Structural analysis and metamorphism of the Barlow Fault Zone, Chibougamau area, Neoarchean Abitibi Subprovince: implications for gold mineralization

Faults and deformation zones are important features of Archean terranes because of their significance for structural evolution and the formation of large gold districts. In the Chibougamau area, northeastern portion of the Abitibi Subprovince, an Apogee Metal Earth seismic reflection survey identified an association between an exceptional shallow-dipping subsurface reflector zone and the Barlow Fault Zone visible at the surface. This fault zone is located adjacent to the Opatica Subprovince and shares many characteristics with well-documented major gold-bearing faults in the more gold-endowed southern portion of the Abitibi Subprovince. This study aimed to reconstruct the kinematic evolution of the Barlow Fault Zone, determine its position within the structural setting of this section of the Abitibi Subprovince, and evaluate its importance for gold potential in the northern part of the Chibougamau area. The fault zone can be divided into three segments that differ markedly in dip. Structural reconstruction and field observations are compatible with a reverse south-over-north movement related to a ductile north--south shortening event, which culminated with amphibolite metamorphism. A late normal movement is deduced at the final stage. Geothermobar-ometers indicate peak metamorphism conditions of 550 [+ or -] 50 [degrees]C and [+ or -] 6 1.2 kbar. Results from this study suggest that amphibolite facies metamorphism covers a much wider area within the Chibougamau region than previously documented. The Barlow Fault Zone shares similar geometric characteristics and evolutionary history with other gold-bearing structures in the Abitibi Sub-province, but ultimately it was unable to provide optimal conditions for channelling fluid and precipitating gold. High-grade metamorphism and the limited crustal extent of the fault likely prevented the tapping of deep metamorphic fluid and magma reservoirs. The Barlow Fault Zone is interpreted as a back-thrust fault that belongs to a more extensive south-dipping fault system encasing juxtaposed tectonic slivers. This system, with amphibolite facies metamorphism, is a defining feature of the northern portion of the Chibougamau area and developed during the accretion between the Opatica and Abitibi subprovinces. Key words: fault segmentation, Archean, Abitibi Subprovince, structural inheritance, metamorphic P-T conditions. Les failles et zones de deformation sont d'importants elements des terranes archeens en raison de leur role dans revolution structurale et dans la formation de grands districts auriferes. Dans la region de Chibougamau de la partie nord-est de la sous-province de l'Abitibi, un leve de sismique reflexion pour le projet Metal Earth du Fonds Apogee Canada a releve une association entre une zone exceptionnelle de reflecteurs souterrains faiblement inclines et la zone de la faille de Barlow exposee a la surface. Cette zone de faille est attenante a la sous-province d'Opatica et presente de nombreuses caracteristiques semblables a celles d'importantes failles auriferes bien documentees dans la portion meridionale plus riche en or de la sous-province de l'Abitibi. L'etude visait a reconstituer l'evolution cinematique de la zone de la faille de Barlow, determiner sa position dans le contexte structural de cette portion de la sous-province de l'Abitibi et evaluer son importance en ce qui concerne le potentiel aurifere de la partie nord de la region de Chibougamau. La zone de faille peut etre subdivisee en trois segments de pendages nettement distincts. La reconstitution structurale et les observations de terrain sont compatibles avec un deplacement inverse du bloc sud sur le bloc nord associe a un episode de raccourcissement ductile nord-sud, qui a culmine en un metamorphisme au facies des amphibolites. Un deplacement normal tardif est deduit pour la phase finale. Des geothermobarometres indiquent des conditions de pic du metamorphisme de 550 [+ or -] 50 [degrees]C et [+ or -] 6 1,2 kbar. Les resultats de l'etude donnent a penser que le metamorphisme au facies des amphibolites couvre un secteur beaucoup plus grand dans la region de Chibougamau que ce qui etait documente auparavant. Si la zone de la faille de Barlow presente des caracteristiques geometriques et une evolution semblables a celles d'autres structures auriferes dans la sous-province de l'Abitibi, elle n'a pas produit des conditions optimales pour la canalisation de fluides et la precipitation d'or. Des fluides metamorphiques et des magmas provenant de reservoirs profonds ne sont pas intervenus, vraisemblablement en raison du metamorphisme de forte intensite et de l'etendue limitee de la faille dans la croute. La zone de la faille Barlow est interpretee comme une faille de retrochevauchement faisant partie d'un systeme plus grand de failles a pendages vers le sud delimitant des lambeaux tectoniques juxtaposes. Ce systeme, accompagne d'un metamorphisme au facies des amphibolites, est un element essentiel de la partie nord de la region de Chibougamau et s'est developpe durant l'accretion entre les sous-provinces d'Opatica et de l'Abitibi. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: segmentation de failles, Archeen, sous-province de l'Abitibi, heritage structural, conditions metamorphiques de P et T.
Introduction Archean greenstone belts around the world, and specifically that of the Abitibi Subprovince (Canada), are characterized by faults and shear zones that have a significant role in the structural [...]