Uranium occurrences in the Horton Group of the Windsor area, Nova Scotia and the environmental implications for the Maritimes Basin

Abstract

Uranium enrichment occurs at numerous localities in the basin-fill units of the Maritimes Basin, and in the adjacent basement rocks in Atlantic Canada. The exploration model applied to the sandstone-hosted occurrences is that of a uranium roll-front, similar to the deposits of Texas and the western United States. The recognition of deeply weathered granitoid rocks below the unconformity of the Horton Group on the South Mountain Batholith, however, suggests an additional genetic link to regolith-related unconformity deposits, such as the Athabasca Basin of Saskatchewan. There is no doubt that roll-front type uranium mineralization occurs in Horton Group sandstone; however, the source of the uranium within the system may be related to weathered horizons in the basement rocks beneath the Horton Group and not exclusively the result of diagenetic change in the sandstone. Uranium occurrences are numerous in the type area of the Horton Group near Windsor, Nova Scotia. The most notable occurrence is at Three Mile Plains where Saarberg Interplan Canada Ltd. drilled over 40 diamond-drill holes from 1978 to 1981. Significant uranium mineralization is stratigraphically restricted to the top of the Horton Bluff Formation and base of the Cheverie Formation near the Horton Bluff-Cheverie unconformity. The uranium mineralization can be divided into two types: (1) carbon and pyrite-related quartz sandstone type and (2) hematite arkosic sandstone type. Although this paper deals primarily with uranium and associated elements from occurrences in the Windsor area, the regional nature of the pre-Carboniferous weathering episode and the areal extent of Horton Group strata throughout eastern Canada suggests that uranium enrichment is likely more widespread than has been documented currently in the Maritimes Basin. Particular note should be taken in areas that have uranium occurrences within granitoid basement rocks adjacent to Carboniferous basin-fill. Preliminary leaching experiments of the mineralized rocks indicate that uranium and radon are easily leached from the samples and entering into the present-day environment. RÉSUMÉ L’enrichissement d’uranium survient en de nombreux endroits des unités sédimentaires du bassin des Maritimes, ainsi que dans les roches du socle adjacent au Canada atlantique. Le modèle d’exploration utilisé dans les minéralisations des grès est celui du front de minéralisation d’uranium, semblable à celui des gisements du Texas et dans l’Ouest des États-Unis. L’identification de roches granitoïdes fortement altérées sous la discordance du groupe Horton, dans la formation de batholithe South Mountain, semble toutefois suggérer la présence d’un autre lien génétique avec des gisements discordants associés au régolite, comme ce que l’on peut observer dans le bassin Athabasca, en Saskatchewan. Nul doute que la minéralisation de front d’uranium est présente dans les grès du groupe Horton. Toutefois, la provenance de l’uranium dans le système pourrait s’expliquer par des horizons météorisés dans les roches du socle sous-jacent du groupe Horton et non pas uniquement par un changement diagénétique survenu dans les grès. Les minéralisations d’uranium sont nombreuses dans la région type du groupe Horton, près de Windsor, en Nouvelle-Écosse. La minéralisation la plus notable se trouve à Three Mile Plains, où l’entreprise Saarberg Interplan Canada Ltd. a réalisé 40 trous de forage au diamant entre 1978 et 1981. La minéralisation d’uranium d’importance est délimitée au plan lithologique à la strate supérieure de la Formation de Horton Bluff et à la base de la Formation de Cheverie, à proximité de la discordance Horton Bluff-Cheverie. La minéralisation d’uranium peut se répartir en deux catégories : (1) des grès quartzeux associés au carbone et à la pyrite; et (2), des grès arkosiques ayant subi une hématisation. Bien que ce document traite pour l’essentiel de l’uranium et des éléments connexes minéralisés dans la région de Windsor, la nature régionale de la météorisation survenue avant le Carbonifère et la superficie de la lithologie du groupe Horton dans tout l’est du Canada, portent à croire que l’enrichissement d’uranium est vraisemblablement plus répandu que ce qui a été établi jusqu’ici dans le bassin des Maritimes. Il conviendrait de porter une attention particulière aux secteurs où une minéralisation d’uranium est observée dans les roches granitoïdes du socle qui jouxtent les unités sédimentaires du bassin du Carbonifère. Des essais préliminaires de lixiviation des roches minéralisées indiquent que les échantillons d’uranium et de radon sont facilement lessivés dans l’environnement actuel. [Traduit par la redaction]