Dispersion of tailings from the Walton Ba-Cu-Pb-Zn mine site, Nova Scotia
Authors: Whitehead N. , Macdonald A.S. 
Published: September 2014

The Magnet Cove Mine, located near Walton in Hants County, Nova Scotia, produced a total of 4 Mt barite and 0.36 Mt of Cu-Pb-Zn-Ag sulphide ore between 1941 and 1978. Currently, primary dispersion of heavy metals from the mine site is by small-scale physical transport of tailings and flocculants into Rainy Cove Brook. Evidence from aerial photographs (1945-1992) indicates that much larger scale dispersion occurred during the life of the mine. Sediment samples collected from the tailings impoundments and local streams, and analysed by AAS and by and combination of ICP and INAA methods, show that downstream sediments are geochemically almost indistinguishable from tailings. Both are moderately to highly anomalous in Ba, Mn, Cu, Pb, and Zn, and in the associated trace metals Ag, As, Sb, Co, and Ni. Mean metal enrichments of downstream over upstream sediments are about 5x for Cu, Pb, and Zn, 10x for Mn, and up to 40x for Ba. Water samples from upstream, downstream, and on-site locations were analysed by ICP-MS and show that Rainy Cove Brook is contaminated by open-pit and on-site water. The open-pit water shows strong enrichment in TDS (total dissolved solids), and also in Se, As, Co, Ni, Cr, V, and U. In contrast, downstream water is moderately enriched in TDS, and slightly enriched only in As, Th, and U. Mixing of pit water with slightly more acidic waters from on-site and upstream tributaries apparently triggers precipitation of Fe-Mn hydroxides which reduce (probably by adsorption) concentrations of heavy metals in solution. Other factors which have contributed to natural amelioration include the stabilisation of the flood plain of Rainy Cove Brook and its reversion to a wetland since closure of the mine.

RÉSUMÉ

La mine Magnet Cove, situee près de Walton, comté de Hants, Nouvelle-Écosse, a produit au total 4 mt de barytine et 0,36 mt de minerai sulfuré de Cu-Pb-Zn-Ag entre 1941 et 1978. La dispersion des métaux communs depuis l'emplacement de la mine s'effectue aujourd'hui essentiellement par transport physique des résidus et des floculants dans le ruisseau Rainy Cove. Les indications que procurent les photographies aeriennes (1945-1992) demontrent qu'une dispersion à une échelle beaucoup plus vaste s'est produite au cours de la durée de vie de la mine. Des échantillons de sédiments prélevés des bassins d'accumulation de résidus et des cours d'eau locaux qu'on a analysés par spectrométrie d'absorption atomique, en combinaison avec des méthodes d'émission de plasma induit / d*analyse instrumentale par émission neutronique, révèlent qu'on ne peut pas distinguer les sédiments d'aval des résidus sur le plan géochimique. Les deux types d'éléments possèdent des teneurs anomales, de moyennes à èléevtes, en Ba, Mn, Cu, Pb et Zn, de même qu'en métaux-traces connexes, notamment en Ag, As, Sb, Co et Ni. Les enrichissements moyens en métaux en aval correspondent, par rapport à l'apport en amont, au quintuple dans le cas du Cu, du Pb et du Zn, au décuple dans le cas du Mn, et ils sont jusqu'à 40 fois supérieurs dans le cas du Ba. On à analyse des échantillons d'eau d'amont, d'aval et de divers points locaux par spectrométrie de masse par émission de plasma induit par haute fréquence, et ceux-ci ont révèlé que le ruisseau Rainy Cove est containiné par les eaux de surface et les eaux locales. L'eau de surface affiche un enrichissement prononcé en matières totales dissoutes (TSD) ainsi qu'en Se, As, Co, Ni, Cr, V et U. Par contraste, l'eau d'aval est modérement enrichie en TSD et légèrement enrichie en As, Th et U seulement. Le mélange de l'eau de surface avec les eaux légèrement plus acides des affluents locaux et de ceux d'amont semble provoquer une precipitation d'hydroxydes de Fe-Mn qui reéduisent (probablement par adsorption) les concentrations de métaux lourds dans la solution. Les autres facteurs qui ont contribué à l'amélioration naturelle comprennent la stabilisation du périmètre d'inondation du ruisseau Rainy Cove et sa réversion a l'état de terre humide depuis la fermeture de la mine.

Traduit par la rédaction