Geology of the Two Duck Lake Intrusion and the Marathon Cu-PGE Deposit, Coldwell Complex, Northern Ontario

"Abstract - Detailed mapping of the Eastern Gabbro, Coldwell Complex, Ontario, revealed that the copper and platinum-group-element deposit on the Marathon property is confined to a coarsegrained to pegmatitic gabbro-diorite intrusion, the Two Duck Lake intrusion (TDLI). Exposed along the eastern boundary of the Coldwell Complex, the TDLI was emplaced as a sill whose orientation is slightly oblique to the general structure of the Eastern Gabbro. The TDLI has been subdivided into lower, middle and upper sub-units on the bases of lithological, textural, mineralogical, and geochemical criteria. Both border sub-units are sulfide-, base- and precious metal-enriched, and exhibit abundant evidence of host-rock assimilation. The primary mineral assemblage in the TDLI is plagioclase, olivine, clinopyroxene, Fe-Ti oxides, with accessory orthopyroxene, biotite, apatite; this primary mineral assemblage is essentially preserved in the core of the intrusion (i.e., the middle subunit). The Cu-PGE Marathon deposit, delineated mainly in the upper sub-unit of the intrusion, consists of disseminated Fe-Cu-Ni sulfides, and platinum-group-minerals derived by hydrothermal remobilization from primary magmatic sulfides. Enrichment in Cu and PGE resulted from partial replacement of original Fe-Ti oxides and pyrrhotite in the primary mineral assemblage by reaction with (a) residual magmatic fluid, and (b) fluids derived from the breakdown of host rock xenoliths and hydrothermal alteration along the lower contact of the TDLI. Résumé - La cartographie détaillée de l’Eastern Gabbro, Complexe Coldwell, en Ontario, révèle que le gisement de cuivre et éléments du groupe du platine de Marathon est confiné à une intrusion gabbro-dioritique, de grain grossier à pegmatitique, l’intrusion Two Duck Lake (TDLI). Cette intrusion s’est mise en place sous la forme d’un filon-couche légèrement discordant sur la structure de la bordure orientale de l’Eastern Gabbro. On y distingue trois sous-unités, inférieure, centrale et supérieure, sur la base de zonations lithologique, minéralogique et géochimique. Les sous-unités marginales sont enrichies en sulfures, métaux usuels et précieux, et montrent de nombreux indices d’assimilation des roches hôtes. La paragenèse minérale primaire inclut le plagioclase, l’olivine, le clinopyroxène, les oxydes ferro-titanés et accessoirement et localement, l’orthopyroxène, la biotite et l’apatite : cet assemblage est surtout préservé au coeur de l’intrusion (sous-unité centrale). Le gisement de Cu-EGP de Marathon, situé principalement dans la sous-unité supérieure, comprend une minéralisation disséminées à sulfures de fer, cuivre, nickel, et minéraux du groupe du platine, dérivés de sulfures magmatiques primaires par remobilisation hydrothermale. L’enrichissement en Cu et EGP résulte du remplacement d’oxydes ferro-titanés primaires par réaction avec des fluides tardi-magmatiques, et des fluides assimilés le long de la bordure inférieure de l’intrusion, dérivés de la fusion partielle des xénolites et de remobilisations hydrothermales."