As a result of the recent increase in demand for the rare earth elements, the newly discovered Misery syenitic intrusion is attracting considerable exploration interest. This REE-Zr-Nb prospect is located 200km east of Schefferville and 70km south of Strange Lake in Québec, Canada. It is a 6km wide, ring-shaped intrusion conspicuous on aeromagnetic maps that was emplaced within the Mistastin Batholith, a large Elsonian age granitoid body, which intrudes Paleoproterozoic rocks of the Churchill Province. The Misery intrusion displays a gradational contact with its host, the Misastin rapakivi granite. Both have an A-type affinity and similar trace element composition. The Misery syenites are therefore interpreted to be a late differentiate product of the Mistastin batholith. The dominant exposed lithology (much of the intrusion is covered by a lake) is a felsic syenite, which is mainly composed of perthitic K-feldspar and 1 to 10 volume% of interstitial ferromagnesian minerals, namely fayalite, hedenbergite, ferropargasite and annite (iron rich biotite); the accessory minerals are quartz, iron oxides (magnetite, Ti-rich magnetite and ilmenite), zircon, fluorite, apatite and britholite. A melanocratic unit, ferrosyenite, which contains up to 50 volume % ferromagnesian minerals, including cumulate fayalite and hedenbergite, occurs as amoeboid-like inclusions in the felsic syenite. The ferrosyenite is interpreted to have formed by fractional crystallization of ferromagnesian minerals leaving behind a residual magma which produced the felsic syenites. With continued fractional crystallization, the felsic syenites became more enriched in alkali and silica, and only became saturated with ferromagnesian at a very late stage explaining the interstital crystallization of the latter in the perthite-dominated felsic syenites. The bulk of the REE mineralization (dominantly LREE) is concentrated in pods and layers as hydroxyapatite. Much of this mineralization accumulated through gravity settling in felsic syenite and ferrosyenite, commonly in association with magnetite. The hydroxyapatite crystals were partly or completely replaced by britholite-(Ce), which further concentrated the REE, and crystallized from post-magmatic hydrothermal fluids, which reacted with the magmatic hydroxyapatite. Locally, the felsic syenites underwent sodic metasomatism and where this occurred, the REE were remobilised again to form fluorocarbonate minerals (bastäsite-(Ce), parisite-(Ce) and synchysite-(Ce)). The Misery intrusion and the Mistastin granitoids surrounding it were cut by numerous narrow dykes composed mainly of quartz, fayalite, zircon and fergusonite-(Y). These dykes are interpreted to be products of a FeO-SiO2-rich melt that separated from the main syenite melt and into which Zr and Nb were preferentially fractionated. These dykes represent a new and interesting target for HREE exploration. / La demande grandissante en éléments de terres rares (ÉTR) a provoqué un fort intêret pour l'exploration de l'intrusion syénitique de Misery récemment découverte. Ce prospect d'ÉTR-Zr-Nb est situé 200 km à l'est de Schefferville et 70km au sud de Strange Lake, Québec, Canada. Elle se présente sous la forme d'une anomalie circulaire de 6km de large bien définie sur la carte du gradient magnétique. Elle est intrusive dans le batholite de Mistastin, d'âge Mesohelikien, qui lui-même est intrusif dans la Province Paléoprotérozoïque de Churchill. L'intrusion syénitique de Misery présente un contact graduel avec son encaissant : le granite rapakivi du batholite de Mistastin. Ces deux intrusions sont caractérisées par une affinité de type A et une composition similaire en élements en traces. Les syénites de Misery sont donc interprétées comme étant le produit tardif de la différentiation du batholite de Misastin. La lithologie dominante affleurante (une grande partie de l'intrusion est couverte par un lac) est une syénite felsique principalement constituée de feldspaths potassiques perthitiques et de 1 à 10 volume % de minéraux ferromagnésiens interstitiels. Ces minéraux sont: la fayalite, l'hédenbergite, la ferropargasite, la ferroédénite et l'annite (biotite riche en fer). Les minéraux accessoires sont le quartz, l'oxyde de fer (magnétite, titano-magnétite et ilménite), le zircon, la fluorine, l'apatite et la britholite-(Ce). Une lithologie nommée ferrosyénite est présente sous forme d'inclusions amigdalaires dans la syénite felsique. Elle est constituée d'environ 50 volume % de minéraux ferromagnésiens formant des cumulats de fayalite et d'hédenbergite. La ferrosyénite se serait formée par cristallisation fractionnée des minéraux ferromagnésiens produisant la syénite felsique comme magma résiduel. Celle-ci est devenue de plus en plus enrichie en alkalins et en silice et donc très tardivement saturée en ferromagnésiens, expliquant leur cristallisation interstitielle entre les feldspaths potassiques.L'essentiel de la minéralisation en ÉTR est dominée par les éléments de terres rares légères. Ils sont concentrés principalement dans des couches ou des amas d'hydroxyapatite accumulés par gravité dans la syénite felsique et ferrosyénite souvent associés à des oxydes de fer. Les cristaux d'hydroxyapatite ont été partiellement, voir complètement remplacés par de la britholite-(Ce), en réagissant avec un fluide post-magmatique, provoquant une surconcentration des ÉTR. Localement, la syénite felsique a subi un métasomatisme sodique qui a remobilisé les ÉTR dans cette partie pour former des fluorocarbonates de terres rares tels que la bastnaesite-(Ce), la parisite-(Ce) et la synchysite-(Ce). L'intrusion syénitique de Misery et les granitoïdes du batholite de Mistastin encaissant ont été recoupés par de nombreux petits dykes, composés essentiellement de quartz, fayalite, zircon et fergusonite-(Y). Ils sont interprétés comme étant le produit résiduel d'un magma riche en FeO-SiO2 qui s'est séparé de la syénite principale et dans lequel le Zr et le Nb ont fractionné préférentiellement. Ces dykes représentent une nouvelle découverte et une cible intéressante pour l'exploration des éléments de terres rares lourdes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114595 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Petrella, Laura |
| Contributors | Anthony E Williams-Jones (Internal/Supervisor), Jean Goutier (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Earth and Planetary Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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