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Geochemical study of the Guichon Creek batholith, British Columbia Brabec, Dragan 1971

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A GEOCHEMICAL STUDY OF THE GUICHON CREEK BATHOLITH, BRITISH COLUMBIA by DRAGAN BRABEC B . S c , U n i v e r s i t y of Belgrade, Y u g o s l a v i a , 1959 D.I.C., I m p e r i a l C o l l e g e of Science and Technology, London, England, 1964 M.Sc, U n i v e r s i t y of Belgrade, Y u g o s l a v i a , I 9 6 5 A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY i n the Department of Geology 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 A p r i l , 1971 In present ing th i s thes is in pa r t i a l f u l f i lmen t o f the requirements fo r an advanced degree at the Un ivers i t y of B r i t i s h Columbia, ! agree that the L ib ra ry sha l l make i t f r ee l y ava i l ab le for reference and study. I fu r ther agree that permission for extensive copying of th i s thes is f o r s cho la r l y purposes may be granted by the Head of my Department or by h i s representa t i ves . It is understood that copying or pub l i ca t i on o f th i s thes is fo r f i nanc ia l gain sha l l not be allowed without my wr i t ten permiss ion. Department of Geology The Un ivers i t y of B r i t i s h Columbia Vancouver 8, Canada A p r i l 30, 1971 Date ( i ) ABSTRACT Aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e copper i n 330 f r e s h r o c k samples from Guichon Creek b a t h o l i t h , B.C., shows a m u l t i -modal d i s t r i b u t i o n w i t h v a l u e s r a n g i n g w i d e l y from 1 to 1600 ppm. Aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e z i n c , as determined i n 235 samples, has a much more l i m i t e d range of v a l u e s from 5 to 77 ppm. The observed d i s t r i b u t i o n s , p a r t i c u l a r l y t h a t of copper, a r e b e l i e v e d to be a r e s u l t of the presence of both s y n g e n e t i c and e p l g e n e t i c metal i n the b a t h o l i t h i c r o c k s . Trend s u r f a c e s computed f o r copper and z i n c show p a t t e r n s t h a t c o r r e l a t e w i t h the z o n a l arrangement of major r o c k phases, w i t h a g e n e r a l decrease i n metal v a l u e s from the m a r g i n a l H y b r i d phase inward. T h i s t r e n d i s much b e t t e r expressed f o r copper than f o r z i n c . A l s o , the areas o f lowest content of the two metals occur i n d i f f e r e n t r o c k phases. Mean copper content of the two c e n t r a l phases, Bethlehem and B e t h s a i d a , i s s i g n i f i c a n t l y lower than the means of o t h e r phases a t 0 .05 t - p r o b a b i l i t y l e v e l . D i s t r i b u t i o n of copper i n the g r a n i t i c r o c k s , p a r t i c u l a r l y the H y b r i d phase, versus r e l a t i v e l y copper-low p r e - b a t h o l i t h i c r o c k s does not f a v o u r the h y p o t h e s i s t h a t the l a t t e r r o c k s were the source of copper i n the b a t h o l i t h . On a r e g i o n a l s c a l e , the c e n t r a l r o c k phases, c o n t a i n i n g the main porphyry copper d e p o s i t s i n the a r e a , are ( i i ) the lowest i n copper. T h e r e f o r e , a r e l a t i v e l y h i g h copper content of an i n t r u s i v e phase i s not n e c e s s a r i l y i n d i c a t i v e of i t s s u p e r i o r ore p o t e n t i a l . Z i n c i n the rocks a n a l y s e d c o r r e l a t e s s i g n i f i c a n t l y w ith magnesium and i r o n , but such a r e l a t i o n s h i p was not e s t a b l i s h e d f o r copper. S i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n between the metal contents and the m i n e r a l modes was found o n l y f o r the p a i r whole-rock z i n c - b i o t l t e mode. The p r o p o r t i o n of t o t a l copper e x t r a c t a b l e by the a c i d a t t a c k i s c o n s i d e r a b l y h i g h e r than t h a t of z i n c . A l l these r e l a t i o n s , as w e l l as the d i s t r i b u t i o n of copper among r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s , I n d i c a t e t h a t the two metals d i f f e r i n t h e i r form o f o c c u r r e n c e . Copper and s u l p h u r are c o r r e l a t e d s i g n i f i c a n t l y o n l y when e p i g e n e t i c metal i s p r e s e n t , t h a t i s a t c o n c e n t r a t i o n s above 150 ppm Cu. By comparison w i t h o t h e r i n t r u s i o n s composed of s i m i l a r r o c k types, the g r a n i t i c r o c k s o f Guichon Creek b a t h o l i t h are h i g h e r i n copper and mercury, but lower i n z i n c and p o s s i b l y l e a d and s u l p h u r . ( i i i ) TABLE OF CONTENTS Page ABSTRACT i TABLE OF CONTENTS i i i LIST OF FIGURES v i i LIST OF TABLES v i i i CHAPTER I : INTRODUCTION 1 1. D e s c r i p t i o n of the study area 1 2. P r e v i o u s work 1 3. Statement of the problem 4 ACKNOWLEDGEMENTS 5 CHAPTER I I : GEOLOGICAL SETTING 6 MINERAL DEPOSITS 12 CHAPTER I I I : GEOCHEMISTRY OF HEAVY METALS IN IGNEOUS ROCKS 14 1. T h e o r e t i c a l c o n s i d e r a t i o n s 14 2. Data on abundance and form of heavy metals i n igneous rocks 17 a) Nature of da t a 17 b) D i s t r i b u t i o n of copper and z i n c 19 c) D i s t r i b u t i o n of l e a d , molybdenum, s i l v e r and mercury 26 d) R e a d i l y a v a i l a b l e metal content of igneous rocks 27 3. A p p l i e d aspects of the geochemistry of igneous rocks 29 ( i v ) TABLE OF CONTENTS (continued) Page CHAPTER IV : TECHNIQUES OF THE PRESENT STUDY 33 1. Sampling 33 2. Sample p r e p a r a t i o n 33 3 . M i n e r a l s e p a r a t i o n 3^ 4 . A n a l y t i c a l methods 35 5 . P r e c i s i o n and accuracy of a n a l y s i s 36 6. S o l u b i l i t y of copper and z i n c i n aqua r e g i a 45 7. Computations 46 CHAPTER V : DISTRIBUTION OF SELECTED ELEMENTS IN GUICHON CREEK BATHOLITH 50 1. Copper and z i n c i n rocks 50 a) R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n of da t a 50 b) V a r i a t i o n s of metal contents among and w i t h i n p r i n c i p a l r o c k u n i t s 55 c) Frequency d i s t r i b u t i o n of da t a 59 d) Trend s u r f a c e a n a l y s i s 66 e) Copper i n p r e - b a t h o l i t h i c versus h y b r i d rocks 72 f ) Copper and z i n c i n Guichon Creek b a t h o l i t h vs other g r a n i t i c rocks i n B r i t i s h Columbia 73 2. Copper and z i n c i n m i n e r a l separates 73 a) F e l d s p a r - p l u s - q u a r t z separates 76 b) B i o t i t e separates 77 c) Hornblende separates 77 d) Magnetite separates 80 (v) TABLE OF CONTENTS (continued) Page e) Sulphide concentrates 8 0 3 . D i s t r i b u t i o n of other minor elements 8 3 a) Sulphur 8 3 b) Lead 8 5 c) S i l v e r 8 6 d) Molybdenum 8 6 e) Mercury 8 6 f ) Boron 8 8 4 . D i s t r i b u t i o n of major elements 8 8 5 . R e l a t i o n s among v a r i a b l e s 9 3 CHAPTER VI : SUMMARY AND CONCLUSIONS 9 8 SUGGESTIONS FOR FURTHER WORK 1 0 5 BIBLIOGRAPHY 1 0 6 APPENDIX I : DESCRIPTION OF ANALYTICAL TECHNIQUES 1 1 1 1 . Sample a t t a c k s 1 1 1 2 . Instrumental techniques 1 1 3 APPENDIX I I I : ANALYTICAL RESULTS 1 1 9 1 . Copper, z i n c , magnesium, t o t a l i r o n , s u l phur and mercury i n whole-rock 1 2 0 2 . S p e c t r o g r a p h i c analyses of rocks and m i n e r a l separates 1 2 7 3 . Analyses of s u l p h i d e concentrates 1 3 5 4-. Sulphur i n b i o t i t e 1 3 6 (vi) TABLE OF CONTENTS (continued) Page 5 . Analyses f o r major elements and selected minor elements 1 3 6 6 . Colorimetric determinations of molybdenum 139 APPENDIX III : STATISTICAL DATA 14-0 1 . Correlation matrices 1 4 0 2. Parameters of d i s t r i b u t i o n f o r o r i g i n a l (untransformed) copper data 1 4 6 3 . Formulae used i n t-tests 1 4 7 ( v i i ) L IST OF FIGURES Page F i g u r e 1 : L o c a t i o n o f Gu ichon Creek b a t h o l i t h 2 F i g u r e 2 : G e o l o g i c map o f Gu ichon Creek b a t h o l i t h 7 F i g u r e 3 • Aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e copper i n s t a t i s t i c a l s e r i e s o f b a t h o l i t h i c r o c k s 38 F i g u r e 4 : Paramete rs o f copper d i s t r i b u t i o n i n d i f f e r e n t r o c k u n i t s 51 F i g u r e 5 : Parameters o f z i n c d i s t r i b u t i o n i n d i f f e r e n t r o c k u n i t s 52 F i g u r e 6 : R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f copper 53 F i g u r e 7 : R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f z i n c 54 F i g u r e 8 : C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r copper i n b a t h o l i t h i c r o c k s ( a l l samples) 60 F i g u r e 9 : C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r copper i n r o c k s ( g r o u p e d ) 61 F i g u r e 10: Component p o p u l a t i o n s o f copper i n d i f f e r e n t g r a n i t i c u n i t s 62 F i g u r e 11: C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r z i n c i n b a t h o l i t h i c r o c k s 63 F i g u r e 12: Cub ic t r e n d s u r f a c e f o r copper 69 F i g u r e 13: Cub ic r e s i d u a l s f o r copper 70 F i g u r e 1 4 : Cub ic t r e n d s u r f a c e f o r z i n c 71 F i g u r e 15: C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r s u l p h u r i n b a t h o l i t h i c r o c k s 84 F i g u r e 16: V a r i a t i o n d i a g r a m f o r K-Na-Ca 91 F i g u r e 17: V a r i a t i o n d i a g r a m f o r t o t a l F e - M g - a l k a l i e s 92 F i g u r e 18 : C a l i b r a t i o n g raphs f o r copper and z i n c 115 F i g u r e 19 : C a l i b r a t i o n g r a p h s f o r i r o n and magnesium 127 F i g u r e 20: Sample l o c a t i o n map m,Q ( v i i i ) L IST OF TABLES Page T a b l e 1 : Some s t u d i e s o f Gu ichon Creek b a t h o l i t h a f t e r 1950 3 T a b l e 2 : P r o p o r t i o n o f mapped g r a n i t i c u n i t s 8 T a b l e 3 : Average modes o f t h e p r i n c i p a l m i n e r a l s i n d i f f e r e n t r o c k u n i t s 9 T a b l e 4 : S t a t i s t i c a l c o m p a r i s o n o f average m i n e r a l modes among i n t r u s i v e u n i t s 10 T a b l e 5 I o n i c r a d i i and e l e c t r o n e g a t i v i t i e s f o r s e l e c t e d e lemen ts 16 T a b l e 6 : Copper and z i n c abundances i n i n t e r m e d i a t e and s i l i c i c r o c k s 21 T a b l e 7 : Abundances o f s e l e c t e d o r e e lemen ts i n i gneous r o c k s 22 T a b l e 8 : Copper and s u l p h u r v a r i a t i o n s i n r o c k s and m i n e r a l s o f S k a e r g a a r d i n t r u s i o n 23 T a b l e 9 : Copper and z i n c c o n t e n t o f b i o t i t e and f e l d s p a r f r o m g r a n i t i c r o c k s 25 T a b l e 10: Lead c o n t e n t i n some r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s 28 T a b l e 11: Heavy m e t a l s i n some p r o d u c t i v e and n o n -p r o d u c t i v e i n t r u s i o n s 32 T a b l e 12: Per fo rmance o f s e l e c t e d sample a t t a c k s on s t a t i s t i c a l s e r i e s o f b a t h o l i t h i c r o c k s 41 T a b l e 13: A n a l y t i c a l p r e c i s i o n f o r g i a j o r c o n s t i t u e n t s 42 T a b l e 14: A n a l y t i c a l p r e c i s i o n f o r m i n o r c o n s t i t u e n t s 43 T a b l e 15: S e l e c t e d m i n o r e lemen ts i n s t a n d a r d r o c k s and r e f e r e n c e samples 44 T a b l e 16: R e l a t i o n s h i p o f aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e and t o t a l copper and z i n c i n some r o c k s 47 T a b l e 17: E f f e c t o f g r i n d i n g on aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e copper and z i n c 48 T a b l e 18 : Compar ison o f copper and z i n c means between g r a n i t i c r o c k u n i t s by t - t e s t 56 T a b l e 19: V a r i a t i o n s o f copper and z i n c on d i f f e r e n t s a m p l i n g s c a l e s 58 ( i x ) LIST OF TABLES (continued) Page Table 20: I n t e r v a l s of copper v a l u e s i n d i c a t e d by the cumulative p r o b a b i l i t y p l o t s 64 Table 21: F i t s of the tr e n d s u r f a c e s f o r copper and z i n c 67 Table- 22: Copper contents i n b a s a l t i c rocks o f N i c o l a Group and i n some g r a n i t i c u n i t s 74 Table 23: Comparison of copper and z i n c contents In Guichon Creek b a t h o l i t h and Similkameen b a t h o l i t h , B.C. 75 Table 24: Copper and z i n c i n m i n e r a l separates from g r a n i t i c rocks 78 Table 25: Comparison of copper and z i n c i n b l o t i t e s from Guichon Creek b a t h o l i t h with v a l u e s r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e 79 Table 26: C o r r e l a t i o n between some v a r i a b l e s i n whole-rock and i n s u l p h i d e concentrates 82 Table 27: Parameters of mercury d i s t r i b u t i o n i n g r a n i t i c r o c k u n i t s 87 Table 28: Averages f o r s e l e c t e d major c o n s t i t u e n t s i n p r i n c i p a l r o c k u n i t s 90 Table 29: Some s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s among the whole-rock copper and z i n c , and other v a r i a b l e s i n m i n e r a l separates 94 Table 30: S i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s between copper and z i n c and other v a r i a b l e s i n m i n e r a l separates 95 Table 31: Operating c o n d i t i o n s used i n atomic a b s o r p t i o n measurements 114 Table 32: S p e c t r a l wavelengths and d e t e c t i o n l i m i t s f o r s e l e c t e d elements 118 - 1 -A GEOCHEMICAL STUDY OF THE GUICHON CREEK B A T H O L I T H , B . C . CHAPTER I: INTRODUCT ION 1 . D e s c r i p t i o n o f t h e s t u d y a r e a G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s e x p o s e d o v e r an a r e a o f 4 0 0 s q . m i l e s b e t w e e n t h e t o w n s o f A s h c r o f t a n d M e r r i t i n s o u t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a ( F i g . 1 ) . I t i s r e a d i l y a c c e s s i b l e , a n d i s i n t e r s e c t e d by a g o o d n e t w o r k o f d i r t r o a d s a n d t r a i l s r e s u l t i n g m a i n l y f r o m t h e r e c e n t i n t e n s e e x p l o r a t i o n a n d m i n i n g a c t i v i t y i n t h e a r e a . T o p o g r a p h i c a l l y G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s a n a r e a o f r o l l i n g u p l a n d s a t a l t i t u d e s o f 4 0 0 0 - 6000 f t . a b o v e s e a l e v e l . A c o n s i d e r a b l e p a r t o f i t , p a r t i c u l a r l y t h e h i g h e r r i d g e s , i s f o r e s t e d . T h e u p l a n d v a l l e y s a r e m o s t l y m a r s h y g r a s s l a n d s . A p r o m i n e n t v a l l e y o f t h i s k i n d i s t h e H i g h l a n d V a l l e y w h i c h d r a i n s b o t h i n t o t h e T h o m p s o n R i v e r a n d G u i c h o n C r e e k . M o s t o f t h e b a t h o l i t h i s c o v e r e d by g l a c i a l o v e r b u r d e n , i n p l a c e s u p t o 2 0 0 f t . t h i c k , a n d o u t c r o p s f o r m l e s s t h a n 3% o f t h e a r e a . H o w e v e r , r o c k e x p o s u r e s a r e r a t h e r u n i f o r m l y d i s t r i b u t e d , a n d many new o n e s h a v e b e e n c r e a t e d . b y t r e n c h i n g a t n u m e r o u s p r o s p e c t s . A d e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f t h e a r e a i s g i v e n by N o r t h c o t e ( 1 9 6 8 a n d 1 9 & 9 ) • 2. P r e v i o u s w o r k G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a n d a s s o c i a t e d m i n e r a l d e p o s i t s h a v e b e e n s t u d i e d b y many i n v e s t i g a t o r s . T h e m a i n r e c e n t c o n t r i b u t i o n s t o t h e g e o l o g y o f t h e a r e a a r e l i s t e d i n T a b l e 1 . ASCHCROF 10 20MILES VANCOUVER LOCATION OF GUICHON CREEK BATHOLITH MERRIT F i g u r e 1. L o c a t i o n o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . - 3 -T a b l e 1. Some s t u d i e s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a f t e r 1 9 5 0 ( D e t a i l e d r e f e r e n c e s a r e l i s t e d i n t h e b i b l i o g r a p h y ) . Y e a r A u t h o r ( s ) M a i n a s p e c t s s t u d i e d 1952 1957 1960-1966 1961 I 9 6 6 1 9 6 6 1967 1968 1968; I969 1969 1970 1970 D u f f e l a n d M c T a g g a r t W h i t e e t a 1 . C a r r ( S e v e r a l p a p e r s ) R e n n i e e t a l . D rummond Wood W h i t e e t a l . 8 r i s t ow N o r t h c o t e C h r i s m a s e t a l . A l l e n W e s t e r m a n G e o l o g i c a l m a p p i n g G e n e r a l g e o l o g y a n d m i n e r a l d e p o s i t s L o c a l g e o l o g y a n d m i n e r a l d e p o s i t s G e o l o g y o f t h e C r a i g m o n t d e p o s i t M i n e r a l o g y a n d c h e m i s t r y o f C r a i g m o n t d e p o s i t G e o l o g y a n d m i n e r a l o g y o f B e t h l e h e m d e p o s i t G e o c h r o n o l o g y G e o l o g y o f C r a i g m o n t d e p o s i t R e g i o n a l g e o l o g y a n d g e o c h r o n o l o g y I s o t o p i c s t u d i e s G e o l o g y o f V a 1 l e y C o p p e r d e p o s i t P e t r o g e n e s i s I t i s r e a l i z e d t h a t a t r e m e n d o u s a m o u n t o f w o r k o n v a r i o u s a s p e c t s o f t h e g e o l o g y o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h h a s b e e n p e r f o r m e d by many m i n i n g c o m p a n i e s e n g a g e d i n t h e e x p l o r a t i o n o f t h e a r e a . T h e w h o l e b a t h o l i t h o r p a r t s o f i t h a v e b e e n c o v e r e d , p e r h a p s many t i m e s o v e r , by g e o c h e m i c a l s u r v e y s . R e s u l t s o f t h i s w o r k a r e u n a v a i l a b l e , a n d , as s u c h , i m p o s s i b l e t o e v a l u a t e . S t u d i e s l i s t e d i n T a b l e 1 s h o w t h a t some a s p e c t s o f t h e g e o l o g y a n d some l o c a l i t i e s o f t h e b a t h o l i t h h a v e b e e n u n d e r i n t e n s e i n v e s t i g a t i o n w h e r e a s o t h e r s r e c e i v e d l i t t l e a t t e n t i o n . F o r e x a m p l e , t h e p y r o m e t a s o m a t i c C r a i g m o n t d e p o s i t was t h e o b j e c t o f s e v e r a l d e t a i l e d s t u d i e s , b u t r e l a t i v e l y l e s s i n f o r m a t i o n i s a v a i l a b l e o n e c o n o m i c a l l y m o r e i n t e r e s t i n g p o r p h y r y c o p p e r m i n e r a l i z a t i o n s . G e o c h e m i s t r y o f t h e b a t h o l i t h a s a w h o l e h a s n o t b e e n s t u d i e d , a l t h o u g h some g e o c h e m i c a l d a t a c a n be f o u n d i n s e v e r a l p a p e r s d e a l i n g p r i m a r i l y w i t h o t h e r p r o b l e m s ( e . g . r e f e r e n c e s g i v e n i n T a b l e 1 ) . 3 . S t a t e m e n t o f t h e p r o b l e m T h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y w a s t o i n v e s t i g a t e t h e d i s t r i b u t i o n o f s e l e c t e d e l e m e n t s , c o p p e r a n d z i n c i n p a r t i c u l a r , w i t h i n a n d among d i f f e r e n t i n t r u s i v e p h a s e s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . O f s p e c i a l i n t e r e s t was w h e t h e r t h e r e e x i s t e d a r e g u l a r i t y i n r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n s o f Cu a n d Z n , a n d how t h e s e d i s t r i b u t i o n s r e l a t e t o o t h e r . v a r i a b l e s s u c h a s ( 1 ) m i n o r e l e m e n t s i n r o c k s a n d e s s e n t i a l m i n e r a l s , a n d ( 2 ) m o d a l d a t a . A r e l a t e d p r o b l e m was t h e f o r m o f o c c u r r e n c e o f s e l e c t e d e l e m e n t s i n i n t r u s i v e r o c k s w h i c h i s o f i n t e r e s t f o r i n t e r p r e t a t i o n o f o r e g e n e s i s i n t h e a r e a , p a r t i c u l a r l y r e g a r d i n g t h e p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s . I t i s b e l i e v e d t h a t a c o m p i l a t i o n a n d a n a l y s i s o f d a t a p f t h i s k i n d c a n c o n t r i b u t e t o d e v e l o p m e n t o f c r i t e r i a f o r a s s e s s m e n t o f o r e p o t e n t i a l o f d i f f e r e n t g r a n i t i c i n t r u s i o n s . - 5 -ACKNOWLEDGEMENTS T h e a u t h o r w i s h e s t o e x p r e s s h i s g r a t i t u d e t o D r s . Wm. H . W h i t e , H . V . W a r r e n a n d R . E . D e l a v a u l t who s u p e r v i s e d t h e w o r k on t h e p r e s e n t t h e s i s . D r . A . J . S i n c l a i r p r o v i d e d v a l u a b l e a s s i s t a n c e a n d c r i t i c i s m i n s t a t i s t i c a l m a t t e r s . T h a n k s a r e a l s o d u e t o D r . K . E . N o r t h c o t e who p r o v i d e d m o s t o f t h e s p e c i m e n s s t u d i e d a n d h e l p e d t h e a u t h o r i n t h e i r i d e n t i f i c a t i o n . I n h i s f i e l d w o r k t h e a u t h o r was a s s i s t e d by L o r n e x M i n e s L t d . T h e D e p a r t m e n t o f 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 o f B r i t i s h C o l u m b i a , C o m i n c o L t d . a n d B a r r i n g e r R e s e a r c h L t d . p e r f o r m e d a n u m b e r o f a n a l y t i c a l d e t e r m i n a t i o n s w i t h o u t c h a r g e . A n a l y t i c a l p a r t o f t h e s t u d y w a s a l s o p a r t l y s u p p o r t e d by a g r a n t o f T h e D o n n e r ( C a n a d i a n ) F o u n d a t i o n t o D r . H . V . W a r r e n . F u n d s f o r s p e c t r o g r a p h s a n a l y s e s w e r e k i n d l y p r o v i d e d by K e n n c o ( W e s t e r n ) E x p l o r a t i o n L t d . D e p a r t m e n t s o f M i n e r a l E n g i n e e r i n g , a n d S o i l S c i e n c e o f t h e U n i v e r s i t y o f B . C . , a s w e l l a s V a n c o u v e r G e o c h e m i c a l L a b o r a t o r i e s L t d . , a s s i s t e d by p e r m i t t i n g t h e p r e s e n t w r i t e r t o u s e some o f t h e i r l a b o r a t o r y f a c i l i t i e s . A n a l y t i c a l d a t a f o r S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h w e r e k i n d l y s u p p l i e d by M r . P . P e t o . F i n a n c i a l a s s i s t a n c e r e c e i v e d t h r o u g h a w a r d s o f 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 i s g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e d . -6-CHAPTER U: GEOLOG ICAL S E T T I N G ( a f t e r N o r t h c o t e , 1969) G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i n t r u d e s s e d i m e n t a r y a n d v o l c a n i c r o c k s o f t h e P e r m i a n C a c h e C r e e k G r o u p a n d U p p e r T r i a s s i c N i c o l a G r o u p , a n d i s o v e r -l a i n u n c o n f o r m a b l y by s e d i m e n t s a n d v o l c a n i c s o f M i d d l e J u r a s s i c , C r e t a c e o u s a n d T e r t i a r y a g e ( F i g . 2 ) . I t c o n s i s t s o f s e v e r a l u n i t s , d i s t i n g u i s h e d on t h e b a s i s o f t e x t u r e a n d m i n e r a l c o m p o s i t i o n , a n d r e f e r r e d t o a s p h a s e s o r v a r i e t i e s . P h a s e s a r e u n i t s h a v i n g p r e d o m i n a n t l y i n t r u s i v e c o n t a c t s , w h e r e a s v a r i e t i e s o c c u r w i t h i n p h a s e s a n d c o n t a c t s b e t w e e n t h e m a r e a l w a y s g r a d a t i o n a l . F o u r m a j o r p h a s e s f o r m a w e l l e x p r e s s e d c o n c e n t r i c p a t t e r n i n w h i c h H y b r i d p h a s e , H i g h l a n d V a l l e y p h a s e a n d B e t h l e h e m p h a s e f o r m a s u c c e s s i o n o f d e c r e a s i n g a g e f r o m t h e m a r g i n s t o t h e c e n t r a l , y o u n g e s t B e t h s a i d a p h a s e . L e R o y , Gump L a k e a n d W i t c h e s B r o o k p h a s e a r e o f m o r e r e s t r i c t e d e x t e n t a n d o c c u r a s i r r e g u l a r m a s s e s a n d d y k e s i n a l l p h a s e s e x c e p t B e t h s a i d a . H i g h l a n d V a l l e y p h a s e c o n s i s t s o f t w o v a r i e t i e s r e f e r r e d t o a s G u i c h o n a n d C h a t a w a y . A l l i n t r u s i v e r o c k u n i t s , a s d i s t i n g u i s h e d by N o r t h c o t e ( 1 9 6 9 ) , a r e l i s t e d i n T a b l e 2 a n d t h e i r r e l a t i v e a r e a s m e a s u r e d f r o m t h e g e o l o g i c m a p . I n v i e w o f t h e g e n e r a l i z a t i o n o f t h e m a p , t h e f i g u r e s g i v e n c a n be t a k e n o n l y a s r o u g h e s t i m a t e s . A summary o f t h e m o d a l c o m p o s i t i o n o f b a t h o l i t h i c r o c k s , a s o b t a i n e d f r o m t h i n - s e c t i o n s by N o r t h c o t e , i s g i v e n i n T a b l e 3 ( s t a n d a r d d e v i a t i o n s w e r e c o m p u t e d by t h e p r e s e n t w r i t e r ) . T h e s e d a t a w e r e u s e d f o r a c o m p a r i s o n o f a v e r a g e m o d e s f o r d i f f e r e n t i n t r u s i v e u n i t s u s i n g a t - t e s t ( T a b l e 4). A p p r o p r i a t e f o r m u l a f o r t h i s c a l c u l a t i o n w a s s e l e c t e d f o r e a c h p a i r o f u n i t s - 7 -F i g u r e 2 . G e o l o g y o f t h e G u i c h o n G r e e k b a t h o l i t h -8-T a b l e 2. P r o p o r t i o n o f m a p p e d g r a n i t i c u n i t s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h ( b a s e d on t h e g e o l o g i c map o f N o r t h c o t e , 1969; a r e a s e s t i m a t e d by t h e p r e s e n t w r i t e r on t h e b a s i s o f t o t a l e x p o s u r e a r e a o f kOO s q . m i l e s ) . R e l a t i v e a g e R o c k u n i t R o c k t y p e A r e a , s q . m i l e s A r e a , i n % O l d H y b r i d p h a s e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e G u i c h o n v a r i e t y C h a t a w a y v a r i e t y L e Roy p h a s e ( ? ) I n t e r m e d i a t e Gump L a k e p h a s e B e t h l e h e m p h a s e W i t c h e s B r o o k p h a s e Y o u n g B e t h s a i d a p h a s e Q u a r t z d i o r i t e , g r a n o d i o r i t e Q u a r t z d i o r i t e , g r a n o d i o r i t e G r a n o d i o r i t e , q u a r t z m o n z . G r a n o d i o r i t e , q u a r t z m o n z . G r a n o d i o r i t e , q u a r t z m o n z . G r a n o d i o r i t e , q u a r t z m o n z . G r a n o d i o r i t e , q u a r t z m o n z . , g r a m " t e Q u a r t z m o n z . , g r a n o d i o r i t e 97-6 93.2 55-6 10.0 15-2 39.6 39.2 49.6 2k.k 23.3 13.9 2.5 3-8 9.9 9.8 )2.k - 9 -T a b l e 3« A v e r a g e m o d e s o f t h e p r i n c i p a l m i n e r a l s i n g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h ( w t . % ) . A f t e r N o r t h c o t e , 1969. Phase or v a r i e t y Hybr id Gui chon Chata- Le Wi tches B e t h l e - Be th -way Roy Brook hem sa ida (7) (8) (7) (6) (10) (7) (6) P1 agi 0- X 54.7 50.0 54.3 50.7 40.1 59.0 52.1 c l ase s 7.3 4.4 7.1 7.3 8.4 3.4 8.9 Ortho- X 3.2 10.0 10.9 12.1 20.1 9.9 10.5 c l ase s 2.2 4.7 5.9 6.3 h.J 3.3 4.1 Quartz X 17.8 17.7 20.6 24.6 31.1 20.8 29.4 s 6.6 2.7 5.3 3.7 6.7 2.6 10.3 Bi o t i t e f 7.3 9.2 5.2 4.2 4.2 3.2 6.3 s 2.3 4.3 1.8 1.5 1.4 2.1 3.8 Horn- X 10.3 8.1 6.8 6.4 2.9 4.3 0.4 blende s 5.4 3-3 2.3 3.1 1.1 1.8 0.2 Aug i t e X s 3.9 2-5 - - 0.1 - -Opaque X 2.5 2.2 1.8 1.7 1.2 2.3 0.9 s 1.2 1.3 0.5 0.5 0.5 0.6 0.7 Numbers i n parenthes i s r e f e r to the number of samples; - = no da t a ; X = a r i t h m e t i c mean; s = standard d e v i a t i o n . -10-T a b l e k. S t a t i s t i c a l c o m p a r i s o n o f a v e r a g e m i n e r a l m o d e s among i n t r u s i v e u n i t s ( t - t e s t ) . R o c k u n i t Hybrid Guichon Chataway Bethlehem Wi tches Brook Bethsaida B e t h s a i d a p h a s e O r , Q z Qz * * O r , P g W i t c h e s B r o o k p h a s e O r , Q z , P g Q z , P g O r , Q z , P g Hb B e t h l e h e m p h a s e Or < i z , P g * Op H b , 0 p H i g h l a n d V a l l e y p h a s e C h a t a w a y v a r i e t y Or * H b , 0 p H b , 0 p G u i c h o n v a r i e t y Or . B i H b , B i H b , B i , 0 p Hb H y b r i d p h a s e Hb H b , B i H b , B i , 0 p H b , 0 p T a b u l a t e d m i n e r a l s s h o w a d i f f e r e n c e o f means a t 0 . 0 5 s i g n i f i c a n c e l e v e l . T o p l e f t : q u a r t z a n d f e l d s p a r . B o t t o m r i g h t : m a f i c m i n e r a l s . * = no s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e . A b b r e v i a t i o n s : Or = o r t h o c l a s e ; Q_z = q u a r t z ; Pg = p l a g i o c l a s e ; B i = b i o t i t e ; Hb= h o r n b l e n d e ; Op = o p a q u e m i n e r a l s . -11-a c c o r d i n g t o t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e i r v a r i a n c e s a s e s t a b l i s h e d by p r e l i m i n a r y F - t e s t s . T h i s c o m p a r i s o n s h o w s t h a t d i f f e r e n t i n t r u s i v e u n i t s a r e n o t v e r y c o n t r a s t i n g i n c o m p o s i t i o n . H y b r i d p h a s e s t a n d s o u t a s h o r n b l e n d e - r i c h a n d o r t h o c l a s e - p o o r , w h e r e a s W i t c h e s B r o o k p h a s e h a s t h e h i g h e s t a m o u n t o f q u a r t z a n d o r t h o c l a s e . B e t h s a i d a p h a s e c o n t a i n s v e r y l i t t l e h o r n b l e n d e , b u t d o e s n o t d i f f e r a p p r e c i a b l y i n p l a g i o c l a s e f r o m m o s t o l d e r u n i t s . B i o t i t e s h o w s r e l a t i v e l y l i t t l e v a r i a t i o n a n d o c c u r s i n s i m i l a r a m o u n t i n t h e o l d e s t a n d i n t h e y o u n g e s t p h a s e s . C o m p o s i t i o n o f p l a g i o c l a s e s m e a s u r e d by N o r t h c o t e s h o w s a w e l l e x p r e s s e d d r o p i n a n o r t h i t e w i t h a g e w i t h i n o l d e r u n i t s , b u t t h i s t e n d e n c y i s l e s s n o t a b l e w i t h i n y o u n g e r p h a s e s . T h e a b s o l u t e a g e o f t h e b a t h o l i t h d e t e r m i n e d on b i o t i t e s by p o t a s s i u m - a r g o n m e t h o d i s 1 9 8 - 8 m i l l i o n y e a r s . T h u s , t h e c o m b i n e d g e o l o g i c a l a n d g e o c h r o n o l o g i c a l e v i d e n c e s u g g e s t s t h a t t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h was e m p l a c e d b e t w e e n K a m i a n s t a g e o f U p p e r T r i a s s i c a n d M i d d l e J u r a s s i c . B y t h e d a t i n g m e t h o d e m p l o y e d i t was n o t p o s s i b l e t o d i s t i n g u i s h b e t w e e n a g e s o f t h e d i f f e r e n t i n t r u s i v e u n i t s . A c c o r d i n g t o t h e p e t r o g e n e t i c m o d e l p r o p o s e d by N o r t h c o t e , t h e b a t h o l i t h was f o r m e d t h r o u g h a s e r i e s o f i n j e c t i o n s o f p a r t l y c r y s t a l l i z e d magma i n " p u l s e s " t o p r o d u c e t h e o b s e r v e d s e q u e n c e o f g r a n i t i c p h a s e s . E a c h s u c c e e d i n g p h a s e was i n t r u d e d i n t o a h i g h e r c r u s t a l l e v e l , p r o b a b l y a s a r e s u l t o f p r o g r e s s i v e u p l i f t a n d / o r d e e p e r o s i o n . T h i s c o u l d a c c o u n t f o r t h e t y p i c a l m e s o z o n a l c h a r a c t e r o f o l d e r p h a s e s i n c o n t r a s t t o f e a t u r e s i n d i c a t i n g a n e p i z o n a l o r s u b v o l c a m ' c e n v i r o n m e n t o f e m p l a c e m e n t o f y o u n g e r p h a s e s , B e t h s a i d a i n p a r t i c u l a r . C o n t a c t s b e t w e e n t h e b a t h o l i t h a n d o l d e r r o c k s a r e i n p l a c e s c o n c o r d a n t a n d i n o t h e r s d i s c o r d a n t . Some o f t h e s e r e l a t i o n s h i p s m i g h t be -12-t h e r e s u l t o f f a u l t i n g . I n t h e r o o f r e m n a n t s , m e t a m o r p h o s e d t o t h e a l b i t e - e p i d o t e h o r n f e l s f a c i e s , o r i g i n a l l a y e r i n g i s s t i l l p r e s e r v e d . H y b r i d p h a s e i s m o r e c o n t a m i n a t e d i n t h e v i c i n i t y o f t h e s e r e m n a n t s , a n d t h e h e t e r o g e n e o u s a s s e m b l a g e s f o u n d i n some a r e a s m a y ( r e f l e c t a n i n c o m p l e t e a s s i m i l a t i o n o f o l d e r r o c k s . X e n o l i t h s a r e v a r i a b l e i n s i z e , c o m p o s i t i o n , t e x t u r e a n d n a t u r e o f c o n t a c t , a n d o c c u r m o s t l y i n o l d e r p h a s e s . . . F o l i a t i o n i n t h e o l d e r p h a s e s , b e s t d e v e l o p e d i n H y b r i d p h a s e a n d t h e G u i c h o n v a r i e t y o f H i g h l a n d V a l l e y p h a s e , i n d i c a t e s t h a t t h e b a t h o l i t h p r o b a b l y h a s t h e f o r m o f a dome w i t h s t e e p l y d i p p i n g s i d e s . F a u l t s w e r e o b s e r v e d m o s t l y a t m i n i n g p r o p e r t i e s ( e . g . B e t h l e h e m , T r o j a n , K r a i n ) , a n d many o f t h e m c o n t a i n m i n e r a l i z a t i o n . A p r o m i n e n t f a u l t z o n e o v e r 300 f t . w i d e w a s o b s e r v e d on t h e S k e e n a p r o p e r t y s o u t h w e s t o f B e t h l e h e m ( W h i t e e t a l . , 1957). A n o t h e r m a j o r s t r u c t u r e i s t h e L o r n e x f a u l t w h i c h i s m o r e t h a n 8 m i l e s l o n g a n d s t r i k e s n o r t h e r l y , c u t t i n g m a i n l y t h e B e t h s a i d a p h a s e ( A l l e n , 1970). MINERAL D E P O S I T S T h e n u m b e r o f c o p p e r d e p o s i t s a s s o c i a t e d w i t h G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s r a t h e r h i g h . Two o f t h e m , B e t h l e h e m a n d C r a i g m o n t , a r e p r e s e n t l y i n p r o d u c t i o n , a n d o t h e r s , s u c h as L o r n e x a n d V a l l e y C o p p e r , a r e l i k e l y t o s t a r t p r o d u c t i o n i n t h e n e a r f u t u r e . L o c a t i o n s o f c o p p e r d e p o s i t s , a s w e l l a s o f some o f t h e s m a l l e r o r l e s s d e v e l o p e d p r o s p e c t s , a r e s h o w n on g e o l o g i c m a p , F i g u r e 2. W i t h t h e e x c e p t i o n o f C r a i g m o n t , a p y r o m e t a s o m a t i c r e p l a c e m e n t d e p o s i t i n c a l c a r e o u s s t r a t a o f U p p e r T r i a s s i c N i c o l a G r o u p , a l l k n o w n c o p p e r d e p o s i t s a s s o c i a t e d w i t h t h e b a t h o l i t h a r e o f p o r p h y r y c o p p e r t y p e . T h e y a r e r e s t r i c t e d t o t h e i n t e r i o r o f t h e b a t h o l i t h a n d a r e c o n s p i c u o u s l y a b s e n t i n -13-t h e m a r g i n a l H y b r i d p h a s e ( F i g . 2). D i s s e m i n a t e d c o p p e r o r e b o d i e s a r e s t r u c t u r a l l y c o n t r o l l e d a n d g e n e r a l l y o c c u r i n b r e c c i a t e d z o n e s a n d / o r i n t h e v i c i n i t y o f l a t e d y k e s w a r m s . Z o n e s o f s e c o n d a r y e n r i c h m e n t a r e o f l i m i t e d e x t e n t o r a b s e n t . H y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n o f t h e t y p e c o m m o n l y a s s o c i a t e d w i t h p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s i s u s u a l l y p r e s e n t , a l t h o u g h n o t v e r y i n t e n s e . T o u r m a l i n e i s a b u n d a n t l o c a l l y , i n d i c a t i n g a c t i v i t y o f f l u i d s 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 . T h e m a i n o r e m i n e r a l s i n d i s s e m i n a t e d d e p o s i t s a r e c h a l c o p y r i t e a n d b o r n i t e , w i t h m i n o r h y p o g e n e c h a l c o c i t e a n d m o l y b d e n i t e , w h e r e a s p y r i t e i s n o t a b l y s c a r c e ( W h i t e e t a l . , 1 9 5 7 ; A l l e n , 1 9 7 0 ) . -14-CHAPTER I I I ; GEOCHEMISTRY OF HEAVY METALS IN IGNEOUS ROCKS 1 . T h e o r e t i c a l c o n s i d e r a t i o n s H e a v y m e t a l s a r e n o r m a l l y p r e s e n t i n i g n e o u s r o c k s i n c o n c e n t r a t i o n s b e l o w 100 p p m , i . e . a s m i n o r e l e m e n t s , o c c u r r i n g i n o n e o r m o r e o f t h e f o l l o w i n g f o r m s ; ( 1 ) I n c r y s t a l l a t t i c e s s u b s t i t u t i n g f o r m a j o r e l e m e n t s o r a s i n t e r s t i c i a l s o l i d s o l u t i o n s . (2) O c c l u d e d w i t h i n r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s . (3) A d s o r b e d on s u r f a c e o f m i n e r a l s . (4) F o r m i n g t h e i r own m i n e r a l s . G r o u p s (2), (3) a n d (4) may i n f a c t i n c l u d e a p o r t i o n o f t h e m i n o r e l e m e n t s i n c o r p o r a t e d i n t o l a t t i c e s o f m a j o r e l e m e n t s a t h i g h e r t e m p e r a t u r e , w h e n t h e c o n d i t i o n s f o r s u b s t i t u t i o n w e r e m o r e f a v o r a b l e , b u t e x p e l l e d f r o m t h e s t r u c t u r e a t l o w e r t e m p e r a t u r e . T h e s u b s t i t u t i o n w i t h i n c r y s t a l l a t t i c e s ( o r d i a d o c h y ) i s p a r t l y g o v e r n e d by t h e w e l l - k n o w n G o l d s c h m i d t ' s r u l e s : ( 1 ) Two i o n s o f t h e same r a d i u s a n d same c h a r g e s t a n d e q u a l c h a n c e s t o e n t e r a g i v e n l a t t i c e . When a m i n o r e l e m e n t i s i n c o r p o r a t e d i n t h i s w a y , i t i s r e f e r r e d t o a s " c a m o u f l a g e d " i n t h e s t r u c t u r e o f t h e m a j o r e l e m e n t . (2) I f t w o i o n s o f s i m i l a r r a d i u s a n d e q u a l c h a r g e c o m p e t e f o r a s t r u c t u r a l s i t e , t h e s m a l l e r e n t e r s i t m o r e r e a d i l y . T h e m i n o r e l e m e n t i n t r o d u c e d i n t h i s way i s s a i d t o be " c a p t u r e d " . (3) I f t w o i o n s h a v e s i m i l a r r a d i i a n d d i f f e r e n t c h a r g e , t h e i o n -15-w i t h h i g h e r c h a r g e i s p r e f e r e n t i a l l y c o n c e n t r a t e d a n d i f i t i s a m i n o r e l e m e n t , i s " a d m i t t e d " i n t o t h e l a t t i c e o f t h e m a j o r e l e m e n t . G o l d s c h m i d t 1 s r u l e s a p p l y t o i o n i c s t r u c t u r e s , s o t h a t t h e n u m e r o u s e x c e p t i o n s o b s e r v e d a r e l a r g e l y a t t r i b u t e d t o t h e p r e s e n c e o f c o v a l e n t b o n d s i n s i l i c a t e s t r u c t u r e s ( e . g . A h r e n s , 1953)' Ringwood,(1955) s u g g e s t e d t h e e l e c t r o n e g a t i v i t y t o be u s e d a s a m e a s u r e o f t h e a m o u n t o f c o v a l e n t b o n d i n g . Many o t h e r c r i t e r i a h a v e a l s o b e e n p r o p o s e d , c h i e f l y i n a n a t t e m p t t o e x p l a i n t h e b e h a v i o u r o f t r a n s i t i o n e l e m e n t s ( t h e c r y s t a l -f i e l d t h e o r y , B u r n s a n d F y f e , 19&7)• I o n i c s i z e s a n d e l e c t r o n e g a t i v i t i e s o f s e l e c t e d h e a v y m e t a l s a n d t h e i r p o s s i b l e h o s t s among m a j o r e l e m e n t s a r e g i v e n i n T a b l e 5« 2+ C o p p e r . F r o m i o n i c s i z e c r i t e r i a i t c a n be p r e d i c t e d t h a t Cu 2+ 2+ w i l l r e p l a c e F e a n d Mg , a n d t h e r e f o r e b e e n r i c h e d i n f e r r o m a g n e s i a n s i l i c a t e s a n d m a g n e t i t e . M o n o v a l e n t Cu i s s i m i l a r i n s i z e t o C a a n d N a , a n d f o r t h a t m a t t e r i t c o u l d be a c c o m m o d a t e d i n t h e p l a g i o c l a s e s t r u c t u r e . I t i s n o t l i k e l y , h o w e v e r , t h a t m o n o v a l e n t Cu o c c u r s i n m a g m a s , w i t h t h e p o s s i b l e e x c e p t i o n o f v e r y b a s i c o n e s w h e r e r e d u c i n g c o n d i t i o n s p r e v a i l ( S m i t h , 1963, p . 1 4 2 ) . T h e e l e c t r o n e g a t i v i t y v a l u e s s h o w t h a t c o p p e r i n b o t h v a l e n c e s t a t e s h a s a c o n s i d e r a b l y h i g h e r t e n d e n c y t o w a r d c o v a l e n t b o n d i n g t h a n t h e m a j o r e l e m e n t s o f s i m i l a r s i z e ( T a b l e 5). How p r o h i b i t i v e t h e d i f f e r e n c e i n e l e c t r o n e g a t i v i t y i s t o i o n i c r e p l a c e m e n t , i s d i f f i c u l t t o a s s e s s d u e t o t h e l a c k o f r e l i a b l e c r i t e r i a . A s t r o n g f a c t o r i n d i s t r i b u t i o n o f Cu i s i t s s t r o n g l y c h a l c o p h i l e c h a r a c t e r , s o t h a t t h e b e h a v i o u r o f t h i s m e t a l i s l i k e l y t o be s t r o n g l y i n f l u e n c e d by t h e s u l p h u r c o n t e n t i n t h e m e l t . C o p p e r i s a common m i n o r c o n s t i t u e n t o f s u l p h i d e s , s u c h a s p y r i t e , a r s e n o p y r i t e , g a l e n a a n d s p h a l e r i t e , i n w h i c h i t i s b e l i e v e d t o be p r e s e n t a s a d m i x e d c o p p e r m i n e r a l s ( F l e i s c h e r , 1955)' -16-T a b l e 5» I o n i c r a d i i a n d e l e c t r o n e g a t i v i t i e s f o r s e l e c t e d e l e m e n t s ( a f t e r A h r e n s , 1952) I o n i c r a d i u s , A E l e c t r o n e g a t i v i t y , ( c o o r d i n a t i o n 6) k c a l / g r . - a t o m + Cu .96 177 C u 2 + • 72 235 Z n .74 208 P b 2 + 1 .20 2 4 5 K 1.33 100 Mg .66 174 F e .74 185 C a .99 137 Na .97 118 -17-2+ 2+ Z i n c . T h e i o n i c s i z e o f Z n i s e q u a l t o t h a t o f F e ' a n d t h e e l e c t r o n e g a t i v i t i e s o f t h e t w o m e t a l s a r e a l s o s i m i l a r ( T a b l e 5). T h u s , i t w o u l d a p p e a r t h a t Z n s t a n d s a b e t t e r c h a n c e t o e n t e r t h e s t r u c t u r a l s i t e s n o r m a l l y o c c u p i e d by f e r r o u s i r o n t h a n c o p p e r . 2+ + L e a d . S u b s t i t u t i o n o f Pb f o r K i s c o n s i d e r e d a s p o s s i b l e , a n d i n f a c t a Pb f e l d s p a r h a s b e e n s y n t h e t i z e d , a l t h o u g h i t i s n o t k n o w n t o o c c u r i n n a t u r e . I o n i c s i z e s o f t h e t w o m e t a l s a r e n o t v e r y c l o s e ( t h e d i f f e r e n c e i s a b o u t 10%); f u r t h e r m o r e t h e i r e l e c t r o n e g a t i v i t i e s a r e i n c o m p a t i b l e ( T a b l e 5)• A l s o , t h e r e q u i r e m e n t s o f c h a r g e h a v e t o be s a t i s f i e d by a p a i r e d s u b s t i t u t i o n : P b 2 + + A l 3 + _ 3 , . K+ + Si1** . T h e r e f o r e , s u b s t i t u t i o n o f Pb f o r K d o e s n o t s e e m t o be l i k e l y , e x c e p t p e r h a p s a t h i g h t e m p e r a t u r e s . D i s t r i b u t i o n o f h e a v y m e t a l s p r e s e n t i n o c c l u d e d o r a d s o r b e d f o r m i n r o c k s i s d i f f i c u l t t o p r e d i c t on t h e o r e t i c a l g r o u n d s . I t may be a s s u m e d , h o w e v e r , t h a t t h e a m o u n t o f e l e m e n t s i n s u c h f o r m s d e p e n d s l a r g e l y on t h e r a t e o f c r y s t a l l i z a t i o n , r a p i d c o o l i n g b e i n g k n o w n t o c a u s e a n i n c r e a s e i n p r o p o r t i o n o f o c c l u d e d c o n s t i t u e n t s . A d s o r p t i o n i s l i k e l y t o i n c r e a s e w i t h t h e a m o u n t o f m i n e r a l s h a v i n g r e l a t i v e l y l a r g e s u r f a c e a r e a , i n c l u d i n g t h o s e w i t h p r o n o u n c e d c l e a v a g e . 2. D a t a on a b u n d a n c e a n d f o r m o f h e a v y m e t a l s i n i g n e o u s r o c k s a ) N a t u r e o f d a t a A s u r v e y o f l i t e r a t u r e on t h e s u b j e c t s h o w s t h a t t h e s t u d i e s o f m i n o r e l e m e n t s i n r o c k s a r e u s u a l l y u n d e r t a k e n a l o n g one o r m o r e o f t h e f o l l o w i n g l i n e s : (1) A n a l y s i s o f w h o l e r o c k a n d / o r m i n e r a l s e p a r a t e s , o f t e n f o r b o t h m a j o r a n d m i n o r e l e m e n t s , a i m e d a t d e t e r m i n a t i o n o f a b u n d a n c e s , r e l a t i o n s h i p s among e l e m e n t s a n d d i f f e r e n t i a t i o n t r e n d s . - 1 8 -( 2 ) D e t e r m i n a t i o n o f h e a v y m e t a l s r e l e a s e d f r o m r o c k s o r m i n e r a l s by r e l a t i v e l y w e a k e x t r a c t a n t s , i n a n a t t e m p t t o e s t i m a t e t h e p r o p o r t i o n o f t h e s e m e t a l s p r e s e n t i n a n e x t r a - s i l i c a t e f o r m . (3) M i c r o p r o b e s t u d i e s w h i c h make p o s s i b l e t h e s t u d y o f t h e d i s t r i b u t i o n o f e l e m e n t s on s m a l l s c a l e s , a s f o r e x a m p l e w i t h i n a c r y s t a l i n a r o c k t h i n - s e c t i o h . D a t a o b t a i n e d i n t h e s t u d i e s o f h e a v y m e t a l s i n r o c k s a r e o f t e n c o n t r o v e r s i a l . M o s t e x p e r i m e n t a l w o r k h a s b e e n f o c u s e d on C u , Pb a n d Z n , p a r t l y b e c a u s e o f t h e e c o n o m i c i m p o r t a n c e o f t h e s e m e t a l s , a n d p a r t l y d u e t o t h e a n a l y t i c a l p r o b l e m s s t i l l e n c o u n t e r e d i n d e t e r m i n a t i o n o f e l e m e n t s p r e s e n t i n v e r y l o w c o n c e n t r a t i o n s , s u c h a s A g , M o , A s , S b . A b u n d a n c e s o f e l e m e n t s i n r o c k s h a v e b e e n c o m p i l e d a n d e v a l u a t e d by s e v e r a l a u t h o r s , b u t v a l u e s g i v e n by V i n o g r a d o v ( 1 9 6 2 ) a n d by T u r e k i a n a n d W e d e p o h l ( 1 9 ^ 1 ) a r e c o n s i d e r e d a s t h e m o s t r e l i a b l e . I t s h o u l d be n o t e d t h a t t h e e s t i m a t e s g i v e n by t h e s e a u t h o r s a r e i n a f a i r l y g o o d a g r e e m e n t f o r m o s t e l e m e n t s . One o f t h e c r i t i c a l p o i n t s i s t h e g r o u p i n g o f i n t e r m e d i a t e a n d s i l i c i c r o c k s w h i c h w i l l b e d i s c u s s e d i n some d e t a i l l a t e r . I n e v a l u a t i n g r e l i a b i l i t y o f a b u n d a n c e v a l u e s f o r d i f f e r e n t e l e m e n t s t h e f o l l o w i n g s h o u l d b e k e p t i n m i n d : ( 1 ) A v e r a g e s f o r d i f f e r e n t e l e m e n t s d o n o t c a r r y t h e same w e i g h t b e c a u s e some o f t h e m a r e b a s e d on c o n s i d e r a b l y h i g h e r n u m b e r o f o b s e r v a t i o n s t h a n t h e o t h e r s . ( 2 ) R e l i a b i l i t y o f a b u n d a n c e v a l u e s d e p e n d s on t h e g e o g r a p h i c d i s -t r i b u t i o n o f s p e c i m e n s a n a l y s e d ( i . e . d a t a may be r e p r e s e n t a t i v e f o r one a r e a o n l y ) . (3) Q u a l i t y o f d a t a s t r o n g l y d e p e n d s on a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s u s e d i n d e t e r m i n a t i o n o f a p a r t i c u l a r e l e m e n t a n d i t s g e n e r a l l e v e l o f c o n c e n t r e --19-t i o n . T h e d e c r e a s e i n p r e c i s i o n a n d a c c u r a c y o f a n a l y s i s w i t h c o n c e n t r a -t i o n b e c o m e s p a r t i c u l a r l y c r i t i c a l f o r e l e m e n t s o f v e r y l o w a b u n d a n c e s u c h a s A g , H g , A s a n d S b . b ) D i s t r i b u t i o n o f c o p p e r a n d z i n c A v e r a g e c o n t e n t s o f Cu a n d Z n i n g r a n i t i c r o c k s a f t e r T u r e k i a n a n d W e d e p o h l (1961), a n d a f t e r V i n o g r a d o v O962) a r e g i v e n i n T a b l e 6. I n b o t h c o m p i l a t i o n s N o r t h A m e r i c a i s r e p r e s e n t e d by d a t a o f S a n d e l l a n d G o l d i c h (1943). T h e s e a v e r a g e s , a s w e l l a s t h o s e f o r Cu i n g r a n i t i c r o c k s o f C a n a d i a n S h i e l d ( E m s l i e a n d H o l m a n , I966), a r e a l s o i n c l u d e d i n T a b l e 6 f o r c o m p a r i s o n . I t s h o u l d be n o t e d t h a t t h e g r o u p o f " i n t e r m e d i a t e r o c k s " u s e d h e r e c o m p r i z e b o t h " h i g h - C a g r a n i t i c r o c k s " o f T u r e k i a n a n d W e d e p o h l , a n d " n e u t r a l r o c k s " o f V i n o g r a d o v . T h e t e r m " s i l i c i c r o c k s " i s u s e d a s a s u b s t i t u t e f o r " 1 o w - C a - g r a n i t i c r o c k s " a n d " a c i d i c r o c k s " . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t " l o w - C a g r a n i t i c r o c k s " o f T u r e k i a n a n d W e d e p o h l r e f e r t o g r a n i t e s o n l y , b u t " a c i d i c r o c k s " o f V i n o g r a d o v i n c l u d e some . g r a n o d i o r i t e s w h i c h t h e o t h e r t w o a u t h o r s i n c l u d e u n d e r " h i g h - C a g r a n i t i c r o c k s " . D a t a s h o w n i n T a b l e 6 i n d i c a t e t h e f o l l o w i n g : ( 1 ) C o p p e r v a l u e s s h o w a m u c h w i d e r r a n g e t h a n z i n c v a l u e s . (2) M a g m a t i c c r y s t a l l i z a t i o n l e a d s t o t h e f o r m a t i o n o f r o c k t y p e s p r o g r e s s i v e l y l o w e r i n c o p p e r . A l t h o u g h z i n c p r o b a b l y f o l l o w s a s i m i l a r p a t t e r n , t h e a v a i l a b l e d a t a a r e n o t c o n c l u s i v e ( T a b l e 6). (3) Number o f d a t a on w h i c h t h e w o r l d a v e r a g e s a r e b a s e d i s s m a l l , p a r t i c u l a r l y f o r i n t e r m e d i a t e r o c k s a n d z i n c . (k) S e l e c t i o n o f d a t a a n d t h e i r g r o u p i n g l e a d t o c o n s i d e r a b l e d i s c r e p a n c i e s b e t w e e n t h e t w o e s t i m a t e s o f o v e r a l l a b u n d a n c e s ( e . g . Z n i n s i l i c i c r o c k s ) . - 2 0 -I n v i e w o f t h e a b o v e l i m i t a t i o n s , i t w o u l d a p p e a r t h a t w o r l d a v e r a g e s f o r C u a n d Z n h a v e l i t t l e v a l u e a s c r i t e r i a f o r c l a s s i f y i n g i g n e o u s b o d i e s a s " n o r m a l " o r " a n o m a l o u s " i n t h e i r m e t a l c o n t e n t . T h e a b u n d a n c e o f c o p p e r r e a c h e s i t s max imum i n m a f i c r o c k s ( T a b l e 7 ) , p r o b a b l y a s a r e s u l t o f a r e l a t i v e e n r i c h m e n t i n t h e f o r m o f c o p p e r s u l p h i d e s ( N e w h o u s e , 1936 ; R a m d o h n , 1 9 ^ 0 ) . H o w e v e r , t h e s u l p h u r c o n t e n t o f i g n e o u s r o c k s , a c c o r d i n g t o t h e a b u n d a n c e v a l u e s , a p p e a r s t o be t h e same r e g a r d l e s s o f r o c k t y p e ( T a b l e 7 ) . I n t h e o p i n i o n o f t h e p r e s e n t w r i t e r , t o o m u c h w e i g h t s h o u l d n o t be g i v e n t o t h e s e f i g u r e s ( s e e c o m m e n t s on a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s f o r s u l p h u r d e t e r m i n a t i o n g i v e n i n A p p e n d i x I ) . D a t a o n c o p p e r b e h a v i o u r d u r i n g m a g m a t i c f r a c t i o n a t i o n a r e r e l a t i v e l y f e w . I n t e r e s t i n g o b s e r v a t i o n s on t h e s u b j e c t w e r e made by W a g e r a n d M i t c h e l 1 ( 1 9 5 0 i n t h e i r s t u d y o f S k a e r g a a r d i n t r u s i o n . W i t h i n m o s t o f t h e g a b b r o s e q u e n c e ( P h a s e s A t o E i n T a b l e 8) f r a c t i o n a t i o n c a u s e d a g e n e r a l i n c r e a s e o f Cu c o n t e n t o f a l l c o n s t i t u e n t m i n e r a l s , p y r o x e n e i n p a r t i c u l a r . A t t h e e n d o f t h e g a b b r o s e q u e n c e ( P h a s e F ) m o s t m i n e r a l s a r e s u d d e n l y d e p l e t e d i n C u , b u t a t t h e same t i m e t h e w h o l e - r o c k s u l p h u r c o n t e n t s h o w s a s h a r p i n c r e a s e , w h e r e a s t h e w h o l e - r o c k Cu d o e s n o t c h a n g e s o d r a s t i c a l l y ( T a b l e 8) .- T h e r e d i s t r i b u t i o n o f Cu a n d i n c r e a s e i n S w e r e i n t e r p r e t e d by W a g e r a r id M i t c h e l l a s a r e s u l t o f t h e s e p a r a t i o n o f a n i m m i s c i b l e s u l p h i d e p h a s e , w h i c h o c c u r r e d a t t h e s t a g e F , a n d w h e r e b y t h e s i l i c a t e p h a s e s u d d e n l y b e c a m e d e p l e t e d i n c o p p e r . T h e s e r e s u l t s s h o w t h a t t h e f r a c t i o n a t i o n a l o n e c a n p r o d u c e c o n s i d e r a b l e c o p p e r e n r i c h m e n t o r d e p l e t i o n i n some r o c k p h a s e s o r t h e i r c o n s t i t u e n t m i n e r a l s . A s i i n d i c a t e d by t h e a v a i l a b l e a n a l y s e s o f r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s ( T a b l e 9 ) , t h e c o p p e r c o n t e n t o f b i o t i t e s f r o m g r a n i t i c r o c k s i s e x t r e m e l y v a r i a b l e . A c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f L o v e r i n g (I969), b i o t i t e f r o m g r a n i t e s - 2 1 -T a b l e 6. C o p p e r a n d z i n c a b u n d a n c e s i n i n t e r m e d i a t e a n d s i l i c i c r o c k s ( v a l u e s i n ppm) I N T E R M E D I A T E ROCKS S I L I C I C ROCKS N R a n g e M e a n N R a n g e M e a n C o p p e r TW - - 30 - - 10 V 83 6 - 4 0 0 35 159 1 - 200 20 SG 11 - 38 - - 16 EH 1811 - 10 3072 - 8 Z i n c TW - - 60 - - 39 V 26 40 - 120 72 198 19 - .140 6o SG 4 - 4 0 29 - 63 A b b r e v i a t i o n s : TW - T u r e k i a n a n d W e d e p o h l , 1961; V - V i n o g r a d o v , 1962; SG - S a n d e l l a n d G o l d i c h , 1943; EH - E m s l i e a n d H o l m a n , I966 N = n u m b e r o f s a m p l e s . A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . - 2 2 -T a b l e 7« A b u n d a n c e s o f s e l e c t e d o r e e l e m e n t s i n i g n e o u s r o c k s ( a f t e r T u r e k i a n a n d W e d e p o h l , 1 9 o 1 ) . V a l u e s i n p p m . U l t r a m a f i c M a f i c H i g h - C a L o w - C a S y e n i t i c Cu 10 87 30 10 5 Z n 50 105 60 39 130 Pb 1 6 15 19 12 Mo 0 .3 1.5 1 .0 1.3 0 . 6 A g 0 . 0 6 0.11 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 X Hg 0 . 0 X 0 . 0 9 0 . 0 8 0 . 0 8 0 . 0 X S 3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 - 2 3 -T a b l e 8 . C o p p e r a n d s u l p h u r v a r i a t i o n s i n r o c k s a n d m i n e r a l s o f S k a e r g a a r d i n t r u s i o n , G r e e n l a n d ( a f t e r W a g e r a n d M i t c h e l l , 1 9 5 0 ' V a l u e s i n p p m . A ( e a r l y ) B G a b b r o p h a s e s C . D E F G A c i d g r a n o p h y r e it ( l a t e ) W h o l e - r o c k s u l p h u r _ 4 5 0 4 0 0 _ 600 4 1 0 0 450 — W h o l e - r o c k c o p p e r 45 67 180 3 5 0 600 3 0 0 500 2 0 P l a g i o c l a s e c o p p e r 15 35 15 2 5 0 7 0 0 10 - -P y r o x e n e c o p p e r 10 35 100 3 0 0 1000 100 - -01 i v i ne c o p p e r 2 0 2 0 - 3 0 0 4 0 0 2 0 - -M a g n e t i t e c o p p e r - 2 0 50 5 0 0 3 0 0 4 0 0 - -A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . -24-c o n t a i n s f r o m 1 t o a b o u t 4 0 0 0 ppm C u . Some a u t h o r s b e l i e v e t h a t s u l p h i d e i n c l u s i o n s a r e p r e s e n t i n a l l b i o t i t e s w h o s e c o p p e r c o n t e n t e x c e e d s 200 ppm ( A l - H a s h i m i a n d B r o w n l o w , 1970). P u b l i s h e d i n f o r m a t i o n on c o r r e l a t i o n o f Cu w i t h m a j o r e l e m e n t s i s s o m e w h a t c o n f l i c t i n g a n d s u b j e c t t o d i f f e r e n t i n t e r p r e t a t i o n s . A c c o r d i n g t o S e r y k h (1963), Cu i n some g r a n i t i c r o c k s o f U . S . S . R . c o r r e l a t e d s i g n i f i c a n t l y w i t h b i v a l e n t i r o n , b u t n o t w i t h m a g n e s i u m . No c o r r e l a t i o n b e t w e e n c o p p e r a n d s u l p h u r i n t h e s e r o c k s was e s t a b l i s h e d . Z1 o b i n e t a l . (1967) came t o t h e c o n c l u s i o n t h a t t h e p o s i t i v e c o r r e l a t i o n c o m m o n l y o b s e r v e d b e t w e e n Cu a n d some m a j o r e l e m e n t s r e f l e c t s a s i m i l a r i t y i n b e h a v i o u r d u r i n g m a g m a t i c c r y s t a l l i z a t i o n r a t h e r t h a n i o n i c r e p l a c e m e n t . A b s e n c e o f a p r o n o u n c e d d i r e c t r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e s e e l e m e n t s i s i n d i c a t e d by c o n s i d e r a b l e d i f f e r e n c e i n Cu c o n t e n t b e t w e e n r o c k s o f s i m i l a r o v e r a l l c o m p o s i t i o n , b u t f r o m : d i f f e r e n t a r e a s . Z i n c s h a r e s t h e t e n d e n c y o f Cu t o a c c u m u l a t e i n m a f i c r o c k s ( T a b l e 7). I t s h o u l d be p o i n t e d o u t , h o w e v e r , t h a t d a t a f o r Z n a r e l e s s a b u n d a n t t h a n t h o s e f o r many o t h e r m i n o r e l e m e n t s , l a r g e l y a s a r e s u l t o f p o o r d e t e c t i o n l i m i t f o r t h i s m e t a l i n s p e c t r o g r a p h s a n a l y s i s . I n many s t u d i e s t h a t h a v e u s e d t h i s t e c h n i q u e Z n e i t h e r h a s n o t b e e n s o u g h t , o r o n l y c o n c e n t r a t i o n s e x c e e d i n g 100 ppm w e r e d e t e c t a b l e ( a n e x a m p l e i s t h e c i t e d w o r k o f W a g e r a n d M i t c h e l l , 1951). T h e l o w e r e l e c t r o n e g a t i v i t y o f Z n r e l a t i v e t o Cu i n d i c a t e s t h a t t h e l a t t e r may be m o r e s u c c e s s f u l i n c o m p e t i t i o n f o r s u l p h u r i n t h e m e l t ( s e e t h e e l e c t r o n e g a t i v i t y v a l u e s i n T a b l e 5). T h i s may be one o f t h e r e a s o n s f o r a m o r e t h a n t e n f o l d e n r i c h m e n t o f Z n r e l a t i v e t o Cu i n some b i o t i t e s ( T a b l e 9). Z i n c e a s i l y e n t e r s t h e s t r u c t u r e o f s p i n e l s w h i c h c o u l d e x p l a i n v e r y h i g h c o n c e n t r a t i o n s f o u n d i n some m a g n e t i t e s . - 2 5 -T a b l e 9. C o p p e r a n d z i n c c o n t e n t o f b i o t i t e a n d f e l d s p a r f r o m g r a n i t i c r o c k s ( v a l u e s i n ppm) M i n e r a l N C o p p e r X R a n g e N Z i n c 1 R a n g e R e f e r e n c e B i o t i t e 14 4 0 4 0 14 5 7 0 190-900 R i m s a i t e , I967 B i o t i t e 53 15 1-121 53 699 290-1520 H a a c k , I969 B i o t i t e 34 150 8-480 10 584 420-1000 D o d g e e t a1.,1969 B i o t i t e * 94 22 12-55 94 3 0 0 2 4 0 - 4 8 0 B r a d s h a w , 1967 F e l d s p a r * 94 30 14-65 9 4 6 2-15 B r a d s h a w , 1967 K - f e l d s p a r 53 2 1-5 - - - K o l b e a n d T a y l o r , 1966 Z C o n t e n t i n n o n - m i n e r a l i z e d s t o c k s o n l y ; r a n g e e s t i m a t e d f r o m g r a p h s . X - a r i t h m e t i c m e a n ; N - n u m b e r o f s a m p l e s ; a d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . - 2 6 -A v e r a g e s f o r Z n i n s i l i c i c a n d i n t e r m e d i a t e r o c k s a r e s t r o n g l y d e p e n d e n t on g r o u p i n g o f r o c k t y p e s . F o r e x a m p l e , i f v a l u e s f o r g r a n i t i c a n d s y e n i t i c r o c k s i n T a b l e 7 a r e a v e r a g e d , t h e p i c t u r e o f Z n d i s t r i b u t i o n w o u l d b e c o n s i d e r a b l y c h a n g e d . c ) D i s t r i b u t i o n o f l e a d , m o l y b d e n u m , s i l v e r a n d m e r c u r y S e v e r a l i n v e s t i g a t o r s h a v e f o u n d a p r o n o u n c e d c o r r e l a t i o n b e t w e e n Pb a n d K i n i g n e o u s r o c k s ( e . g . S a n d e l l a n d G o l d i c h , 1943), b u t r e s u l t s o f o t h e r s a r e much l e s s c o n c l u s i v e . B r a d s h a w (1967) f o u n d some c o r r e l a t i o n b e t w e e n Pb a n d K i n m i n e r a l i z e d g r a n i t e s , b u t i t was n o t e x p r e s s e d i n u n m i n e r a l i z e d s t o c k s . Some w o r k e r s f o u n d s i m i l a r a m o u n t s o f Pb i n o r t h o c l a s e a n d p l a g i o c l a s e ( T a u s o n a n d K r a v c h e n k b , 1956), o r e v e n i n some c a s e s m o r e i n i p l a g i o c l a s e t h a n i n o r t h o c l a s e ( H e i e r , 1962). R e s u l t s o f R h o d e s (19^9) d o n o t i n d i c a t e a n y c o r r e l a t i o n b e t w e e n Pb a n d a n y o f t h e s e v e r a l m a j o r e l e m e n t s i n c l u d i n g K. C o n t r o v e r s i a l r e s u l t s o f t h i s k i n d p r o m p t e d T a y l o r and H e i e r (1960) t o c o n c l u d e t h a t t h e l e a d d i s t r i b u t i o n i n K-fe1dspars i s i r r e g u l a r a n d u n p r e d i c t a b l e . S e l e c t e d r e c e n t d a t a on Pb c o n t e n t o f some r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s g i v e n i n T a b l e . 10 s h o w t h a t t h i s m e t a l v a r i e s w i d e l y , p a r t i c u l a r l y i n K - f e l d s p a r s . W o r l d a v e r a g e s f o r Pb i n w h o l e - r o c k s i n d i c a t e a n e n r i c h m e n t t o w a r d s i l i c i c r o c k s ( T a b l e 7)• A c c o r d i n g t o t h e a m o u n t o f p u b l i s h e d w o r k , t h e p r o b l e m o f Pb d i s t r i b u t i o n i n f e l d s p a r s h a s r e c e i v e d much m o r e a t t e n t i o n t h a n h a v e Cu a n d Z n d i s t r i b u t i o n s i n f e r r o m a g n e s i a n m i n e r a l s ^ D u e t o v e r y l o w c o n c e n t r a t i o n s o f M o , A g a n d Hg i n n o r m a l i g n e o u s r o c k s a n d t h e i r c o n s t i t u e n t m i n e r a l s , i t i s d i f f i c u l t t o o b t a i n e n o u g h r e l i a b l e d a t e t o e s t a b l i s h d i f f e r e n t i a t i o n t r e n d s ( s e e T a b l e 7)• F o r e x a m p l e , t h e r e i s some i n d i c a t i o n t h a t Hg a c c u m u l a t e s i n m a f i c r o c k s - 2 ? -( P r e u s s , 1 9 4 0 ) , b u t Ehmann a n d L o v e r i n g (V967) f o u n d t h e o p p o s i t e . A b u n d a n c e v a l u e s g i v e n i n T a b l e 7 s eem t o i n d i c a t e a d e c r e a s e i n A g t o w a r d s i l i c i c r o c k s , b u t no t r e n d i s e x p r e s s e d f o r Mo a n d H g . d ) R e a d i 1 y a v a i 1 a b l e m e t a l c o n t e n t o f i g n e o u s r o c k s P a r t i a l c h e m i c a l " a t t a c k s u s e d i n r o c k a n a l y s i s v a r y f r o m e x t r a c t i o n by s t r o n g a c i d s ( e . g . a q u a r e g i a ; W a r r e n a n d D e l a v a u l t , i 9 6 0 ) t o e x t r a c t i o n by m i l d r e a g e n t s , s u c h a s ammonium a c e t a t e ( L o y e r i n g , 1 9 4 8 ) . Some o f t h e s e t e c h n i q u e s w e r e d e v i s e d t o m e a s u r e t h e r e a d i l y a v a i l a b l e p o r t i o n o f h e a v y m e t a l s i n r o c k s , f o r u s e i n g e o c h e m i c a l p r o s p e c t i n g . T a u s o n a n d K r a v c h e n k o (1956) u s e d b o i l i n g H C l ( 1 : 5 0 by v o l u m e ) t o l e a c h Pb a n d Z n f r o m g r a n i t i c r o c k s . B y r e p e a t e d b o i l i n g a n d d e c a n t i n g , t h e y w e r e a b l e t o e x t r a c t u p t o 8 0 % a n d 94% o f t h e r e s p e c t i v e Pb a n d Z n c o n t e n t s i n t h o s e r o c k s . A z z a r i a (1959) f o u n d t h a t a m i l d a t t a c k r e l e a s e d 5% o f t h e t o t a l Cu a n d 36% o f t h e t o t a l Z n f r o m a g r a n i t e s a m p l e . 78% o f Cu i n t h i s r o c k was c o n c e n t r a t e d i n f e l d s p a r , w h e r e a s 47% o f Z n , b u t o n l y 5% o f Cu w a s p r e s e n t i n b i o t i t e . R e s u l t s o f many o t h e r i n v e s t i g a t o r s a l s o i n d i c a t e t h a t a t l e a s t some o f t h e h e a v y m e t a l s a r e r e l a t i v e l y r e a d i l y e x t r a c t a b l e i n a c i d s . I t i s u s u a l l y c o n c l u d e d f r o m t h i s k i n d o f e v i d e n c e t h a t m o s t h e a v y m e t a l s i n i g n e o u s r o c k s o c c u r i n a n e x t r a - s i l i c a t e f o r m , a n d a l s o i m p l i c i t l y a s s u m e d t h a t t h e r o c k -f o r m i n g m i n e r a l s a r e i n s o l u b l e o r v e r y s p a r i n g l y s o l u b l e i n a c i d s . H o w e v e r , some l e a c h i n g e x p e r i m e n t s s h o w t h a t e v e n m i l d a t t a c k s c a u s e p a r t i a l s e l e c t i v e d i s s o l u t i o n o f s i l i c a t e s . B r o w n a n d S i 1 v e r (1956) f o u n d t h a t t 'MXHNOj a t r o o m t e m p e r a t u r e d i s s o l v e s 0 . 1 - 0 . 6 % o f g r a n i t i c r o c k s a m p l e s a n d t h e r e s u l t i n g s o l u t 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 A l , F e a n d C a . I t i s a l s o k n o w n t h a t b i o t i t e t r e a t e d w i t h a c i d b e c o m e s p a r t i a l l y o r c o m p l e t e l y b l e a c h e d . T h e r e s u l t s o f S t a r i k a n d L i t v i n a (1958) s h o w t h a t t h e s o l u b i l i t y o f b i o t i t e s - 2 8 -T a b l e l O . L e a d c o n t e n t i n some r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s ( v a l u e s i n p p m ) . M i n e r a l R o c k t y p e N X R a n g e R e f e r e n c e K - f e l d s p a r G r , G d r . 56 66 29-222 R h o d e s , I969 M i c r o c 1 i n e G r , Pg 141 139 30-500 O f t e d a l , 1967 B i o t i t e G r , G d r 94 20 8-54* B r a d s h a w , I967 N o n N— G d r - m i n e r a l i z e d s t o c k s n u m b e r o f s a m p l e s ; - g r a n o d i o r i t e ; Pg o n l y ; r a n g e e s t i m a t e d f r o m g r a p h s . X - a r i t h m e t i c m e a n ; Gr - g r a n i t e ; - p e g m a t i t e . - 2 9 -i n h o t c o n c e n t r a t e d HC1 v a r i e s f r o m n e g l i g i b l e t o 8 5 % , d e p e n d i n g a p p a r e n t l y on t h e s t a t e o f p r e s e r v a t i o n o f t h e s e m i n e r a l s . H o w e v e r , G o n i a n d G u i 1 l e m i n ( I 966 ) c o n c l u d e d f r o m c o m p a r i s o n o f t h e p r o p o r t i o n s o f m a j o r v e r s u s m i n o r e l e m e n t s r e l e a s e d f r o m r o c k s by w e a k a c i d s t h a t m o s t o f m i n o r e l e m e n t s do n o t e n t e r s i l i c a t e l a t t i c e s . A d d i t i o n a l e v i d e n c e on m i n o r e l e m e n t s t a t u s i n r o c k s h a s b e e n o b t a i n e d f r o m m i c r o p r o b e s t u d i e s . R e s u l t s o f G o n i a n d G u i l l e m i n (1966) s h o w t h a t t h e d i s t r i b u t i o n o f some m i n o r e l e m e n t s w i t h i n s i n g l e c r y s t a l s i s i r r e g u l a r a n d r e l a t e d t o t h e n a t u r a l o r a c c i d e n t a l i r r e g u l a r i t i e s , s u c h a s c l e a v a g e a n d m i c r o f r a c t u r e s . 3 . A p p l i e d a s p e c t s o f t h e g e o c h e m i s t r y o f i g n e o u s r o c k s T h e a s s o c i a t i o n o f o r e d e p o s i t s w i t h p a r t i c u l a r r o c k t y p e s i s w e l l k n o w n , b u t t h e g e n e t i c r e l a t i o n s h i p s a r e u s u a l l y d i f f i c u l t t o e s t a b l i s h . C o n s a n g u i n i t y b e t w e e n t h e o r e a n d t h e h o s t r o c k i s w e l l e x p r e s s e d f o r m a f i c a n d u l t r a m a f i c r o c k s i n t h e s e n s e t h a t t h e s e r o c k s c o n t a i n d e p o s i t s o f m e t a l s ( e . g . C r , N i , T i ) w h i c h a r e e n r i c h e d i n s u c h r o c k s t h e m s e l v e s . H o w e v e r , t o w a r d m o r e s i l i c i c r o c k t y p e s g e o c h e m i c a l r e l a t i o n s b e c o m e m o r e c o m p l i c a t e d . I t was e s t a b l i s h e d i n many a r e a s o f t h e w o r l d t h a t g r a n i t e s p r o d u c t i v e i n t i n a r e h i g h e r t h a n n o r m a l i n t h i s m e t a l ( e . g . L i n d g r e n , 1 9 3 3 ) , a n d t h e s a m e -a p p e a r s t o be t r u e f o r t h e c o n s t i t u e n t m i n e r a l s o f s u c h r o c k s ( B r a d s h a w , 19&7 ) . T h u s , i t a p p e a r s t h a t magma b e c a m e i n some way " s p e c i a l i z e d " f o r t i n . , % " S p e c i a l i z a t i o n " o f i n t r u s i o n s i s a common t e r m i n R u s s i a n l i t e r a t u r e , i m p l y i n g t h a t t h e o r e d e p o s i t s o f a c e r t a i n t y p e o r i g i n a t e d f r o m a magma e n r i c h e d i n o r e m e t a l s . - 3 0 -S i m i 1 a r c r i t e r i a h a v e b e e n e s t a b l i s h e d f o r T a i n g r a n i t i c p e g m a t i t e s ( G i n z b u r g , 1 9 5 6 ) . U n f o r t u n a t e l y , t h e a v a i l a b l e e v i d e n c e f o r o t h e r m e t a l s , s u c h a s C u , Z n , A g , Pb a n d M o , d o e s n o t i n d i c a t e s u c h r e g u l a r i t y . A s K r a u s k o p f p o i n t e d o u t ( 1 9 6 7 , p . 1 2 ) , t h e g e o c h e m i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a n o r e d e p o s i t a n d t h e e n c l o s i n g r o c k may be e x p e c t e d t o be e x p r e s s e d i n e i t h e r o f t h e s e t w o w a y s : (1) O r e d e p o s i t w a s f o r m e d f r o m a magma o r i g i n a l l y h i g h i n o r e m e t a l ( s ) . T h u s , t h e a s s o c i a t e d i g n e o u s b o d y as a w h o l e o r i n p a r t s may s t i l l h a v e a r e s i d u a l e n r i c h m e n t i n s u c h c o m p o n e n t s . (2) O r e d e p o s i t i s a p r o d u c t o f a magma n o r m a l i n i t s o r e m e t a l c o n t e n t a n d t h e r e f o r e t h e o r e - f o r m i n g p r o c e s s e s a r e b o u n d t o p r o d u c e a d e p l e t i o n o f h o s t r o c k i n t h e s e m e t a l s . T h e d i s p e r s i o n p a t t e r n s s o u g h t e i t h e r i n t h e w h o l e - r o c k o r i n i t s c o n s t i t u e n t m i n e r a l s f a l l i n t o t w o b r o a d c a t e g o r i e s : (1) R e g i o n a l p a t t e r n s , o f t e n p r e d o m i n a n t l y s y n g e n e t i c . (2) L o c a l e p i g e n e t i c p a t t e r n s r e l a t e d d i r e c t l y t o m i n e r a l i z a t i o n ( d i s p e r s i o n h a l o e s ) . D i s t i n c t i o n b e t w e e n t h e s e t w o g r o u p s i s n o t a l w a y s c l e a r due e i t h e r t o t h e a p p r o a c h a d o p t e d i n t h e s t u d y o r t o t h e l i m i t e d n u m b e r o f d a t a . F o r e x a m p l e , i f t h e r o c k s o f a n i g n e o u s b o d y a r e f o u n d t o c o n t a i n h i g h e r t h a n a v e r a g e c o n t e n t o f a m e t a l , i t may be i n t e r p r e t e d i n s e v e r a l w a y s , n a m e l y : ( 1 ) I n t r u s i v e b o d y i s s y n g e n e t i c a l l y e n r i c h e d ( " s p e c i a l i z e d " ) i n t h a t m e t a l . (2 ) M i n e r a l i z a t i o n i n t h e a r e a i n v e s t i g a t e d i s s o w i d e s p r e a d t h a t a s i g n i f i c a n t n u m b e r o f s a m p l e s h a v e b e e n t a k e n f r o m t h e l o c a l e p i g e n e t i c d i s p e r s i o n h a l o e s . (3) S a m p l i n g p a t t e r n i s b i a s e d i n t h e s e n s e t h a t c o m p a r a t i v e l y h i g h -31-n u m b e r o f s a m p l e s have»Hbeen t a k e n f r o m t h e v i c i n i t y o f k n o w n m i n e r a l i z a t i o n ( t h i s i s o f t e n d i c t a t e d by t h e d i s t r i b u t i o n o f e x p o s u r e s ) . I t i s o f i n t e r e s t t o r e v i e w some r e s u l t s o f s t u d i e s a i m e d a t e s t a b l i s h i n g p o s s i b l e g e o c h e m i c a l d i f f e r e n c e s among m i n e r a l i z e d a n d n o n - m i n e r a l i z e d i n t r u s i o n s . S e l e c t e d d a t a o f t h i s k i n d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 11. R e s u l t s o f B r a d s h a w ( 1 9 6 / ) , i n d i c a t e t h a t t h e f e l d s p a r s i n m i n e r a l i z e d B r i t i s h g r a n i t e s a r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n S n , Pb a n d Z n t h a n t h e same m i n e r a l s i n n o n - p r o d u c t i v e s t o c k s . A s i m i l a r r e l a t i o n s h i p w a s f o u n d f o r S n a n d Pb i n b i o t i t e s . No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e f o r Cu w a s e s t a b l i s h e d i n any o f t h e m i n e r a l s a n a l y s e d ( T a b l e 11). T h e d a t a o f W a r r e n a n d D e l a v a u l t (1960)a1so i n d i c a t e t h a t a t l e a s t i n some a r e a s t h e o r e p o t e n t i a l a p p e a r s t o be r e f l e c t e d i n t h e h o s t i n t r u s i o n . P a r r y a n d N a c k o w s k i (19&3) f o u n d t h a t Cu i n b i o t i t e s f r o m B a s i n a n d R a n g e q u a r t z m o n z o n i t e s s h o w s a p o s i t i v e c o r r e l a t i o n w i t h t h e c o p p e r p r o d u c t i v i t y o f d i f f e r e n t s t o c k s i n t h e s t u d y a r e a . H o w e v e r , some a v e r a g e s g i v e n f o r m i n e r a l i z e d d i s t r i c t s a r e s t r o n g l y i n f l u e n c e d by a n u m b e r o f e x t r e m e l y r i c h b i o t i t e s a m p l e s t a k e n f r o m t h e o p e n p i t s o f c o p p e r m i n e s . T h e r e f o r e , i t i s d i f f i c u l t t o d e c i d e w h e t h e r t h e r e s u l t s r e p r e s e n t l o c a l o r r e g i o n a l p a t t e r n s . L e a d i n t h e same b i o t i t e s d i d n o t s h o w any r e g u l a r i t y , w h e r e a s z i n c a p p e a r s t o be h i g h e r i n Z n - n e g a t i v e t h a n i n Z n - p r o d u c t i v e a r e a s . A l - H a s h i m i a n d B r o w n l o w (-1970) r e p 6 r t e d r e l a t i v e l y h i g h c o p p e r c o n t e n t s o f b i o t i t e s f r o m t h e B o u l d e r b a t h o l i t h , M o n t a n a . P a r t i c u l a r l y h i g h w e r e t h e s a m p l e s t a k e n f r o m t h e c o p p e r - p r o d u c t i v e B u t t e Q u a r t z M o n z o n i t e ( T a b l e 11). - 3 2 -" T a b l e 1 1 . H e a v y m e t a l s i n some p r o d u c t i v e a n d n o n - p r o d u c t i v e g r a n i t i c i n t r u s i o n s ( v a l u e s i n p p m ) . N o n - p r o d u c t N X •* i v e R a n g e N P r o d u c t i v e X R a n g e R e f e r e n c e B i o t i t e 94 55 Cu 22 12-55 23 9-75 B r a d s h a w , 1967 Z n 300 240-480 350 200-650 Pb 20 8-54 31 12-82 S n 1 1 ' 3-30 44 25-85 Cu 61 700 6-4395 A l - H a s h i m i a n d B r o w n l o w , 1970 F e l d s p a r .94 55 B r a d s h a w , I967 Cu 30 14-65 25 IO-65 Z n 6 2-15 14 4-45 Pb 101 70-l6o 154 72-360 S n 15 5-50 29 I I -85 G r a n i t i c r o c k s 32 28 Cu 2** 0 .5-12 26 3-120 W a r r e n a n d Z n * * 39 14-136 ** 114 35-200 D e l a v a u l t , i 9 6 0 o r w i t h v e r y s m a l l p r o d u c t i o n c a l c u l a t e d f r o m a v e r a g e s g i v e n f o r d i f f e r e n t a r e a s N - n u m b e r o f s a m p l e s ; X - a r i t h m e t i c m e a n . - 3 3 -CHAPTER I V : TECHNIQUES OF THE PRESENT STUDY 1. S a m p ! i n g M o s t o f t h e s p e c i m e n s s t u d i e d h a v e b e e n c o l l e c t e d f o r t h e p u r p o s e o f g e o l o g i c m a p p i n g a n d i s o t o p i c d a t i n g by K. N o r t h c o t e ( 1 9 6 9 ) ' T h e y w e r e f r e s h a n d w e l l s u i t e d f o r i n v e s t i g a t i o n o f r e g i o n a l r a t h e r t h a n l o c a l g e o -c h e m i c a l p a t t e r n s . S p e c i m e n s t a k e n f r o m t h e v i c i n i t y o f k n o w n o r e d e p o s i t s w e r e i n c l u d e d i n t h e p r e s e n t s t u d y o n l y w h e n f r e e o f a n y s i g n s o f a l t e r a t i o n . R o c k s a m p l e s w e i g h e d 3 0 0 - 4 0 0 g e a c h w i t h e x c e p t i o n o f t h o s e c o l l e c t e d f o r i s o t o p i c d a t i n g a n d m i n e r a l s e p a r a t i o n w h i c h w e i g h e d 5 k g o r m o r e . B e d r o c k e x p o s u r e s " i n t h e s t u d y a r e a , a l t h o u g h n o t v e r y n u m e r o u s , made a r e l a t i v e l y u n i f o r m d i s t r i b u t i o n o f s a m p l e s i t e s p o s s i b l e . 2 . S a m p l e p r e p a r a t i o n R o c k s a m p l e s w e r e w a s h e d a n d t h e n b r o k e n by hammer i n t o p i e c e s s u i t a b l e f o r f e e d i n g i n t o a B i c o " C h i p m u n k " j a w c r u s h e r . A s m a l l p i e c e o f e v e r y s a m p l e w a s r e s e r v e d f o r r e f e r e n c e . C r u s h e d m a t e r i a l w a s p a s s e d t h r o u g h a . c e r a m i c r o t a r y g r i n d e r w h i c h r e d u c e d i t t o p a r t i c l e s s m a l l e r t h a n 2 mm. A s u b - s a m p l e o f t h i s m a t e r i a l , w e i g h i n g 15-20 g , was f u r t h e r p r o c e s s e d by g r i n d i n g i n a h i g h - s p e e d c e r a m i c b a l l - m i l l . T h e r e s u l t i n g p o w d e r w a s u s u a l l y f i n e r t h a t 80 m e s h ; i n some c a s e s g r i n d i n g h a d t o be r e p e a t e d t o p u l v e r i z e t h e c o a r s e r g r a i n s . - 3 4 -3• M i n e r a l s e p a r a t i o n M i n e r a l s e p a r a t i o n was p e r f o r m e d on t h e - 1 0 0 + 140 mesh f r a c t i o n s o b t a i n e d by s i e v i n g t h e c o a r s e m a t e r i a l f r o m t h e c e r a m i c g r i n d e r . A f t e r s e p a r a t i o n o f m a g n e t i t e by a h a n d m a g n e t , t h e r e m a i n i n g m a t e r i a l was p a s s e d t h r o u g h a F r a n t z i s o d y n a m i c s e p a r a t o r . I t w a s p o s s i b l e i n t h i s way t o s e p a r a t e b i o t i t e a n d a f r a c t i o n c o m p o s e d c h i e f l y o f f e l d s p a r a n d q u a r t z , b u t a s a t i s f a c t o r y s e p a r a t i o n o f h o r n b l e n d e was a c h i e v e d o n l y i n a f e w c a s e s . A d d i t i o n a l p u r i f i c a t i o n w a s d o n e i n b r o m o f o r m a n d u n d e r t h e b i n o c u l a r m i c r o s c o p e u n t i l a p u r i t y o f a b o u t 9 0 - 9 5 % w a s o b t a i n e d . A n u m b e r o f b i o t i t e s e p a r a t e s w e r e a v a i l a b l e f r o m N o r t h c o t e ' s c o l l e c t i o n u s e d f o r i s o t o p i c d a t i n g . S u l p h i d e s w e r e s e p a r a t e d by f l o t a t i o n i n a c e l l s u i t a b l e f o r h a n d l i n g 5 0 0 g o f m a t e r i a l a t a t i m e . V e r y l a r g e s a m p l e s u s e d f o r t h i s k i n d o f s e p a r a t i o n w e r e g r o u n d a n d p a s s e d t h r o u g h a s e t o f s t a i n l e s s s t e e l s i e v e s t o o b t a i n -65+100 m e s h , - 1 0 0 + 1 4 0 m e s h a n d - 1 4 0 + 2 0 0 mesh s i z e f r a c t i o n s . B e s t s e p a r a t i o n was a c h i e v e d on s i z e f r a c t i o n s f i n e r t h a n 100 m e s h . G e n e r a l l y , s e p a r a t e s w e r e s m a l l i n a m o u n t a n d c o n s i s t e d m o s t l y o f b i o t i t e r i c h i n s u l p h i d e i n c l u s i o n s r a t h e r t h a n s e p a r a t e s u l p h i d e g r a i n s . F l o t a t i o n w a s p e r f o r m e d u s i n g t h e f o l l o w i n g t e c h n i q u e : A f l o t a t i o n c e l l c o n t a i n i n g 5 0 0 g o f m a t e r i a l i s f i l l e d w i t h w a t e r t o a b o u t 3/4 c a p a c i t y , a n d t h e a i r f l o w a d j u s t e d t o k e e p m o s t o f t h e m a t e r i a l i n s u s p e n s i o n . A p p r o x i m a t e l y 0.5 g o f p o t a s s i u m e t h y l x a n t h a t e i s a d d e d a s c o l l e c t o r f o l l o w e d by 2 - 3 d r o p s o f . M IBC ( m e t h y l i s o - b u t y l c a r b a m a t e ) a s f r o t h e r . A f t e r t h e s e p a r a t i o n i s c o m p l e t e d , w h i c h u s u a l l y t a k e s 2 0 - 3 0 m i n u t e s , t h e f l o a t i s r e m o v e d , w a s h e d s e v e r a l t i m e s w i t h d e i o n i z e d w a t e r a n d d r i e d . - 3 5 -k. A n a l y t i c a l m e t h o d s D e c o m p o s i t i o n o f t h e w h o l e - r o c k s a m p l e s a n d s e l e c t e d m i n e r a l s e p a r a t e s was p e r f o r m e d u s i n g t h e f o l l o w i n g t e c h n i q u e s ( a n a l y t i c a l d e t a i l s c a n be f o u n d i n A p p e n d i x I ) : 1 . A q u a r e g i a e x t r a c t i o n . T h i s a t t a c k was u s e d on a l l r o c k s a m p l e s a n d some o f m i n e r a l s e p a r a t e s . 2 . H y d r o f l u o r i c - p e r c h l o r i c a c i d a t t a c k . D e c o m p o s i t i o n by t h i s a t t a c k was u s e d i n d e t e r m i n a t i o n o f t o t a l c o n t e n t s o f C u , Z n , Mg a n d F e i n s e l e c t e d s a m p l e s . 3 . P y r o s u l f a t e f u s i o n . T h i s t e c h n i q u e w a s a p p l i e d o n l y a t a n i n i t i a l s t a g e o f s e l e c t i n g t h e m o s t a p p r o p r i a t e m e t h o d o f a t t a c k f o r r o u t i n e r o c k a n a l y s i s . k. C o m b u s t i o n . T h i s t e c h n i q u e was a p p l i e d t o r e l e a s e s u l p h u r f r o m r o c k s . E s t i m a t i o n o f c o n t e n t s was made b y : 1. A t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y . M o s t d e t e r m i n a t i o n s o f C u , Z n , P b , A g , M o , Mg a n d Fe w e r e made by t h i s m e t h o d . M e r c u r y was d e t e r m i n e d by a f l a m e l e s s a t o m i c a b s o r p t i o n t e c h n i q u e . 2 . I o d i n e t i t r i m e t r y was u s e d t o d e t e r m i n e s u l p h u r i n r o c k s a n d m i n e r a l s e p a r a t e s . 3 . E m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y . T h i s m e t h o d was u s e d i n a n a l y s i s o f m i n e r a l s e p a r a t e s a n d s e l e c t e d r o c k s p e c i m e n s ( s e e a n a l y t i c a l d e t a i l s g i v e n i n A p p e n d i x I ) . C o u r t e s y o f B a r r i n g e r R e s e a r c h L t d . , R e x d a l e , O n t a r i o . ( S e e a l s o A c k n o w l e d g e m e n t s ) . - 3 6 -k. A n a l y s i s f o r m a j o r e l e m e n t s . S e l e c t e d r o c k s p e c i m e n s w e r e a n a l y s e d f o r m a j o r e l e m e n t s u s i n g q u i c k i n s t r u m e n t a l m e t h o d s ( a f t e r S h a p i r o , 1967) o r c l a s s i c a l g r a v i m e t r i c a n d c o l o u r i m e t r i c p r o c e d u r e s ( a f t e r •IrM-H i l l e b r a n d e t a l . , 1 9 5 5 ) . 5. P r e c i s i o n a n d a c c u r a c y o f a n a l y s i s P r e c i s i o n ( r e p r o d u c i b i l i t y ) i n g e o c h e m i s t r y i s u s u a l l y d e t e r m i n e d by r e p l i c a t e a n a l y s i s o f s a m p l e s a n d e x p r e s s e d a s c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n s i n p e r c e n t ( C ) : C = 100 x s/X (1) w h e r e s i s s t a n d a r d d e v i a t i o n a n d X a r i t h m e t i c mean o f r e p l i c a t e s . F o r m u l a (1) g i v e s t h e p r e c i s i o n a t 6 6 . 6 % c o n f i d e n c e l e v e l , i . e . 1/3 o f o b s e r v a t i o n s f a l l o u t s i d e t h e p r e c i s i o n i n t e r v a l d e t e r m i n e d . A m o r e r e l i a b l e e s t i m a t e o f p r e c i s i o n i s o b t a i n e d by t a k i n g 2s as b a s i s o f c a l c u l a t i o n w h i c h g i v e s t h e c o n f i d e n c e l e v e l o f 9 5 % . T h e d e s c r i b e d d e t e r m i n a t i o n o f p r e c i s i o n s u f f e r s f r o m some d i s a d v a n t a g e s , n a m e l y : (1) I t d o e s n o t g i v e a m e a s u r e o f d i s c r i m i n a t i o n o b t a i n e d b e t w e e n t w o o r m o r e c o n c e n t r a t i o n l e v e l s . (2 ) P r e c i s i o n d e r i v e d f r o m r e p l i c a t e a n a l y s i s o f one s a m p l e , b e s i d e b e i n g o p e n t o a n a l y t i c a l b i a s , i s n o t s u f f i c i e n t t o d e s c r i b e r e p r o d u c i b i l i t y a c h i e v e d o v e r a r a n g e o f c o n t e n t s . T h e f i r s t p o i n t h a s a p a r t i c u l a r s i g n i f i c a n c e i n e x p l o r a t i o n g e o c h e m i s t r y w h e r e i t i s e s s e n t i a l t o d e t e r m i n e w h e t h e r t w o s a m p l e s o r g r o u p s o f s a m p l e s r e a l l y d i f f e r i n some c o n s t i t u e n t , a n d i f t h e y d o , how b i g t h e d i f f e r e n c e i s . * * C o u r t e s y o f C o m i n c o L t d . , T r a i l , B . C . * * * C o u r t e s y o f D e p a r t m e n t o f 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 , V i c t o r i a , B . C . - 3 7 -A m o r e r e l i a b l e e s t i m a t e o f p r e c i s i o n a n d r e l a t e d p a r a m e t e r s c a n be o b t a i n e d by t h e m e t h o d o f s t a t i s t i c a l s e r i e s ( C r a v e n , 1953)' T h i s t r e a t -m e n t r e q u i r e s t w o l a r g e s a m p l e s , one o f w h i c h i s r e l a t i v e l y h i g h a n d t h e o t h e r r e l a t i v e l y l o w i n t h e r e q u i r e d c o n s t i t u e n t . T h e s e e n d m e m b e r s a r e p u l v e r i z e d a n d m i x e d , i n d i f f e r e n t s i m p l e p r o p o r t i o n s s o t h a t a s e r i e s o f 10 o r 11 s a m p l e s i s o b t a i n e d . W e l l h o m o g e n i z e d m i x t u r e s a n d t h e e n d m e m b e r s a r e t h e n a n a l y s e d r e s u l t i n g i n a s e t o f 12 o r 13 v a l u e s ( " l o w " a n d " h i g h " s a m p l e s a r e u s u a l l y a n a l y s e d t w i c e e a c h ) . A n a l y t i c a l v a l u e s ( A ) s h o u l d i n c r e a s e w i t h t h e p e r c e n t a g e o f " h i g h " e n d member i n m i x t u r e s (H%) . T h e s i m p l e s t way o f e s t i m a t i n g p r e c i s i o n f r o m t h e s e d a t a i s t o p e r f o r m t h e l i n e a r r e g r e s s i o n o f A a g a i n s t H % , w h i c h g i v e s t h e f o l l o w i n g p a r a m e t e r s : - o 1. S t a n d a r d e r r o r o f A = ( A - A ) x l/N-2 2. H - e s t i m a t e o f t h e " h i g h " e n d member 3. L - e s t i m a t e o f t h e " l o w " e n d member k. ( H - L ) - c o n t r a s t ( m e a s u r e o f t h e s l o p e o f r e g r e s s i o n l i n e ) 5. X = (H-L)/2 - e s t i m a t e o f t h e mean c o n t e n t i n t h e s e r i e s . A i n t h e e x p r e s s i o n f o r s t a n d a r d e r r o r s t a n d s f o r e s t i m a t e s o f a n a l y t i c a l v a l u e s a s d e f i n e d by t h e r e g r e s s i o n l i n e . S i n c e t h e s t a n d a r d e r r o r o f A m e a s u r e s t h e s c a t t e r o f v a l u e s a r o u n d t h e r e g r e s s i o n l i n e , t h e mean p r e c i s i o n a t 95% c o n f i d e n c e l e v e l i s - e x p r e s s e d a s : 2C = s . e . ( A ) x 200/X (2) A g r a p h i c a l e x a m p l e o f t h e t r e a t m e n t d e s c r i b e d i s g i v e n i n F i g u r e 3. T h e c o n t r a s t (H-L" v a l u e ) i s a n i m p o r t a n t p a r a m e t e r i n d i c a t i n g t h e d e g r e e o f d i s c r i m i n a t i o n b e t w e e n t h e l o w a n d h i g h c o n c e n t r a t i o n l e v e l s . I t s h o u l d b e k e p t i n m i n d t h a t H a n d L a r e t h e b e s t v a l u e s f o r e n d m e m b e r s o f t h e s e r i e s b e c a u s e a l l a n a l y t i c a l v a l u e s p a r t i c i p a t e d i n t h e i r d e t e r m i n a t i o n F i g u r e 3 . A q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e c o p p e r i n t h e s t a t i s t i c a l s e r i e s o f b a t h o l i t h i c r o c k s D o t s : a n a l y t i c a l v a l u e s ; C i r c l e s : e s t i m a t e s -39-t h r o u g h l i n e a r r e g r e s s i o n ( F i g . 3)-I n o r d e r t o r e d u c e t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n e r r o r a t h i g h a n d l o w c o n c e n t r a t i o n s , i t i s o f t e n a d v i s a b l e t o u s e t h e m e t h o d o f s t a t i s t i c a l s e r i e s on l o g g e d d a t a ( S t e r n , 1955) • ' H o w e v e r , t h i s t r e a t m e n t d o e s n o t c h a n g e s i g n i f i c a n t l y t h e r e s u l t s w h e n t h e r a n g e o f v a l u e s i n t h e s e r i e s i s m o d e r a t e , w h i c h i s t h e c a s e i n t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n . A s t a t i s t i c a l s e r i e s f o r r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h w a s p r e p a r e d by m i x i n g t w o q u a r t z d i o r i t e s d i f f e r i n g i n b o t h Cu a n d Z n c o n t e n t (','1 ow "member was t h e s a m p l e N o . 64-l86a, a n d " h i g h " member t h e s a m p l e N o . 63-I3). T h e s t a t i s t i c a l s e r i e s p r e p a r e d was u s e d t o c o m p a r e t h e g e n e r a l p e r f o r m a n c e o f s e v e r a l m e t h o d s o f s a m p l e d e c o m p o s i t i o n . T h e r e s u l t s o b t a i n e d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 12. P r e c i s i o n a c h i e v e d by a q u a r e g i a e x t r a c t i o n ( A R e x ) i s c o n s i d e r a b l y b e t t e r c o m p a r e d w i t h t h e o t h e r t w o a t t a c k s , w h i c h may be r e l a t e d t o t h e r e l a t i v e l y l o w c o n c e n t r a t i o n o f m a j o r e l e m e n t s i n a q u a r e g i a e x t r a c t s r e s u l t -i n g i n r e d u c e d a t o m i c a b s o r p t i o n i n t e r f e r e n c e s . A q u a r e g i a e x t r a c t i o n g i v e s a h i g h e r c o n t r a s t t h a n p y r o s u l f a t e f u s i o n ( P S f ) p r o b a b l y b e c a u s e t h e a c i d e x t r a c t s m o r e Cu a t h i g h e r c o n c e n t r a -t i o n s a n d l e s s a t l o w e r r e l a t i v e t o t h e f u s i o n . T h i s i s b e l i e v e d t o r e f l e c t t h e f o r m o f c o p p e r i n r o c k s a n a l y s e d , t h e m e t a l a t l o w c o n c e n t r a t i o n s b e i n g t i e d m a i n l y i n s i l i c a t e l a t t i c e s w h i c h a r e m o r e v u l n e r a b l e t o a n a t t a c k by f u s i o n t h a n by l e a c h i n g . W i t h i n c r e a s i n g c o p p e r c o n t e n t m o s t o f t h i s m e t a l b e c o m e s b o u n d i n a f o r m w h i c h i s r e a d i l y e x t r a c t a b l e i n a s t r o n g o x y d i z i n g a c i d . E x t r a c t i o n o f Z n i s c o n s i d e r a b l y l o w e r c o m p a r e d t o C u , p a r t i c u l a r l y a t l o w e r c o n c e n t r a t i o n s . U n l i k e C u , a b e t t e r c o n t r a s t f o r z i n c i s a c h i e v e d by p y r o s u l p h a t e f u s i o n t h a n by a q u a r e g i a e x t r a c t i o n . T h e s e d i f f e r e n c e s i n d i c a t e t h a t t h e t w o m e t a l s d i f f e r i n t h e i r f o r m o f o c c u r r e n c e i n t h e i n t r u s i v e r o c k s s t u d i e d . I t i s k n o w n t h a t Cu o f t e n o c c u r s i n i g n e o u s r o c k s a s s u l p h i d e , w h e r e a s z i n c t e n d s t o a c c u m u l a t e i n f e r r o m a g n e s i a n s i l i c a t e s a n d m a g n e t i t e , b u t i s r a r e l y o b s e r v e d i n s u c h r o c k s a s s u l p h i d e . P r e c i s i o n o b t a i n e d f o r o t h e r e l e m e n t s i s g i v e n i n T a b l e s 13 a n d 1 4 , M o s t o f t h e v a l u e s g i v e n w e r e d e r i v e d f r o m r e p l i c a t e a n a l y s e s . R e s u l t s g i v e n i n T a b l e 12 s h o w t h a t i n p r e c i s i o n a n d d i s c r i m i n a t i o n b e t w e e n d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o f Cu a n d Z n a q u a r e g i a e x t r a c t i o n c o m p a r e s v e r y f a v o u r a b l y w i t h o t h e r m e t h o d s o f a t t a c k . A n a d d i t i o n a l a d v a n t a g e i s t h e r e l a t i v e s p e e d o f o p e r a t i o n w h i c h i s i m p o r t a n t w h e n d e a l i n g w i t h a l a r g e n u m b e r o f s a m p l e s . F o r t h e s e r e a s o n s a q u a r e g i a was a d o p t e d f o r r o u t i n e d e t e r m i n a t i o n o f Cu a n d Z n i n t h e r o c k s i n v e s t i g a t e d . V a l u e s f o r p r e c i s i o n g i v e n i n T a b l e 14 a p p l y t o r o c k s a n d may be d i f f e r e n t f o r m i n e r a l s e p a r a t e s , p a r t i c u l a r l y m a g n e t i t e a n d s u l p h i d e s . H o w e v e r , r e s u l t s o b t a i n e d on 11 m i n e r a l s e p a r a t e s o f b i o t i t e , f e l d s p a r - p l u s -q u a r t z , h o r n b l e n d e a n d m a g n e t i t e w h i c h w e r e a n a l y s e d i n d u p l i c a t e i n d i c a t e a v e r a g e p r e c i s i o n s c l o s e t o t h o s e d e r i v e d f r o m w h o l e r o c k a n a l y s i s . A c c u r a c y o f d e t e r m i n a t i o n s o f t o t a l c o n t e n t s c a n be a s s e s s e d by c o m p a r i n g t h e r e s u l t s o b t a i n e d on s t a n d a r d r o c k s w i t h r e c o m m e n d e d v a l u e s f o r t h e s e r o c k s r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e . I t i s a l s o o f i n t e r e s t t o c o m p a r e r e s u l t s o b t a i n e d on some r o c k s f r o m t h e s t u d y a r e a , s e l e c t e d as r e f e r e n c e s a m p l e s , u s i n g d i f f e r e n t a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s . T h e s e d a t a , s u m m a r i z e d i n T a b l e 15, s h o w a n e x c e l l e n t a g r e e m e n t o f Cu c o n t e n t f o u n d i n s t a n d a r d r o c k s w i t h r e c o m m e n d e d v a l u e s . Some d i s c r e p a n c i e s o b s e r v e d i n r e s u l t s f o r Z n may be a r e s u l t o f v a r i a t i o n s i n m a t r i x o f s t a n d a r d r o c k s w h i c h c o u l d h a v e a f f e c t e d r e a d i n g s o f a t o m i c a b s o r p t i o n . Z n d e t e r m i n a t i o n s a l s o i n d i c a t e t h a t -41-Table 12. Performance of s e l e c t ed sample a t tacks on s t a t i s t i c a l s e r i e s of rocks from Guichon Creek b a t h o l i t h . A t t a ck 2 C ( % ) Contrast H(ppm) exH(%) L(%) exL(%) (H-L) Cu HF-HCIO^ 36 78 100 100 22 100 ARex 9 71 88 88 17 73 PSf 25 62 8 4 8 4 22 100 Zn HF-HC10i 22 4 56 87 100 31 100 ARex 9 52 71 82 19 62 PSf 16 62 76 87 14 4 7 exH - p ropo r t i on of metal ex t r a c t ed from H exL - p r o p o r t i o n of metal ex t r a c t ed from L (Amount ex t r a c t ed by HF-HC10. a t t ack i s taken as 1 0 0 % ) . A l l f i g u r e s are rounded to whole numbers. -42-T a b l e 13- A n a l y t i c a l p r e c i s i o n f o r m a j o r c o n s t i t u e n t s ( i n % a t 95% c o n f i d e n c e l e v e l ) . C o n s t i t u e n t A t t a c k P r e c i s i o n M e t h o d a n d r e a g e n t S i 0 2 L i - m e t a b o r a t e f u s i on 2.4 SPM - m o l y b d e n u m b l u e A 1 2 0 ^ Do 7 . 6 SPM - a l i z a r i n r e d - S T i 0 2 Do 13 .2 SPM - t i r o n Fe Do 2 . 6 SPM - o r t h o p h e n a n t r o l i n e MgO Do 3 .2 AAS CaO Do 1 2 . 6 AAS N a 2 0 Do 4 . 6 AAS K 2 p Do 6.4 AAS H 2 0 I g n i t i on 18 .0 G r a v i m e t r y ( P e n f i e l d m e t h o d ) F e H C I O ^ - HF 1 5 . 6 * AAS ( l o w s e n s i t i v i t y l i n e ) Mg H C I O ^ - HF „ * * 12 .5 AAS ( l o w s e n s i t i v i t y l i n e ) MgO * * * 18.1 * F r o m s t a t i s t i c a l s e r i e s f o r 1.3 - 3 .6% c o n c e n t r a t i o n r a n g e . F r o m s t a t i s t i c a l s e r i e s f o r 0 . 7 - 1.7% c o n c e n t r a t i o n r a n g e . F r o m 13 r e p l i c a t e s ; a n a l y s e s by L . M e s , Q u e e n ' s U n i v e r s i t y , K i n g s t o n , O n t a r i o . SPM - s p e c t r o p h o t o m e t r y , AAS - a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y , ES - e m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y . P r e c i s i o n f o r t h e f i r s t 9 c o n s t i t u e n t s r e f e r t o t h e a n a l y s e s p e r f o r m e d by C o m i n c o L t d . , T r a i l , B . C . - 4 3 -T a b l e 1 4 . A n a l y t i c a l p r e c i s i o n f o r m i n o r c o n s t i t u e n t s ( i n % a t 95% c o n f i d e n c e l e v e l ) . C o n s t i t u e n t A t t a c k P r e c i s i o n C o n c e n t r a t i o n l e v e l , ppm M e t h o d Cu A q u a r e g i a 9.5 17-88 AAS Z n D o 8.8 19-71 AAS S C o m b u s t i on 27.2 4 0 0 I o d o m e t r y S Do 30.4 100 Do Cu A r c i ng 58.2 2 4 ES Cu Do 29.0 88 ES Z n Do 20.4 25 ES Mn Do 25.6 700 ES T i Do 22.0 3000 ES Ga Do 2 6 . 6 14 ES V Do 30.2 86 ES Z r D o 51.8 92 ES N i Do 19.0 25 ES C o Do 1 4 . 0 9 ES B a D o 28.2 760 ES B Do 14 .6 70 ES C r Do 8.2 4 ES S c Do 38.4 27 ES Hg C o n i b u s t i on 20.0 u n k n o w n A A S * S p e c i a l t e c h n i q u e ; d a t a p r o v i d e d by P . M . D . B r a d s h a w o f B a r r i n g e r R e s e a r c h , R e x d a l e , O n t a r i o . ES - e m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y ; AAS - a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y . _44-T a b l e 15» S e l e c t e d m i n o r e l e m e n t s i n s t a n d a r d r o c k s a n d r e f e r e n c e s a m p l e s . V a l u e s i n ppm (Hg i n p p b ) . M e t h o d S t a GSP-1 n d a r W-1 d r 0 G-2 c k s SR-1 R e f e r e n c e 64-186a . r o c k s 63-13 Cu H F - H C I O / , , AAS 35(3) 107(3) 11(3) - 23(2) 110(2) Cu RV 35 110 11 23 Cu ES - - - 2k 24(6) 88(7) Zr i H F - H C I O , , AAS 96 72 94 - 32(2) 88(2) Z n RV 82 75 Z n ES - - - - 25(6) 66(7) S C o m b u s t i on - t i t r i m e t r i c - - - 440(5) - -S RV 440(13) Hg AAS - 169 - -Hg RV 110 RV - r e c o m m e n d e d v a l u e s ( F l e i s c h e r , 1 9 6 9 ; F l a n a g a n , I 9 6 9 ) N u m b e r s i n p a r e n t h e s e s r e f e r t o n u m b e r o f r e p l i c a t e s . ES - E m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y AAS - A t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y - 4 5 -s p e c t r o g r a p h i c r e s u l t s t e n d t o be l o w e r c o m p a r e d t o t h o s e o b t a i n e d by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y . A c c u r a c y o f m e r c u r y d e t e r m i n a t i o n s i s d i f f i c u l t t o e s t i m a t e d u e t o t h e l a c k o f s u i t a b l e s t a n d a r d s . A g r e e m e n t w i t h Hg c o n t e n t i n r e f e r e n c e s a m p l e s a s d e t e r m i n e d by a c c u r a t e m e t h o d s s u c h a s n e u t r o n a c t i v a t i o n o r n u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e h a s n o r m a l l y b e e n + 2 5 % ( P . M . D . B r a d s h a w , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) . H o w e v e r , i f t h e v a l u e o f 1 1 0 p p b i n W-1 s t a n d a r d r o c k i s t a k e n a s c l o s e s t t o t h e t r u e c o n t e n t , t h e r e s u l t s o b t a i n e d by t h e a t o m i c a b s o r p t i o n t e c h n i q u e e m p l o y e d may be r e l a t i v e l y h i g h . T h e p r e c i s i o n o f Cu a n d Z n a n a l y s e s i s b e t t e r by a q u a r e g i a - A A S m e t h o d t h a n by s p e c t r o g r a p h y ( T a b l e 1 5 ) • S p e c t r o g r a p h i c r e p r o d u c i b i l i t y i s g e n e r a l l y w i t h i n l i m i t s o f s e m i q u a n t i t a t i v e m e t h o d s , a l t h o u g h i t i s r a t h e r p o o r f o r Cu a t 2 4 ppm l e v e l a n d Z n a t 6 6 ppm l e v e l . I t s h o u l d be k e p t i n m i n d t h a t t h e p r e c i s i o n i n T a b l e 1 5 was c a l c u l a t e d on t h e b a s i s o f t w o s t a n d a r d d e v i a t i o n s a n d t h e r e f o r e i s n o t d i r e c t l y c o m p a r a b l e t o d a t a i n l i t e r a t u r e w h i c h a r e c o m m o n l y b a s e d on one s t a n d a r d d e v i a t i o n . 6 . S o l u b i l i t y o f Cu a n d Z n i n a q u a r e g i a I n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e e x t e n t o f e x t r a c t i o n o f Cu a n d Z n by a q u a r e g i a , a n u m b e r o f s a m p l e s w e r e d e c o m p o s e d b o t h by t h i s t y p e o f e x t r a c t i o n a n d by H F - H C 1 0 ^ a t t a c k . T h e l a t t e r i s b e l i e v e d t o be c a p a b l e o f c o m p l e t e r e l e a s e o f m e t a l f r o m r o c k s , a n d t h e m e t a l c o n t e n t i n r e s u l t i n g s o l u t i o n s i s r e f e r r e d t o as t o t a l Cu a n d t o t a l Z n . F o r t h e p u r p o s e o f d i v i d i n g d a t a i n t o c o n c e n t r a t i o n i n t e r v a l s , g r o u p i n g w a s s e l e c t e d t o c o r r e s p o n d r o u g h l y t o p r o m i n e n t b r e a k s i n t h e c u m u l a t i v e f r e q u e n c y c u r v e s f o r Cu a n d Z n . ( F i g . 8 a n d 1 1 ) . H a v i n g i n m i n d t h e r e s p e c t i v e t y p e o f d i s t r i b u t i o n , a v e r a g e s a r e g i v e n a s : g e o m e t r i c mean f o r Cu a n d a r i t h m e t i c mean f o r Z n . ( F r e q u e n c y - 4 6 -d i s t r i b u t i o n s o f d a t a a r e d i s c u s s e d i n t h e S e c t i o n 1-c o f C h a p t e r V ) . R e s u l t s o b t a i n e d a r e s h o w n i n T a b l e 16 . D a t a f o r a s u i t e o f 30 s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m s e v e r a l s m a l l g r a n i t i c i n t r u s i o n s i n t h e s o u t h e r n O k a n a g a n a r e a . ( s e e G . S . C . Map 538 A ) a r e i n c l u d e d f o r c o m p a r i s o n . T h e r e s u l t s f r o m T a b l e 16 s h o w t h a t t h e r e l a t i v e s o l u b i l i t y o f c o p p e r i n c r e a s e s w i t h c o n c e n -t r a t i o n o f t h i s m e t a l . H o w e v e r , i f c o r r e s p o n d i n g c o n c e n t r a t i o n i n t e r v a l s a r e c o m p a r e d , i t w o u l d a p p e a r t h a t Cu i n t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s m o r e r e a d i l y e x t r a c t e d by a q u a r e g i a t h a n i n o t h e r r o c k s a n a l y s e d . S o l u b i l i t y o f Z n u n d e r same c o n d i t i o n s i s r e l a t i v e l y l o w a n d s t r o n g l y i n f l u e n c e d by t h e c o n c e n t r a t i o n r a n g e i n v o l v e d . I n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e p o s s i b l e i n f l u e n c e o f p a r t i c l e s i z e on p r o p o r t i o n o f m e t a l e x t r a c t e d by a q u a r e g i a , t h r e e s a m p l e s i n i t i a l l y a n a l y s e d a s - 80 m e s h p o w d e r w e r e r e a n a l y s e d a f t e r a d d i t i o n a l g r i n d i n g t o - 200 m e s h s i z e . T h e v a l u e s o b t a i n e d s h o w t h a t t h e a n a l y t i c a l r e s u l t s f o r b o t h Cu a n d Z n a r e n o t s i g n i f i c a n t l y c h a n g e d by f i n e g r i n d i n g o f t h e s a m p l e s ( T a b l e 1 7 ) . A s i m i l a r c o n c l u s i o n w a s r e a c h e d by W a r r e n a n d D e l a v a u l t (1959) who c o m p a r e d t h e r e s u l t s f o r a q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e Cu i n c o a r s e m a t e r i a l (1 mm a n d u n d e r ) t o t h o s e o b t a i n e d on t h e same s a m p l e s f i n e l y g r o u n d . H o w e v e r , g r i n d i n g t o t h e - 80 mesh s i z e i s n e c e s s a r y t o o b t a i n s u f f i c i e n t l y h o m o g e n e o u s m a t e r i a l . 7 . C o m p u t a t i o n s M e a n s , s t a n d a r d d e v i a t i o n s , c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s , t - p r o b a b i 1 i t i e s a n d F - p r o b a b i 1 i t i e s w e r e c o m p u t e d u s i n g t h e a p p r o p r i a t e r o u t i n e s o f a c o m p u t e r p r o g r a m ( T R I P , on f i l e a t t h e C o m p u t i n g C e n t r e , U . B . C . ) . A s u b r o u t i n e f o r l o g t r a n s f o r m a t i o n was i n c l u d e d w h e n d e a l i n g w i t h c o p p e r d a t a . T h e p r i n t e r p l o t s o f t r e n d s u r f a c e s f r o m 1st t o 6 t h d e g r e e a n d - 4 7 -Table 16 . Re la t ionsh ip of ARx and to ta l Cu and Zn in g r a n i t i c rocks Metal N ARx content range, ppm ARx mean, ppm Tota l metal mean, ppm Mean % extracted Copper' 18 2 - 50 15 21 71 10 57 - 110 76 92 83 9 115 - 155 132 145 91 1 Zi nc 23 9 - 24 20 42 48 14 27 - 45 34 62 55 2 Copper 19 1 - 37 6 12 50 11 53 - 146 89 122 73 7- 2 Zi nc 12 8 - 23 16 62 26 6 25 - 68 42 69 61 1 Guichon Creek ba tho l i th 2 Southern Okanagan Means for Cu are expressed as geometric means, and for Zn as ar i thmet ic means. N - number of samples ARx - aqua reg ia-extractab le -48-J a b l e J 7 » E f f e c t of g r i n d i n g on aqua r e g i a - e x t r a c t a b l e Cu and Zn ( v a l u e s i n ppm) Sample No. -80 mesh g r i n d -200 mesh g r i n d Cu Zn Cu Zn 69-ka 175 30 185 31 69-20 88 25 88 29 69-14 23 20 21 22 - 4 9 -c o r r e s p o n d i n g r e s i d u a l s , as w e l l a s t h e r e l a t e d s t a t i s t i c a l p a r a m e t e r s a n d p o l y n o m i a l s , w e r e o b t a i n e d u s i n g a K a n s a s S t a t e G e o l o g i c a l S u r v e y t r e n d s u r f a c e p r o g r a m ( S a m p s o n a n d D a v i s , I 9 6 6 ) . C o e f f i c i e n t s o f d e t e r m i n a t i o n , c o m p u t e d f o r ' e a c h s u r f a c e , i n d i c a t e t h e p r o p o r t i o n o f t h e t o t a l v a r i a n c e t h a t i s a c c o u n t e d f o r by a p a r t i c u l a r t r e n d . I t i s c o m m o n l y e x p r e s s e d as " g o o d n e s s o f f i t " o r s i m p l y " f i t " . A l l c o m p u t a t i o n s w e r e p e r f o r m e d on a I . B . M . 3&0 c o m p u t e r a t t h e C o m p u t i n g C e n t r e , U . B . C . F o r m u l a e u s e d i n t - t e s t s a r e g i v e n i n A p p e n d i x I I I . - 5 0 -CHAPTER V : D I S T R I B U T I O N OF S E L E C T E D ELEMENTS IN GUICHON CREEK B A T H O L I T H 1 . C o p p e r a n d z i n c i n r o c k s a ) R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f c o p p e r a n d z i n c M e a n s , s t a n d a r d d e v i a t i o n s a n d r a n g e s o f c o p p e r a n d z i n c i n a l 1 r o c k u n i t s o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a n d a s s o c i a t e d r o c k s a r e s h o w n i n F i g u r e s k a n d 5 , r e s p e c t i v e l y . H a v i n g i n m i n d t h e d i f f e r e n c e i n s t a t i s t i c a l d i s t r i b u t i o n b e t w e e n Cu a n d Z n v a l u e s , w h i c h w i l l be d i s c u s s e d i n t h e S e c t i o n 1-c o f t h i s c h a p t e r , Cu v a r i a t i o n s a r e d e s c r i b e d i n t e r m s o f g e o m e t r i c m e a n a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n o f l o g g e d d a t a ( b a s e 1 0 ) " . Z i n c d a t a a r e p r e s e n t e d a s a r i t h m e t i c mean a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n o f o r i g i n a l v a l u e s . N o t a b l e f e a t u r e s o f d a t a c o m p i l e d i n F i g u r e s h a n d 5 a r e t h e v e r y w i d e r a n g e o f c o p p e r v a l u e s c o m p a r e d t o z i n c , v e r y l o w a v e r a g e f o r b o t h m e t a l s i n Gump L a k e p h a s e , a n d r e l a t i v e l y l o w Cu c o n t e n t i n p r e - i n t r u s i v e b a s a l t s . D i s t r i b u t i o n o f Cu a n d Z n o v e r t h e s t u d y a r e a i s s h o w n i n F i g u r e s 6 a n d 7 r e s p e c t i v e l y . I n t e r v a l s o f c o n c e n t r a t i o n c h o s e n a r e s e p a r a t e d by t h e v a l u e s t h a t r o u g h l y c o r r e s p o n d t o t h e b r e a k i n g p o i n t s o f c u m u l a t i v e f r e q u e n c y c u r v e s ( s e e F i g u r e s 8 a n d 1 1 ) . A p r o n o u n c e d f e a t u r e o f t h e r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f Cu i s a s t r o n g c o n c e n t r a t i o n o f l o w v a l u e s w i t h i n t h e c o r e o f t h e b a t h o l i t h , a n d a l s o i n t h e n o r t h w e s t p a r t o f t h e a r e a . H i g h Cu v a l u e s a r e f o u n d b o t h i n t h e v i c i n i t y o f some d e p o s i t s ( B e t h l e h e m , C r a i g m o n t ) , a n d a l s o i n some a r e a s w h e r e no k n o w n " P a r a m e t e r s o f d i s t r i b u t i o n o f o r i g i n a l Cu v a l u e s a r e g i v e n i n A p p e n d i x I I I . - 5 1 -ESSB PRE-INTRUSIVE  HYBRID GUICHON CHATAWAY LE ROY GUMP LAKE BETHLEHEM WITCHES BROOK BETHSAIDA POST-INTRUSIVE ALL GRANITIC ROCKS N G II 15 393 57 81 65 35 43 13 4 7 6 5 24 32 4 4 4 2 3 4 10 I I 33 3 3 0 43 0-49 0-47 0-43 0-33 0-45 0-65 0-53 0-49 0-51 0-29 0-50 • • 1 i i 111 <•! 1 « i 111111 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 ppm Cu 1 1 0 F i g u r e 4, Parameters of copper d i s t r i b u t i o n i n d i f f e r e n t rock u n i t s - Heavy l i n e s i n d i c a t e range of v a l u e s . Dots represent the geometric mean of copper (G). N = number of samples, s 1 = standard d e v i a t i o n of logged values. - 5 2 -L N % S PRE-INTRUSIVE - - Q— II 3 6 17 8 HYBRID GUICHON CHATAWAY LE ROY GUMP LAKE BETHLEHEM WITCHES BROOK BETHSAIDA POST-INTRUSIVE 7 5 31 14 2 5 9 2 7 9 - 4 21 2 5 1 4 - 2 8 18 4 - 0 4 8 1 0 - 6 15 19 2 - 9 2 8 17 6 7 2 5 2 2 10-4 9 5 4 3 7 - 8 ALL GRANITIC ROCKS ? 2 3 5 2 7 14-5 — i — i — i 111111 1 — i — i i 111 i i i i i 1 1 1 n i 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 F i g u r e 5 » P a r a m e t e r s o f z i n c d i s t r i b u t i o n i n d i f f e r e n t r o c k u n i t s . H e a v y l i n e s i n d i c a t e r a n g e o f v a l u e s . D o t s r e p r e s e n t t h e a r i t h m e t i c mean o f z i n c (X)o N = n u m b e r o f s a m p l e s , s = s t a n d a r d d e v i a t i o n . - 5 3 -F i g u r e 6 . R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f c o p p e r -54-F i g u r e 7 . R e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f z i n c - 5 5 -m i n e r a l i z a t i o n o c c u r s . C o n v e r s e l y , l o w - c o p p e r r o c k s w e r e f o u n d r e l a t i v e l y c l o s e t o some d e p o s i t s . H o w e v e r , i t s h o u l d be k e p t i n m i n d t h a t t h e d e n s i t y o f s a m p l i n g d e p e n d e d on a v a i l a b l e e x p o s u r e s o f f r e s h r o c k s , a n d t h e s e a r e s c a r c e i n t h e v i c i n i t y o f some d e p o s i t s ( e . g . V a l l e y C o p p e r ) . V a l u e s f o r z i n c s h o w o n l y a s l i g h t t e n d e n c y t o d e c r e a s e f r o m t h e m a r g i n s o f t h e b a t h o l i t h i n w a r d s ( F i g . 7 ) . Among m a j o r i n t r u s i v e u n i t s , W i t c h e s B r o o k p h a s e i s t h e l o w e s t i n z i n c ( F i g . 5 ) . b ) V a r i a t i o n s o f m e t a l c o n t e n t among a n d w i t h i n p r i n c i p a l  r o c k u n i t s T o d e t e r m i n e w h e t h e r t h e p r i n c i p a l g r a n i t i c r o c k u n i t s a r e 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 one a n o t h e r i n c o p p e r a n d z i n c c o n t e n t , t h e d a t a w e r e g r o u p e d a c c o r d i n g t o p h a s e o r v a r i e t y a n d s u b m i t t e d t o t h e t - t e s t o f d i f f e r e n c e o f m e a n s . S i n c e t h i s t e s t r e q u i r e s t h e n o r m a l u n i - m o d a l d i s t r i b u -t i o n s o f s a m p l e s c o m p a r e d , . t h e v a l u e s b e l o n g i n g t o t h e C u - h i g h a n d Z n - h i g h p o p u l a t i o n s w e r e n o t c o n s i d e r e d ( s e e t h e d i s c u s s i o n o f f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s f o r c o p p e r a n d z i n c i n S e c t i o n 1-c o f t h i s C h a p t e r ) . A p p r o p r i a t e f o r m u l a f o r c o m p u t a t i o n o f t - v a l u e s w a s s e l e c t e d f o r e a c h p a i r o f s a m p l e s a c c o r d i n g t o t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e i r v a r i a n c e s a s e s t a b l i s h e d by p r e l i m i n a r y F - t e s t s . R e s u l t s o f t h e t - t e s t s s u m m a r i z e d i n T a b l e 18 s h o w t h a t d i f f e r e n c e s b e t w e e n i n t r u s i v e p h a s e s a r e m o r e p r o n o u n c e d f o r c o p p e r t h a n f o r z i n c . F o r e x a m p l e , B e t h s a i d a p h a s e i s d i f f e r e n t i n c o p p e r f r o m a l l o t h e r p h a s e s , b u t d i f f e r e n t f r o m o n l y t w o i n z i n c c o n t e n t . P h a s e s o f i n t e r m e d i a t e a g e , B e t h l e h e m a n d W i t c h e s B r o o k , a p p e a r t o be s i m i l a r i n b o t h c o p p e r a n d z i n c c o n t e n t , b u t T e r m " s a m p l e " i s u s e d h e r e i n s t a t i s t i c a l s e n s e . - 5 6 -T a b l e 1 8 . C o m p a r i s o n o f c o p p e r a n d z i n c m e a n s b e t w e e n i n t r u s i v e r o c k u n i t s by t - t e s t R o c k U n i t D ( C u ) o o u e CQ ro >. <u •o C ro JZ to » i — T3 o 3 ro »i— JZ m •— tn 1_ V +J JZ JT -Q »f- (D •M +J 3 .c <D <D X a o CO 3 CO D ( Z n ) B e t h s a i d a p h a s e 5 HS HS HS HS HS 2 W i t c h e s B r o o k p h a s e 2 *v S * * 2 B e t h l e h e m p h a s e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e 4 HS HS HS * 2 C h a t a w a y v a r i e t y 2 * * 0 G u i c h o n v a r i e t y 3 HS HS S 3 H y b r i d p h a s e 2 HS HS s 3 D - n u m b e r o f d i f f e r e n t m e a n s , S - s i g n i f i c a n t a t 0 . 0 5 s i g n i f i c a n c e l e v e l , HS - s i g n i f i c a n t a t 0 . 0 0 2 s i g n i f i c a n c e l e v e l , " - n o t s i g n i f i c a n t a t 0 . 0 5 l e v e l . -57-B e t h l e h e m i s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t i n c o p p e r f r o m a l l o l d e r u n i t s a n d W i t c h e s B r o o k f r o m o n l y o n e . I f i t i s a s s u m e d t h a t t h e 1ow-Cu a n d l o w - Z n p o p u l a t i o n s r e p r e s e n t s y n g e n e t i c m e t a l , i t w o u l d a p p e a r t h a t t h e d i f f e r e n c e s among i n t r u s i v e p h a s e s w e r e l a r g e l y c r e a t e d a t t h e m a g m a t i c s t a g e . T h i s m a t t e r w i l l be f u r t h e r d i s c u s s e d i n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n . A p a r t f r o m l a r g e s c a l e v a r i a t i o n s , Cu a n d Z n v a l u e s v a r y c o n s i d e r a b l y w i t h i n a p a r t i c u l a r r o c k u n i t . F o r t h a t r e a s o n , t h e r e l a t i v e v a r i a n c e s o f t w o m e t a l s w e r e c o m p u t e d a n d c o m p a r e d on t h e f o l l o w i n g s c a l e s : (1) W i t h i n o u t c r o p ( o u t c r o p s A a n d B i n T a b l e 19). (2) S h o r t d i s t a n c e (1-1.5 m i l e s l o n g t r a v e r s e s ; s u i t e s I, I I a n d I I I i n T a b l e 20). (3) W i t h i n a g r a n i t i c r o c k u n i t {k) W i t h i n b a t h o l i t h as a w h o l e T h e r e s u l t s o b t a i n e d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 19* S a m p l e s t a k e n w i t h i n a n o u t c r o p w e r e s p a c e d a b o u t 10 f t ^ . a p a r t . V a r i a t i o n s o f b o t h Cu a n d Z n i n t h e s e s a m p l e s ( o u t c r o p s A a n d B i n T a b l e 19) a r e r e l a t i v e l y s m a l l a n d c a n l a r g e l y be a c c o u n t e d f o r by a n a l y t i c a l v a r i a n c e a l o n e . H o w e v e r , l a r g e r v a r i a t i o n s may be e x p e c t e d i n o u t c r o p s w i t h m o r e t h a n one r o c k t y p e , a s w e l l a s i n m i n e r a l i z e d a r e a s . S h o r t d i s t a n c e v a r i a t i o n s w e r e i n v e s t i g a t e d a l o n g t h r e e 1-1.5 m i l e l o n g t r a v e r s e s w i t h s a m p l e s s p a c e d a t 500 t o 1000' f t . A s s h o w n i n T a b l e 19 ( S u i t e s I, I I a n d I I I ) , t h e r e l a t i v e v a r i a n c e s f o r Cu i n s u c h s a m p l e s a c c o u n t f o r a b o u t l/3 o f w i i t h i n - u n i t v a r i a n c e i n t h e G u i c h o n v a r i e t y o f H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . I n t h e H y b r i d p h a s e l o c a l v a r i a t i o n s a r e l a r g e r a n d e q u a l t h e l a r g e - s c a l e o n e s . A s e v i d e n c e d by t h e n a t u r e o f i n c l u s i o n s f o u n d i n H y b r i d p h a s e , c o n s i d e r a b l e l o c a l v a r i a t i o n s i n t h i s u n i t may be d u e t o a s s i m i l a t i o n -58-T a b l e 19. V a r i a t i o n s o f c o p p e r a n d z i n c on d i f f e r e n t s a m p l i n g s c a l e s . R o c k U n i t N COPPER C(1),% C ( u ) , % Z I N C C(1),% C ( u ) , % H y b r i d p h a s e 8 23.1 26.3 42.2 45.8 G u i c h o n v a r i e t y , S u i t e I 6 7-3 23-7 31.4 34.7 G u i c h o n v a r i e t y , S u i t e I I 6 6.7 23.7 25.5 34.7 W i t c h e s B r o o k p h a s e , S u i t e I I I 7 16.5 30.3 39.4 38.2 G u i c h o n v a r i e t y , o u t c r o p A 4 11.2 23.7 13.0 34.7 G u i c h o n v a r i e t y , o u t c r o p B 3 13.3 23-7 5.8 34.7 A l 1 g r a n i t i c r o c k s 330" 30.8 53-7 N - n u m b e r o f s a m p l e s , C(1) - l o c a l c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n , C ( u ) - w i t h i n - u n i t c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n . ,V235 f o r Z n -59-o f d i f f e r e n t r o c k t y p e s , a s w e l l a s t o t h e d e g r e e o f m i x i n g a c h i e v e d i n t h e p r o c e s s . Z i n c v a r i a t i o n s a p p e a r t o o c c u r l a r g e l y on l o c a l s c a l e s a n d a c c o u n t f o r m o s t o f w i t h i n - u n i t v a r i a n c e . c ) F r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n of. d a t a T h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f Cu a n d Z n was i n v e s t i g a t e d by p l o t t i n g m e t a l c o n t e n t s a g a i n s t c u m u l a t i v e f r e q u e n c i e s on p r o b a b i l i t y p a p e r . I t h a s b e e n s h o w n t h a t w h e n a d i s t r i b u t i o n r e p r e s e n t s t w o o r m o r e p o p u l a t i o n s , c u r v e s o b t a i n e d by t h i s m e t h o d s h o w c h a r a c t e r i s t i c b r e a k s i n s l o p e ( T e n n a n t a n d  W h i t e , 1959; L e p e l t i e r , 1969). A c u m u l a t i v e f r e q u e n c y p l o t o f c o p p e r v a l u e s f o r a l l b a t h o l i t h i c r o c k s was f o u n d t o be r a t h e r c o m p l e x ( F i g . 8). F o r t h a t r e a s o n t h e d a t a w e r e d i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p s ( F i g . 9): G r o u p I - H i g h l a n d V a l l e y p h a s e (N = 116) G r o u p I I - H y b r i d p h a s e (N = 93) G r o u p I I I - B e t h l e h e m , W i t c h e s B r o o k a n d B e t h s a i d a p h a s e (N = 102) T h e a b o v e g r o u p i n g was s e l e c t e d h a v i n g i n m i n d t h e r e l a t i v e a g e o f r o c k u n i t s a n d n u m b e r o f s a m p l e s n e c e s s a r y f o r c o n s t r u c t i n g m e a n i n g f u l c u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y p l o t s . E a c h o f t h e g r a p h s o b t a i n e d c o n s i s t s o f t h r e e p a r t s w h i c h d i f f e r i n s l o p e , t h u s i n d i c a t i n g t h e p r e s e n c e o f t w o p a r t l y o v e r l a p p i n g p o p u l a t i o n s o f d a t a ( F i g . 9). T h e i n t e r v a l o f m i x i n g o f t h e t w o p o p u l a t i o n s , s i t u a t e d b e t w e e n t h e b r e a k s o f s l o p e on e a c h o f t h e g r a p h s , i s l a r g e s t i n H y b r i d p h a s e a n d s m a l l e s t i n H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . T h e t w o c o m p o n e n t p o p u l a t i o n s , e x p r e s s e d on e a c h o f t h e g r a p h s , a r e b e l i e v e d t o r e p r e s e n t t h e " s y n g e n e t i c " m e t a l ( l o w - C u p o p u l a t i o n s ) , a n d t h e " e p i g e n e t i c " m e t a l ( h i g h - C u p o p u l a t i o n s ) . T h e c o n c e n t r a t i o n i n t e r v a l s o f t h e s e t w o g r o u p s o f d a t a , a s i n d i c a t e d by t h e c u m u l a t i v e f r e q u e n c y g r a p h s , a r e g i v e n i n T a b l e 20. F i g u r e 8 . C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r c o p p e r i n t h e b a t h o l i t h i c r o c k s ( a l l s a m p l e s ) F i g u r e 9 . C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r c o p p e r i n b a t h o l i t h i c r o c k s ( g r o u p e d ) - 6 2 -COMPONENT POPULATIONS OF Cu IN DIFFERENT GRANITIC PHASES HYBRID PHASE HIGHLAND VALLEY PHASE BETHLEHEM and WITCHES BROOK PHASE BETHLEHEM, WITCHES BROOK and BETHSAIDA PHASE 0 05 05 2 10 30 50 90 99 99 9 i %Cu F i g u r e 1 0 . C o m p o n e n t p o p u l a t i o n s o f c o p p e r i n d i f f e r e n t g r a n i t i c u n i t s - 6 3 -F l g u r e l l . C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r Z n i n t h e b a t h o l i t h i c r o c k s - 6 4 -T a b l e 20. I n t e r v a l s o f c o p p e r v a l u e s i n d i c a t e d by t h e " c u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y p l o t s ( v a l u e s i n p p m ) . R o c k U n i t L o w - C u M i x i n g H i g h - C u p o p u l a t i o n i n t e r v a l p o p u l a t i o n H i g h l a n d V a l l e y p h a s e < 80 81 - 110 > 110 H y b r i d p h a s e < 50 51 - 180 >l8o B e t h l e h e m , W i t c h e s B r o o k a n d B e t h s a i d a p h a s e < 50 5 1 - 1 0 0 >100 -65-T h e t e r m " s y n g e n e t i c c o p p e r " i s u s e d h e r e t o d e s i g n a t e t h e m e t a l i n c o r p o r a t e d i n t o a r o c k d u r i n g m a g m a t i c s t a g e o f c r y s t a l l i z a t i o n , t h a t i s a t t h e t i m e o f f o r m a t i o n o f t h a t r o c k . Some C u , h o w e v e r , p r o b a b l y s e p a r a t e d f r o m t h e m e l t a s p a r t o f a f l u i d p h a s e , m i g r a t e d a l o n g p r e s s u r e g r a d i e n t s a n d e v e n t u a l l y b e c a m e d e p o s i t e d i n a l r e a d y c o n s o l i d a t e d r o c k s . T h i s f u g i t i v e p a r t o f t h e c o p p e r o r i g i n a l l y p r e s e n t i n t h e m e l t i s r e f e r r e d t o h e r e as " e p i g e n e t i c c o p p e r " . T h e e p i g e n e t i c e n r i c h m e n t was g e n e r a l l y s m a l l . T h e p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s , b e i n g s t r o n g l y c o n t r o l l e d by f r a c t u r i n g , a r e e x t r e m e c a s e s o f t h e p r o c e s s . G o o d l i n e a r f i t s f o r Cu on l o g p r o b a b i l i t y p a p e r i n d i c a t e t h a t t h e c o m p o n e n t p o p u l a t i o n s o f t h i s m e t a l may be d i s t r i b u t e d l o g n o r m a l l y . H o w e v e r , l i n e a r f i t s f o r Z n a r e b e t t e r w h e n p l o t t e d on a r i t h m e t i c t h a n o n l o g p r o b a b i l i t y s c a l e , w h i c h s u g g e s t s a n o r m a l d i s t r i b u t i o n o f d a t a . D e t e r m i n a -t i o n o f t h e f u n c t i o n s o f d i s t r i b u t i o n i s a d i f f i c u l t p r o b l e m , p a r t i c u l a r l y w h e n d e a l i n g w i t h m u l t i - m o d a l d a t a , a n d t h e t e s t s o f " g o o d n e s s o f f i t " ( e . g . C h i - s q u a r e ) h a v e i n s u c h c a s e s l i t t l e m e a n i n g . No a t t e m p t i s made i n t h e p r e s e n t s t u d y t o i n t e r p r e t d a t a on t h a t b a s i s . N e v e r t h e l e s s , t h e n a t u r e o f c u m u l a t i v e f r e q u e n c y p l o t s a n d t h e r e l a t i v e r a n g e o f v a l u e s i n d i c a t e t h a t t h e a s s u m p t i o n o f l o g n o r m a l i t y f o r Cu a n d n o r m a l i t y f o r Z n i n t h e r o c k s i n v e s t i g a t e d may be j u s t i f i e d f o r t h e p u r p o s e o f d e s c r i b i n g t h e d a t a . H e n c e , t h e s t a t i s t i c a l t r e a t m e n t w a s p e r f o r m e d on l o g g e d Cu d a t a w h i l e Z n v a l u e s w e r e n o t t r a n s f o r m e d . T h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f Cu was f u r t h e r i n v e s t i g a t e d by p l o t t i n g t h e t w o c o m p o n e n t p o p u l a t i o n s s e p a r a t e l y f o r e a c h c h o s e n g r o u p o f d a t a ( F i g . 1 0 ) . T h e l o w v a l u e s i n B e t h s a i d a p h a s e a r e e m p h a s i z e d by p l o t t i n g G r o u p I I I b o t h w i t h a n d w i t h o u t t h a t p h a s e . I t i s a l s o o f i n t e r e s t t o n o t e t h e e x c e s s o f 1ow v a l u e s i n H y b r i d p h a s e o v e r t h o s e i n H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . - 6 6 -T h e g r a p h s s h o w n i n F i g u r e 6 i n d i c a t e t h a t s e v e r a l p o p u l a t i o n s o f Cu d a t a may be i n v o l v e d i n b o t h C u - h i g h a n d C u - l o w g r o u p o f p l o t s . A s i n d i c a t e d by t h e s l o p e s o f t h e p r o b a b i l i t y l i n e s , t h e C u - h i g h p o p u l a t i o n s h a v e l o w e r s t a n d a r d d e v i a t i o n s t h a n t h e C u - l o w p o p u l a t i o n s . T h i s f a c t i s b e l i e v e d t o b e l a r g e l y a r e s u l t o f t h e b i a s i n s e l e c t i n g s a m p l e s f o r a n a l y s i s , s o t h a t t h e C u - h i g h p o p u l a t i o n s a r e r e p r e s e n t e d by a r e l a t i v e l y s m a l l n u m b e r o f d a t a . T h e d i f f e r e n c e s i n c o p p e r d i s t r i b u t i o n among d i f f e r e n t i n t r u s i v e u n i t s s u g g e s t t h a t e a c h g r a n i t i c p h a s e o f t h e b a t h o l i t h h a s i t s : , o w n c o m b i n a -t i o n o f " s y n g e n e t i c " a n d " e p i g e n e t i c " c o p p e r . ' T h e z i n c d i s t r i b u t i o n a l s o i n d i c a t e s t h e p r e s e n c e o f t w o o v e r l a p p i n g p o p u l a t i o n s o f d a t a ( F i g . 1 1 ) , a n d c a n be i n t e r p r e t e d i n t h e same way a s i t was d o n e f o r c o p p e r . T h e l i m i t e d r a n g e o f t h e Z n - h i g h p o p u l a t i o n p r o b a b l y r e f l e c t s t h e m i n o r r o l e o f z i n c i n e p i g e n e t i c p r o c e s s e s w i t h i n t h e b a t h o l i t h . I n v i e w o f t h e r e l a t i v e l y s i m p l e n a t u r e o f z i n c d i s t r i b u t i o n i n r o c k s i n v e s t i g a t e d , no a t t e m p t was made t o s e p a r a t e t h e c o m p o n e n t p o p u l a t i o n s o f t h i s m e t a l . d ) T r e n d s u r f a c e a n a l y s i s T r e n d s u r f a c e a n a l y s i s c o n s i s t s o f f i t t i n g a s e r i e s o f p o l y n o m i a l s t o a s e t o f d a t a w h e r e b y t h e r e g i o n a l t r e n d i s s e p a r a t e d f r o m l o c a l v a r i a t i o n s ( N i c h o l a n d W e b b , 1 9 6 7 ) . I n t h e p r e s e n t w o r k t h i s p r o c e d u r e was p e r f o r m e d on l o g g e d c o p p e r d a t a a n d o r i g i n a l z i n c d a t a . C o o r d i n a t e s f o r e a c h s a m p l e w e r e e x p r e s s e d a s d i s t a n c e s f r o m a n a r b i t r a r y o r i g i n ( t h e c o o r d i n a t e s y s t e m u s e d i s s h o w n i n F i g . 2 0 ) . A c o m p u t e r p r o g r a m was u s e d t o c a l c u l a t e t h e p o l y n o m i a l s a n d p l o t t h e t r e n d s u r f a c e s a n d r e s i d u a l s o f f i r s t t o s i x t h d e g r e e . F i t s o f -67-t h e l o w - d e g r e e s u r f a c e s c o m p u t e d , e x p r e s s e d a s c o e f f i c i e n t s o f d e t e r m i n a t i o n i n p e r c e n t , w e r e c o n s i d e r a b l y h i g h e r f o r Z n t h a n f o r Cu ( T a b l e 2 1 ) . T h i s c a n be e x p e c t e d i n v i e w o f t h e r e l a t i v e l y w i d e s p r e a d o f c o p p e r v a l u e s a n d i t s o c c a s i o n a l s t r o n g l o c a l v a r i a t i o n s , W h i c h a r e p o o r l y f i t t e d by t h e l o w - d e g r e e p o l y n o m i a l s . T a b l e 2 1 . F i t s o f t h e t r e n d s u r f a c e s f o r Cu a n d Z n : ( i n % ) . D e g r e e o f t h e * s u r f a c e 1 2 3 4 6 Cu 0 . 2 4 . 5 2 0 . 4 2 8 . 5 3 4 . 9 Z n 1 4 . 0 1 6 . 5 1 8 . 7 2 2 . 0 27-5 " F i f t h d e g r e e p o l y n o m i a l s w e r e n o t c o m p u t e d d u e t o a n e r r o r i n t h e o b j e c t p r o g r a m u s e d . I t i s b e l i e v e d t h a t t h e r e g i o n a l t r e n d f o r b o t h m e t a l s i s s u f f i c i e n t l y a p p r o x i m a t e d by t h e c u b i c s u r f a c e s . I t s h o u l d be k e p t i n m i n d , h o w e v e r , t h a t c h o i c e o f t h e s u r f a c e b e s t e x p r e s s i n g t h e r e g i o n a l t r e n d i s a r a t h e r s u b j e c t i v e m a t t e r . Some a u t h o r s s e l e c t t h i r d o r f o u r t h d e g r e e s u r f a c e s a s m o s t s u i t a b l e f o r t h e p u r p o s e b e c a u s e t h e s u r f a c e s o f l o w e r d e g r e e g i v e t o o g e n e r a l i z e d t r e n d s , a n d t h e s u r f a c e s o f h i g h e r d e g r e e f o l l o w t o o c l o s e l y t h e d e t a i l s o f t h e d i s t r i b u t i o n . S t u d i e s o f t r e n d s u r f a c e s f i t t e d t o r a n d o m d a t a ( H o w a r t h , 1 9 6 7 ) h a v e s h o w n t h a t f i t s c l o s e o r b e l o w o . 6 % , 1 2 . 0 % a n d 1 6 . 2 % f o r l i n e a r , q u a d r a t i c a n d c u b i c s u r f a c e s , r e s p e c t i v e l y , c a n n o t be c o n s i d e r e d as s i g n i f i c a n t . On t h i s b a s i s , t h e l i n e a r a n d q u a d r a t i c s u r f a c e s f o r Cu i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a r e n o t s i g n i f i c a n t , b u t a l l z i n c s u r f a c e s p r o b a b l y r e f l e c t r e a l t r e n d s ( T a b l e 2 1 ) . - 6 8 -C o p p e r t r e n d s u r f a c e s s h o w a p r o n o u n c e d t e n d e n c y t o d e c r e a s e i n l e v e l a p p r o a c h i n g t h e B e t h s a i d a p h a s e w h o s e l o w c o n t e n t c r e a t e s a d e p r e s s i o n i n t h e m i d d l e o f t h e b a t h o l i t h . A s i m i l a r f e a t u r e a p p e a r s i n t h e n o r t h w e s t p a r t o f t h e a r e a ( F i g . 1 2 ) . A l l Cu t r e n d s u r f a c e s , i n c l u d i n g t h e c u b i c o n e , w e r e f o u n d t o h a v e a n o r t h - n o r t h w e s t e r l y d i r e c t i o n o f m a j o r a x e s , r o u g h l y c o i n c i d i n g w i t h e l o n g a t i o n o f t h e b a t h o l i t h . I n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e i n f l u e n c e o f e p i g e n e t i c c o p p e r o n r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f t h i s m e t a l , t h e c u b i c t r e n d s u r f a c e was c o m p u t e d b o t h w i t h a n d w i t h o u t t h e h i g h - C u p o p u l a t i o n s . T h e d a t a w e r e s e p a r a t e d i n t o p o p u l a t i o n s a s d e s c r i b e d i n t h e s e c t i o n d e a l i n g w i t h c u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f d a t a . I t was f o u n d t h a t t h e l o w - C u t r e n d s u r f a c e was i d e n t i c a l i n s h a p e a n d f i t t o one d e r i v e d f r o m a l l d a t a a n d s h o w n i n F i g u r e 1 2 . T h e r e f o r e , t h e o b s e r v e d r e g i o n a l Cu t r e n d a p p e a r s t o be l a r g e l y a r e s u l t o f t h e s y n g e n e t i c c o p p e r d i s t r i b u t i o n . C u b i c r e s i d u a l s f o r c o p p e r a r e s h o w n i n F i g u r e 13. T h e o v e r a l l s t a n d a r d d e v i a t i o n o f 0 . 5 was u s e d t o s e p a r a t e t h e r e s i d u a l s i n t o i n t e r v a l s a b o v e (+) a n d b e l o w (-) t h e t r e n d s u r f a c e . D i s t r i b u t i o n p a t t e r n s i n d i c a t e d by r e s i d u a l s ( F i g . 13) a n d by o r i g i n a l v a l u e s ( F i g . 6) a r e v e r y s i m i l a r . H o w e v e r , c o n s i d e r a b l e d i f f e r e n c e s e x i s t i n t h e c o n t r a s t o f i n d i v i d u a l v a l u e s . A s a r e s u l t o f t h e c h a n g e s i n r e g i o n a l t r e n d , a g i v e n h i g h c o p p e r v a l u e h a s a h i g h e r r e s i d u a l i n B e t h s a i d a p h a s e t h a n i n o t h e r i n t r u s i v e u n i t s . L o c a l v a r i a t i o n s m e a s u r e d i n s u c h way may be m o r e m e a n i n g f u l t h a n i f e x p r e s s e d i n a b s o l u t e u n i t s . Z i n c t r e n d s u r f a c e ( F i g . 14) s h o w s a r e l a t i v e u n i f o r m i t y w i t h a s l i g h t i n d i c a t i o n o f a d e c r e a s e o f l e v e l t o w a r d t h e e a s t - c e n t r a l p a r t o f t h e b a t h o l i t h , l a r g e l y c a u s e d by t h e z i n c - l o w W i t c h e s B r o o k p h a s e . H e n c e , t h e d e p r e s s i o n s o f t r e n d s u r f a c e s f o r Cu a n d Z n o n l y p a r t l y o v e r l a p , a n d u n l i k e C u , t h e c e n t r a l Z n c o n t o u r h a s a n o r t h e r l y e l o n g a t i o n . - 6 9 -F i g u r e 1 2 . C u b i c t r e n d s u r f a c e f o r c o p p e r ( l o g g e d v a l u e s ) - 7 0 -F i g u r e 1 3 . C u b i c r e s i d u a l s f o r c o p p e r -71-I g u r e 1 4 . C u b i c t r e n d s u r f a c e f o r z i n c - 7 2 -e ) C o p p e r i n p r e - b a t h o l i t h i c v e r s u s h y b r i d r o c k s C o p p e r d i s t r i b u t i o n i n v o l c a n i c r o c k s i n t r u d e d by t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s o f s p e c i a l i n t e r e s t r e g a r d i n g t h e p r o b l e m o f s o u r c e o f m e t a l f o r o r e d e p o s i t s i n t h e a r e a . I n v i e w o f 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 t h e s e v o l c a n i c s t r a t a a n d i n t r u s i v e H y b r i d p h a s e , i t i s o f i n t e r e s t t o c o m p a r e some f e a t u r e s o f c o p p e r d i s t r i b u t i o n i n t h e s e r o c k s . D a t a on c o p p e r c o n t e n t o f t h e p r e - b a t h o l i t h i c N i c o l a G r o u p a r e s o m e w h a t c o n t r o v e r s i a l . C h r i s t m a s e t a l . (19&9) q u o t e 100 ppm a s a v e r a g e Cu c o n t e n t o f t h e s e r o c k s . H o w e v e r , no s u p p o r t i n g p u b l i s h e d a n a l y t i c a l e v i d e n c e f o r t h i s v a l u e was f o u n d by t h e p r e s e n t w r i t e r . T h e o n l y a v a i l a b l e d a t a f o r Cu i n N i c o l a G r o u p v o l c a n i c r o c k s a r e t h o s e o f S c h a u ( 1 9 ^ 9 ) . A n u m b e r o f s a m p l e s w e r e a l s o a n a l y s e d i n t h e p r e s e n t s t u d y . A l l t h e s e d a t a a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 22 a n d c o m p a r e d w i t h a v e r a g e s f o r d i f f e r e n t a r e a s o f H y b r i d p h a s e a n d f o r H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . P r e - i n t r u s i v e b a s a l t i c r o c k s a n a l y s e d a r e r a t h e r l o w i n Cu c o m p a r e d t o t h e t w o i n t r u s i v e g r a n i t i c u n i t s . P a r t i c u l a r l y l o w v a l u e s i n v o l c a n i c r o c k s w e r e n o t e d i n t h e v i c i n i t y o f t h e b a t h o l i t h i c c o n t a c t s , b u t t h e n u m b e r o f s a m p l e s a n a l y s e d i s t o o s m a l l t o e s t a b l i s h a p a t t e r n . H y b r i d p h a s e c l o s e t o b a t h o l i t h i c m a r g i n s i s a l s o l o w e r i n Cu t h a n i n m o s t o t h e r a r e a s , w h e r e a s t h e h i g h e s t v a l u e s o c c u r i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e b a t h o l i t h ( T a b l e 2 2 ) . L a r g e v a r i a t i o n s i n Cu w i t h i n H y b r i d p h a s e may w e l l r e f l e c t t h e h e t e r o g e n e i t y o f t h e r o c k s a s s i m i l a t e d a n d / o r t h e d e g r e e o f m i x i n g a c h i e v e d i n t h e p r o c e s s . C o p p e r v a l u e s r e p o r t e d by S c h a u (19&9) r e f e r t o t h e b a s a l t i c r o c k s c o l l e c t e d f r o m a n a r e a some 20 m i l e s e a s t o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . T h e s e v a l u e s a r e e x p r e s s e d i n T a b l e 22 a s g e o m e t r i c mean i n o r d e r t o be c o m p a r a b l e t o t h e a v e r a g e s f o r b a t h o l i t h i c u n i t s w h i c h a r e e x p r e s s e d i n t h e - 7 3 -same w a y . I t s h o u l d be n o t e d t h a t b a s a l t i c r o c k s s t u d i e d by S c h a u a p p e a r t o be c h e m i c a l l y u n l i k e t h e r o c k s o f s i m i l a r a p p e a r a n c e c l o s e r t o t h e b a t h o l i t h . S c h a u ' s r o c k s a r e v e r y h i g h i n Pb (52 ppm) a n d s u l p h u r (0 .3% ) r e l a t i v e t o b o t h b a s a l t i c r o c k s i n t h e v i c i n i t y o f t h e b a t h o l i t h a n d b a t h o l i t h i c r o c k s t h e m s e l v e s . I f c o p p e r w e r e e n r i c h e d i n b a t h o l i t h i c r o c k s by i n g e s t i o n o f m e t a l f r o m N i c o l a v o l c a n i c r o c k s , t h e H y b r i d p h a s e w o u l d be e x p e c t e d t o h a v e a s i g n i f i c a n t l y h i g h e r Cu c o n t e n t t h a n t h e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . S t a t i s t i c a l l y , t h i s i s n o t s o . F u r t h e r m o r e , w i t h i n t h e H y b r i d p h a s e i t s e l f t h e r e i s no r e g u l a r i n c r e a s e i n C u c o n t e n t t o w a r d s t h e b a t h o l i t h i c c o n t a c t s ( T a b l e 2 2 ) . f ) C o p p e r a n d z i n c i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h v s  o t h e r g r a n i t i c r o c k s i n B r i t i s h C o l u m b i a C o p p e r a n d z i n c a v e r a g e s f o r G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a r e c o m p a r e d w i t h t h o s e f o r S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h " , B . C . , i n T a b l e 2 3 . T h e r e s u l t s e m p h a s i z e t h e h i g h l e v e l a n d s p r e a d o f Cu v a l u e s i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h , b u t i t s Z n c o n t e n t i s l o w e r t h a n t h a t o f S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h . I t s h o u l d be n o t e d t h a t o f t h e t w o i n t r u s i o n s , S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h i s much m o r e d i f f e r e n t i a t e d a n d h e t e r o g e n e o u s i n r o c k t y p e s . 2 . £ o p p e r a n d z i n c i n m i n e r a l s e p a r a t e s S e l e c t e d r o c k s p e c i m e n s w e r e s e p a r a t e d i n t o s e v e r a l m i n e r a l f r a c t i o n s a n d a n a l y s e d s p e c t r o g r a p h i c a l l y f o r a n u m b e r o f e l e m e n t s ( s u l p h i d e s e p a r a t e s o n l y w e r e a n a l y s e d by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y ) . R e s u l t s o b t a i n e d a n d t h e a v e r a g e m i n e r a l modes t a k e n f r o m N o r t h c o t e ( 1 9 6 9 ) w e r e u s e d t o c a l c u l a t e t h e d i s t r i b u t i o n o f C u a n d Z n among d i f f e r e n t . v m i i n e r a l s ( T a b l e 2k). Due t o t h e r A l s o k n o w n a s O k a n a g a n b a t h o l i t h . - 7 4 -T a b l e 22. C o p p e r c o n t e n t s i n b a s a l t i c r o c k s o f N i c o l a G r o u p a n d i n o l d e r g r a n i t i c u n i t s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . R o c k u n i t a n d a r e a N G s 1 N i c o l a G r o u p , N i c o l a L a k e 33 34* 0 .43* P r e - i n t r u s i v e b a s a l t s n e a r b a t h o l i t h i c c o n t a c t 11 15 0.49 H y b r i d p h a s e , w i t h i n 1 m i l e f r o m b a t h o l i t h i c c o n t a c t 18 34 0.62 H y b r i d p h a s e , n o r t h w e s t e r n p a r t o f t h e b a t h o l i t h 51 6o 0.44 H y b r i d p h a s e , s o u t h e r n p a r t o f t h e b a t h o l i t h 18 96 0.40 H y b r i d p h a s e , e a s t e r n p a r t o f t h e b a t h o l i t h 12 67 0.39 H y b r i d p h a s e , w h o l e b a t h o l i t h 93 57 0.47 H i g h l a n d V a l l e y p h a s e G u i c h o n v a r i e t y 81 65 0.43 C h a t a w a y v a r i e t y 35 43 0.33 " C a l c u l a t e d f r o m S c h a u ' s d a t a ( I 969 ) N - n u m b e r o f s a m p l e s , G - g e o m e t r i c m e a n , s " - s t a n d a r d d e v i a t i o n o f l o g g e d v a l u e s . - 7 5 -T a b l e 23. C o m p a r i s o n o f c o p p e r a n d z i n c c o n t e n t s i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a n d S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h , B . C . N G Cu s ' N X Z n s G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h A l 1 g r a n i t i c r o c k s 330 43 0 .50 233 27 1 4 . 5 L o w e s t m a j o r u n i t 34 10 0.51 25 22 1 0 . 4 H i g h e s t m a j o r u n i t 81 65 0 .43 75 31 1 4 . 2 S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h A l l i n t r u s i v e r o c k s 706 14 0 . 2 5 706 39 3 6 . 3 L o w e s t m a j o r u n i t 154 11 0 .15 43 16 11 .0 H i g h e s t m a j o r u n i t 31 29 0.31 23 80 112 .0 N - n u m b e r o f s a m p l e s ; G - g e o m e t r i c mean; s ' - s t a n d a r d d e v i a t i o n o f l o g g e d v a l u e s . A f t e r P e t o , 1970 , a n d p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n . D a t a f o r S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h w e r e o b t a i n e d u s i n g a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s i m i l a r t o t h a t e m p l o y e d i n t h e p r e s e n t s t u d y . T e r m s " l o w e s t " a n d " h i g h e s t " r e f e r t o c o p p e r a n d z i n c c o n t e n t s . - 7 6 -l i m i t e d n u m b e r o f o b s e r v a t i o n s a n d i n c o m p l e t e s e p a r a t i o n o f m i n e r a l s ( e . g . s u l p h i d e s ) t h e s e d a t a s h o u l d be t a k e n c a u t i o u s l y , b u t n e v e r t h e l e s s a r e b e l i e v e d t o i n d i c a t e g e n e r a l t r end ' s i n Cu a n d Z n d i s t r i b u t i o n among t h e r o c k - f o r m i n g m i n e r a l s i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . a ) F e l d s p a r - p ! u s - q u a r t z s e p a r a t e s S e p a r a t i o n o f q u a r t z f r o m f e l d s p a r i s u s u a l l y i n v o l v e d b e c a u s e o f t h e s i m i l a r d e n s i t y a n d e l e c t r o m a g n e t i c p r o p e r t i e s o f t h e s e m i n e r a l s . H o w e v e r , t h e a m o u n t o f q u a r t z p r e s e n t i n a s e p a r a t e c a n be a s s e s s e d by v a r i o u s t e c h n i q u e s , i n c l u d i n g x - r a y d i f f r a c t i o n , a n d a c o r r e c t i o n a p p l i e d t o t h e a n a l y t i c a l r e s u l t s a s s u m i n g t h a t q u a r t z i s f r e e o f h e a v y m e t a l s ( e . g . B r a d s h a w , 1 9 6 7 ) . T h i s a s s u m p t i o n may n o t be a l w a y s j u s t i f i e d i n v i e w o f t h e p r e s e n c e o f i n c l u s i o n s a n d p o s s i b l y a d s o r b e d m e t a l s . F o r t h e s e r e a s o n s i n t h e p r e s e n t w o r k q u a r t z a n d f e l d s p a r a r e t r e a t e d a s one f r a c t i o n . C o p p e r a n d z i n c i n t h e s e s e p a r a t e s w e r e f o u n d t o be w i t h i n t h e r a n g e o f v a l u e s r e p o r t e d f o r f e l d s p a r i n t h e l i t e r a t u r e . T i , F e , Mg a n d Mn c o n t e n t o f f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s i s d u e t o t h e p r e s e n c e o f s m a l l a m o u n t s o f h o r n b l e n d e and b i o t i t e w h i c h c o n t a i n a n a v e r a g e o f 2880 ppm M n . S i n c e a b o u t 9 0 ppm o f t h i s m e t a l w a s f o u n d i n t h e f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s , i t c a n be a s s u m e d t h a t t h e . l a t t e r c o n t a i n r o u g h l y 0.03% o f a d m i x e d b i o t i t e a n d h o r n b l e n d e . F r o m t h e a v e r a g e Cu a n d Z n c o n t e n t o f t h e s e t w o m i n e r a l s i t c a n be c a l c u l a t e d t h a t t h e i r c o n t r i b u t i o n t o t h e f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s a m o u n t s t o a b o u t k p p m C u a n d 6 ppm Z n . S i n c e t h e s e s e p a r a t e s c o n t a i n a n a v e r a g e o f 25 ppm Cu a n d 9 ppm Z n ( T a b l e 2* f ) , i t s e e m s t h a t t h e a d m i x e d f e r r o m a g n e s i an m i n e r a l s c a n a c c o u n t f o r m o s t o f t h e Z n p r e s e n t , b u t o n l y f o r a s m a l l p o r t i o n o f c o p p e r . T h i s o b s e r v a t i o n i s s u p p o r t e d by c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s w h i c h a r e much h i g h e r b e t w e e n Z n a n d a n y o f M g , M n , Fe a n d T i t h a n b e t w e e n Cu a n d t h e s e c o n s t i t u e n t s ( s e e c o r r e l a t i o n m a t r i c e s g i v e n i n A p p e n d i x I I I ) . - 7 7 -b ) B i o t i t e s e p a r a t e s M o s t o f t h e b i o t i t e s e p a r a t e s , o r i g i n a l l y u s e d f o r i s o t o p i c s t u d i e s , w e r e o f h i g h p u r i t y . B i o t i t e s w i t h d e t e c t a b l e c h a l c o p y r i t e i n c l u s i o n s f r o m B e t h l e h e m d e p o s i t w e r e n o t i n c l u d e d i n t h e d e t e r m i n a t i o n o f a v e r a g e v a l u e s g i v e n i n T a b l e 2k. R e s u l t s o b t a i n e d i n d i c a t e t h a t b i o t i t e s f r o m g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a r e h i g h e r i n Cu a n d l o w e r i n Z n t h a n a v e r a g e s r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e f o r b i o t i t e s f r o m i n t e r m e d i a t e r o c k s ( T a b l e 2 5 , s e e a l s o T a b l e 9). M o s t s a m p l e s a n a l y s e d i n t h e p r e s e n t s t u d y c o n t a i n e d m o r e t h a n e n o u g h s u l p h u r t o e x p l a i n t h e p r e s e n c e o f Cu as a d m i x e d c h a l c o p y r i t e . H o w e v e r , t h e r e l a t i o n s h i p l a c k s r e g u l a r i t y , a n d t h e Cu - S c o r r e l a t i o n i s s i g n i f i c a n t o n l y a t v e r y h i g h c o p p e r l e v e l s ( s e e t h e s e c t i o n on r e l a t i o n s among v a r i a b l e s ) . A t o t a l o f f o u r b i o t i t e s a m p l e s , w h i c h w e r e n o t i n c l u d e d i n t h e a v e r a g e s s h o w n i n T a b l e 2k, c o n t a i n e d as much a s s e v e r a l t h o u s a n d s ppm C u . T h r e e o f t h e s e b i o t i t e s w e r e s e p a r a t e d f r o m r o c k s a d j a c e n t t o t h e B e t h l e h e m o r e b o d y , b u t t h e f o u r t h o n e , b e l o n g i n g t o t h e W i t c h e s B r o o k p h a s e (63 — 171), d i d n o t h a v e a n y k n o w n m i i n e r a l i z a t i on i n t h e i m m e d i a t e v i c i n i t y . I n s p e c t i o n o f p o l i s h e d m o u n t s o f t h e s e m i n e r a l s i n d i c a t e d t h e . p r e s e n c e o f c h a l c o p y r i t e , a n d i n one s e c t i o n (63 —171) b o r n i t e and c h a l c o c i t e w e r e r o u g h l y e q u a l t o t h e a m o u n t o f c h a l c o p y r i t e p r e s e n t . S o l u b i l i t y o f Cu a n d Z n i n a q u a r e g i a , a s d e t e r m i n e d on t h r e e s e p a r a t e s , s e e m s t o be c o m p l e t e o v e r t h e c o n c e n t r a t i o n s o f 45-3000 ppm Cu a n d 200-225 ppm Z n . c ) H o r n b l e n d e s e p a r a t e s S e p a r a t i o n o f h o r n b l e n d e f r o m b i o t i t e was g e n e r a l l y p o o r a n d o n l y f o u r s a m p l e s w e r e o b t a i n e d s u f f i c i e n t l y p u r e f o r a n a l y s i s . Cu a n d Z n c o n t e n t s - 7 8 -T a b l e 2 4 . C o p p e r a n d z i n c i n m i n e r a l s e p a r a t e s f r o m g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h A r i t h m e t i c m e a n , / C o n t r i b u t i o n t o w h o l e r o c k M e a n m o d e , ppm / % Cu Z n / C u , p p m C u , % Z n , p p m Z n , % F e l d s p a r + q u a r t z (19) 8 7 . 0 25 9 2 1 . 7 3 0 . 2 8.7 2 3 . 9 B i o t i t e (18) 5.1 139 197 7.1 9 . 8 10 .0 2 7 . 2 H o r n b l e n d e (4) 6 .2 171 205 10.3 1 4 . 3 12.5 3 4 . 3 M a g n e t i t e (21) 1.5 358 9 0 5.4 7.5 1.3 3 . 6 Su1 p h i de c o n c e n t r a t e (21) 0 . 0 6 45850 6 4 4 0 2 7 . 3 3 8 . 2 4 . 0 11 .0 W h o l e r o c k ( f r o m a n a l y s e s ) (21) 7 2 30 W h o l e r o c k ( c a l c u l a t e d ) 71 36 N u m b e r s i n p a r e n t h e s e s r e f e r t o n u m b e r o f s a m p l e s . - 7 9 -T a b l e 2 5 . C o m p a r i s o n o f c o p p e r a n d z i n c i n b i o t i t e s f r o m G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h w i t h v a l u e s r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e . A r e a a n d r o c k t y p e C u , p p m X Z n , p p m X N R e f e r e n c e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h 113 (72-320) 194 (125-310) 17 P r e s e n t s t u d y I n t e r m e d i a t e r o c k s , N.W. a n d C e n t r a l A r i z o n a 75 (35-154) 670 ( 293-973 ) 5" P u t m a n a n d B u r n h a m , I963 B a s i n a n d R a n g e q u a r t z m o n z o n i t e s 90 ^ ( 8 - 5 3 0 ) " " 340 (180 - 6 8 0 ) 1 0 * P a r r y a n d N a c k o w s k i , 1963 " R e f e r s t o n u m b e r o f s t o c k s o r d i s t r i c t s r a t h e r t h a n s a m p l e s ; o v e r a l 1 ' m e a n s a n d r a n g e a r e d e r i v e d f r o m m e a n s o f i n d i v i d u a l g r o u p s o f d a t a . R a n g e o f v a l u e s i s g i v e n i n b r a c k e t s . N - n u m b e r o f s a m p l e s ; X - a r i t h m e t i c m e a n . Two d i s t r i c t s w i t h e x c e p t i o n a l l y C u - h i g h , h y d r o t h e r m a l l y a l t e r e d b i o t i t e s w e r e n o t i n c l u d e d . -80-o f t h e s e s e p a r a t e s d o n o t seem t o be 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 t h o s e f o u n d i n b i o t i t e . No d a t a f o r e i t h e r Cu o r Z n i n p u r e h o r n b l e n d e w e r e f o u n d i n l i t e r a t u r e . H o r n b l e n d e w i t h some b i o t i t e f r o m a d i o r i t e r e p o r t e d by P u t n a m a n d B u r n h a m ( 1 9 o 3 ) g a v e an a v e r a g e o f 58 ppm Cu a n d 293 Z n ( f r o m 12 s a m p l e s ) . C o p p e r f r o m one h o r n b l e n d e s e p a r a t e a n a l y s e d i n t h e p r e s e n t w o r k w a s c o m p l e t e l y s o l u b l e i n a q u a r e g i a , b u t t h e l e a c h c o n t a i n e d o n l y k0% o f t h e t o t a l z i n c . T h i s r e s u l t i s i n h a r m o n y w i t h d a t a o b t a i n e d on w h o l e - r o c k s a m p l e s a n d i n d i c a t e s t h a t t h e t w o m e t a l s d i f f e r i n t h e i r f o r m o f o c c u r r e n c e . d ) M a g n e t i t e s e p a r a t e s A v e r a g e c o p p e r c o n t e n t o f m a g n e t i t e s s e p a r a t e d a p p e a r s t o be r a t h e r h i g h w h e n c o m p a r e d t o d a t a f r o m l i t e r a t u r e . I t i s s i m i l a r t o v a l u e s r e p o r t e d by W a g e r a n d M i t c h e l l (1951) f o r m a g n e t i t e i n some g a b b r o s ( s e e T a b l e 8 ) . C o r n w a l 1 a n d R o s e (1957) g a v e 2 8 2 ppm Cu a s a v e r a g e f o r m a g n e t i t e a n d i l m e n i t e f r o m some b a s a l t s . L y a k h o v i c h (1959) r e p o r t e d a v e r a g e s f o r m a g n e t i t e f r o m d i f f e r e n t g r a n i t i c s t o c k s i n U . S . S . R . w h i c h v a r i e d f r o m 5 t o 80 ppm Cu a n d 80-100 ppm Z n . T h e r e f o r e , m a g n e t i t e s i n g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a r e c o m p a r a b l e i n t h e i r Cu c o n t e n t t o m a g n e t i t e s f r o m m a f i c r o c k s , a n d i n t h e i r Z n c o n t e n t t o m a g n e t i t e s f r o m some g r a n i t i c r o c k s . e ) S u l p h i d e c o n c e n t r a t e s C o n t r i b u t i o n o f s u l p h i d e s t o t h e m e t a l c o n t e n t i n w h o l e r o c k i s d i f f i c u l t t o e s t i m a t e due t o t h e i n c o m p l e t e s e p a r a t i o n o f t h e s e m i n e r a l s f r o m s i l i c a t e s . R o u g h e s t i m a t e s g i v e n i n T a b l e 2k i n d i c a t e t h a t a b o u t l/3 o f Cu a n d l / l O o f Z n c o n t e n t i n w h o l e - r o c k a r e c o n t r i b u t e d by s u l p h i d e s . S i n c e a q u a r e g i a d o e s n o t s e e m t o be a s e f f i c i e n t i n e x t r a c t i n g Z n a s i t i s i n e x t r a c t i n g Cu f r o m r o c k s , t h e p r o p o r t i o n o f Z n i n s u l p h i d e s may b e e v e n s m a l l e r t h a n l / l O o f t h e w h o l e - r o c k c o n t e n t . - 8 1 -R a t i o o f Cu t o S was f o u n d t o be 1.4 i n c o n c e n t r a t e s v e r s u s 1.0 i n w h o l e - r o c k s . T h e r e f o r e , i t a p p e a r s t h a t t h e f l o t a t i o n was s o m e w h a t s e l e c t i v e , s o t h a t t h e r a t i o s b e t w e e n d i f f e r e n t s u l p h i d e s i n c o n c e n t r a t e s a r e n o t t h e same a s i n t h e w h o l e - r o c k s . A d e f i c i t o f s u l p h u r i n c o n c e n t r a t e s may be e x p l a i n e d by p o o r s e p a r a t i o n o f p y r i t e , p e r h a p s a s a r e s u l t o f t h e r e l a t i v e l y f i n e r g r a i n s i z e o f t h i s m i n e r a l . T h i s p o s s i b i l i t y i s i n d i c a t e d by t h e p r e s e n c e o f some p y r i t e i n f i n e r o f t h e t w o s i z e f r a c t i o n s o f one o f t h e s p e c i m e n s s u b m i t t e d t o f l o t a t i o n . S a m p l e s c o n t a i n i n g o v e r 100 ppm w h o l e - r o c k c o p p e r t e n d t o g i v e t h e s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s w i t h a h i g h Cu t o S r a t i o , w h i c h i s i n d i c a t e d by h i g h l y s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n e s t a b l i s h e d f o r t h e p a i r s " w h o l e - r o c k Cu v s . f l o a t C u " a n d " w h o l e - r o c k Cu v s . f l o a t C u / S " ( T a b l e 2$). I t i s i n t e r e s t i n g t o n o t e a n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e f l o a t s u l p h u r a n d w e i g h t o f t h e c o n c e n t r a t e , i n d i c a t i n g t h a t a r e l a t i v e l y l a r g e a m o u n t o f f l o a t m e a n s a p o o r e r s e p a r a t i o n o f s u l p h i d e s r a t h e r t h a n t h e i r a b u n d a n c e i n t h a t p a r t i c u l a r r o c k . A c o m p l e m e n t a r y c h e c k on a m o u n t o f m e t a l s c a r r i e d by s u l p h i d e s w a s o b t a i n e d f r o m a n a l y s i s o f t a i l i n g s l e f t a f t e r s e p a r a t i o n o f c o n c e n t r a t e s . C h a n g e i n t h e w h o l e - r o c k c o p p e r c o n t e n t c a u s e d by r e m o v a l o f s u l p h i d e s w a s f o u n d t o v a r y f r o m n o n - d e t e c t a b l e t o 71%. G r e a t e r d i f f e r e n c e s w e r e n o t e d i n s a m p l e s c o n t a i n i n g m o r e t h a n 100 ppm Cu i n w h o l e r o c k . Z n c o n t e n t i n t a i l i n g s was g e n e r a l l y t h e same as i n w h o l e r o c k , i . e . t h e d i f f e r e n c e was n o t d e t e c t a b l e by t h e a n a l y t i c a l m e t h o d e m p l o y e d . A f t e r c h e m i c a l d e t e r m i n a t i o n s f o u r p o l i s h e d m o u n t s o f c o n c e n t r a t e s w e r e i n s p e c t e d i n r e f l e c t e d l i g h t . C h a l c o p y r i t e was p r e s e n t i n a l l m o u n t s , a n d b o r n i t e a n d c h a l c o c i t e i n t h r e e . R a t i o o f c h a l c o p y r i t e t o o t h e r s u l p h i d e s was a p p r o x i m a t e l y 1 t o 4 i n 2 m o u n t s a n d 1:1 i n one m o u n t . No g a l e n a o r s p h a l e r i t e w e r e o b s e r v e d , a n d p y r i t e was v e r y r a r e . -82-T a b l e 26. C o r r e l a t i o n b e t w e e n some v a r i a b l e s i n w h o l e - r o c k ^ a n d i n s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s ( f l o a t ) . N = 21. V a r i a b l e s C o r r e l a t i on c o e f f i c i e n t L e v e l o f s i g n i f i c a n c e F l o a t C u - F l o a t S 0.79 0.001 F l o a t Z n - F l o a t S 0.40 n o t s i g n i f i c a n t a t p = 0.05 F l o a t C u - Wr Cu 0.62 0.01 ( F l o a t C u / F l o a t S) - Wr Cu 0.71 0.00ili> F l o a t w e i g h t (%) - F l o a t S -0.45 0.05 N - n u m b e r o f s a m p l e s ; Wr - w h o l e r o c k N o t e : t h e c o m p l e t e c o r r e l a t i o n m a t r i c e s c a n be f o u n d i n A p p e n d i x I I I . - 8 3 -3 . D i s t r i b u t i o n o f o t h e r m i n o r e l e m e n t s C o n t e n t o f m i n o r e l e m e n t s o t h e r t h a n c o p p e r a n d z i n c was i n v e s t i g a t e d i n a n u m b e r o f s e l e c t e d r o c k s a n d m i n e r a l s e p a r a t e s . V a l u e s o b t a i n e d a r e l i s t e d i n A p p e n d i x II. a ) S u l p h u r M e a n s u l p h u r c o n t e n t o f t h e r o c k s i n v e s t i g a t e d (70 ppm) i s l o w c o m p a r e d t o t h e w o r l d a v e r a g e r e p o r t e d f o r i n t e r m e d i a t e r o c k s ( s e e T a b l e 7)• H o w e v e r , m o r e r e c e n t d a t a i n d i c a t e t h a t i g n e o u s r o c k s v a r y c o n s i d e r a b l y i n t h e i r s u l p h u r c o n t e n t , e v e n w i t h i n one r o c k t y p e . F o r e x a m p l e , v a l u e s f o r i n t e r m e d i a t e a n d s i l i c i c r o c k s o f a r e g i o n i n U . S . S . R . r e p o r t e d by S e r y k h ( I 963 ) v a r y f r o m b e l o w d e t e c t i o n l i m i t ( u n s p e c i f i e d ) t o 250 ppm S ( f r o m 28 s a m p l e s ) . A v e r a g e f o r t w o q u a r t z d i o r i t e s g i v e n by t h e same a u t h o r was 80 p p m . On t h e o t h e r h a n d , W e b b e r a n d H o r s k a , 1970 , r e p o r t e d t h e mean s u l p h u r c o n t e n t i n t w o g r a n o d i o r i t e a n d o n e d i o r i t e r o c k u n i t s as 2 3 0 , 1050 a n d 1310 p p m , r e s p e c t i v e l y . Many o l d e r d a t a o b t a i n e d by g r a v i m e t r i c a n a l y t i c a l m e t h o d s c a n n o t be c o n s i d e r e d as r e l i a b l e ( s e e d i s c u s s i o n o f a n a l y t i c a l p r o b l e m s o f s u l p h u r d e t e r m i n a t i o n i n A p p e n d i x I). T h e c u m u l a t i v e f r e q u e n c y p l o t f o r s u l p h u r i n g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h h a s t w o b r e a k s i n s l o p e c o r r e s p o n d i n g t o 60 a n d 90 ppm s u l p h u r . T h i s t y p e o f d i s t r i b u t i o n c a n be i n t e r p r e t e d i n t h e same way a s was d o n e f o r C u , t h a t i s , a s t w o p a r t l y o v e r l a p p i n g p o p u l a t i o n s o f d a t a . T h e m i d d l e o f t h e m i x i n g i n t e r v a l , w h i c h c o r r e s p o n d s t o 75 ppm S , c a n be t a k e n as u p p e r l i m i t o f t h e " s y n g e n e t i c " s u l p h u r p o p u l a t i o n . S e v e r a l C u - h i g h b i o t i t e s e p a r a t e s w e r e f o u n d t o c o n t a i n m i c r o -s c o p i c a l l y d e t e c t a b l e c o p p e r s u l p h i d e s , a n d s u c h s a m p l e s c o n t a i n e d 400-7000 ppm S . T h e g e o m e t r i c mean f o r s u l p h u r i n b i o t i t e s e p a r a t e s a n a l y s e d w a s -84--> • 1 1 1 1 1 i _ i • • i I 1 2 5 10 20 40 60 80 £ o / o S F i g u r e 15. C u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r s u l p h u r i n g r a n i t i c r o c k s . N = 68. - 8 5 -Dkk p p m , w h i c h i n d i c a t e s a p r e f e r e n c e o f s u l p h i d e s f o r b i o t i t e ( t h e s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s o b t a i n e d by f l o t a t i o n c o n t a i n e d a r e l a t i v e l y h i g h p r o p o r t i o n o f b i o t i t e w h i c h f l o a t e d t o g e t h e r w i t h t h e i n c l u d e d s u l p h i d e g r a i n s ) . b ) L e a d 59 r o c k s a m p l e s a n a l y s e d f o r l e a d a f t e r a n a q u a r e g i a a t t a c k g a v e a n a v e r a g e o f l e s s t h a n 3 p p m . S o 1ow a v a l u e c o u l d be a s c r i b e d t o t h e p o s s i b l y i n c o m p l e t e e x t r a c t i o n o f Pb by t h e a t t a c k e m p l o y e d . A n u m b e r o f d e t e r m i n a t i o n s , h o w e v e r , p e r f o r m e d a f t e r t h e c o m p l e t e d e c o m p o s i t i o n o f s a m p l e s w e r e much i n t h e same r a n g e as t h e a q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e P b , a n d t h e same a p p l i e s t o 12 s a m p l e s a n a l y s e d f o r Pb by e m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y . T h e l o w l e v e l o f l e a d i n t h e r o c k s s t u d i e d i s r a t h e r u n e x p e c t e d i n v i e w o f t h e a v e r a g e s f o r s i m i l a r r o c k s r e p o r t e d by o t h e r i n v e s t i g a t o r s . T h e w o r l d a v e r a g e f o r Pb i n i n t e r m e d i a t e r o c k s g i v e n by T u r e k i a n a n d W e d e p o h l (1961) i s 15 p p m , a n d means f o r d i f f e r e n t g r a n i t i c u n i t s o f S i m i l k a m e e n b a t h o l i t h , B . C . r a n g e d f r o m 12-19 ppm ( P e t o , 1970). L e a d c o n t e n t n o r m a l l y i n c r e a s e s w i t h m a g m a t i c d i f f e r e n t i a t i o n , b u t no e n r i c h m e n t w a s f o u n d i n t h e l a t e i n t r u s i v e p h a s e s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . P o s s i b l y a n y s u c h v a r i a t i o n s a r e t o o s u b t l e t o be d e t e c t e d by t h e a n a l y t i c a l m e t h o d s e m p l o y e d . L e a d i n m o s t f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s was b e l o w 6 ppm w h i c h i s a l s o v e r y l o w c o m p a r e d t o t h e v a l u e s f r o m l i t e r a t u r e ( s e e T a b l e 10), e v e n w h e n t h e d i l u t i o n w i t h s u p p o s e d l y P b - f r e e q u a r t z i n t h e s e p a r a t e s a n a l y s e d i s t a k e n i n t o a c c o u n t . B i o t i t e s e p a r a t e s w e r e a l s o f o u n d t o be g e n e r a l l y p o o r i n l e a d , b u t t h e s p r e a d o f v a l u e s i s h i g h e r t h a n i n t h e f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s , s e v e r a l v a l u e s b e i n g a t t h e l e v e l o f 20 ppm P b . - 8 6 -c ) S i l v e r T h e c o n t e n t s o f s i l v e r i n 59 r o c k s a m p l e s a n a l y s e d r a n g e d f r o m 0.1 t o 0 . 5 p p m . H o w e v e r , d u e t o t h e p r o n o u n c e d n o i s e i n t h e m e a s u r e m e n t o f a b s o r p t i o n a t l o w c o n c e n t r a t i o n l e v e l s , t h e s e v a r i a t i o n s a r e n o t b e l i e v e d t o be s i g n i f i c a n t . F o r s i m i l a r r e a s o n s , a v e r a g e s f o r s i l v e r i n d i f f e r e n t r o c k t y p e s r e p o r t e d i n 1 i t e r a t u r e • c a n n o t be c o n s i d e r e d a s r e l i a b l e a n d no a t t e m p t w a s made t o c o m p a r e t h e m w i t h t h e r e s u l t s o b t a i n e d i n t h e p r e s e n t s t u d y . No A g was d e t e c t e d i n a n y o f t h e s p e c t r o g r a p h i c a l l y a n a l y s e d m i n e r a l s e p a r a t e s ( l o w e r d e t e c t i o n l i m i t c l a i m e d e q u a l s 0.1 p p m ) . d ) M o l y b d e n u m M o l y b d e n u m d e t e r m i n a t i o n s by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y , p e r f o r m e d on 59 r o c k s a m p l e s , a v e r a g e c l o s e t o 2 p p m . H o w e v e r , a numbe r o f c o l o u r i m e t r i c c o n t r o l a n a l y s e s w i t h d i t h i o l g a v e l o w e r v a l u e s , m o s t b e l o w 1 p p m . D e t e r m i n a t i o n s by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y may be a l i t t l e t o o h i g h d u e t o t h e i n s t r u m e n t a l n o i s e a n d b a c k g r o u n d a b s o r p t i o n w h i c h a r e i m p o r t a n t i n m a g n i t u d e a t l o w c o n c e n t r a t i o n l e v e l s o f some e l e m e n t s . T h e r e f o r e , t h e a v e r a g e m o l y b d e n u m c o n t e n t i n r o c k s i n v e s t i g a t e d may be c l o s e t o t h e a v e r a g e o f 1 ppm i n C a - h i g h g r a n i t i c r o c k s o f T u r e k i a n a n d W e d e p o h l ( 1 9 6 1 ) . F o r d e t e c t i n g a n y s i g n i f i c a n t v a r i a t i o n s i n Mo w i t h i n t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h , a t e c h n i q u e c a p a b l e o f d e t e c t i n g t h i s m e t a l i n p p b r a n g e h a s t o be u s e d . e ) M e r c u r y M e r c u r y s h o w s a w i d e c o n c e n t r a t i o n r a n g e o f 25-1120 p p b . P a r a m e t e r s o f d i s t r i b u t i o n f o r d i f f e r e n t r o c k u n i t s a n d t h e w h o l e b a t h o l i t h a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 7 . S e v e r a l s a m p l e s w h o s e v e r y h i g h m e r c u r y c o n t e n t was s u s p e c t e d t o - 8 7 -T a b l e 2 7 . P a r a m e t e r s o f m e r c u r y d i s t r i b u t i o n i n g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . R o c k u n i t N X , p p b s G , p p b s ' H y b r i d p h a s e 14 398 272.1 314 0 .32 H i g h l a n d V a l l e y p h a s e 14 313 3 1 9 . 1 215 0 . 4 4 B e t h l e h e m p l u s W i t c h e s B r o o k p h a s e 7 212 " 9 4 . 8 190 0 . 2 4 B e t h s a i d a p h a s e 18 137 108 .5 101 O.36 A 1 1 g r a n i t i c r o c k s 53 265 - 179 0 .39 N - n u m b e r o f r o c k s , X - a r i t h m e t i c m e a n , s - s t a n d a r d d e v i a t i o n s ' - s t a n d a r d d e v i a t i o n o f l o g g e d d a t a ; a d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . - 8 8 -t o be a r e s u l t o f c o n t a m i n a t i o n w e r e n o t i n c l u d e d i n c a l c u l a t i o n o f a v e r a g e s . M e r c u r y i n r o c k s a n a l y s e d s h o w s a g e n e r a l t e n d e n c y t o d e c r e a s e f r o m t h e b a t h o l i t h i c m a r g i n s t o w a r d t h e c o r e - a p a t t e r n s i m i l a r t o t h a t o f c o p p e r ( s e e a l s o t h e s e c t i o n on c o r r e l a t i o n b e t w e e n c o p p e r and o t h e r v a r i a b l e s i n t h e p r e s e n t s t u d y ) . D a t a on m e r c u r y d i s t r i b u t i o n r e p o r t e d i n l i t e r a t u r e a r e c o n t r o -v e r s i a l , a n d t r e n d s o f t h i s m e t a l i n m a g m a t i c d i f f e r e n t i a t i o n s e e m t o be v a r i a b l e . R e s u l t s o f some a u t h o r s i n d i c a t e a n i n c r e a s e i n Hg f r o m m a f i c t o w a r d s i l i c i c r o c k s ( e . g . Ehmann a n d L o v e r i n g , 1 9 o 7 ) , b u t t h e o t h e r s i n d i c a t e t h e o p p o s i t e ( e . g . P r e u s s , 1 9 4 0 ) . I n v i e w o f t h e h y p e r v o l a t i 1 e n a t u r e o f m e r c u r y , i t s b e h a v i o u r i n m a g m a t i c c r y s t a l l i z a t i o n c a n be e x p e c t e d t o be c o m p l e x a n d t h e c o n t r o l e x e r c i s e d by p r e s s u r e r e l a t i v e t o i n t r u s i v e l e v e l o r t e c t o n i c s g r e a t e r t h a n f o r o t h e r e l e m e n t s . I f 8 0 ppb i s t a k e n as a v e r a g e Hg c o n t e n t i n g r a n i t i c r o c k s ( s e e T a b l e 7 ) , G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a p p e a r s t o be r a t h e r h i g h i n t h i s m e t a l . f ) B o r o n B o r o n w a s d e t e r m i n e d i n 12 r o c k s a m p l e s o n l y . I t s c o n c e n t r a t i o n was b e l o w d e t e c t i o n l i m i t o f t h e s p e c t r o g r a p h i c t e c h n i q u e u s e d ( 9 ppm) i n m o s t s a m p l e s a n a l y s e d . H o w e v e r , i n a l l s a m p l e s o f H y b r i d p h a s e b o r o n w a s d e t e c t e d ^ , i n r e l a t i v e l y h i g h a m o u n t s o f 2 0 - 6 9 ppm ( s e e A p p e n d i x I I ) . I t was n o t f o u n d i n h o r n b l e n d e s e p a r a t e s , b u t t h e f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z f r a c t i o n c o n t a i n e d d e t e c t a b l e b o r o r t i n m o s t o f 19 s a m p l e s a n a l y s e d . W o r l d a v e r a g e f o r g r a n i t i c r o c k s g i v e n by T u r e k i a n a n d W e d e p o h l ( 1 9 6 1 ) i s c l o s e t o 10 p p m . k. D i s t r i b u t i o n o f m a j o r e l e m e n t s M a j o r e l e m e n t s w e r e d e t e r m i n e d i n 2k r o c k s a m p l e s ( s e e A c k n o w l e d g e -m e n t s ) . D a t a f o r t w o a d d i t i o n a l f r e s h i n t r u s i v e r o c k s w e r e t a k e n f r o m Wood - 8 9 -( 1 9 6 6 ) . A v e r a g e s f o r p r i n c i p a l r o c k u n i t s a r e g i v e n i n T a b l e 2 8 , a n d t h e c o m p l e t e a n a l y s e s l i s t e d i n A p p e n d i x I I . D i f f e r e n t i a t i o n t r e n d s i n t h e s e r o c k s a r e i l l u s t r a t e d u s i n g t w o t e r n a r y v a r i a t i o n d i a g r a m s : one f o r K - N a - C a a n d t h e o t h e r f o r T o t a l Fe-Mg-a1kalies ( F i g . 16 a n d 17). P l o t f o r K - N a - C a i n S o u t h e r n C a l i f o r n i a b a t h o l i t h , r e p r e s e n t i n g a t y p i c a l c a l c : — a l k a l i n e i g n e o u s s e r i e s ( N o c k o l d s a n d A l l e n , 1953), i s i n c l u d e d f o r c o m p a r i s o n . I n c o n t r a s t t o t h e n o r m a l l y o b s e r v e d p o t a s s i c t r e n d , i n t r u s i v e r o c k s o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h h a v e d i f f e r e n t i a t e d w i t h a t e n d e n c y t o w a r d r e l a t i v e e n r i c h m e n t i n s o d i u m w h i c h i s i n d i c a t e d i n r o c k s o f B e t h l e h e m and B e t h s a i d a p h a s e s . Two s p e c i m e n s , h o w e v e r , d o f a l l c l o s e t o t h e n o r m a l l y o b s e r v e d c a l c — a l k a l i n e t r e n d . One o f t h e m i s a h y b r i d ( ? ) r o c k o f a c o m p o s i t i o n c o n t r a s t i n g t o a l l o t h e r s a m p l e s o f t h a t u n i t . T h e o t h e r r o c k b e l o n g s t o t h e Gump L a k e p h a s e , a u n i t m o r e s i l i c i c i n c o m p o s i t i o n t h a n t h e r e l a t i v e l y y o u n g e r ( ? ) p h a s e s a n d f o r t h a t r e a s o n c o n s i d e r e d by N o r t h c o t e (1969) a s p o s s i b l y a n o f f s h o o t o f n e a r b y N i c o l a b a t h o l i t h . One s p e c i m e n o f W i t c h e s B r o o k p h a s e ( S p a t s u m q u a r t z m o n z o n i t e ) s t a n d s o u t a s e x t r e m e l y l o w i n c a l c i u m . One r o c k s p e c i m e n , i d e n t i f i e d a s B e t h l e h e m p h a s e ( W o o d , 1966), a l s o h a s a n u n u s u a l c o m p o s i t i o n c l o s e t o t h a t o f some h y b r i d r o c k s . T o t a l F e - M g - A 1 k a l i e s v a r i a t i o n d i a g r a m i n d i c a t e s a t r e n d v e r y s i m i l a r t o t h a t o f S o u t h e r n C a l i f o r n i a b a t h o l i t h ( F i g . 17) a s e s t a b l i s h e d by N o c k o l d s a n d A l l e n (1953). ( P l o t t e d t o g e t h e r , t h e t w o c u r v e s w o u l d l a r g e l y o v e r 1ap). D e v i a t i o n o f some r o c k s f r o m t h e g e n e r a l t r e n d may be c a u s e d by a n a l y t i c a l e r r o r s o r mi s i d e n t i f i c a t i o n i n r e s p e c t t o r o c k u n i t . I t s h o u l d be b o r n i n m i n d t h a t t h e r o c k a n a l y s e s w e r e p e r f o r m e d by t h r e e l a b o r a t o r i e s u s i n g d i f f e r e n t a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s , w h i c h h a s c e r t a i n l y r e d u c e d o v e r a l l a c c u r a c y a n d p r e c i s i o n ( s e e t h e s e c t i o n on a n a l y t i c a l m e t h o d s ) . Two s a m p l e s o f N i c o l a G r o u p b a s a l t s , i n c l u d e d i n F i g u r e s 16 a n d 17 f o r c o m p a r i s o n , d i f f e r c o n s i d e r a b l y i n c o m p o s i t i o n , a l t h o u g h b o t h s t a n d o u t T a b l e 2 8 . A v e r a g e s f o r s e l e c t e d m a j o r c o n s t i t u e n t s i n p r i n c i p a l r o c k u n i t s ( v a l u e s i n % ) N I C O L A GROUP (2) HYBRID PHASE (4) GUICHON V A R I E T Y (5) CHATAWAY V A R I E T Y ' ( 3 ) BETHLEHEM PHASE (4) W ITCHES BROOK PHASE (2) B ETHSA IDA PHASE (4) S i 0 2 5 1 . 6 6 62.26 6 1 . 4 3 6 3 . 9 7 65.21 73.41 69.48 A 1 2 ° 3 16 .08 16.04 17.09 16 ,56 16.61 13 .76 16.37 F e 2 ° 3 4 . 8 7 2 .34 2 .12 2 . 4 4 2.24 0 .79 1.06 FeO 4.82 3-11 3.12 1 . 88 1.71 1.19 0 . 9 6 T i 0 2 1.13 0 . 7 7 0.71 0.49.- 0 . 3 9 0 . 3 5 0 .29 CaO 9.09 5.13 5 .36 4 . 7 0 4 . 5 4 1.86 2 . 7 6 MgO 4.71 2 .56 1.73 1 .'87 1.-15 1 .04 0 .59 N a 2 0 3.12 3.83 4 . 0 9 4 . 4 4 4.21 3.83 5-01 K 20 O.63 2.59 2 .23 2 . 3 6 1.89 2.81 1.97 N o t e : T h e c o m p l e t e l i s t o f a n a l y t i c a l v a l u e s , i n c l u d i n g t h o s e f o r 1 s a m p l e o f L e Roy a n d 1 s a m p l e o f Gump L a k e i n t r u s i v e u n i t s , i s g i v e n i n A p p e n d i x I -91-F l g u r e 16. V a r i a t i o n d i a g r a m f o r K - C a - N a i n g r a n i t i c r o c k s o f G u i c h o n G r e e k b a t h o l i t h ( w i t h c u r v e f o r S o u t h e r n C a l i f o r n i a b a t h o l i t h ( S C B ) a d d e d f o r c o m p a r i s o n S q u a r e s ; N i c o l a G r o u p ; T r i a n g l e s : H y b r i d p h a s e ; D o t s : H i g h l a n d V a l l e y p h a s e ; C i r c l e s ; P h a s e s o f i n t e r m e d i a t e a g e ; C r o s s e s : B e t h s a i d a . p h a s e Alk. Mg F i g u r e I ? . V a r i a t i o n diagram f o r t o t a l F e - M g - A l k a l i e s i n g r a n i t i c r o c k s of Guichon Creek b a t h o l i t h Squares: N i c o l a Group; T r i a n g l e s ; Hybrid phase; Dots: Highland V a l l e y phase; C i r c l e s : Phases of i n t e r m e d i a t e age; Crosses: B e t h s a i d a phase -93-as r i c h i n F e a n d C a a n d p o o r i n K. 5. R e l a t i o n s among v a r i a b l e s R e l a t i o n s among d i f f e r e n t v a r i a b l e s , s u c h as c o n t e n t s o f s e l e c t e d m a j o r e l e m e n t s , m i n o r e l e m e n t s a n d m i n e r a l modes w e r e f u r t h e r i n v e s t i g a t e d by c o m p u t i n g t h e a p p r o p r i a t e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s . T h e f o l l o w i n g g r o u p s o f d a t a w e r e c o n s i d e r e d : 1 . W h o l e - r o c k A R e x Cu a n d Z n , modes o f p l a g i o c l a s e , o r t h o c l a s e , q u a r t z , b i o t i t e , h o r n b l e n d e a n d o p a q u e m i n e r a l s . 2 . W h o l e - r o c k t o t a l C u , Z n , Mg a n d F e . 3 . W h o l e - r o c k A R e x Cu a n d t o t a l s u l p h u r ( b o t h o v e r a l l a n d g r o u p e d a c c o r d i n g t o c o p p e r c o n c e n t r a t i o n r a n g e ) . k. T o t a l C u , Z n a n d S i n b i o t i t e s e p a r a t e s . 5. T o t a l Cu a n d Z n i n w h o l e - r o c k ; t o t a l C u , Z n , M n , G a , V , N i , C o , S c , B a i n b i o t i t e s e p a r a t e s . 6. T o t a l Cu i n w h o l e - r o c k ; B , M g O , M n , T i , F e , G a , Z n a n d Cu i n f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s . 7 . T o t a l Cu a n d Z n i n w h o l e - r o c k ; M g O , M n , T i , V , N i , C o , S r , B a , Cu a n d Z n i n m a g n e t i t e s e p a r a t e s . 8 . T o t a l Cu a n d Z n i n w h o l e - r o c k ; K, Cu a n d Z n i n b i o t i t e ; b i o t i t e mode i n r o c k s . 9 . A R e x C u , A R e x Z n a n d t o t a l S i n w h o l e - r o c k ; same e l e m e n t s i n f l o t a t i o n c o n c e n t r a t e s . 1 0 . A R e x Cu a n d t o t a l Hg i n w h o l e - r o c k . l l i r . A R e x Cu a n d Z n ; s e l e c t e d m a j o r c o n s t i t u e n t s i n w h o l e - r o c k . A 1 1 c a l c u l a t i o n s w e r e d b n e on l o g g e d v a l u e s . S i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s f o u n d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e s 2 9 a n d 3 0 ( some s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s r e f l e c t -i n g o b v i o u s r e l a t i o n s h i p s , s u c h a s n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n q u a r t z a n d - 9 4 -J a b j e 2 9 . Some s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s among t h e w h o l e - r o c k Cu a n d Z n , a n d o t h e r v a r i a b l e s . V a r i a b l e s Number o f p a i r s L e v e l o f s i g n i f i c a n c e R Numbe r ma t r i x A p p e n d i x o f i n I I I W r C u - W r Z n 230 0.001 0 .27 -WrCu-WrH<g 53- 0.001 0 . 4 9 -WrCu-WrS ( f o r 151-1600 ppm C u ) 16 0 .001 0 . 7 6 3 W r C u - F t C u . 21 0.01 0 .62 10 W r C u - B i C u 21 * 0.001 0 . 8 6 6 WrZn-Wr f e r r o u s Fe 26 0 .02 0 .47 4 WrZn-Wr t o t a l F e 49 0 . 0 5 0 . 3 6 2 WrZn-Wr Mg 49 0.01 0 . 4 4 2 W r Z n - B i mode 15 0 . 0 5 0.64 7 W r C u - B i V 21 0 . 0 5 0 .49 6 WrCu-FQB 19 0 . 0 5 0.46 8 W r C u - F Q M n 19 0 . 0 5 -0.51 8 W r C u - M t V 21 0 . 0 5 0.49 9 W r C u - M t C o 21 0 .05 0 . 4 9 9 W r C u - M t B a 21 0.001 - 0 . 6 7 9 W r Z n - M t M g O 21 0 .05 0 . 4 4 9 W r Z n - M t T i 21 0.01 0 .63 9 , W r C u - B i M n 21 0.01 - O . 5 6 6 Wr - w h o l e r o c k ; B i - b i o t i t e s e p a r a t e ; FQ. - f e l d s p a r + q u a r t z s e p a r a t e ; Mt - m a g n e t i t e s e p a r a t e ; F t - s u l p h i d e c o n c e n t r a t e ; R - c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t . N o t s i g n i f i c a n t (R = 0 . 2 3 ) i f t h r e e s a m p l e s e x c e p t i o n a l l y h i g h i n Cu a r e e x c l u d e d . - 9 5 -T a b l e 30* S i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n s among t h e Cu a n d Z n , a n d o t h e r v a r i a b l e s i n m i n e r a l s e p a r a t e s . V a r i a b l e s N u m b e r o f L e v e l o f R Number o f p a i r s s i g n i f i c a n c e m a t r i x i n A p p e n d i x I I I B i C u - B i S 22 0.001 0 .75 T-. F t C u - F t S 21 0.001 0 .79 10 B i Z n - B i M n 21 0.01 0 . 6 6 6 B i Z n - B i N i 21 0 .05 - 0 . 4 5 6 B i C u - B i M n 21 0 . 0 5 - 0 . 4 3 6 FQ.Zn-FQ.Mn 19 0.01 0 .59 8 F Q Z n - F Q T i 19 0 .05 0 .50 8 B i F t - b i o t i t e s e p a r a t e ; FQ - f e 1 d s p a r + q u a r t z s e p a r a t e ; - f l o t a t i o n s u l p h i d e c o n c e n t r a t e . - 9 6 -p l a g i o c l a s e m o d e s , a r e o m i t t e d ) . T h e c o m p l e t e c o r r e l a t i o n m a t r i c e s c a n b e f o u n d i n A p e n d i x I I I . C o r r e l a t i o n s i n v o l v i n g t h e w h o l e r o c k c o n s t i t u e n t s r e f l e c t t h e g e n e r a l t e n d e n c y o f F e , M g , Z n a n d Hg t o d e c r e a s e f r o m b a t h o l i t h i c m a r g i n s t o w a r d c o r e , c o n f o r m i n g t o t h e c h a n g e o f r o c k t y p e f r o m m o r e m a f i c t o m o r e f e l s i c . Z n a p p e a r s t o be b e t t e r c o r r e l a t e d w i t h Mg t h a n w i t h t o t a l F e . H o w e v e r , a s m i g h t be e x p e c t e d f r o m c r y s t a l l o c h e m i c a l c o n s i d e r a t i o n s , c o r r e l a t i o n o f Z n w i t h Fe i s b e t t e r e x p r e s s e d i f o n l y f e r r o u s i r o n i s t a k e n i n t o c o n s i d e r a t i o n . I t i s i n t e r e s t i n g t h a t Z n c o r r e l a t e s s i g n i f i c a n t l y w i t h t h e b i o t i t e mode i n r o c k s , a f e a t u r e w h i c h i s n o t e x p r e s s e d f o r c o p p e r . T h e w h o l e - r o c k c o p p e r c o r r e l a t e s s i g n i f i c a n t l y w i t h t h e c o p p e r i n s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s t h u s i n d i c a t i n g t h a t a s i g n i f i c a n t p o r t i o n o f Cu i n r o c k s i n v e s t i g a t e d o c c u r s i n s u l p h i d e f o r m . I f t h e r a t i o o f Cu t o S i n c o n c e n -t r a t e s i s t a k e n , t h e c o r r e l a t i o n w i t h t h e w h o l e - r o c k c o p p e r i s s t i l l i m p r o v e d , i n d i c a t i n g t h a t t h e C u - h i g h r o c k s t e n d t o c o n t a i n l e s s p y r i t e o r m o r e C u - r i c h s u l p h i d e s s u c h a s b o r n i t e a n d c h a l c o c i t e ( u n d e r t h e a s s u m p t i o n t h a t f l o t a t i o n was n o t s e l e c t i v e ; s e e t h e s e c t i o n d e a l i n g w i t h s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s ) . H i g h c o r r e l a t i o n b e t w e e n Cu i n w h o l e - r o c k a n d b i o t i t e s eems t o be c a u s e d by a f e w b i o t i t e s e p a r a t e s w h i c h c o n t a i n e d m i c r o s c o p i c a l l y v i s i b l e s u l p h i d e g r a i n s . I f t h e s e a r e e x c l u d e d , t h e c o r r e l a t i o n d i s a p p e a r s ( s e e m a t r i x No. 6 i n A p p e n d i x I I I ) . R e l a t i o n s h i p b e t w e e n c o p p e r a n d s u l p h u r i n b i o t i t e c a n be e x p l a i n e d i n a s i m i l a r w a y , t h e c o r r e l a t i o n b e i n g p r e s e n t o n l y a t v e r y h i g h Cu l e v e l s i n t h e s e m i n e r a l s . A l t h o u g h m o s t b i o t i t e s e p a r a t e s a n a l y s e d h a d e n o u g h s u l p h u r t o a c c o u n t f o r a l l c o p p e r i n t h e f o r m o f c h a l c o p y r i t e , t h e r e l a t i o n b e t w e e n t h e s e c o n s t i t u e n t s i s l i k e l y t o be o b s c u r e d by t h e p r e s e n c e o f v a r i a b l e a m o u n t s o f p y r i t e . G o o d p o s i t i v e c o r r e l a t i o n o f t h e w h o l e - r o c k Cu w i t h C o , V , B a n d n e g a t i v e w i t h Ba i n some m i n e r a l s e p a r a t e s c a n be e x p e c t e d i n v i e w o f t h e Cu - 9 7 -e n r i c h m e n t i n m o r e m a f i c u n i t s o f t h e b a t h o l i t h . S u c h u n i t s a r e a l s o r e l a t i v e l y h i g h i n Z n , w h i c h c o u l d a c c o u n t f o r t h e w h o l e - r o c k Z n c o r r e l a t i o n w i t h Mg a n d T i i n m a g n e t i t e . T h e n e g a t i v e c o r r e l a t i o n o f t h e w h o l e - r o c k Cu w i t h Mn i n b i o t i t e i s a r e s u l t o f Mn e n r i c h m e n t i n t h i s m i n e r a l d u r i n g m a g m a t i c d i f f e r e n t i a t i o n , w h i c h i s a t r e n d o p p o s i t e t o t h a t o f c o p p e r . H o w e v e r , t h e p o s i t i v e c o r r e l a t i o n s b e t w e e n Z n a n d M n , a n d n e g a t i v e b e t w e e n Z n a n d N i i n b i o t i t e w o u l d i n d i c a t e a t e n d e n c y o f z i n c t o a c c u m u l a t e i n b i o t i t e o f l a t e r d i f f e r e n t i a t e s , b u t t h i s r e l a t i o n s h i p i s n o t e x p r e s s e d i n t h e w h o l e - r o c k c o m p o s i t i o n s . -98-CHAPTER V I : SUMMARY AND CONCLUS IONS A s e s t a b l i s h e d by t h e p r e v i o u s i n v e s t i g a t i o n s , t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h i s a c a l c - a l k a l i n e g r a n i t i c b o d y , c o m p o s i t i o n a 1 l y z o n e d a n d d i v i s i b l e i n t o f o u r m a i n p h a s e s a r r a n g e d i n a c o n c e n t r i c f a s h i o n . T h e r e l a t i v e l y o l d e s t H y b r i d p h a s e i s m a r g i n a l t o t h e b a t h o l i t h a n d t h e r e l a t i v e l y y o u n g e s t B e t h s a i d a p h a s e f o r m s a n e l i p t i c a l c o r e . T h e f a c t s a n d c o n c l u s i o n s e m e r g i n g f r o m t h e p r e s e n t s t u d y c a n be s u m m a r i z e d a s f o l l o w s : 1. A s a w h o l e t h e b a t h o l i t h i s n o t a b l y r i c h i n c o p p e r a n d s o m e w h a t d e f i c i e n t i n z i n c a n d s u l p h u r . I t i s a l s o m i l d l y e n r i c h e d i n m e r c u r y a n d u n e x p e c t e d l y l o w i n l e a d . 2. A v e r a g e c o p p e r c o n t e n t o f m a j o r p h a s e s d e c r e a s e s p r o g r e s s i v e l y f r o m t h e m a r g i n s i n w a r d s . T h e B e t h s a i d a c o r e i s n o t a b l y d e f i c i e n t , h a v i n g o n l y a b o u t o n e - s i x t h t h e c o p p e r c o n t e n t i n t h e H y b r i d a n d H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . Z i n c c o n t e n t s h o w s no s u c h m a r k e d v a r i a t i o n , b e i n g o n l y s l i g h t l y b e l o w a v e r a g e i n t h e c e n t r a l p a r t o f t h e b a t h o l i t h . 3 . T h e c o p p e r c u b i c t r e n d s u r f a c e h a s a w e l l - d e f i n e d e l l i p t i c a l d e p r e s s i o n p o s i t i o n e d o v e r t h e B e t h s a i d a c o r e p h a s e . F u r t h e r m o r e , w h e n v a l u e s a s s i g n e d t o t h e h i g h - c o p p e r p o p u l a t i o n a r e o m i t t e d f r o m t h e c o m p u t a t i o n , t h e s h a p e , p o s i t i o n a n d f i t o f t h e t r e n d s u r f a c e r e m a i n u n c h a n g e d . k. T h e z i n c c u b i c t r e n d s u r f a c e h a s a d e p r e s s i o n d i s p l a c e d r e l a t i v e t o t h a t o f c o p p e r as a r e s u l t o f t h e r e l a t i v e l y l o w z i n c c o n t e n t o f t h e W i t c h e s B r o o k p h a s e . T h e f a c t t h a t among m a j o r i n t r u s i v e p h a s e s B e t h s a i d a i s t h e l o w e s t i n c o p p e r , b u t n o t i n z i n c , s u p p o r t s t h e v i e w t h a t t h e s e t w o m e t a l s - 9 9 -f o l l o w e d d i f f e r e n t p a t h s d u r i n g m a g m a t i c e v o l u t i o n o f t h e b a t h o l i t h . 5. T h e s h a p e s o f c u m u l a t i v e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n c u r v e s i n d i c a t e t h a t m o s t a n d p r o b a b l y a l l g r a n i t i c p h a s e s c o n t a i n a t l e a s t t w o c o p p e r p o p u l a t i o n s . T h e o v e r a l l d i s t r i b u t i o n s o f s u l p h u r a n d z i n c a l s o c o n s i s t o f t w o p o p u l a t i o n s o f d a t a . 6 . A c i d l e a c h i n g r e s u l t s i n d i c a t e t h a t 7 0 - 9 0 % o f t h e c o p p e r r e s i d e s i n a r e a d i l y a v a i l a b l e f o r m , w h e r e a s t h e p r o p o r t i o n o f z i n c p r e s e n t i n s u c h f o r m a m o u n t s o n l y t o 5 0 % . 7 . I n c o m p o s i t e i n t r u s i o n s s u c h a s G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a h i g h e r c o p p e r c o n t e n t o f a p a r t i c u l a r g r a n i t i c p h a s e d o e s n o t n e c e s s a r i l y i n d i c a t e i t s s u p e r i o r o r e p o t e n t i a l . I n t h e s t u d y a r e a m o s t c o p p e r d e p o s i t s d i s c o v e r e d s o f a r o c c u r w i t h i n i n t r u s i v e u n i t s r e l a t i v e l y l o w i n c o p p e r . 8 . D i s t r i b u t i o n o f a l k a l i e s i n d i f f e r e n t i n t r u s i v e u n i t s i s c o m p a t i b l e w i t h t h e i r p e t r o g r a p h y a n d i n d i c a t e s a d i f f e r e n t i a t i o n t r e n d w h i c h i s s o d i c r a t h e r t h a n p o t a s s i c . N o r t h c o t e p r o p o s e d a g e n e t i c m o d e l o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h t h a t i n v o l v e d d i f f e r e n t i a t i o n o f a p a r e n t magma , p r o b a b l y a t g r e a t d e p t h , a n d s e q u e n t i a l e x p u l s i o n o f p a r t l y - c r y s t a l l i z e d f r a c t i o n s i n t o s u c c e s s i v e l y s h a l l o w e r c r u s t a l l e v e l s . T h i s h y p o t h e t i c a l m a g m a t i c p r o c e s s c a u s e d o n l y s m a l l d i f f e r -e n c e s o f m i n e r a l modes a n d c h e m i c a l c o m p o s i t i o n among t h e m a j o r g r a n i t i c p h a s e s . C o p p e r , on t h e o t h e r h a n d , b e c a m e v e r y u n e q u a l l y p a r t i t i o n e d . O f t h e t o t a l a m o u n t o f c o p p e r c o n t a i n e d i n t h e e x p o s e d b a t h o l i t h i c r o c k s , r o u g h l y 32% r e s i d e s i n t h e o l d e s t H y b r i d p h a s e , 4 8 % i n t h e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e , 17% i n p h a s e s o f i n t e r m e d i a t e r e l a t i v e a g e , a n d o n l y 3% i n t h e r e l a t i v e l y y o u n g e s t B e t h s a i d a p h a s e . T h e r e l a t i v e l y h i g h c o n c e n t r a t i o n o f some v o l a t i l e s , s u c h a s H g , i n t h e o u t e r p a r t s o f t h e b a t h o l i t h s u p p o r t s t h e s u g g e s t i o n made by N o r t h c o t e ( 1 9 6 9 , P-56) t h a t v o l a t i l e c o n s t i t u e n t s ( p r o b a b l y i n c l u d i n g c o p p e r ) d i f f u s e d t o w a r d t h e b a t h o l i t h i c m a r g i n s . H o w e v e r , a r e l a t i v e l y u n i f o r m l e v e l -100-o f s u l p h u r t h r o u g h o u t t h e b a t h o l i t h i n d i c a t e s t h a t t h i s e l e m e n t d i d n o t f o l l o w t h e d i s t r i b u t i o n t r e n d o f c o p p e r a n d v o l a t i l e s . A h i g h r a t i o o f c o p p e r t o s u l p h u r l e d i n p l a c e s t o f o r m a t i o n o f b o r n i t e a n d c h a l c o c i t e , a n d i t i s l i k e l y t h a t some o f t h e m e t a l was l e f t o v e r i n u n c o m b i n e d f o r m . T h e u l t i m a t e s o u r c e o f c o p p e r i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h a n d a s s o c i a t e d o r e d e p o s i t s h a s b e e n s o u g h t e i t h e r i n t h e magma i t s e l f o r i n t h e o l d e r U p p e r T r i a s s i c v o l c a n i c r o c k s . A c u r r e n t l y p o p u l a r m o d e l i n v o l v e s d e r i v a t i o n o f c o p p e r f r o m t h e s e v o l c a n i c r o c k s by some p r o c e s s o f c o p p e r i n g e s t i o n , b u t l i t t l e g e o c h e m i c a l e v i d e n c e i s a v a i l a b l e t o e i t h e r s u p p o r t o r d i s p r o v e t h i s v i e w . H o w e v e r , i f c o p p e r w e r e e n r i c h e d i n b a t h o l i t h i c r o c k s by i n g e s t i o n o f m e t a l f r o m N i c o l a v o l c a n i c r o c k s , t h e H y b r i d p h a s e w o u l d be e x p e c t e d t o h a v e a s i g n i f i c a n t l y h i g h e r c o p p e r c o n t e n t t h a n t h e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e . T h i s r e l a t i o n c o u l d n o t be p r o v e n s t a t i s t i c a l l y . F u r t h e r m o r e , w i t h i n t h e H y b r i d p h a s e i t s e l f t h e r e i s no r e g u l a r i n c r e a s e i n c o p p e r c o n t e n t t o w a r d s t h e b a t h o l i t h i c c o n t a c t s . I n t h e o p i n i o n o f t h e p r e s e n t w r i t e r , t h e r a t h e r h i g h c o p p e r l e v e l i n m o s t i n t r u s i v e u n i t s o f t h e G u i c h o n C r e e k ' b a t h o l i t h w o u l d r e q u i r e i n g e s t i o n o f t h i s m e t a l f r o m a l a r g e v o l u m e o f p r e - b a t h o l i t h i c r o c k s , a n d t o e x p l a i n t h i s , some u n k n o w n b u t h i g h l y s e l e c t i v e m e c h a n i s m m u s t be i n v o k e d . M o r e o v e r , i f r o c k s o f t h e t y p e a n a l y s e d by S c h a u ( I 9 6 9 ) w e r e t h e s o u r c e o f c o p p e r , t h e y w o u l d l i k e l y be a l s o a s o u r c e o f s u l p h u r . Y e t t h e a v e r a g e s u l p h u r c o n t e n t o f t h e b a t h o l i t h i c r o c k s a p p e a r s t o be one o r d e r o f m a g n i t u d e l o w e r t h a n t h a t o f N i c o l a G r o u p b a s a l t i c r o c k s . I n a d d i t i o n , t h e h i g h l e a d c o n t e n t r e p o r t e d by S c h a u h a s no c o u n t e r p a r t i n t h e g r a n i t i c r o c k s o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h . One o f t h e o u t s t a n d i n g f e a t u r e s o f c o p p e r d i s t r i b u t i o n w i t h i n t h e b a t h o l i t h i s a n o t a b l y l o w c o n t e n t o f t h i s m e t a l i n B e t h s a i d a p h a s e . I s t h i s c a u s e d by d i f f e r e n t i a t i o n a l o n e a n d d o e s i t h a v e a n y r e l a t i o n s h i p t o t h e d i s t r i b u t i o n o f p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s i n t h e b a t h o l i t h ? M a g m a t i c - 1 0 1 -d i f f e r e n t i a t i o n a l o n e d o e s n o t seem t o be s u f f i c i e n t t o e x p l a i n t h e o b s e r v e d p a t t e r n b e c a u s e t h e b a t h o l i t h a s a w h o l e i s n o t s t r o n g l y d i f f e r e n t i a t e d . D e p l e t i o n o f c o p p e r i n b a t h o l i t h i c c u p o l a s may w e l l be a s c r i b e d t o p r e s s u r e c h a n g e s w i t h i n t h e s y s t e m . I n t r u d e d t o a r e l a t i v e l y s h a l l o w c r u s t a l l e v e l , B e t h s a i d a magma c a u s e d f r a c t u r i n g o f o v e r l y i n g r o c k s a n d w h e n t h e v a p o u r p r e s s u r e o f t h e s y s t e m e x c e e d e d c o n f i n i n g p r e s s u r e , some c o p p e r m i g r a t e d a l o n g w i t h o t h e r v o l a t i l e c o n s t i t u e n t s t o f o r m t h e p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s . T h i s m e c h a n i s m c o u l d e x p l a i n b o t h t h e d e p l e t i o n o f c o p p e r i n B e t h s a i d a p h a s e a n d t h e c o n c e n t r a t i o n o f c o p p e r d e p o s i t s w i t h i n t h e c e n t r a l p a r t o f t h e b a t h o -l i t h . I t i s p o s s i b l e t h a t , a s K r a u s k o p f ( 1 9 6 7 ) p o i n t e d o u t , e v e r y i g n e o u s b o d y h a s a m p l e h e a v y m e t a l s f o r t h e f o r m a t i o n o f o r e d e p o s i t s . H o w e v e r , a m e t a l - r i c h i n t r u s i o n p r o b a b l y h a s a b e t t e r c h a n c e o f p r o d u c i n g m o r e a n d l a r g e r d e p o s i t s . G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h c e r t a i n l y a p p e a r s t o be s u c h a n i n t r u s i o n . A n y m o d e l o f o r e f o r m a t i o n u s u a l l y p r e s e n t s d i f f i c u l t i e s i n e x p l a i n -i n g b e h a v i o u r o f some o r e c o m p o n e n t s . I n t h e c a s e o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h s u c h a p r o b l e m i s p r e s e n t e d by t h e b a l a n c e o f s u l p h u r . A r e l a t i v e d e f i c i t o f t h i s e l e m e n t i s i n d i c a t e d by t h e s c a r c i t y o f p y r i t e a n d p r e s e n c e o f c o p p e r -r i c h s u l p h i d e s , s u c h as b o r n i t e a n d c h a l c o c i t e , i n b o t h i n t r u s i v e r o c k s a n d c o p p e r o r e d e p o s i t s . S u c h a c o i n c i d e n c e m u s t h a v e g e n e t i c i m p l i c a t i o n s . One i m p o r t a n t q u e s t i o n c o n c e r n i n g t h e r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f m i n o r e l e m e n t s i s w h e t h e r t h e p a t t e r n s o b s e r v e d a r e p r e d o m i n a n t l y s y n g e n e t i c o r e p i g e n e t i c . I n t h e c a s e o f c o p p e r i n G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h , t h e n a t u r e o f t h e c u m u l a t i v e f r e q u e n c y c u r v e s i s b e l i e v e d t o r e f l e c t t h e m i x i n g o f : " s y n g e n e t i c " a n d " e p i g e n e t i c " c o p p e r p o p u l a t i o n s ( t h e s e t e r m s w e r e d e f i n e d i n t h e s e c t i o n d e a l i n g w i t h t h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f c o p p e r a n d z i n c ) . A l t h o u g h t h e c o n c e n t r a t i o n i n t e r v a l s a n d e x t e n t o f o v e r l a p b e t w e e n t h e s e p o p u l a t i o n s may v a r y i n d i f f e r e n t r o c k u n i t s , i t i s p r o b a b l y j u s t i f i a b l e t o -102-a s s u m e t h a t c o p p e r c o n t e n t s h i g h e r t h a n 100 ppm a r e c a u s e d by t h e p r e s e n c e o f " e p i g e n e t i c " m e t a l . A s a b o u t 80% o f s a m p l e s c o n t a i n l e s s t h a n 100 ppm C u , a n d p r a c t i c a l l y no a l t e r a t i o n was o b s e r v e d e i t h e r m e g a s c o p i c a l l y o r m i c r o -s c o p i c a l l y , t h e c o p p e r d i s t r i b u t i o n p a t t e r n i s c o n s i d e r e d t o be p r e d o m i n a n t l y s y n g e n e t i c . T h i s i s s u p p o r t e d a l s o by t h e f a c t t h a t t h e c o p p e r t r e n d s u r f a c e r e m a i n e d u n c h a n g e d a f t e r r e m o v a l o f a l l d a t a b e l o n g i n g t o t h e c o p p e r - h i g h p o p u l a t i o n s . R e g i o n a l t r e n d , h o w e v e r , i s s o m e w h a t e m p h a s i z e d by t h e e p i g e n e t i c e n r i c h m e n t i n c o p p e r w h i c h was m o r e p e r v a s i v e i n t h e o u t e r p a r t s o f t h e b a t h o l i t h , b u t m o r e l o c a l i z e d t o w a r d i t s c o r e . T h e r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n o f c o p p e r i n t h e g r a n i t i c r o c k s i n v e s t i g a -t e d c a n n o t e a s i l y be e x p l a i n e d by c r y s t a 1 1 o c h e m i c a l d i f f e r e n t i a t i o n . A s i n d i c a t e d by l e a c h i n g t e s t s , m o s t c o p p e r i n r o c k s s t u d i e d a p p e a r s t o o c c u r o u t s i d e l a t t i c e s o f s i l i c a t e s . T h i s i s s u p p o r t e d by t h e a b s e n c e o f s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n b e t w e e n c o p p e r a n d m a j o r e l e m e n t s o f s i m i l a r i o n i c s i z e , s u c h a s Mg a n d F e , a n d b e t w e e n c o p p e r a n d m o d a l c o m p o s i t i o n o f r o c k s . T h u s , t h e a m o u n t o f f e r r o m a g n e s i a n m i n e r a l s p r e s e n t may be o n l y a m i n o r f a c t o r i n t h e o b s e r v e d d i s t r i b u t i o n o f c o p p e r . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c o p p e r a n d s u l p h u r a l s o l a c k s r e g u l a r i t y , a n d s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e t w o e l e m e n t s was f o u n d o n l y a t c o n c e n t r a t i o n s a b o v e 150 ppm C u , i . e . w e l l w i t h i n t h e r a n g e o f " e p i g e n e t i c " m e t a l . T h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n f o r s u l p h u r s u g g e s t s t h a t c o n t e n t s o f t h i s e l e m e n t e x c e e d i n g 75 ppm a r e l i k e l y t o r e f l e c t t h e p r e s e n c e o f an e p i g e n e t i c p o p u l a t i o n i n t h e f o r m o f c o p p e r s u l p h i d e s a n d / o r p y r i t e . A h i g h Cu/s r a t i o w a s u s u a l l y f o u n d i n t h e c o p p e r - h i g h s a m p l e s . V a r i a t i o n s o f z i n c c o n t e n t among i n t r u s i v e p h a s e s a r e s m a l l . A l t h o u g h i t was n o t p o s s i b l e t o p r o v e s t a t i s t i c a l l y t h e c o r r e l a t i o n o f Z n w i t h a n y o f t h e m i n e r a l modes e x c e p t t h a t o f b i o t i t e , t h i s m e t a l d o e s c o r r e l a t e s i g n i f i c a n t l y w i t h F e ( b o t h f e r r o u s a n d t o t a l ) , t h u s i n d i c a t i n g a p r e d o m i n a n t l y -103-crysta l1ochemical type of d i s p e r s i o n by diadochy i n ferromagnesian m i n e r a l s . The low content of z i n c r e l a t i v e to copper i n su lph ide concentrates r e f l e c t s the d i f f e r e n c e i n a f f i n i t i e s of the two metals toward su l phu r . Due to i t s lower e l e c t r o n e g a t i v i t y , z i n c i s more r e a d i l y admiss ib l e than copper i n t o s i l i c a t e s t r u c t u r e s . Due to the i m p o s s i b i l i t y of ob ta in ing complete ly pure mineral s epa ra tes , de te rmina t ion of forms i n which copper and z i n c occur i n rocks i n v e s t i g a t e d presents a d i f f i c u l t problem. However, the sulphur contents found i n both whole-rocks and b i o t i t e separates s t rong l y suggest tha t a s i g n i f i c a n t , a l though v a r i a b l e , p o r t i o n of copper occurs i n su lph ide form. A l though r e l a t i v e l y low i n copper , f e l dspa r and quar tz are so abundant that t h e i r c o n t r i b u t i o n amounts to almost 1/3 of the whole-rock con ten t . Small amounts of Mg and Fe i n q u a r t z - p l u s - f e l d s p a r separates i n d i c a t e that only part of t h e i r copper content can be exp la ined by the presence of i n c l u s i o n s of maf ic m i n e r a l s . As i n d i c a t e d by the r e l a t i v e l y h igh sulphur content of b i o t i t e , most copper i n t h i s minera l i s l i k e l y to be i n su lph ide form. A v a r i a b l e amount of p y r i t e present may be the reason for absence of s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n between sulphur and copper i n b i o t i t e . The high copper content of magnetite imp l i e s that concen t r a t i on of copper i n magma was a l ready high at e a r l y stages of c r y s t a l l i z a t i o n . The h igh Cu/Zn r a t i o i n magnetite i s a l so l i k e l y to be a good i n d i c a t o r of the r e l a t i v e concen t ra t ions of the two metals i n an o r i g i n a l magma. The comparat ive ly h igh concen t r a t i on of sulphur i n b i o t i t e separates i s be l i e ved to be p a r t l y a r e s u l t of the r e l a t i v e l y l a t e c r y s t a l l i z a t i o n of s u l p h i d e s . As suggested by the r e l a t i v e l y low whole-rock sulphur con ten t , i t may we l l be that a concen t r a t i on of t h i s element s u f f i c i e n t fo r fo rmat ion of su lph ides was not a t t a i ned u n t i l a l a t e magmatic s t age , thus l a r g e l y c o i n c i d i n g w i t h c r y s t a l l i z a t i o n of b i o t i t e . I t i s l i k e l y that some copper which entered the s t r u c t u r e s of b i o t i t e and hornblende at h igher -104-t e m p e r a t u r e w a s l a t e r e x p e l l e d a t l o w e r t e m p e r a t u r e b u t r e m a i n e d a d s o r b e d o n c l e a v a g e p l a n e s o f t h e s e m i n e r a l s . I f a t t h e same t i m e s u l p h u r w e r e a v a i l a b l e , s u l p h i d e s may h a v e f o r m e d . T h i s m e c h a n i s m c o u l d a c c o u n t f o r a b u n d a n c e o f i n c l u s i o n s o f c o p p e r s u l p h i d e s i n b i o t i t e . T h e s y s t e m a t i c r e g i o n a l v a r i a t i o n s o f c o p p e r w i t h i n t h e b a t h o l i t h a r e a n i m p o r t a n t f a c t o r t o be c o n s i d e r e d i n g e o c h e m i c a l p r o s p e c t i n g . T h e g l a c i a l o v e r b u r d e n i n t h e a r e a b e i n g l a r g e l y o f l o c a l o r i g i n , i t s b a c k g r o u n d c o p p e r c o n t e n t i s l i k e l y t o be s t r o n g l y i n f l u e n c e d by t h e u n d e r l y i n g b e d r o c k . T h e r e f o r e , d i f f e r e n t a n o m a l y t h r e s h o l d s f o r s o i l s and s t r e a m s e d i m e n t s h a v e t o be e s t a b l i s h e d i n t h e a r e a s o f r o c k u n i t s w h i c h s i g n i f i c a n t l y d i f f e r i n t h e i r c o p p e r l e v e l . - 1 0 5 -SUGGEST IONS FOR FURTHER WORK F u r t h e r g e o c h e m i c a l s t u d i e s o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h c o u l d be u n d e r t a k e n a l o n g t h e f o l l o w i n g l i n e s : 1. A n a l y s i s o f r o c k s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m b o t h b a t h o l i t h i c a n d o l d e r r o c k s a c r o s s t h e i r c o n t a c t s . T h e o b t a i n e d d a t a w o u l d be u s e d t o e s t i m a t e t h e e x t e n t o f " c o n t a m i n a t i o n " o f t h e H y b r i d p h a s e by p r e - b a t h o l i t h i c r o c k s . I t w o u l d be o f p a r t i c u l a r i n t e r e s t t o e s t a b l i s h w h e t h e r t h e c o n t e n t s ' o f c o p p e r , m o l y b d e n u m a n d s u l p h u r i n d i f f e r e n t a r e a s o f H y b r i d p h a s e ( e . g . n o r t h w e s t e r n v s . s o u t h e r n p a r t o f t h e b a t h o l i t h ) h a v e a n y c o u n t e r p a r t s i n t h e n e a r b y p r e - b a t h o l i t h i c r o c k s . V a l u a b l e d a t a c o u l d a l s o be o b t a i n e d f r o m s y s t e m a t i c a n a l y s e s o f x e n o l i t h s a n d t h e e n c l o s i n g g r a n i t i c r o c k s . 2. A c o m p a r a t i v e s t u d y o f m i n o r e l e m e n t s a n d s u l p h u r i s o t o p e s i n s u l p h i d e s s e p a r a t e d f r o m t h e b a t h o l i t h i c r o c k s , p r e - b a t h o l i t h i c r o c k s a n d p o r p h y r y c o p p e r d e p o s i t s i n t h e a r e a . T h i s s t u d y c o u l d p r o v i d e v a l u a b l e c l u e s t o i n t e r p r e t a t i o n o f o r e g e n e s i s . 3 . F u r t h e r s t u d y o f t h e d i s t r i b u t i o n o f v o l a t i l e e l e m e n t s , s u c h as b o r o n , f l u o r i n e a n d a r s e n i c , c o u l d be o f i n t e r e s t f o r b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f t h e m a g m a t i c h i s t o r y o f t h e b a t h o l i t h , p a r t i c u l a r l y r e g a r d i n g t h e r e l a t i v e i n t r u s i v e l e v e l s o f d i f f e r e n t b a t h o l i t h i c u n i t s . k. A d d i t i o n a l i n v e s t i g a t i o n o f t h e f o r m s o f c o p p e r i n t h e b a t h o l i t h i c r o c k s , p o s s i b l y u s i n g a m i c r o p r o b e . -106-B I B L I O G R A P H Y 1. A h r e n s , L . H . , 1 9 5 3 , T h e . u s e o f i o n i z a t i o n p o t e n t i a l s , P a r t 2 . A n i o n a f f i n i t y a n d g e o c h e m i s t r y : G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 3 , p . 1-29. 2 . A h r e n s , L . H . , 1952 , T h e u s e o f i o n i z a t i o n p o t e n t i a l s , P a r t 1, T h e i o n i c r a d i i o f t h e e l e m e n t s : G e o c h i m i c a C o s m o c h i m . A c t a , v . 2 , p . 155-169-3 . A l - H a s h i m i , A . R . K . , a n d B r o w n l o w , A . H . , 1970 , C o p p e r c o n t e n t o f b i o t i t e s f r o m t h e B o u l d e r b a t h o l i t h , M o n t a n a : E c . G e o l . , v . 6 5 , p . 9 8 5 - 9 9 2 . 4 . A l i e n , J . M . , 1970 , V a l l e y C o p p e r - a c a s e h i s t o r y : C a n a d i a n I n s t . M i n . M e t a l 1 . , Kami o o p s M e e t i n g , B . C . 5 . A z z a r i a , L . M . , 1 9 5 9 , D i s t r i b u t i o n o f c o p p e r , l e a d a n d z i n c i n t h e m i n e r a l s o f a g r a n i t e : P h . D . t h e s i s , U n i v e r s i t y o f T o r o n t o . 6 . B r a d s h a w , P . M . D . , 1967 , D i s t r i b u t i o n o f s e l e c t e d e l e m e n t s i n f e l d s p a r , b i o t i t e a n d m u s c o v i t e f r o m B r i t i s h g r a n i t e s i n r e l a t i o n t o m i n e r a l i z a t i o n : T r a n s a c t i o n s , I n s t . M i n . M e t a l l . , S e c t i o n B , p . 137-148 . 7. B r i s t o w , J . F . , 1968 , T h e g e o l o g y o f C r a i g m o n t M i n e s : C a n a d i a n I n s t . M i n . M e t a l 1. A n n u a l M e e t i n g , V a n c o u v e r , B . C . 8 . B r o w n , H . , a n d S i l v e r , L . T . , 1956 , T h e p o s s i b i l i t i e s o f o b t a i n i n g l o n g - r a n g e s u p p l i e s o f u r a n i u m , t h o r i u m a n d o t h e r s u b s t a n c e s f r o m i g n e o u s r o c k s : USGS P r o f . P a p e r 3 0 0 , P . 9 1 - 9 5 . 9 . B u r n s , R . G . , a n d F y f e , W . S . , 1967 , T r a c e e l e m e n t d i s t r i b u t i o n r u l e s a n d t h e i r s i g n i f i c a n c e : C h e m i c a l G e o l o g y , v . 2 , N o . 2 , p . 8 9 - 1 0 4 . 10 . C a r r , J . M . , i 9 6 0 , P o r p h y r i e s , b r e c c i a s a n d c o p p e r m i n e r a l i z a t i o n i n t h e H i g h l a n d V a l l e y , B . C . : C a n a d i a n M i n i n g J o u r n a l , v . 8 1 , p . 7 1 - 7 3 . 1 1 . C a r r , J . M . , 1962 , T h e g e o l o g y o f p a r t o f t h e T h o m p s o n R i v e r V a l l e y b e t w e e n A s h c r o f t a n d S p e n c e s B r i d g e : B r i t i s h C o l u m b i a D e p t . o f M i n e s a n d P e t r o l . R e s o u r c e s A n n u a l R e p o r t , p . 2 8 - 4 5 . 12 . C a r r , J . M . , 1966 , G e o l o g y o f t h e B e t h l e h e m a n d C r a i g m o n t c o p p e r d e p o s i t s : i n T e c t o n i c h i s t o r y a n d m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e w e s t e r n C o r d i l l e r a ; C a n . I n s t . M i n . M e t a l l ' . S p e c i a l V o l u m e , N o . 8 , p . 3 2 1 - 3 2 8 . 1 3 . C h r i s m a s , L . e t a l . , I 9 6 9 , R b / S r , S a n d 0 i s o t o p i c a n a l y s i s i n d i c a t i n g s o u r c e a n d d a t e o f c o n t a c t m e t a s o m a t i c c o p p e r d e p o s i t s , C r a i g m o n t , B . C . , C a n a d a : E c o n o m i c G e o l o g y , v . 6 4 , N o . 5 , p . 4 7 9 - 4 8 8 . 14 . C o r n w a l l , H . R . , a n d R o s e , H . J , , J r . , 1957 , M i n o r e l e m e n t s i n K e w e e n a w a n l a v a s , M i c h i g a n : G e o c h i m . C o s m o c h . A c t a , v . 1 2 , p . 2 0 9 - 2 2 4 . -107-1 5 - C r a v e n , C . A . V . , 1 9 5 3 , s t a t i s t i c a l e s t i m a t i o n o f t h e a c c u r a c y o f a s s a y i n g . T r a n s . I n s t . M i n . M e t a l 1 . , v . 6 3 , p . 5 5 1 - 5 & 3 . 1 6 . D o d g e , F . C . W . , e t a l . , I 9 6 9 , B i o t i t e s f r o m g r a n i t i c r o c k s o f t h e c e n t r a l S i e r r a N e v a d a b a t h o l i t h , C a l i f o r n i a : J . P e t r o l . , v . 1 0 , p . 2 5 0 - 2 7 1 . 1 7 . D r u m m o n d , A . D . , 1 9 6 6 , M i n e r a l o g i c a l a n d c h e m i c a l s t u d y o f C r a i g m o n t M i n e , M e r r i t , B . C . : P h . D . t h e s i s , U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , B e r k e l e y , U . S . A . • 1 8 . D u f f e l , S . a n d M c T a g g a r t , K . C . , 1 9 5 2 , A s h c r o f t m a p - a r e a , B r i t i s h . C o l u m b i a : G e o l . S u r v . C a n . Mem. 2 6 2 . 1 9 . E h m a n n , W . D . , a n d L o v e r i n g , J . F . , I 9 6 7 , T h e a b u n d a n c e o f m e r c u r y i n m e t e o r i t e s a n d r o c k s by n e u t r o n a c t i v a t i o n a n a l y s i s : G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 3 1 , P « 3 5 7 - 3 7 6 . 2 0 . E m s l i e , R . F . , a n d H o l m a n , R . H . C . , 1 9 6 6 , T h e c o p p e r c o n t e n t o f C a n a d i a n S h i e l d r o c k s , R e d L a k e - L a n d s d o w n e H o u s e a r e a , n o r t h w e s t e r n O n t a r i o : G e o l . S u r v e y C a n a d a B u l l . 1 3 0 , ; . 3 1 . < P -2 1 . F l a n a g a n , F . J . , 1 9 6 9 , U . S . G e o l o g i c a l S u r v e y s t a n d a r d s - I I . F i r s t c o m p i l a t i o n o f d a t a f o r t h e new U . S . G . S . r o c k s : G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 3 3 , p . 8 1 - 1 2 0 . 2 2 . F l e i s c h e r , M . , 1 9 5 5 , M i n o r e l e m e n t s i n . some s u l p h i d e m i n e r a l s : E c . G e o l . 5 0 t h A n n i v e r s a r y v o l . , p t . I I , p . 9 7 0 - 1 0 2 4 . 2 3 . F l e i s c h e r 1 , M . , I969, U . S . G e o l o g i c a l S u r v e y s t a n d a r d s - I . A d d i t i o n a l d a t a on r o c k s G-1 a n d W - 1 , I965 - 19&7: G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 31 , p . 6 5 - 8 0 . 2 4 . F l e t c h e r , K . , 1 9 7 0 , Some a p p l i c a t i o n s o f b a c k g r o u n d c o r r e c t i o n t o t r a c e m e t a l a n a l y s i s o f g e o c h e m i c a l s a m p l e s by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y : E c . G e o l . , v . 6 5 , p . 5 8 8 - 5 9 1 . 25 . G i n z b u r g , A . I . , 1 9 5 6 , Some c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e g e o c h e m i s t r y o f . t g a n t a l u m a n d t h e t y p e s o f t g a n t a l u m m i n e r a l i z a t i o n : G e o k h i m i y a , N o . 3 , p . 7 4 - 8 3 ( i n R u s s i a n ) . 2 6 . G o n i , J . a n d G u i l l e m i n , C , 1 9 6 6 , N o u v e l l e d o n n e e s s u r l a l o c a l i s a t i o n d e s e l e m e n t s e n t r a c e s d a n l e s m i n e r a u x e t d a n s l e s r o c h e s : M i n e r a l o g i c a l S o c i e t y o f I n d i a , I . M . A . v o l u m e , p . 2 0 3 - 2 0 8 . 2 7 . H a a c k , U . K . , I 9 6 9 , S p u r e n e l e m e n t e i n b i o t i t e n a u s g r a n i t e n u n d g n e i s e n : C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , v . 2 2 , p . 8 3 - 1 2 6 . 2 8 . H e i e r , K . S . , 1 9 6 2 , T r a c e e l e m e n t s i n f e l d s p a r s - a r e v i e w : N o r s k G e o l . T i d s k r . , v . 4 2 , p . 4 1 5 - 4 5 4 . 2 9 . H i l l e b r a n d , W . F . , e t a l . , 1 9 5 5 , A p p l i e d i n o r g a n i c a n a l y s i s : J . W i l e y a n d S o n s , N . Y o r k , 1 0 3 4 p . -108-3 0 . H o w a r t h , R . J . , I967, T r e n d s u r f a c e f i t t i n g t o r a n d o m d a t a - a n e x p e r i m e n t a l t e s t : A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , v . 2 6 5 , p . 619-625-3 1 . K o l b e , P . , a n d T a y l o r , S . R . , 1966 , M a j o r a n d t r a c e e l e m e n t r e l a t i o n -s h i p s i n g r a n o d i o r i t e s a n d g r a n i t e s f r o m A u s t r a l i a a n d S o u t h A f r i c a : C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , v . 1 2 , p . 2 0 2 - 2 2 2 . 3 2 . K r a u s k o p f , K . B . ; i n B a r n e s , H . L . , 1967 , G e o c h e m i s t r y o f h y d r o t h e r m a l o r e d e p o s i t s : H o l t , R i n e h a r t a n d W i n s t o n I n c . , N . Y o r k , 670 p . 3 3 . L e c o . " L a b o r a t o r y E q u i p m e n t C o . , S t . J o s e p h , M i c h i g a n ; A p p l i c a t i o n S h e e t s , I966. 3 4 . L e p e l t i e r , C , I 9 6 9 , A s i m p l i f i e d s t a t i s t i c a l t r e a t m e n t o f g e o c h e m i c a l d a t a by g r a p h i c a l r e p r e s e n t a t i o n : E c G e o l . , v . 6 4 , N o . 5, p . 5 3 8 - 5 5 0 . 3 5 . L i n d g r e n , W . , 1933 , M i n e r a l d e p o s i t s : M c G r a w - H i l l B o o k C o . , 930 p . , 4 t h e d i t i o n . 3 6 . L o v e r i n g , T . S . , e t a l . , 1948 , H e a v y m e t a l s i n a l t e r e d r o c k o v e r b l i n d o r e - b o d i e s , E a s t T i n t i c D i s t r . , U t a h : E c G e o l . 4 3 , 384-399-37- L o v e r i n g , T . G . , I 9 6 9 , D i s t r i b u t i o n o f m i n o r e l e m e n t s i n s a m p l e s o f b i o t i t e f r o m i g n e o u s r o c k s : USGS P r o f . P a p e r 6 5 O - B , p . B 1 0 1 - B 1 0 6 . 3 8 . L y a k h o v i c h , V . V . , 1959 , Some d a t a on c o m p o s i t i o n o f a c c e s s o r y m a g n e t i t e : I . G . E . M . , A c a d e m y o f S c i e n c e U . S . S . R . , v . 3 , p . 8 9 - 1 0 3 ( i n R u s s i a n ) . 39- N e w h o u s e , W . H . , 1 9 3 6 , O p a q u e o x i d e s a n d s u l p h i d e s i n common i g n e o u s r o c k s : G e o l . S o c . A m e r i c a B u l l . , v . 4 7 , p . 1-52. 4 0 . N i c h o l , I . , a n d W e b b , J . S . , 1967,- T h e a p p l i c a t i o n o f c o m p u t e r i z e d m a t h e m a t i c a l a n d s t a t i s t i c a l p r o c e d u r e s t o t h e i n t e r p r e t a t i o n o f g e o c h e m i c a l d a t a : P r o c . G e o l . S o c , L o n d o n , N o . 1642 , p . 186-199 . 4 1 . N o c k o l d s , S . R . , a n d A l l e n , R . , 1953 , T h e g e o c h e m i s t r y o f some i g n e o u s r o c k s e r i e s : G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 4 , p . 1 0 5 - 1 4 2 . 4 2 . N o r t h c o t e , K . E . , 1 9 6 8 , G e o l o g y a n d g e o c h r o n o l o g y o f G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h : P h . D . t h e s i s , 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 , V a n c o u v e r . 4 3 . N o r t h c o t e , K . 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G e o l . , v . 5 4 , p . 1281-1290 . 68. T u r e k i a n , K . K . , a n d W e d e p o h l , W . H . , 1 9 6 1 , D i s t r i b u t i o n o f t h e e l e m e n t s i n some m a j o r u n i t s o f t h e e a r t h ' s c r u s t : B u l l . G e o l . S o c . A m e r . , v . 7 2 , p . 175-192 . 6 9 . V i n o g r a d o v , A . P . , 1962 , A v e r a g e c o n t e n t s o f c h e m i c a l e l e m e n t s i n t h e e a r t h ' s c r u s t : G e o c h e m i s t r y , N o . 7 , P» 6 4 1 - 6 6 4 . 7 0 . W a g e r , L . R . , a n d M i t c h e l l , R . L . , 1 9 5 1 , T h e d i s t r i b u t i o n o f t r a c e e l e m e n t s d u r i n g s t r o n g f r a c t i o n a t i o n o f b a s i c magma - a f u r t h e r s t u d y o f t h e S k a e r g a a r d i n t r u s i o n , E . G r e e n l a n d : G e o c h i m . C o s m o c h i m . A c t a , v . 1, p . 129-208 . 7 1 . W a r r e n , H . V . , a n d D e l a v a u l t , R . E . , 1959 , R e a d i l y e x t r a c t a b l e c o p p e r i n e r u p t i v e r o c k s as a g u i d e i n p r o s p e c t i n g : E c . G e o l . , v . 5 4 , N o . 7, p . 1291-1297 . 7 2 . W a r r e n , H . V . , a n d D e l a v a u l t , R . E . , 1959-60 , A q u a r e g i a e x t r a c t a b l e c o p p e r a n d z i n c i n p l u t o n i c r o c k s i n r e l a t i o n t o o r e d e p o s i t s : T r a n s a c t i o n s I n s t . M i n . M e t a l 1 . , v . 6 9 , p . 4 9 5 - 5 0 4 . 7 3 . W e b b e r , G . R . , a n d H o r s k a , S . J . , 1970 , M e r c u r y a n d s u l p h u r i n t w o i n t r u s i v e c o m p l e x e s , R o u g e m o n t a n d L a k e D u f a u l t , Q u e b e c : P r o c e e d i n g s , G e o l . A s s o c . o f C a n a d a , v . 2 2 , p . 11-18 . 7 4 . W e s t e r m a n , C . J . , 1970 , A p e t r o g e n e t i c s t u d y o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h , B . C . : u n p u b l i s h e d M . S c . t h e s i s , 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 , V a n c o u v e r . 7 5 . W h i t e , W m . H . e t a l . , 1957 , T h e g e o l o g y a n d m i n e r a l d e p o s i t s o f t h e H i g h l a n d V a l l e y , B . C . : T r a n s . C a n . I n s t . M i n . M e t a l l . , v . 6 0 , p . 27-3-289. 7 6 . W h i t e , W m . H . , e t a l . , 1967 , I s o t o p i c d a t i n g o f t h e G u i c h o n C r e e k b a t h o l i t h , B . C . : C a n . J . E a r t h S c i . , v . 4 , p . 6^7-690 . 7 7 . W o o d , A . , 1966 , A g e o l o g i c a n d m i n e r a l o g i c s t u d y o f t h e B e t h l e h e m C o p p e r P r o p e r t y a t H i g h l a n d V a l l e y , B r i t i s h C o l u m b i a : U n p u b l i s h e d M . S c . t h e s i s , O r e g o n S t a t e U n i v e r s i t y , C o r v a l l i s . 7 8 . Z l o b i n , B . I . e t a l . , 1967 , C o p p e r i n i n t r u s i o n s o f t h e c e n t r a l p a r t o f n o r t h e r n T i a n - S h a n a s r e l a t e d t o t h e p r o b l e m s o f m e t a l o g e n y : G e o l o g y a R u d n y h M e s t o r o z d h e n i i , N o . 1, p . 45-56 ( i n R u s s i a n ) . -111-A P P E N D I X I D E S C R I P T I O N OF A N A L Y T I C A L TECHNIQUES 1 . S a m p l e a t t a c k s H F - H C I O ^ a t t a c k . 1 g o f g r o u n d r o c k i s e v a p o r a t e d w i t h 2 0 ml o f k0% HF a n d 3 ml o f HCIO/^ i n a t e f l o n d i s h . C o m p l e t e d e c o m p o s i t i o n r e q u i r e s a s l o w e v a p o r a t i o n ( a b o u t 8 h o u r s ) on a h o t p l a t e o r s a n d b a t h . A t t h e e n d o f e v a p o r a t i o n t h e h e a t i s i n c r e a s e d t o e x p e l p e r c h l o r i c a c i d a n d t h e s a l t s d i s s o l v e d by g e n t l e h e a t i n g w i t h k ml o f 6N H C l w h i c h i s a f t e r a f e w m i n u t e s d i l u t e d by 1 0 - 2 0 ml o f d e m i n e r a l i z e d w a t e r . T h i s s o l u t i o n i s t h e n t r a n s -f e r r e d t o a m e a s u r i n g c y l i n d e r a n d made u p w i t h w a t e r t o a f i n a l v o l u m e o f 5 0 ml ( m o d i f i e d a f t e r S t a n t o n e t a l . , 1 9 6 2 ) . A q u a r e g i a e x t r a c t i o n ( A R e x ) . 2 ml o f a q u a r e g i a a r e a d d e d t o 2 g o f g r o u n d r o c k i n a 2 0 ml P y r e x b e a k e r a n d s l o w l y e v a p o r a t e d t o d r y n e s s . T h e e v a p o r a t i o n i s t h e n r e p e a t e d w i t h a f e w d r o p s o f c o n c e n t r a t e d HC1 t o e x p e l H N O ^ . ( T h i s s t e p i s n o t s t r i c t l y n e c e s s a r y w h e n e s t i m a t i o n i s made by a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y , b u t n e v e r t h e l e s s was i n c l u d e d i n t h e p r o c e d u r e i n o r d e r t o d e c r e a s e c o r r o s i o n o f t h e m e t a l p a r t s i n t h e a s p i r a t i o n s y s t e m o f t h e a t o m i c a b s o r p t i o n u n i t . ) T h e r e s i d u e a f t e r e v a p o r a t i o n i s l e a c h e d by h e a t i n g w i t h k ml o f 6N H C l f o l l o w e d by a d d i t i o n o f 5 - 1 0 ml o f w a t e r . A f t e r f i l t e r i n g , t h e e x t r a c t f o r Cu a n d Z n d e t e r m i n a t i o n i s d i l u t e d t o 5 0 ml i n a m e a s u r i n g c y l i n d e r . ( P r o c e d u r e c a n be made q u i c k e r by t r a n s f e r r i n g b o t h t h e s a m p l e r e s i d u e a n d t h e s o l u t i o n i n t o t h e c y l i n d e r i n s t e a d o f f i l t e r i n g a n d t h e n l e a v i n g t h e s o l u t i o n o v e r n i g h t t o s e t t l e . H o w e v e r , a t t h e e s t i m a t i o n s t a g e t h e r e s i d u e -112-i s e a s i l y d i s t u r b e d a n d c l o g g i n g o f t h e c a p i l a r y s u c t i o n t u b e may o c c u r . ) F o r d e t e r m i n a t i o n o f P b , A g a n d Mo t h e s a m p l e e x t r a c t s a r e d i l u t e d t o 10 ml o n l y . T h e e x t r a c t i o n t e c h n i q u e a d o p t e d i s b a s e d on t h a t d e s c r i b e d by W a r r e n a n d D e l a v a u l t , I 9 6 0 . P y r o s u l f a t e - f u s i o n ( P s f ) . 0 . 5 g o f g r o u n d r o c k i s m i x e d w i t h 2 g o f p o t a s s i u m p y r o s u l f a t e a n d f u s e d i n a P y r e x t e s t - t u b e t o a q u i e s c e n t m e l t . T h e s i n t e r e d c a k e i s t h e n l e a c h e d by g e n t l e h e a t i n g w i t h 10 ml o f IN H C l a n d t h e f i l t r a t e d i l u t e d w i t h w a t e r t o 2 0 ml ( M o d i f i e d a f t e r S t a n t o n , 1 9 6 6 ) . C o m b u s t i o n - t i t r i m e t r i c d e t e r m i n a t i o n o f s u l p h u r . T h e t o t a l s u l p h u r c o n t e n t i s d e t e r m i n e d by b u r n i n g o f s a m p l e i n a h i g h f r e q u e n c y i n d u c t i o n f u r n a c e ( L e c o , I966) w h e r e b y t h e s u l p h u r c o m p o u n d s a r e o x i d i z e d t o S O ^ ' T h i s g a s i s c a r r i e d by a n o x y g e n s t r e a m t o a s o l u t i o n o f p o t a s s i u m i o d i d e , a n d s t a r c h . A d d i t i o n o f a d r o p o f p o t a s s i u m i o d a t e s o l u t i o n c a u s e s t h e i o d i d e - s t a r c h s o l u t i o n t o t u r n b l u e d u e t o t h e r e l e a s e o f f r e e i o d i n e . T h e l a t t e r i s c o n s u m e d by t h e i n c o m i n g S 0 2 « a c c o r d i n g t o t h e r e a c t i o n : S 0 2 + 1 2 + 2 H 2 0 H 2 S 0 / + + ; ; 2 H I A c o n s t a n t a m o u n t o f i o d i n e i s m a i n t a i n e d by t i t r a t i n g S 0 2 w i t h p o t a s s i u m i o d a t e u s i n g s t a r c h as i n d i c a t o r . P r o c e d u r e : 0 . 2 5 g o f g r o u n d s a m p l e i s w e i g h e d i n a d i s p o s a b l e c e r a m i c c r u c i b l e c o n t a i n i n g 1 s c o o p o f i r o n c h i p a c c e l e r a t o r , 1 r i n g o f c o p p e r a c c e l e r a t o r a n d 1 s c o o p o f g r a n u l a r 20# t i n . C r u c i b l e c o v e r e d w i t h a p o r o u s , c e r a m i c l i d i s i n t r o d u c e d i n t o t h e f u r n a c e a n d S 0 2 r e l e a s e d f r o m s a m p l e t i t r a t e d m a n u a l l y . T h e t i t r a t i o n e n d - p o i n t was d e t e r m i n e d v i s u a l l y . O t h e r o p e r a t i n g c o n d i t i o n s w e r e a s f o l l o w s : T i t r e o f i o d a t e s o l u t i o n : 0 . 1 1 1 g/1 O x y g e n f l o w : 1 .0 - 1 . 5 l / m i n A n a l y s i s t i m e : a p p r o x i m a t e l y 5 m i n . p e r s a m p l e -113-S a m p l e w e i g h t a n d t h e t i t r e o f i o d a t e s o l u t i o n a r e v a r i e d a c c o r d i n g t o t h e s u l p h u r l e v e l i n t h e s a m p l e s t o be a n a l y s e d . U n t i l r e c e n t l y m o s t s u l p h u r d e t e r m i n a t i o n s i n r o c k s h a v e b e e n p e r f o r m e d by a n o x i d i z i n g f u s i o n f o l l o w e d by l e a c h i n g a n d p r e c i p i t a t i o n o f s u l f a t e as B a S O ^ . A p a r t f r o m b e i n g s l o w , t h i s g r a v i m e t r i c m e t h o d h a s a r e l a t i v e l y l o w p r e c i s i o n a n d a c c u r a c y d u e t o t h e i n c o m p l e t e p r e c i p i t a t i o n o f s m a l l a m o u n t s o f s u l f a t e a n d c o p r e c i p i t a t i o n o f s i l i c a . I n c h r o m i u m - r i c h r o c k s f u r t h e r e r r o r c a n be i n t r o d u c e d by t h e c o p r e c i p i t a t i o n o f b a r i u m c h r o m a t e ( S e n G u p t a , 196>3). T h e r e o f e , t h i s m e t h o d d o e s n o t s e e m t o be a d e q u a t e f o r d e t e c t i n g s u l p h u r v a r i a t i o n s i n t h e r a n g e o f 1 0 0 - 1 0 0 0 p p m , s o t h a t t h e u n i f o r m i t y o f s u l p h u r c o n t e n t r e p o r t e d f o r v a r i o u s r o c k t y p e s ( s e e T a b l e 7 ) may n o t be r e a l . 2 . I n s t r u m e n t a l t e c h n i q u e s A t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y . E s t i m a t i o n o f C u , Z n , A g , M o , P b , F e a n d Mg c o n t e n t i n s a m p l e s o l u t i o n s was made w i t h a T e c h t r o n A A - 4 a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t e r . O p e r a t i n g c o n d i t i o n s u s e d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 31- T y p i c a l c a l i b r a t i o n g r a p h s a r e s h o w n i n F i g u r e s 18 a n d 19. I n t e r f e r e n c e s i n d e t e r m i n a t i o n o f F e a n d Mg. w e r e a v o i d e d by a d d i n g L a n t h a n u m t o t h e s o l u t i o n s t o be a n a l y s e d . A s d e m o n s t r a t e d by F l e t c h e r ( 1 9 7 0 ) , m o l e c u l a r i n t e r f e r e n c e s i n d e t e r m i n a t i o n o f Pb a t l o w c o n c e n t r a t i o n s c a n l e a d t o s e r i o u s p o s i t i v e e r r o r s . F o r t h i s r e a s o n , Pb r e a d i n g s i n t h e p r e s e n t w o r k w e r e c o r r e c t e d by s u b t r a c t i n g a b s o r p t i o n o f a h y d r o g e n c o n t i n u u m s o u r c e m e a s u r e d a t t h e same w a v e l e n g t h . E m i s s i o n s p e c t r o g r a p h y . R o c k s a m p l e s a n d m i n e r a l s e p a r a t e s w e r e a n a l y s e d by a s e m i q u a n t i t a t i v e t e c h n i q u e u s i n g t h e f o l l o w i n g a p p a r a t u s ( o n l y m a i n p a r t s a r e l i s t e d ) : ( a ) L a r g e 2 M ARL s p e c t r o g r a p h ? .with c o n c a v e g r a t i n g - 2 4 , 4 0 0 l i n e s / i n c h h a v i n g a r e c i p r o c a l l i n e a r d i s p e r s i o n o f 5 A / m m . -114-T a b l e 3 1 . O p e r a t i n g c o n d i t i ons u s e d i n a t o m i c a b s o r p t i on m e a s u r e m e n t s . M e t a l W a v e l e n g t h ( A ) S l i t B u r n e r p o s i t i on S c a l e A i r p r e s s u r e ( p . s . i . ) • G a s f 1 ow Cu 3247 50 P a r a l l e i N o r m a l 2 1 . 0 2 .5 Z n 2139 300 P a r a l 1 e l N o r m a l 2 0 . 0 . 2 .5 A g 3281 50 P a r a l l e i E x p a n d e d 4 t i m e s 2 0 . 0 2 .5 Pb 2171 200 P a r a l l e i E x p a n d e d 4 t i m e s 2 0 . 0 2.5 Mo 3133 50 P a r a l l e i E x p a n d e d 4 t i m e s 2 1 . 0 * 8 . 5 * Fe 2719 50 45° Norma 1 21 .0 2 .5 Mg 2852 50 45° N o r m a l 2 0 . 5 2 .5 Mo o n l y w a s e s t i m a t e d u s i n g a n a c e t i l e n e - n i t r o u s o x i d e m i x t u r e . Figure 1 8 . C a l i b r a t i o n graphs f o r Cu and Zn on Techtron AA-J+ atomic a b s o r p t i o n spectrophotometer. ^ i g - 1 9 . C a l i b r a t i o n graphs f o r Fe and Mg on Techtron AA -4 atomic a b s o r p t i o n spectrophotometer -117-( b ) S p e x e n c l o s e d S t a l l w o o d j e t , c o o l e d . ( c ) E x c i t a t i o n s o u r c e : c o n s t a n t c u r r e n t D . C . a r c p o w e r s u p p l y w i t h e l e c t r o n i c a l l y r e g u l a t e d o u t p u t 0 - 3 0 a m p s . Summary o f m e t h o d : S a m p l e s g r o u n d t o p a s s 100 m e s h a r e m i x e d w i t h e q u a l a m o u n t o f g r a p h i t e c o n t a i n i n g Pd a s i n t e r n a l s t a n d a r d a n d f i r s t a r c e d f o r 3 0 s e c . i n a r g o n a t m o s p h e r e t o d e t e r m i n e t h e v o l a t i l e e l e m e n t s . T h e r e s i d u e i s t h e n a r c e d t o t o t a l c o n s u m p t i o n i n a r g o n - o x y g e n a t m o s p h e r e 6o/kQ i n o r d e r t o t a k e s p e c t r a o f n o n - v o l a t i l e e l e m e n t s . S p e c t r a l w a v e l e n g t h s a n d d e t e c t i o n l i m i t s f o r d i f f e r e n t e l e m e n t s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 3 2 . O p t i c a l d e n s i t y o f s p e c t r a l l i n e s was m e a s u r e d on a m i c r o d e n s i t o m e t e r a n d t h e r e a d i n g s c o n v e r t e d t o i n t e n s i t y r a t i o s u s i n g a c a l c u l a t i o n b o a r d . C o n c e n t r a t i o n s a r e d e r i v e d by r e f e r r i n g i n t e n s i t y r a t i o s o f t h e u n k n o w n s t o a n a l y t i c a l c u r v e s p r e p a r e d w i t h s t a n d a r d r o c k s a m p l e s o r a r t i f i c i a l m i x t u r e s o f k n o w n c o m p o s i t i o n . -118-T a b l e 32. S p e c t r a l w a v e l e n g t h s a n d d e t e c t i o n l i m i t s f o r s e l e c t e d e l e m e n t s . E l e m e n t W a v e l e n g t h L o w e r d e t e c t i o n l i m i t , ppm s i l i c a t e s m a g n e t i t e B a • 4 5 5 ^ . 0 37 38 B 2497.7 9 -C r 4 2 5 4 . 3 2 5 Co 3 4 5 3 . 4 3 7 Cu 3 2 7 3 . 9 3 10 Ga 2 9 4 3 . 6 2 10 Fe 2 9 3 6 . 9 200 -Pb 2833-0 6 6 Mg 2 7 7 9 . 8 120 -Mn 2576.1 9 -N i 3414.7 3 -S c 4246.8 2 .5 -S r 4077-7 0 .3 0 S n 3 1 7 5 . 0 4 8 T i 2942.0 150 -V 3185-3 8 20 Z n 3 3 4 5 . 0 3 6 Z r 3 3 9 1 . 4 6 30 D a t a s u p p l i e d - b y L . M e s , Q u e e n ' s U n i v e r s i t y , K i n g s t o n , O n t a r i o . A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . -119-A P P E N D I X I I A N A L Y T I C A L RESULTS V a l u e s a r e g i v e n i n ppm u n l e s s o t h e r w i s e i n d i c a t e d . X a n d Y a r e c o o r d i n a t e s on t h e L o c a t i o n Map ( F i g . 2 0 ) . S a m p l e n u m b e r s s t a r t w i t h n u m b e r 6 ( e . g . 63.13) a n d a r e p r e c e d e d by a n u m b e r i n d i c a t -i n g t h e r o c k u n i t a c c o r d i n g t o t h e f o l l o w i n g k e y : 0 - P r e - b a t h o l i t h i c r o c k s 1 - H y b r i d p h a s e 21 - C h a t a w a y v a r i e t y o f t h e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e 22 - G u i c h o n v a r i e t y o f t h e H i g h l a n d V a l l e y p h a s e 23 - L e Roy u n i t 3 - Gump L a k e p h a s e A - B e t h l e h e m p h a s e 5 - W i t c h e s B r o o k p h a s e 6 - B e t h s a i d a p h a s e 7 - P o s t - b a t h o l i t h i c r o c k s - 1 2 0 -1. C u , Z n , M g , t o t a l F e , S a n d Hg i n w h o l e - r o c S a m p l e N o . X Y Cu Z n M g ( % ) F e ( % ) 2 2 - 6 3 7 a 325 396 21 2 2 - 6 3 8 a 312 4 1 8 2 8 30 1.7 3-4 2 2 - 6 3 9 295 4 2 2 42 2 2 - 6 3 1 1 2 9 8 4 1 0 95 3 9 22-6312 2 8 2 4 2 8 2 4 2 1-6313 0 4 7 533 139 3 0 1.7 5 . 3 I-6316 060 5 5 5 70 38 1-6317 0 6 4 5 5 8 170 42 I-63 I8 0 8 2 566 4 8 4 0 O-63I9 0 9 6 5 7 8 5 42 I - 6 3 1 8 a 0 9 3 5 7 4 3 5 51 O-6325 0 5 2 658 10 37 l - 6 3 2 5 a l 0 5 5 657 4 8 27 1-6327a 069 6 4 3 18 2 2 22-6333 185 5 3 7 9 0 25 2 1 - 6 3 3 4 181 448 130 16 0 . 7 2 . 2 2 1 - 6 3 3 4 a 178 4 4 2 71 2 1 - 6 3 3 5 a 172 4 4 9 46 23-6337 197 4 6 8 136$ 17 0 . 8 2 . 5 4-6339 217 4 8 0 2 0 2 2 - 6 3 4 l a 134 458 2 2 40 2 2 - 6 3 4 l a I 140 • 4 4 4 9 5 53 21-6345 150 4 3 0 15 2 1 - 6 3 4 6 161 4 1 5 11 1-63471 0 9 5 719 6 75 1.2 3-4 7 - 6 3 4 8 0 9 3 732 70 50 1-6349 120 7 5 0 3 0 . 38 .. 1-9 3 . 7 1-6350 102 7 2 8 10 3 7 I-6352 114 7 0 9 59 2 8 22-6353 127 7 0 8 3 7 3 5 2 . 5 4 . 7 1-6354 0 3 9 ' 677 10 20 1 .5 4 . 4 I - 6 3 5 4 a 0 4 8 672 10 15 1-6355 0 5 4 669 5 17 2 . 0 2 . 5 I-6356 0 5 9 665 2 0 2 2 1 .7 5 . 0 1 - 6 3 5 7 I I 071 649 . 10 2 4 1-6358 0 7 4 655 . 3 0 30 1-6359a 0 5 8 6 8 4 23 2 6 1-6362I I 198 7 2 4 110 23 2 . 4 4 . 7 1*6369 329 5 2 4 1000 , 23 2 2 - 6 3 7 1 177 515 155 3 0 2 . 3 4 . 4 0-6373 0 7 2 713 50 4 8 0-6377 3 5 9 4 6 6 50 22 1 - 6 3 7 8 3 4 2 4 7 0 13 12 3-5 5.1 1-6379 157 5 5 0 23 31 5 .0 6 . 5 2 2 - 6 3 8 0 I65 5 4 5 120 36 2 2 - 6 3 8 1 1 174 5 4 8 3 0 4 2 I-638III 164 5 4 8 60 34 5 - 6 3 8 4 372 4 0 3 4 0 19 J H g ( p p b ) 55 1220 172 2 2 785 363 339 55 - 1 2 1 -S a m p l e N o . X Y Cu Z n Mg (% ) F e ( % ) S H g ( p p b ) 7-63881 051 710 34 58 0 - 6 3 8 8 a I I 0 5 3 720 8 31 0 ^ 6 3 9 0 085 739 107 54 0-6391 0 7 7 727 29 66 22-6394 092 7 0 2 67 34 22-6395 0 8 4 685 9 0 36 2 2 - 6 3 9 5 1 1 0 8 4 686 35 22-6396 090 675 48 27 22-6398 250 503 150 43 2 .5 3 .4 22-6399 IV 2 4 2 495 80 35 4 - 6 3 1 0 0 V I I I 237 462 370 20 4-63101 237 456 55 16 4-63102 237 452 23 15 1.4 2 . 4 4 - 6 3 1 0 3 a 236 438 11 26 2 2 - 6 3 1 0 4 a 119 465 6 47 2 2 - 6 3 1 0 7 320 506 126 30 2 .9 3 .0 22-63108 303 503 100 36 22-631091 2 8 8 499 108 33 7-631101 056 628 2 5 O-63I11 092 6 2 6 8 30 4 . 8 5.6 O-63112a 103 618 30 10 I - 6 3 I I 3 083 521 54 38 I - 6 3 I 1 3 a 091 517 92 38 3 .0 4 . 4 7-63114 173 4 0 9 17 34 4 - 6 3 1 1 4 a 159 402 I606 18 4-63115 157 397 2 4 20 0 .7 1.8 6-63116a 172 388 43 18 6-63 I17a 190 373 50 15 6-63117 182 375 17 14 6-63 I18a 200 392 13 12 6-63118b 202 401 2 4 4 26 I - 6 3 1 2 2 a 101 4 5 0 66 27 3 .5 3 . 8 22-63123 097 434 133 27 1-63123a 105 426 2 4 0 20 3 .7 4 . 2 2 2 - 6 3 1 2 4 a 117 416 275 ' 22-63125 119 4 1 4 83 2 l - 6 3 1 2 5 a 125 4 0 7 50 21-63126 135 4 0 0 42 6-631281 184 301 ' 28 37 4 . 5 1.7 6-63129 185 315 4 20 6-63130 178 3 4 2 5 6-63131 152 350 10 18 4-63132 143 349 10 17 22-63133 1 2 8 350 30 20 3.2 3 .4 I - 6 3 1 3 4 091 367 88 36 l -63135a 0 8 2 387 102 1-63136 082 4 0 0 17.1 2 4 1-631363 080 413 450'" 80 3.2 4.1 6-631393 16b 310 10 22 2-1-631401 136 311 180 77 4.1 4.2 I - 6 3 1 4 0 I H 142 310 65 80 3 .5 4.3 I - 6 3 1 4 0 V 135 310 164 38 550 1 8 8 25 58 188 169 680 474 294 I69 63 122 785 33 - 1 2 2 -Sample No. X Y Cu Zn Mg(%) Fe(%) S Hg(ppb) 1-6314111 125 299 30 35 22-63142 130 290 113 1-63143 133 257 67 77 3.1 3.8 5-63143IV 134 256 83 40 1-63144 148 257 27 40 5-63144a 172 247 : . 58 24 21-63149 171 228 1-63150 171 258 19 20 22-63151 170 275 63 I-63151 III 172 272 8 1-63152II 180 267 32 38 22-63152111 180 267 8 18 6-631533 186 267 12 38 1-63154 110 563 50 15 I-63 I56 129 585 10 28 2 . 0 2.6 22-63158 331 385 63 22-631593 338 403 80 44 22-63161 353 405 63 35 I-63162 375 410 64 22-63165 354 352 36 35 1.5 2 . 4 1 -63167 369 368 28 5-63170 370 384 44 15 22-6317011 374 387 137 30 5-63171 355 350 2 1 4 . 13 187 179 1-63172 370 331 60 5-63173 371 330 130 5-63176 338 334 59 5-63178 . 334 346 15 19 21-631793 317 292 65 22 5-631803 313 306 60 4 - 6 3 I 8 3 I I 278 335 17 23-63184 294 336 11 13 21-63185 304 335 27 44 1-63186 324 327 210 25 5-631861 326 327 205 20 6-631871 269 308 4 22 4-63188a 272 296 14 18 44 6-63189 272 288 4 18 6-63191 258 292 11 17 52 4-63192 261 278 13 18 44 251 6-63192a 263 253 3 18 136 6-63193 255 270 230 88 330 6-63195 236 322 12 7 138 22-63196 145 538 120 40 44 131 1-631961 145 538 50 31 1-63197 142 533 75 23 22-63198 140 531 60 20 22-63199 139 525 95 31 21-63200 328 242 35 18 21 -63202V 324 255 78 23-63203 321 275 8 16 23-6320511 315 264 24 19 - 1 2 3 -Sample No. X Y Cu Zn Mg(%) Fe(%) S 21-63206a 310 273 20 22 6-63207 286 268 2 13 55 23-632l0a 340 274 81 5-63211 a 355 272 21 23-632l8a 359 228 109 22 4-6321411 305 247 24 16 5-632l6a 358 256 47 23-63220 350 222 20 88 5-63222 268 400 15 8 45 22-632231 366 395 240 13 1.4 2.3 0-63224 388 401 2 41 55 1-63224a 385 398 44 26 5-63226 378 393 9 13 55 7-63229a 115 735 67 35 6-6323I 159 340 22 41 5-63232II 193 279 2 5-63232aII 197 . 253 10 17 5-63234II 196 242 35 6-63236 211 295 3 25 88 6-63237 209 308 10 25 6-63238 227 295 4 28 44 6-6323831 240 292 2 44 22-63243 375 302 30 23 6-63245 199 372 35 15 22-63248 154 490 130 5-63300 390 232 73 25 1-6410 048 562 88 36 1-6410a 043 558 47 15 1.4 2.8 1-6411 032 550 64 24 1-6412 022 550 3 29 1-64l3a 032 470 244 29 110 1-6413D 038 -450 62 24 2.0 3.8 1-6415 029 492 115 24 2.0 4.7 300 5-6417 018 510 3 8 30 1-6418 023 516 140 5-6420 012 538 90 20 7-6421 043 615 82 152 1.3 2.6 l-6421a 036 653 21 33 22-6424 283 405 236 12 22-6424a 287 393 102 24 1.4 2.8 22-6426 308 390 170 22-6428 335 415 42 13 5-6430 346 434 5 1-6432a 363 436 70 2.0 4.3 1-6433 046 576 20 1-6434 028 566 32 30 1-6434a 024 565 18 31 0-6435 016 562 8 7 0-6436 013 557 8 33 21-6440 143 186 497 40 30 21-644311 478 145 50 22-6446 152 453 33 27 2 3 - 6 4 4 7allI 142 440 135 16 66 Hg(ppb) 1150 35 655 65 373 104 820 138 - 1 2 4 -Sample No. X Y Cu Zn Mg(%) Fe(%) S Hg(ppb) 21 - 6 4 4 8 1 162 438 77 66 413 1 -6449 059 519 114 29 1 - 6 4 4 9 a l 082 491 74 35 23 - 6 4 5 4 346 335 65 19 22 5-6454a 350 340 81 19 21 - 6 4 5 6 1 1 312 343 14 19 0.7 1 . 9 1-6459 069 338 64 45 2 . 0 3 . 8 4-6460 230 162 170 21 4-6460a 235 I60 12 22 10 4-6462 282 160 40 20 6-6463 237 187 5 19 0 .3 4 . 5 6 - 6 4 6 4 242 204 30 ^5 258 6-6465111 255 220 4 24 0 . 4 1 .3 4-6461 a 256 160 21 21 7-6466a 110 209 45 45 2 . 5 3-8 21-6467 227 154 33 18 0 . 8 2 . 6 2 1 - 6 4 6 8 235 135 42 21 21-6469 228 122 21 21 1-64701 210 116 17 21-6472 240 140 19 19 2 2 - 6 4 7 4 187 211 42 15 1 . 2 3 . 4 2 U 6 4 7 5 179 212 73 20 22-647611 165 210 84 29 1 - 6 4 7 7 I I 160 207 143 15 2 . 2 4 . 3 22-6479 196 170 60 32 1-6481 122 231 164 7 - 6 4 8 1 I I 125 233 56 1-64821 131 228 109 24 1-6483 151 245 170 22-6483 I I I 155 252 26 6-6485 264 230 4 19 3-6489 394 369 88 12 33 136 3-6490 ' 393 355 4 1-6491 I I 385 353 215 1-6492 374 353 205 1-6493 390 272 21 24 1 -6494 381 257 75 27 1 . 9 3 . 6 2 2 - 6 4 8 2 a 142 240 54 26 5 -6497 370 236 105 15 3-64981 397 323 6 22 55 5 - 6 4 9 9 1 I I 375 155 117 23-64101 368 167 146 17 45 885 5-64102 360 177 65 33 258 21-64103 352 182 18 18 5-641051 396 191 200 25 110 1330 5-64106 390 161 18 23-64l09a 373 207 12 5-64111 288 235 64 21 66 5-6411 I I I 400 245 10 5 - 6 4 112a 405 197 9 12 21-64113 300 129 127 21 - 6 4 1 1 4 278 117 152 23 - 1 2 5 -Sample No. X Y Cu Zn Mg(%) Fe(%) 5-64115 284 104 247 21-64116 318 131 39 21 21-64116a 275 130 40 19 1.2 2.2 21-64117 265 128 26 19 21-64118a 325 125 19 37 1.0 1.9 5-641201 247 125 14 22-64l24a 262 100 27 22-64129 263 73 107 • 1-64130 254 072 35 26 22-64131 274 084 57 22 2.1 3 . 4 22-64132 285 083 3 16 21-64134 236 104 45 22-64l34a 214 107 77 23 2.0 2 . 6 5-64l35aI 390 231 100 5-64137 380 240 33 11 22-64141 382 287 20 17 21-64144 330 131 21 19 21-64145 335 . 142 18 20 5-64146 350 153 88 16 21-64150 343 179 70 21-64151 325 191 48 1-64l56a 312 030 96 38 l - 6 4 l 5 6 a l l l 312 030 60 22-64158 309 050 77. 34 22-64160 346 976 64 18 1-64161 344 080 35 15 4.5 3.8 22-64161H 343 085 110 24 2.2 2.8 22-64162a 335 065 137 22 22-64165 330 082 I87 27 22-6416611 320 075 94 22-64167 302 068 2 1-64169 320 062 69 23 5-64170a 324 035 26 5 1-64173 336 048 120 32 4.0 3.8 22-641731 336 048 2 9 4.5 1.9 1-64174 333 027 710 1-641751 254 032 874 25 1-64177V 254 046 113 1-64l77a 278 060 230 1-64178a 284 030 30 20 1-64178 284 043 71 22-64181 365 069 20 6 22-64185 242 055 187 1-64185I I 244 054 100 4-64186a 239 361 10 0 .7 1.3 22-64201 305 512 123 21 5-64203 329 337 58 5-64204 342 312 343 24 22-64206 305 500 1 12 22-64208a 298 463 140 27 3.2 3.2 22-64209 283 458 105 23 6-691 213 341 6 56 6-692 205 340 10 30 S Hg(ppb) 100 371 55 647 65 418 815 169 120 496 44 379 80 '171 90 57 90 95 - 1 2 6 -Sample No. X Y Cu Zn Mg(%) Fe(%) S Hg(ppb) 22-693 273 410 78 16 70 22-694 278 407 145 23 90 131 23-695 288 408 118 26 80 167 22-696 285 406 141 22 55 172 5-697 350 354 34 14 80 22-6698 363 339 126 23 80 82 5-699 360 340 61 18 88 65 5-6910 356 345 57 20 70 5-6911 352 348 30 18 70 5-6912 346 357 63 15 55 22-6913 239 500 80 25 80 60 6-6914 162 382 21 16 -32 22-6915 264 477 95 30 70 7-6916 263 480 23 37 55 22-6917 262 474 139 24 80 92 7-6918 262 474 25 46 55 5-6919 302 414 48 17 120 22-6920 319 385 88 21 80 .75 1-6921 340 035 130 36 200 I69 1-6922 334 035 29 18 80 1-6923 328 027 84 40 55 239 1-6924 318 028 80 23 80 120 1-6925 305 033 99 32 264 246 - 1 2 7 -2 . S p e c t r o g r a p h i c a n a l y s e s o f r o c k s a n d m i n e r a l s e p a r a t e s ( V a l u e s i n p p m ; " = n o t d e t e c t e d ) a ) R o c k s X 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mn 4 8 0 9 1 0 110 ,«400 5 7 0 860 7 0 0 4 7 0 3 3 0 3 5 0 7 0 0 800 T i 2 6 0 0 4 3 0 0 1550 2 1 0 0 2 8 0 0 5200 4 5 0 0 2 4 0 0 1700 1400 3 0 0 0 5 0 0 0 Ga 15 14 19 ' 16 19 13 11 12 11 2 0 14 13 V 7 5 155 50 69 105 180 150 52 50 4 0 85 170 Z r 5 4 32 8 4 195 3 7 80 130 82 53 36 9 0 100 Cu 100 > 2 0 0 10 23 4 8 > 2 0 0 112 180 120 62 2 4 8 8 Z n 27 3 4 14 25 3 7 4 9 3 7 32 13 18 25 6 6 A g JU • 3 * Vc .1 * . 1 * * * N i 7 18 9 26 16 10 * 2 4 Co 8 20 • * 8. 11 2 2 19 9 9 23 B * 20 * * 40 4 4 * * * * 69 Pb * 5 * * * * * * 4 Sr . . 5 5 0 1000 200 6 4 0 880 630 500 720 9 0 0 700 7 0 0 3 5 0 Ba 6 4 0 600 590 8 4 0 710 5 5 0 500 620 7 0 0 610 760 5 4 0 S c 10 18 8 8 12 25 19 10 * * 12 2 8 C r 8 14 * * 5 4 0 12 6 6 4 3 5 1 - 2 3 - 6 3 3 7 , 2 = I - 6 3 6 9 , 3 = 3 - 6 4 9 8 1 , 4 = 4 - 6 3 1 1 5 , 5 = 2 1 - 6 4 1 1 6 a , 6 = 1-631363 7 = 1 - 6 4 1 5 6 a , 8 = 5-63171 , 9 = 6 - 6 3 1 9 3 , 10 = 6 - 6 3 2 3 I , 11 = 4 - 6 4 l 8 6 a , 12 = 1-6313. -128-b ) M a g n e t i t e s e p a r a t e s 1 2 3 4 . 5 6 7 8 9 10 1 1 MgO 1 1600 1400 2 1 0 0 6800 2 1 0 0 I960 3000 400 4 6 0 0 1800 4 2 0 0 Mn 460 600 9 0 0 430 600 380 460 46o 4 4 0 530 580 T i 9 8 0 0 5 7 0 0 3700 7200 4900 1600 8 2 0 510 3200 1700 5 1 0 0 Ga * 114 38 2 4 JU * V 1160 330 1200 1680 1060 . 1560 1 4 8 0 1400 1200 1200 1560 Z r * 260 310 *v 92 430 360 1 6 8 200 162 Cu 230 1000 9 2 6 4 660 310 260 2 1 4 96 6 4 0 800 Z n 52 38. • 3 4 0 9 2 . 89 4 6 58 54 82 29 40 N i 58 260 62 130 74 92 82 26 152 210 Co 3 2 54 50 58 55 66 6 4 62 50 5 8 62 S r , 50 12 56 76 17 1 6 20 6 34 2 7 3 2 B a 82 82 120 6 2 51 2 8 4 0 14 110 29 38 C r 580 1560 4 0 3 1 0 8 1 0 2 4 0 250 320 72 9 2 0 1100 I = 1 - 6 4 1 5 , 2 = 5 - 6 4 1 7 , 3 = 6 - 6 4 6 5 I I I , 4 = 2 2 - 6 4 8 3 1 1 1 , 5 = 3 - 6 4 9 8 1 , 6 = 2 3 - 6 4 1 0 1 , 7 = 5 - 6 4 1 0 2 , 8 = 5 - 6 4 1 0 5 1 , 9 = 4 - 6 4 l 8 6 a , 1 0 = 5 - 6 4 2 0 3 , I I = I - 6 3 1 3 - 1 2 9 -M a g n e t i t e s e p a r a t e s ( c o n t i n u e d ) 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 2 2 MgO 2 6 0 0 9 8 0 0 4 0 0 0 1 1 0 0 0 5600 7 0 0 0 1 2 0 0 0 5 4 0 0 3 0 0 0 5 0 0 0 3 0 0 0 Mn 500 2 2 0 0 1500 1100 1400 1 3 8 0 600 600 640 520 680 T i 3 0 0 0 1 7 0 0 0 5 0 0 0 15000 2600 6000 1 1 0 0 0 1 3 0 0 0 4 4 0 0 4 5 0 0 4 1 0 0 Ga 5 4 2 8 2 8 2 6 2 6 36 2 6 80 8 6 36 2 4 V 1400 1 0 2 0 196 1 500 1640 1360 1800 2 0 0 0 1 7 8 0 1 6 4 0 1480 Z r 126 30 130 3 0 3 0 0 30 30 2 8 4 2 8 0 Cu 4 1 0 1560 72 8 4 7 6 9 8 9 4 560 2 2 5 9 0 2 4 0 Z n 138 4 0 1 1 4 4 7 2 2 16 5 4 2 8 0 1 1 4 104 128 N i 78 3 4 2 8 160 150 4 4 104 168 85 106 30 Co 7 8 38 2 0 7 0 58 6 4 56 1 1 4 6 6 72 52 S r 2 6 72 2 6 116 4 8 104 136 4 0 16 4 8 4 6 6 a 38 148 100 60 76 156 5 4 36 43 4 4 140 C r 310 124 18 4 0 0 9 0 0 9 4 9 0 0 4 6 0 4 4 0 3 8 0 250 12 = 2 3 - 6 3 3 7 , 13 = 1-6354, 14 = 1-6357 I I , 15 = 1-6378, 16 = 5-6384, 1 7 = 4 - 6 3 1 1 5 , 18 = 1 - 6 3 1 4 1 I I , 1 9 = 1 - 6 4 l 5 6 a , 20 = 5 - 6 3 1 7 1 , 21-= 2 1 - 6 3 1 8 5 , 22 = 6 - 6 3 2 3 1 . - 1 3 0 -c ) Q u a r t z + f e l d s p a r s e p a r a t e s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B 58 17 2 8 30 14 , 1 6 19 13 31 19 MgO 1700 150 800 2 8 0 0 6 3 0 3 9 0 0 1 8 0 0 660 680 600 Pb 4 3 3 3 8 3 Mn 8 4 70 ko 2 2 0 79 130 72 58 41 40 Fe 2 5 0 0 5 5 0 1200 4 1 0 0 1300 3800 2 5 0 0 1300 1700 1300 T i 2 1 0 8 8 150 1000 8 5 1200 600 125 155 170 Ga 11 12 16 12 15 21 10 9 15 10 V * * 21 * 22 * * Z r * 18 23 110 * 4 2 0 85 12 56 41 Cu 27 38 36 13 13 15 1 1 6 27 2 0 Z n 7 14 3 15 11 11 8 5 10 10 A g 0 .1 0 . 2 * 0 . 3 0.1 0 .1 0 . 2 0 .1 0 .1 0.1 S r 6 1 0 55 k8o 3 5 0 1 1 0 0 2 3 0 0 1 0 5 0 2 4 0 720 6 2 0 B a 560 9 3 0 800 6 7 0 1000 530 1000 6 4 0 8 4 0 8 5 0 1 = 1-6313, 2 = 5 - 6 4 1 7 , 3 = 2 3 - 6 3 3 7 , 4 = I -6354 , 5 = 6 - 6 4 6 5 I I I , 6 = 1-6378, 7 = 2 2 - 6 4 8 3 1 1 1 , 8 = 3 - 6 4 9 8 1 , 9 = 2 3 - 6 4 1 0 1 , 10 = 5 - 6 4 1 0 2 . -131-Q u a r t z + f e l d s p a r s e p a r a t e s ( c o n t i n u e d ) 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 B 22 20 23 18 42 12 * MgO 760 4 2 0 0 2100 690 9 5 0 1200 1300 820 920 Pb * 2 4 8 Mn 37 210 180 43 50 62 70 58 140 Fe 1300 3800 780 1400 2000 2000 1900 1700 2600 T i 160 1500 520 130 2 6 0 620 300 4 1 0 4 6 0 Ga 12 17 16 12 9 10 16 9 19 V * 22 31 * * * Z r 47 70 49 4 2 30 23 * 140 55 C u 16 60 20 32 35 20 * 37 18 Z n 13 21 8 1 1 7 4 6 6 14 A g 0.1 0.1 0.3 0.1 1 * 0.2 1 0.2 S r 660 900 1500 680 810 1000 1 0 4 0 710 1100 Ba 1000 1000 3 9 0 670 820 660 800 800 980 11 = 5 - 6 4 1 0 5 1 , 12 = 4-63115, 13 = 1-63141II, 14 = 1-64156a, 15 = 5 - 6 3 1 7 1 , 16 = 21-63185, 17 = 4 - 6 4 l 8 6 a , 18 = 5 - 6 4 2 0 3 , 19 = 6-63231. -132-d ) B i o t i t e s e p a r a t e s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Pb 7 4 4 4 4 20 12 96 9 Mn 1300 1700 2600 2800 2500 1900 4700 530 1700 490 Ga 27 68 44 37 32 39 47 38 25 41 V 250 210 250 230 215 270 170 340 155 370 Z r 260 170 400 33 43 78 . 66 88 Cu 79 250 >300a 84 152 135 88 >300b >300c >300d Z n 160 125 190 180 162 155 300 81 470 '•34 A g * .2 1 4 * .2 2 .2 1 .2 N i 100 130 84 40 76 150 18 85 25 93 C o 85 130 86 74 89 110 58 66 52 74 Ba 840 370 2100 720 2600 1500 1300 1150 6400 1100 S c 23 29 30 59 18 14 60 60 18 61 C r 48 35 17 14 26 66 17 29 21 70 1 = I-6313, 2 = 5-6384, 3 = 5-63171, 4 = 4-63115, 5 = 23-63220, 6 = 22-632231, 7 = 6-6323I, 8 = 63240, 9 = 63241, 10 = 63260 ( t h e l a s t t h r e e s e p a r a t e s b e l o n g t o m i n e r a l i z e d r o c k s n e a r B e t h l e h e m d e p o s i t ; no w h o l e - r o c k a n a l y s i s was p e r f o r m e d on t h e s e s a m p l e s a n d t h e y a r e n o t p l o t t e d on L o c a t i o n M a p ) . a - 3500 ppm f r o m a q u a r e g i a - a t o m i c a b s o r p t i o n d e t e r m i n a t i o n b - 4850 p p m , Do c - 3750 p p m , Do d - 5400 p p m , Do - 1 3 3 -B i o t i t e s e p a r a t e s ( c o n t i n u e d ) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Pb 6 23 5 4 4 3 3 3 13 Mn 3000 3000 4000 2600 4100 2300 3200 2500 3100 46oo Ga 20 56 45. 3J 42 34 59 40 70 68 V 230 84 200 340 180 280 280 270 245 290 Z r 60 280 28 43 61 140 280 35 175 37 Cu 82 100 130 105 110 160 > 300 a 180 162 150 Z n 280 210 310 140 145 150 270 170 230 200 A g • 9 .8 .7 .3 * * N i 38 18 21 96 23 92 105 72 .107 45 C o 58 48 64 100 66 100 115 94 1 12 115 Ba 1050 6400 2300 1000 340 1500 1200 2500 1800 1400 S c 96 96 35 36 46 19 25 14 23 35 C r 70 66 6 46 12 21 20 12 18 10 11 = 1-6415, 12 = 5-6417, 13 = 6 - 6 4 6 5 1 I I , 14 - 22 -6483111, 15 = 3-64981, 16 = 2 3 - 6 4 1 0 1 , 17.= 5 - 6 4 1 0 2 , 18 = 2 1 - 6 4 1 l 6 a , 19 = 5 - 5 4 1 0 5 1 , 2 0 = 4 - 6 4 l 8 6 a a - 320 ppm f r o m a q u a r e g i a - a t o m i c a b s o r p t i o n d e t e r m i n a t i o n - 1 3 4 -B i o t i t e s e p a r a t e s ( c o n t i n u e d ) e ) H o r n b l e n d e s e p a r a t e s B i 5-64203 B i 1-64l56a Hb 23-6337 Hb 21-64116a Hb 1-63141 Hb 21-63185 Pb 28 5 10 Mn 3600 1000 2800 3000 2500 3000 Ga 66 29 51 15 20 16 V 28o 250 230 270 320 220 Z r 74 45 92 47 86 40 Cu 72 140 400 74 60 150 Z n 250 115 380 140 140 160 Ag * .6 • 5 3 2 N i 4 64 67 46 86 73 Co 9 96 81 57 79 59 Ba 2100 900 550 105 120 3900 S c 23 25 72 84 92 90 C r .17 27 15 18 54 21 B i Hb - b i o t i t e - h o r n b l e n d e -135-3. A n a l y s e s o f s u l p h i d e c o n c e n t r a t e s ( v a l u e s i n ppm) S a m p l e N o . A m o u n t o f Cu Z n S c o n c e n t r a t e ( w t . %) 6-691 0.012 6600 21000 40000 6r692 0.037 42000 95000 -22-694 0.027 . 3 6 O O O 1100 20000 22-698 0.007 168000 1200 50000 5-6910 0.024 6600 1100 7000 5-6911 0.026 12500 1600 . 11600 5-6912 0.013 64000 600 -22-6913 0.064 3900 950 -8-6916 0.046 700 150 1000 5-6919 0.015 40800 2650 -22-6920 0.212 600 150 300 1-6922 0.045 10200 200 8600 1-6925 0.300 2200 900 4000 23-6337 0.097 25000 700 15200 1-6313 0.626 5800 400 6200 6-63231 0.471 20000 4400 13800 4-64186a 0.038 6900 300 3900 23-64101 0.076 174000 1250 -5-641051 0.344 334000 1100 -1-6415 1.010 1000 200 600 3-64981 0.324 2000 300 17300 A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . -I36-4. S u l p h u r i n b i o t i t e ( ppm) 5-63171 lf-63115 &3240 6 3 2 4 1 6 3 2 6 0 3-64981 5-64102 5-64203 S 2 0 0 0 88 4 0 0 10200 625 2 2 0 7400 2 2 0 5. R o c k a n a l y s e s f o r m a j o r e l e m e n t s a n d s e l e c t e d m i n o r e l e m e n t s ( i n p e r c e n t a n d p p m , r e s p e c t i v e l y ) I-6369 S a m p l e N o . 5-63171 21-6334 1-6359a O-6390. 22-6399 IV 6-63I18b S i 0 2 57.36 68.96 67.22 7 0 . 2 8 52.92 60.88 69.66 A 1 2 0 3 17.62 15.57 15.22 1 3 . 2 4 15.63 1 7 . 1 4 1 6 . 4 0 Fe20-} 2.69 1.2.6' 1.82 1.77 4.36 2.55 1 .03 FeO 3 . 6 4 1 . 5 4 1.68 1 . 9 2 5.65 2.96 1 . 1 4 CaO 6.60 3.38 3.92 2 . 4 1 7.34 5.66 2.89 MgO 3.49 1 .49 1 .30 1 .06 3.86 1 .58 0 . 4 2 T i 0 2 0.81 0.43 0.55 0.68 1 . 3 4 0.71 0 . 3 9 MnO 0 . 1 4 0 . 0 5 O.06 • 0 . 0 9 0 . 2 0 0.06 0 . 0 5 N a 2 0 4 . 2 1 4.29 4.29 4 . 2 2 3.88 4.11 5 . 3 0 K 2 0 2.08 2.34 2.89 3.98 0.96 2.65 2.29 P2°5 0 . 2 2 0 . 0 9 0 . 2 2 0 . 1 4 0.17 0 . 2 0 0 . 1 2 so 3 0 . 0 4 0.01 < 0 . 0 1 < 0 . 0 1 < 0 . 0 1 < 0.01 < 0 . 0 1 cp 2 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 2 0.01. 0 . 0 1 H 2 0 " 0.06 0.06 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 2 4 0 . 1 1 0.10 H 2 0 + 1 . 1 4 0 . 5 1 0 . 7 0 0 . 1 2 3-29 1 . 2 6 0.23 Pb 5 3 4 12 3 8 1 Mo * * * * * 1.4 A g 2 0 . 6 0.7 0.7 0 . 8 0.3 0.4 C u " " 1000 2 1 4 130 23 107 80 2 4 4 = b e l o w d e f l e c t i o n l i m i t (0.5 ppm f o r Mo a n d 0.3 f o r A g ) A q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e Cu -137-A n a l y s e s f o r m a j o r e l e m e n t s a n d s e l e c t e d m i n o r e l e m e n t s ; v a l u e s i n p e r c e n t a n d p p m , r e s p e c t i v e l y ( c o n t i n u e d ) 22-63198 6-63236 5-6417 S a m p l e No 2 2 - 6 4 4 6 • 22-63196 O-63 I12a 21-63200 S i 0 2 6 4 . 2 0 69.62 77.86 6 4 . 1 8 56.44 5 0 . 4 0 6 1 . 4 6 A 1 2 0 3 16.46 1 6 . 2 4 1 1 . 9 6 1 6 . 2 4 1 8 . 1 8 1 6 . 5 4 16.67 F e 2 0 ^ 1 .82 0.84 0 .33 1 .70 3.06 5 . 1 2 3 .20 FeO 2.6l 1.03 0.84 2.51 3.34 3-99 . 2 . 1 6 CaO 4.37 2.80 0.35 4.68 6.84 10.84 5.27 MgO 1 .04 0 . 8 2 O.60 1.99 1-55 5.56 2 . 3 0 T i 0 2 0 . 7 8 0 . 3 5 •0.28 0 .62 0 .97 0 .93 0 .53 MnO 0 . 0 7 0.06 0 . 0 2 0 . 0 7 0 .12 0.17 0 . 0 7 N a 2 0 3 .83 4.62 3-3<7 3 .96 4.54 2 . 3 6 4 . 1 4 K 20 2 . 6 4 1.88 3.29 1.93 1.93 0 . 3 0 2 .10 P 2 ° 5 0 .22 0 .12 0 . 0 4 0 . 1 8 0 . 2 8 0 . 1 4 0 . 0 5 so3 0 .02 0.01 0.01 0.01 0.01 < 0.01 < 0.01 co 2 0.01 0.01 0.01 0 .02 0 .02 0 .02 0 .02 H 2 0 " 0 . 0 8 0 . 1 6 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 9 0 . 0 4 0 . 0 3 H 2 0 + 1 .92 1.42 0.92 1 .76 2 .50 3.46 1 .96 Pb 2 1 3 4 11 - -Mo * * * *v . - -A g it * 0 .3 0 .3 0 . 6 - -Cu 60 3 3 33 120 3 0 25 * = b e l o w d e t e c t i o n l i m i t ( 0 . 5 ppm f o r Mo a n d 0 .3 ppm f o r A g ) A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . ici< A q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e . -138-A n a l y s e s f o r m a j o r e l e m e n t s a n d s e l e c t e d m i n o r e l e m e n t s ; v a l u e s i n p e r c e n t a n d p p m , r e s p e c t i v e l y ( c o n t i n u e d ) 4 - 6 4 6 0 6 - 6 9 2 1-6313 S a m p l e N o . 1-64156a 2 1 - 6 4 1 1 6 a 23-6337 S i 0 2 6 6 . 6 2 69.76 60.7 60.7 63.3 6 6 . 4 A 1 2 0 3 15.11 15.'. 85 16.3 17.0 17.8 17.0 F e 2 0 3 1 . 4 0 1.07 2 . 4 2.5 2.3 1.6 FeO 1.57 0.86 3-9 3-3 1.8 1 .4 CaO 4.19 2.15 5-7 5.8 4.9 3-6 MgO 1.31 0.61 2.9 2.8 2.0 1 . 4 T i 0 2 0 . 4 0 O.23 0.8 0 . 8 0 . 4 0 . 3 MnO 0.06 0.06 - - -N a 2 0 4 . 6 8 5-31 3-5 3 . 4 4.9 4 . 0 K £ 0 1.93 1.93 2 . 0 2 . 3 2 .1 2 . 4 P 0 2 5 s o 3 0.13 < 0 . 0 1 0 . 0 9 < 0 . 0 1 - — - -c o 2 0 . 0 2 0 . 0 2 - - - -H 2 0 " \°+ 0 . 0 4 2 . 8 4 0 . 0 3 ) ) 1.97) 1 . 2 s 0.6a „ . a 0 . 4 0 . 4 a C u * 170 10 139 96 4 0 136 a - t o t a l w a t e r A d a s h i n d i c a t e s a b s e n c e o f d a t a . " A q u a r e g i a - e x t r a c t a b l e Cu -139-A n a l y s e s f o r m a j o r e l e m e n t s a n d s e l e c t e d m i n o r e l e m e n t s ; v a l u e s i n p e r c e n t a n d p p m , r e s p e c t i v e l y ( c o n t i n u e d ) 3-64981 S amp 1 e. 4-63115 N o . 4-64186a 6-63231 S i 0 2 7 2 . 0 65.3 66.4 6 8 . 9 A l 2 ° 3 15-0 17.7 17 .2 17 .0 F e 2 0 3 1.8 2.3 2 . 0 1.3 FeO 0.8 1.2 1.0 0.8 CaO 2 . 6 4.1 3.8 3.2 MgO 0.7 1.1 1.1 0.5 T i 0 2 0.3 0.3 0.3. 0 .2 N a 2 0 3.4 4.7 4.6 4.8 K 0 2 3.2 2.4 1.9 1.8 H 2 0 ( t o t a l ) 0.3 0.5 0 . 6 0.4 * Cu 6 24 10 22 " A q u a r e g i a -- e x t r a c t a b l e Cu 6 . C o l o u r i m e t r i c d e t e r m i n a t i o n s ( d i t h i o l m e t h o d ) o f m o l y b d e n u m S a m p l e N o . M o , ppm 6318311 63133 6459 691 .63193 63136a 63171 6369 6313 64186a 0.8 0 . 8 0.8 2.8 = b e l o w d e t e c t i o n l i m i t (0.8 ppm) -140-APPENDIX I I I STATISTICAL DATA 1. C o r r e l a t i o n m a t r i c e s A l l c o e f f i c i e n t s are rounded to two decimal p l a c e s . C o r r e l a t i o n s s i g n i f i c a n t a t 0 . 0 5 s i g n i f i c a n c e l e v e l are u n d e r l i n e d , M a t r i x No. 1 : Whole-rock copper vs m i n e r a l modes. N = 31 B i Hb Cu Pg Or Qtz P l a g i o c l a s e -0. 27 O r t h o c l a s e 0. 02 -O.67 Quartz o. 07 -0.68 0.41 B i o t i t e 0. 15 -0.31 -0.3- 0.24 Hornblende 0. 12 0.15 -0.38 -0.5? Opaque -0. 07 0.26 -0.25 -0.63 0.11 M a t r i x No. 2 Fe Zn Mg Whole-rock Cu vs whole-rock Zn, Mg and Fe. N Cu Fe Zn 0.15 0.16 0.36 0.11 0.44 0.21 = 49 M a t r i x No. 3 : Whole r o c k Cu vs whole-rock S O v e r a l l S S i n Cu-high samples O v e r a l l Cu (N=3D 0.28 Cu over 150 ppm (N=l6) 0.76 -141-3 o rA o o I rvJ O CM II • o CM 4-> rt d * .' (l> E o; rH 0) o s . o •r-j rt S CO o CQ f-i o a> > Cs) CM O c •H EH =t o o O o a> fe ^ H O .3 & r A O 1 c\l 0) -d- fe • o {Z5 X •H r A O -P CM rt H S <UCM O •H W CO 00 LTN o I -d-ON oo • o Cs-CM s o CO o o I o CO CM o CM • 0 o O ON ON . t— o T— 0 o 0 o *? o -d" o ITS CM LTN so CM f—• • • o o 1 o 1 o O CO CM o-CO -d" O- <M CM 0 o o • a 'o o o o O 1 1 CM -d- rA CO -d" fA CM -d-0 • e O 0 o o o o o O 1 i o ON ON ON so o CO o- -4" -d- CM -d-« • • 0 ' • o o o o O o 1 1 o ON o ITS • ON Cs. LPS SO i— CM ft • ft ft 0 0 o o o 1 o o O CM in ON CM o-CM CM -d- CM (M • O « ft 0 • o o o o o O 1 CS- ITS ITY ON o- so ON CO CM « • • • • • o o D o o O 1 1 1 1 SM O CM O CD 0) fe: ' :• . f e CM O •H EH o o o CM ret to rt O 2 CM 3 O si -142-M a t r i x No. 5 : Cu and Zn i n whole -rock and m i n e r a l s e p a r a t e s . WrCu WrZn MtCu FQCu BiCu MtZn FQZn Whole-rock Zn 0.48 Magnetite Cu -0 .09 0 .19 F e l d s p a r - p l u s -quartz Cu 0.16 0 .15 0.21 B i o t i t e Cu 0.50 0.04 -0.18 0.15 Magnetite Zn 0.08 0.30 -0 .25 -0 .29 0.02 F e l d s p a r - p l u s -quartz Zn -0.11 -0.00 -0.16 0.50 -0.15 -0.04 B i o t i t e Zn -0.15 -0.36 -0.20 - 0 . 1 3 0.01 0.1? 0.19 -143-M a t r i x No. 6 : Cu t Zn and other minor elements In b i o t i t e ; Cu and Zn i n whole-rock. Elements w i t h no p r e f i x r e f e r to b i o t i t e . Wr = whole-rock. N = 21 Ba Sc Ga V Zr Cu WrCu Zn WrZn Ni Sc 0.08 Ga 0.27 - 0 . 3 1 V - 0 . 4 ? -0.41 - 0 . 1 0 Z r 0.18 0.16 0.37 - 0 . 2 6 Cu - 0 . 0 2 0.05 -0.04 0.36 0.02 WrCu -0.14 0.05 -0.11 0.4? - 0 . 0 7 0 . 8 6 * Zn 0.26 0.10 0.30 - 0 . 3 4 0 . 0 6 - 0 . 3 4 - 0 . 3 8 WrZn - 0 . 3 1 -0.17 - 0 . 3 3 0.10 -0.28-0.14 0.02 0.11 Ni - 0 . 2 6 - 0 . 4 9 0.01 0.45 0.05 0.16 0.32 - 0 . 4 5 0.37 Co - 0 . 2 7 - 0 . 5 0 0.16 0.31 0 .12-0.07 - 0 . 0 1 - 0 . 3 2 0.20 0.80 Mn 0.07 0.28 0.30 - 0 . 3 6 - 0 . 0 3 - 0 . 4 3 -0*56 0.66 - 0 . 3 1 - 0 . 6 2 Co * 0 . 2 3 i f three e x c e p t i o n a l l y Cu-high b i o t i t e s are excluded - 1 4 4 -M a t r i x No. 7 : Cu and Zn i n Cu-low b i o t i t e s ; s e l e c t e d other v a r i a b l e s . Wr = whole-rock. N = 15 BiCu WrCu BiZn WrZn K WrCu 0 .39 BiZn 0.02 -o.o9 WrZn 0.01 0.41 -0 .06 WrK 0 .33 0.42 -0 .27 0 .13 B i o t i t e mode 0.01 0.49 -0.21 0.64 0 .05 M a t r i x No. 8 : S e l e c t e d elements i n f e l d s p a r - p l u s - q u a r t z s e p a r a t e s ; Cu i n whole-rook. N = 19 B MgO Mn Pe T i Ga Zr Cu WrCu MgO 0.12 Mn 0.00 O.78 Pe 0.11 0.82 0.6$ TI - 0 . 0 8 0 . ? 4 0.7? 0 . 8 4 Ga - 0 . 2 2 0 . 48 0 .46 0.32 0 . 4 1 Zr - 0 . 1 4 0.61 0.30 O.56 0.60 0 . 4 4 Cu 0 . 2 4 0.17 0.11 0.05 0.23 0.01 - 0 . 0 6 WrCu 0 .46 - 0 . 3 2 -O.51 - 0 . 2 8 1 - 0 . 3 9 --0.31 - 0 . 1 5 0.23 Zn - 0 . 0 4 0 . 4 4 0.5? 0 . 4 4 0.50 0.36 0.17 0.35 -0 .16 -145-M a t r l x No. 9 : S e l e c t e d elements In magnetite s e p a r a t e s ; Cu and Zn i n whole-rock. Wr = whole-rock. N = 21 MgO Mn T i V Cu WrCu Zn WrZn Ni Co Sr Mn 0 .47 T i 0.80 0 .52 V 0 .27 -0.34 0.09 Cu • -0 .03 0 .30 0.37-0.31 WrCu--0.34 -0 .42--0.29 0.4?-0.07 Zn • -0.20 -0.13 0 .06 0.13-0.16-0.00 WrZn 0.44 0.36 0.63 0.22 0 .25 0 .17 0.12 Ni • -0 .05 -0.24 0.11 0.01 0.35 0.11--0.28 0.11 Co • -0.00 -0.44 0.12 0.69-0.06 O.49 0 .29 0.20 0.39 Sr 0.90 0.36 0.64 0.29-0.22-0.40--0.09 0.26 -0.14 -0.01 Ba 0.28 0.65 0.27-0.37 0 . 0 9 - 0i6 7 0 .07 0.03 -O.50 -0.50 0.37 M a t r i x No. 10 : Cu, Zn and S i n f l o t a t i o n c o n c e n t r a t e s ; the  same elements i n whole-rock. N = 21 Cu Zn S WrCu WrZn WrS Zn -0.03 S 0.79 0.40 WrCu 0 .62 -0.31 0 .26 WrZn -0.21 0.24 -0.04 -0 .27 WrS -0.07 -0.01-0.12 0.18 0.13 F l o a t wfcf# -0.28 -0.12 -0.46 0 .16 0 .25 0.50 -14$-2. Parameters of d i s t r i b u t i o n f o r o r i g i n a l (untransformed) copper data Rock u n i t N X s P r e - i n t r u s i v e H y b r i d phase Highland V a l l e y phase Guichon v a r i e t y Chataway v a r i e t y Le Roy u n i t Gump Lake phase Bethlehem phase Witches Brook phase B e t h s a i d a phase P o s t - i n t r u s i v e A l l g r a n i t i c r o c k s 11 92* 81 35 13 6 23 44 34 11 328 28 99 90 56 71 17 48 70 26 41 66 30.1 160.4 6 0 . 6 43.5. 50.9 31.6 77.5 71.3 5^.0 23.3 no d a t a •Sample No. I-6369 excluded as e x c e p t i o n a l l y h i g h i n Cu **Sample No. 4-63114a excluded as e x c e p t i o n a l l y h i g h i n Cu Note: Values r e p o r t e d by Warren and D e l a v a u l t (1959) were i n c l u d e d i n t o the c a l c u l a t i o n of averages (1 sample o f Guichon v a r i e t y , 7 samples of Bethlehem phase and 3 samples of Bethsaida phase). - 1 4 7 -3o Formulae used i n t - t e s t s a) When v a r i a n c e s of the two samples were found equal a t 0.05 p r o b a b i l i t y l e v e l : t = X l " X 2 2 2 ( n ^ l ) s 1 + ( n 2 - l ) s 2 n l + n 2 " ^ 1 1 + b) When v a r i a n c e s o f the two samples were found d i f f e r e n t a t 0.05 p r o b a b i l i t y l e v e l : t = x l - ^2 2 2 s l s 2 + n„ n. In both formulae X denotes a r i t h m e t i c means o f the two samples, and n the numbers of o b s e r v a t i o n s . mo « C390 ° , 0 7 <>634 7 l ° 0/635 3 6552 / D 3 ^ ( O ° 6 3 5 9 f * « 0 / " S 6 r>6358 ' 0 6 3 5 7 .063.27. 0642 6449 (50 l7o 190 210 220 26o 280 3oo 320 Mo 36o 2)8Q ^00 0 1 2 miles N 63113 64 13b O &2>U3a M 1 0 ° 634/ o O ^ ^ 6 4 4 6 63 193 &Z?*Q O O 63^5 0 6448 _ 63loo vt(i O 6 3 l 0 | ° 63102 65135a. Q6.3U4a 0^3125 O 6 3 1 1 6 Q 6 3 13^ 63^6 063ll4a 6 3 1 1 5 n \ 63H8fc) ° \ 0 63||,Bq. O 63108 '63109 « O 64 2 0 6 O 64 2 0 8 ° 64 209 o /69l4 ^ 63245 / . - ^ 0 0 o = 32zi, 63117 63117. 64 1 8 6 a . O 63131 \ \ 63 184 0 ^ 3 2 3 . Q O I Q 692 6 9 1 X \ 63130 63.40. 0 6 3 1 2 9 ^ 0 6?!4O E ° ": 0 0 6 3 2 3 7 V «8* X 63^28 O " o " ! < ^ i £ ^ 0 6 3 1 8 * * 6 3 2 3 6 O °6<v30 6^ 9e 6 3 ^6i O 63223 £*/2& O O 63224a 63ISS 63170 63167 ^89 o o 63 I7 IQ 0 0 ^ 9 0 or <.3HP- 6 9 « ^ 6 9 1 2 69_7 n . 6 3 1 6 5 64-5C-IL 6911 6317. o o o 63195 ^ 0 3 U JD Q 63 185 o 6 ^ 6 / , 698 63172 63 1 8 0 a. O o 6 3 4 0 4 O 64961 o \ 63ISI \ , _ ° 63>J52 63lLi3iy C t 0 6 5 l S 3 « -6 3 1 O 0 O 6 3 l W 063 ' 5 o \ 6.32.38, O \ 63189\ 0 6 3 1 9 2 . 0 o 6 ^ 2 0 7 | \ 6 3 2 0 C ^ i 0 5 « 2 I O a . \ o o 0 ^ 0 O 6 3 4 0 5 Q 6 3 2 3 2 a 0 63192 a. / /63 2I4 0 6482 Shis ,. 647GI Q 64 74 o 64 77H \ \ O 6465 / / O £32^*- 6494 O O632l8o. 6t°i5c O 4 3 2 2 0 o 6 4 | 0 9 ^ / O 64 63 / 64/03 64/3"o 9 O 6 4 r o i FIG- 20 SAMPLE L O C A T I O N S , GUICHON CREEK B A T H O L I T H 6462 O '467 o , 06^68 64//6 a. n O 0 O 6469 0 6 ^ „ 4 IO . 64V/34* O 0 6 4 u 4 a ,0 64 101 - O O 64ll2al 64/05 6 4 i O G O 6470 O 64'4« 0 ^ 4 118 a O 6kus 64f/3/ O O 6^/32 « » 0 O ° GT,n7 O ^ 6 Q U "7 64/7e O 6^ ,73 6 4 , 7 5 a 6 5 O p 0 CT0692, — O Q O ^ 1 7 ^ 64" / 6/ o O 64/a/ 64160 O 

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