n v u g s h a s a l o w e r d e l 3 4 s v a l u e o f 1 1 . 5 4 % . . T h e h i g h d e l v a l u e f o r b a r i t e i n d i c a t e s t h a t i t i s p r o b a b l y a h y p o g e n e p h a s e , w i t h s u l p h u r d e r i v e d f r o m 3 4 s -e n h a n c e d f l u i d s u l p h a t e a t r e l a t i v e l y h i g h t e m p e r a t u r e s a s t h e 2 2 8 s y s t e m b e c a m e p r o g r e s s i v e l y m o r e o x i d i z e d i n t h e l a t e s t a g e s o f s u l p h i d e d e p o s i t i o n . T h e l o w e r g y p s u m d e l 3 4 s v a l u e i n d i c a t e s t h a t i t s s u l p h u r i s d e r i v e d f r o m o x i d a t i o n o f 3 4 s - d e p l e t e d m i n e r a l s u n d e r s u p e r g e n e , n e a r s u r f a c e , n o n - e q u i l i b r i u m c o n d i t i o n s ( c f . F i e l d a n d F i f a r e k , 1 9 8 7 ) . 4 . 7 . 3 . 8 . C o m p a r i s o n W i t h O t h e r S k a r n - M a n t o S y s t e m s S u l p h u r i s o t o p e d a t a f r o m f i v e w e l l d o c u m e n t e d A g - P b - Z n s k a r n - m a n t o s y s t e m s a r e i n T a b l e 4 - 9 . O f t h e s e , t h r e e h a v e i s u l p h i d e s u l p h u r i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s a v e r a g i n g n e a r 0 % . ( D e e r T r a i l , U t a h ; L e a d v i l l e , C o l o r a d o ; D a r w i n , C a l i f o r n i a ) , w i t h a c l e a r l y i m p l i e d i g n e o u s s u l p h u r s o u r c e . S u l p h i d e s u l p h u r w i t h n e g a t i v e d e l 3 4 s v a l u e s a t F r e s n i l l o , M e x i c o ( M a c D o n a l d e t a l . , 1 9 8 6 ) i s a l s o c o m p a t i b l e w i t h a n i g n e o u s s o u r c e . A t t h e D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n m i n e , d e l 3 4 s v a l u e s r a n g e f r o m + 4 . 5 t o +11.9 ( F l u e t e t al. , 1 9 8 7 ) . T h e l o w e n d o f t h i s r a n g e i s c o m p a t i b l e w i t h a n i g n e o u s s o u r c e b u t t h e p r e d o m i n a n c e o f h i g h v a l u e s i n d i c a t e s t h a t r e m o b i l i z a t i o n o f w a l l r o c k s e d i m e n t a r y s u l p h u r i s l i k e l y . T h e M i d w a y d a t a l i e s b e t w e e n t h e c l e a r l y i g n e o u s s o u r c e d e p o s i t s a n d t h e D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n v a l u e s . T h e h i g h e n d o f t h e M i d w a y r a n g e (> +9%) i n d i c a t e s t h a t s e d i m e n t a r y s u l p h u r , p e r h a p s h o s t r o c k d e r i v e d H 2 S , i s p r o b a b l y a s i g n i f i c a n t c o m p o n e n t . 2 2 9 T a b l e 4 - 9 : S u l p h u r i s o t o p e d a t a f o r M i d w a y , B r i t i s h C o l u m b i a , a n d o t h e r N o r t h A m e r i c a n s k a r n - m a n t o s y s t e m s . A v e r a g e A v e r a g e d e l 3 4 s d e l 3 4 s D e p o s i t R a n g e P y r i t e A v e r a g e d e l 3 4 s S u l p h u r S p h a l e r i t e G a l e n a S o u r c e l M i d w a y , B . C . 2 + 4 . 7 - + 9 . 0 5 - 2 . 4 - + 4 . 0 D e e r T r a i l , U t a h 3 L e a d v i l l e , C o l o r a d o 4 F r e s n i l l o , M e x i c o 5 - 1 . 9 - + 0 . 3 - 6 . 0 — 3 . 5 D a r w i n , C a l i f o r n i a 6 _ 5 . 7 _ + 4 . 4 D e f i a n c e T h o m p s o n D e e r T r a i l , W a s h i n g t o n 7 + 4 . 5 - + 1 1 . 6 + 7 . 7 6 + 7 . 5 1 + 4 . 0 + 3 . 27 + 2 . 36 + 0 . 6 + 2 . 50 + 1 . 77 + 1 0 . 6 + 5 . 9 5 I , S -1 . 1 • 0 . 7 n . i . + 0 . 2 9 - 0 . 1 7 + 6 . 2 n . i , 1 . 1 = i g n e o u s ; S = s e d i m e n t a r y ; n . i . = n o t i n d i c a t e d i n c i t e d s o u r c e . 2 . T a b l e 4 - 4 . 3 . B e a t y e t a l . , 1 9 8 6 . 4 . T h o m p s o n e t al., 1 9 8 4 . 5 . M a c D o n a l d e t a l . , 1 9 8 6 . 6 . R y e et . a_ l . , 1 9 7 4 . D e f i a n c e a n d T h o m p s o n a r e d i f f e r e n t w o r k i n g s i n t h e D a r w i n d e p o s i t a r e a . 7 . F l u e t e t a l . , 1 9 8 7 , 230 4 . 7 . 4 . C a r b o n a n d O x y g e n I s o t o p e s o f C a r b o n a t e s C a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e a n a l y s e s o f 20 c a l c i t e a n d a l t e r e d a n d u n a l t e r e d l i m e s t o n e s a m p l e s a r e i n T a b l e 4 - 1 0 . 4 . 7 . 4 . 1 . R e s u l t s T h e c a r b o n a t e i s o t o p i c a n a l y s e s g r o u p c l e a r l y i n t o t h r e e c l u s t e r s , c o r r e s p o n d i n g t o u n a l t e r e d l i m e s t o n e , a l t e r e d l i m e s t o n e , a n d c a l c i t e . M e a n i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s f o r e a c h g r o u p a r e i n T a b l e 4 - 1 1 , a n d d a t a a r e p l o t t e d i n F i g u r e 4 - 6 0 . T h e s e p a r a t i o n o f g r o u p s r e f l e c t s o x y g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s a l o n e , s i n c e c a r b o n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s o f t h e t h r e e g r o u p s o v e r l a p s i g n i f i c a n t l y . T h e " u n a l t e r e d l i m e s t o n e " g r o u p i n c l u d e s t w o d o l o m i t i c s a m p l e s ( J B 1 3 - 3 a n d MW 207 ( 8 . 3 ) ) , b o t h o f w h i c h h a v e d e l 18o g r e a t e r t h a n 23%. . T h e n o n - d o l o m i t i c l i m e s t o n e s h a v e o x y g e n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s r a n g i n g f r o m 18 .89 t o 2 1 . 4 7 % . . C a r b o n i s o t o p e c o m p o s i t i o n s r a n g e f r o m - 3 . 1 9 t o - 0 . 1 8 % . . T h e s e v a l u e s a r e c o m p a r a b l e t o r e p o r t e d r a n g e s f o r D e v o n i a n l i m e s t o n e s ( d e l 18o = +19 t o 27 a n d d e l 13c = - 5 t o +3 %. : V e i z e r a n d H o e f s , 1 9 7 6 ) . 231 Table 4 - 1 0 : Oxygen and carbon i s o t o p e d a t a , Midway a r e a , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h Columbia.1 Sample2 Type3 d e l 13c d e l 18o Comment3 (PDB) (SMOW) JB13-3 Unaltered Is -2. 81 24. 43 S i l v e r t i p H i l l , laminated d o l o m i t i c Is JB5-6 Unaltered Is -3. 19 18. 86 Smoke Mountain 90(21 8) Unaltered Is -0. 23 19. 97 Tour Ridge 178(1.53) Unaltered Is -0. 18 20. 37 5 m from orebody 193(22.0) Unaltered Is -0. 55 21 • 47 1 m from orebody, s l i g h t l y bleached 207(8.3) Unaltered Is -0. 1 8 23. 14 adjacent to orebody, bleached, d o l o m i t i c Is MW P o r t a l A l t e r e d Is -0. 40 12. 55 200 m from orebody 143(45.0) A l t e r e d Is -0. 29 10. 13 35 m from orebody 178(11.7) A l t e r e d Is -3. 93 11 . 83 adjacent to orebody, moderately bleached 178(11.75) A l t e r e d Is -7. 38 11 . 40 white r e c r y s t a l l i z e d I s , replaced by Py, Gn 143(11.95) A l t e r e d Is -1 . 29 10. 54 adjacent to orebody, strongly bleached 142(4.65) A l t e r e d Is -1 . 42 10. 87 adjacent to orebody, bleached B84 A l t e r e d Is -0. 42 11 . 34 Is c l a s t s i n c a l c i t e spar matrix b r e c c i a B84 Spar -3. 21 1 . 24 matrix of Is b r e c c i a 207(8.0) Spar -3. 33 0. 1 8 white spar, replaced b y Gn, Sp 1 46(2.0) Spar -2. 82 -1 . 68 grey-white spar with s t y l o l i t i c Py B88 Spar -2. 79 1 . 95 vuggy spar, replaced by sulphides 143(27.25 ) Vug f i l l i n g -3. 03 0. 95 l a t e spar 143(3.7) C a l c a r e n i t e -3. 90 1. 31 carbonate c l a s t i c f i l l and mixed shale fragments 143(45.0)