Abstract

Suspended sediments from groundwaters were recovered from two undisturbed massive sulfide deposits (Halfmile Lake and Restigouche) in the Bathurst Mining Camp, New Brunswick, Canada. Suspended sediments in most groundwaters are dominated by quartz and aluminum silicate minerals. Fe oxyhydroxides are probably present as surface coatings in addition to amorphous phases. Suspended sediments from groundwaters recovered from boreholes that intersect the Restigouche orebody near its surface expression consist primarily of Fe, Pb, and Zn sulfate and Fe sulfide minerals. In general, suspended sediments are depleted in the mobile elements K, Rb and Cs compared to host rock-types from both deposits. Suspended sediments show generally flat element-enrichment patterns normalized to respective felsic host-rocks for most other elements, but exhibit strong enrichments in Pb, Fe, Co, Zn, Ag, and Eu. Iron-oxide-rich suspended sediments from a borehole that penetrates massive sulfide gossan at the Halfmile Lake deposit are more strongly depleted in most elements relative to other sediments. At the Restigouche deposit, the degree of enrichment in Pb, Zn, Cu, and Ag in the suspended sediment is greater than for the deeper Halfmile Lake deposit. Compared to coexisting groundwaters, suspended sediments are relatively enriched in Al, Fe, Pb, and relatively depleted in Ca, Sr, and Mg. Potassium and Rb are generally more strongly fractionated into the suspended sediment phase than other mobile elements, suggesting that their abundance in the groundwaters is controlled by secondary phases (illite – white mica), consistent with SEM and XRD data. Comparisons of groundwaters, suspended material and host rocks yield important information regarding relative fractionation of major and trace elements among these reservoirs. Suspended sediments proximal to massive sulfide ore have elevated Fe/Ti and base-metal contents; with increasing distance away from mineralization, Al/(Al + Fe + Mn) values increase, base-metal contents decrease, and Zn/Pb values increase. The elevated base-metal content of suspended sediments associated with massive sulfides is important, as mining activities in the Bathurst mining camp can result in changes in groundwater Eh–pH conditions, potentially resulting in greater dispersion of metals that are presently strongly sorbed onto sediments.

Abstract

Les sédiments en suspension dans les nappes d’eau souterraines ont été échantillonnés près de deux gisements du sulfures massifs intacts, Halfmile Lake et Restigouche, dans le camp minier de Bathurst, au Nouveau-Brunswick, Canada. Dans la plupart des cas, de tels sédiments contiennent surtout du quartz et des silicates d’aluminium. Les oxyhydroxides de fer sont probablement présents sous forme de recouvrements de surface, en partie amorphes. Les sédiments en suspension prélevés des trous de forage qui croisent le gisement de Restigouche près de son expression à la surface contiennent surtout des sulfates, de Fe, Pb, et de Zn, ainsi que des particules de sulfure de fer. En général, ces sédiments sont appauvris en éléments mobiles, tels K, Rb et Cs, par rapport aux roches-hôtes des deux gisements. Ils ne montrent aucun enrichissement dans les autres éléments, comme on le constate dans les tracés normalisés par rapport aux roches felsiques, sauf pour Pb, Fe, Co, Zn, Ag, et Eu. Les sédiments en suspension prélevés dans un trou de forage qui traverse un chapeau de fer contenant sulfures massifs au gisement de Halfmile Lake sont plus fortement appauvris dans la plupart des éléments par rapport aux autres sédiments. Au gisement de Restigouche, l’enrichissement relatif en Pb, Zn, Cu, et Ag dans la charge en suspension est plus marqué que pour le gisement de Halfmile Lake, plus profond. En comparaison des eaux coexistantes, les sédiments en suspension sont relativement enrichis en Al, Fe, et Pb, et appauvris en Ca, Sr, et Mg. Le K et le Rb sont généralement plus fortement enrichis dans la fraction sédiment que les autres éléments mobiles, faisant penser que leur abondance dans les nappes d’eau est régie par des minéraux secondaires (illite – mica blanc), comme semblent l’indiquer les analyses au MEB et par diffraction X. Les comparaisons de la composition de l’eau, du matériau en suspension, et des roches hôtes révèlent des faits importants à propos du fractionnement relatif des éléments majeurs et à l’état de traces parmi ces réservoirs. Les sédiments en suspension dans l’eau près des gisements possèdent un rapport Fe/Ti et des teneurs en métaux de base élevés; en s’éloignant des gisements, les valeurs Al/(Al + Fe + Mn) augmentent, les teneurs en métaux de base diminuent, et les valeurs Zn/Pb augmentent. Le fait que les teneurs en métaux de base des sédiments en suspension associés aux sulfures massifs sont élevées est important, parce qu’un accroissement des activités minières dans le camp minier de Bathurst pourrait causer un changement des conditions Eh–pH dans les nappes d’eau, et donc une plus grande dispersion des métaux qui sont présentement fortement sorbés sur les sédiments.

(Traduit par la Rédaction)

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