Porphyry deposits of the Canadian Cordillera

Abstract

Porphyry deposits are intrusion-related, large tonnage low grade mineral deposits with metal assemblages that may include all or some of copper, molybdenum, gold and silver. The genesis of these deposits is related to the emplacement of intermediate to felsic, hypabyssal, generally porphyritic intrusions that are commonly formed at convergent plate margins. Porphyry deposits of the Canadian Cordillera occur in association with two distinctive intrusive suites: calc-alkalic and alkalic. In the Canadian Cordillera, these deposits formed during two separate time periods: Late Triassic to Middle Jurassic (early Mesozoic), and Late Cretaceous to Eocene (Mesozoic-Cenozoic). Deposits of the early Mesozoic period occur in at least three different arc terranes (Wrangellia, Stikinia and Quesnellia) with a single deposit occurring in the oceanic assemblage of the Cache Creek terrane. These terranes were located outboard from continental North America during formation of most of their contained early Mesozoic porphyry deposits. Some of the deposits of this early period may have been emplaced during terrane collisions. Metal assemblages in deposits of the calc-alkalic suite include Mo-Cu (Brenda), Cu-Mo (Highland Val-ley, Gibraltar), Cu-Mc-Au-Ag (Island Copper, Schaft Creek) and Cu-Au (Kemess, Kerr). The alkalic suite deposits are characterized by a Cu-Au assemblage (Copper Mountain, Afton-Ajax, Mt. Milligan, Mount Polley, Galore Creek). Although silver is recovered from calc-alkalic and alkalic porphyry copper mining operations, silver data are seldom included in the published reserve figures. Those available are in the range of 1-2 grams per tonne (g.t -1 ). Alkalic suite deposits are restricted to the early Mesozoic and display distinctive petrology, alteration and mineralization that suggest a similar tectonic setting for both Quesnellia and Stikinia in Early Jurassic time. The younger deposits, late Mesozoicto Cenozoic in age, formed in an intra-continental setting, after the outboard host arc and related terranes accreted to the western margin of North America. These deposits are interpreted to occur n continental arc settings, and individual deposits are hosted by a variety of older country rocks. These younger deposits also snow a spectrum of metal associations: Cu-Mo (Huckleberry, Berg), Cu-Au (-Mo) (Bell, Granisle, Fish Lake, Casino), Mo (Endako, Boss Mountain, Kit-sault, Quartz Hill), Mo-W (Logtung), Au-W (Dublin Gulch) and Au (Ft. Knox). There maybe a continuum between Mo, Mo-W, Au-Mo-W and Au deposits. The distribution and timing of these post-accretion deposits likely reflect major crustal structures and subduction geometry. Cordilleran porphyry metallic deposits show the full range of morphological and depth relationships found in porphyry deposits worldwide. In addition, the Cordillera contains numerous alkalic suite deposits, which are rare worldwide: the unusual, possibly syntectonic Gibraltar deposit; and end-member gold-rich granite-hosted deposits, such as Ft. Knox (Alaska). Resume Les gisements de porphyres metallogeniques sont de grands gisements a basses teneurs, qui sont associes a des phenomenes intrusifs et dont l'assemblage metallique peut contenir du cuivre, du molybdene, de l'or et de l'argent. La genese de ces gisements est reliee a la mise en place de plutons hypabyssaux, generalement porphyriques et de composition intermediaire a felsique qui sont generes a la zone de contact de plaques convergentes. Les gisements de porphyres metallogeniques des cordilleres canadiennes sont associes a deux suites intrusives distinctes : une suite calco-alcaline et une suite alcaline. Ces gisements des cordilleres canadiennes se sont formes au cours de deux periodes separees : une premiere, du Triassique superieur au Jurassique moyen (Mesozoique inferieur) et, l'autre, du Cretace superieur a l'Eocene (Mesozoique/Cenozoique). Des gisements du Mesozoique inferieur existent dans au moins trois terranes de milieux en arc differents (Wrangellia, Stikinia et Quesnellia), alors que le terrane de milieu oceanique de Cache Creek ne renferme qu'un seul gisement de ce type. Lors de la genese de la plupart des gisements de porphyres metallogeniqes du Mesozoique inferieur, ces terranes se trouvaient en dehors de la plaque continentale de l'Amerique du Nord. Il est possible que certains des gisements de cette premiere periode se soient constitues lors de collisions de terranes. Parmi les assemblages metalliques des gisements de la suite calco-alcaline, on retrouve ceux de Brenda (Mo-cu), de Highland Valley et de Gibraltar (Cu-Mo), de Island Copper et de Schaft Creek (Cu-Mo-Au-Ag) et, de Kemess et de Kerr (Cu-Au). Les gisements de la suite alcaline, tels ceux de Copper Mountain, de Afton-Ajax, de Mt. Milligan, de Mount Polley et de Galore Creek, sont caracterises par un assemblage metallique Cu-Au. Bien que de l'argent soit extrait des gisements de porphyres cupriferes des suites calco-alcalines et alcalines, il est rare qu'il en soit fait mention dans les donnees publiees sur les calculs de reserve, et les teneurs publiees font mention de teneurs de l'ordre de 1a 2 grammes par tonne. Les gisements de la suite alcaline sont exclusivement d'âge mesozoique inferieur, et leur parente petrologique, d'alterations et de mineralisations permet de penser que les terranes de Quesnellia et de Stikinia ont tous deux subi les effets d'environnements tectoniques semblables au Jurassique inferieur. Les gisements plus jeunes, d'âge mesozoique superieur a cenozoique, se sont formes dans un milieu intracontinental, apres que les milieux en arc d'origine et leurs terranes associes aient ete soudes a la bordure ouest de la plaque de l'Amerique du Nord. Ces gisements se sont constitues en milieux d'arcs continentaux, pense-t-on, mais on les retrouve aujourd'hui au sein de roches encaissantes variees plus anciennes. On retrouve tout un eventail d'associations metalliques au sein de ces gisements plus jeunes : de Huckleberry et de Berg (Cu-Mo), de Bell, de Granisle, de Fish Lake, et de Casino (Cu-Au- Mo'), de Endako, de Boss Mountain, de Kitsaut, et de Quartz Hill (Mo), de Logtung (Mo-W), de Dublin Gulch (Au-W) et, de Ft. Knox (Au). Il se pourrait qu'il existe une suite compsitionnelle continue entre les gisements de Mo, de Mo-W, de Au-Mo- W et d'Au. La distribution et la chronologie de ces gisements post-acretionnairess sont probablement le reflet de l'influence de grandes structures crustales et des parametres geometriques de la subduction. Les gisements de porphyres metallogeniques des cordilleres presentent tous les caracteristiques morphologiques et les relations de profondeur des autres gisements de porphyres metallogeniques de ce type dans le monde. Cependant, les cordilleres renferment en plus de nombreux gisements d'une suite alcaline, fait plutot rare ailleurs dans le monde. C'est le cas du gisement peu courant, possiblement syntectonique, de Gibraltar et du gisement de fin de suite granitique riche enor, tel Ft. Knox en Alaska.