Geochemical and Nd isotopic constraints from plutonic rocks on the magmatic and crustal evolution of Southampton Island, Nunavut

Precambrian rocks exposed on Southampton Island, Nunavut, are dominated by plutonic units, consisting mainly of tonalite-granodiorite-monzogranite and minor mafic units. Based on geochemistry, 80 plutonic samples analyzed can be subdivided into 1) a mafic group, 2) a syenite to quartz monzonite group, and 3) a voluminous tonalite to syenogranite group. Compositional gaps and field relationships argue against either a consanguineous or a co-genetic relationship between mafic and felsic compositions. Most samples are metaluminous, magnesian, calcic to calc-alkalic, and exhibit large variations in traceelement concentrations. Thirty regionally distributed Nd isotopic samples yielded T DM ages ranging from 2.79 to 3.65 Ga, indicating a Mesoto Paleoarchean crustal substrate. Strongly negative e Nd (1.9 Ga) values (-4.91 to -19.81) argue against significant material input from depleted mantle sources (e.g. MORB) during Paleoproterozoic granitoid petrogenesis. Regional Nd isotopic data sets plus U-Pb crystallization data sets from these Precambrian rocks support correlation with the diamond-hosting Repulse Bay block of the Rae Province. Résumé : Les roches précambriennes qui affleurent dans l’île Southampton, au Nunavut, sont constituées en prédominance d’unités plutoniques, formées principalement d’unités de tonalite-granodiorite-monzogranite et, dans une moindre mesure, d’unités mafiques. D’après leur composition géochimique, les 80 échantillons plutoniques peuvent être subdivisés en 1) un groupe mafique, 2) un groupe de syénite-monzonite quartzique et 3) un volumineux groupe de tonalite-syénogranite. Les lacunes dans les compositions et les relations observées sur le terrain militent contre un lien consanguin ou cogénétique entre les roches de composition mafique et de composition felsique. La plupart des échantillons sont métalumineux, magnésiens, calciques à calco-alcalins et présentent de grandes variations des concentrations des éléments en traces. Les compositions isotopiques de Nd de 30 échantillons répartis dans la région ont livré des âges modèles (TDM) compris entre 2,79 et 3,65 Ga, ce qui indique un substrat crustal du Mésoarchéen au Paléoarchéen. Des valeurs –Nd (1,9 Ga) fortement négatives (de –4,91 à –19,81) excluent un possible apport significatif de matériaux provenant de sources mantelliques appauvries (p. ex. basalte de dorsale médio-océanique [MORB]) pendant la pétrogenèse des granitoïdes au Paléoprotérozoïque. Des jeux de données de portée régionale sur les compositions isotopiques de Nd ainsi que sur les âges U-Pb de cristallisation soutiennent l’hypothèse d’une corrélation avec le bloc à minéralisation diamantifère de Repulse Bay, de la Province de Rae.

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