Abstract

Hydrothermal alteration, pre-mining weathering, mining, metal extraction by heap leaching with cyanide, and post-mining alteration of rock at the Landusky gold mine, in Montana, have resulted in repeated transformations of Al-bearing minerals and their eventual dissolution to form Al-rich aqueous solutions. The primary aluminosilicate minerals in the Landusky syenite are K-feldspar and sodic plagioclase. Detailed studies of clay mineralogy and geochemistry have shown that these feldspars were partially altered to illite during hydrothermal alteration of the syenite, probably coincidental with the gold-mineralization event. Kaolinite was formed by weathering of illite and feldspars. Then alkaline conditions (pH >10) during cyanide leaching (1979–1996) caused the hydrothermal illite to become laced with a smectite (the K-dominant analogue of beidellite), which is stable under alkaline conditions. After the mine closed, oxidation of pyrite decreased the pH, and the smectite became unstable, forming kaolinite. Over time, further increases in acidity resulted in the dissolution of kaolinite, thereby generating elevated concentrations of Al in the drainage water (up to 100 mg/L). Precipitation of amorphous aluminum hydroxides and oxyhydroxides from this water resulted in the blockage of drainage pipes, and a reduced efficiency of a treatment plant installed to remove cyanide, selenium and nitrate.

Abstract

L’altération hydrothermale, les altérations de surface avant le début des opérations minières, l’exploitation minière, l’extraction des métaux par lixiviation en tas avec cyanure, et l’altération subie depuis l’activité minière à la mine d’or de Landusky, au Montana, ont causé des transformations répétées impliquant les minéraux d’aluminium, et leur dissolution éventuelle pour former des solutions aqueuses riches en Al. Les aluminosilicates primaires dans la syénite de Landusky sont le feldspath potassique et l’albite. Des études détaillées de la minéralogie des argiles et de la géochimie ont montré que ces feldspaths ont été partiellement transformés en illite lors de l’altération hydrothermale de la syénite, probablement au temps de la minéralisation aurifère. La kaolinite est ensuite apparue par météorisation de l’illite et des feldspaths. Vient ensuite la lixiviation au cyanure sous conditions alcalines (pH >10) entre 1979 et 1996, qui a provoqué le remplacement de l’illite hydrothermale par une smectite (l’analogue à dominance de K de la beidellite), rendue stable. Après la fermeture de la mine, l’oxydation de la pyrite a causé une diminution du pH, et la smectite est devenue instable, à la faveur de la kaolinite. Avec le passage du temps, l’acidité a continué d’augmenter, causant la dissolution de la kaolinite, et ainsi les concentrations élevées en Al dans l’eau de drainage (jusqu’à 100 mg/L). La précipitation d’hydroxydes et d’oxyhydroxydes d’aluminium dans cette eau est respondable du bloquage des tuyaux de drainage, et d’une efficacité réduite des installations prévues pour le traitement des eaux afin d’en éliminer le contenu en cyanure, sélénium et nitrate.

(Traduit par la Rédaction)

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