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TitreLake-specific controls on the long-term stability of mining-related, legacy arsenic contamination and geochemical baselines in a changing northern environment, Tundra Mine, Northwest Territories, Canada
AuteurMiller, C B; Parsons, M B; Jamieson, H E; Swindles, G T; Nasser, N A; Galloway, J M
SourceApplied Geochemistry vol. 109, 104403, 2019 p. 1-18, https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.104403
Année2019
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180420
ÉditeurElsevier BV
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.104403
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf (Adobe® Reader®); html
ProvinceTerritoires du Nord-Ouest
SNRC76D/03
Lat/Long OENS-111.2667 -111.0667 64.1000 64.0333
Lat/Long OENS-111.0667 -111.0667 64.1000 64.0333
Sujetseaux de surface; lacs; géochimie des eaux lacustres; géochimie des sediments lacustres; exploitation minière; métaux; résidus miniers; résidus; substances polluantes; altération; géochimie de l'arsenic; effets climatiques; biogéochimie; écosystèmes; analyses statistiques; analyses granulométriques; carottes de sediments lacustres; échantillons prélevés au hasard; analyses de l'eau; datation radiométrique; hydroxydes; géochimie du fer; sulfures; géochimie du soufre; regimes d'écoulement; trajectoires d'écoulement; géologie du substratum rocheux; lithologie; roches ignées; roches intrusives; diabases; gabbros; prophyres quartizifères; diorites; roches volcaniques; andésites; basaltes; rhyolites; dacites; roches sédimentaires; grauwackes; ardoises; débit de sedimentation; échantillons d'eau interstitielle; analyses de textures; Mine Salmita ; Ceinture de Courageous Lake Greenstone ; changement climatique; études de base environnementale; effets cumulatifs; géologie des dépôts meubles/géomorphologie; géologie régional; géologie de l'environnement; géochimie; géochronologie; Nature et environnement; Sciences et technologie
Illustrationslocation maps; geoscientific sketch maps; tables; profiles; photomicrographs; bar graphs; diagrams; schematic representations; pie charts
ProgrammeGéosciences environnementales, Exploration minérale: conditions de base au nord
Diffusé2019 08 16
Résumé(disponible en anglais seulement)
Climate change is influencing the biogeochemistry of northern lake ecosystems. These changes may affect the mobility of naturally occurring metal(loid)s and long-term stability of anthropogenic contaminants. Arsenic (As) concentrations in lake sediments in the Courageous Lake Greenstone Belt, Northwest Territories, Canada, are elevated from the operation of two high-grade, low-tonnage historical gold mines (Tundra Mine and Salmita Mine) and the weathering of mineralized bedrock. In sensitive sub-Arctic environments, it is not currently known how the cumulative effects of resource extraction and climate warming will impact geochemical baselines and the long-term stability of legacy contaminants. In this study, measurements of As concentration and speciation in waters and sediments are combined with multivariate analyses of climate proxies (sediment particle size and organic matter composition) from five lakes downstream of the former Tundra Mine site. Data from lake sediment cores were divided into geochemically distinct populations using a combination of radiometric dating and constrained incremental sum-of-squares cluster analysis to define geochemical baselines, examine the lake-specific controls on As distribution, and determine climate-related factors that may influence the long-term stability of As. Median As concentrations in near-surface impacted sediments (median: 110 mg/kg; range: 31-1,010 mg/kg; n=22) and pre-mining sediment (median: 40 mg/kg; range: 28-170 mg/kg; n=102) exceed the Canadian Council of the Ministers of the Environment Probable Effects Level of 17 mg/kg. Near the Tundra Mine, the long-term stability of As in the near-surface sediment is influenced by the source of As (direct disposal and weathering of waste rock, tailings overtopping and seepage, discharge of treated tailings effluent, weathering and airborne deposition of tailings and waste rock, and natural weathering of mineralized bedrock), lithology of the sediment, and composition of sediment organic matter. This study demonstrates that in lakes impacted by weathering of waste rock and mineralized bedrock, As in sediments is primarily hosted by Fe-(oxy) hydroxides and may be more susceptible to remobilization with climate warming relative to those lakes impacted by direct discharge of mine wastes where As-bearing sulphides are the most abundant As host. Continued climate warming is expected to increase the natural loading of metal(loid)s and organic matter to lake sediments; however, the effects of these changes on the long-term stability of legacy contaminants will vary between lakes.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Dans le nord du Canada, l'exploitation et la transformation du minerai d'or a causé une augmentation de la concentration de l'arsenic (As) dans les sédiments et l'eau de surface jusqu'à 30 km des anciens sites miniers. Cet article décrit les résultats des travaux de terrain et de laboratoire sur les rejets miniers, les sédiments lacustres et l'eau de surface échantillonnés sur le site abandonné de la Toundra Mine dans les Territoires du Nord-Ouest, exploité pour l'or dans les années 60 et 80, abandonné en 1999, puis restauré entre 2007 et 2018 par le gouvernement du Canada. Les résultats de cette étude montrent qu'il est attendu que le réchauffement du climat augmente la charge naturelle de métaux (métalloïdes) et de carbone organique dans les sédiments lacustres de la région. Les effets de ces changements sur la stabilité à long terme de l'arsenic dans les lacs dépendent de la source originale et la forme minérale de l'arsenic ainsi que de la composition de la matière organique. Ces résultats peuvent aider à guider les évaluations environnementales pour les développements futurs dans le nord et les décisions sur la gestion à long terme des sites contaminés.
GEOSCAN ID313760