Genetic Model and Exploration Guidelines for Kaolin Beneath Unconformities in the Lower Cretaceous Fluvial Chaswood Formation, Nova Scotia

Exploration and Mining Geology, Vol. 15, No. 1-2, 2006

CHARLES D. HAYNES and PHILIP W. JOHNSON

Abstract Potentially commercial deposits of kaolin are found in the fluvial Lower Cretaceous Chaswood Formation, the sedimentologically proximal equivalent of deltaic sediments of the offshore Scotian basin. The geological setting of the kaolin deposits has been interpreted from high-resolution seismic-reflection profiles and boreholes, and mineralogical studies on one reference borehole. The kaolin is a product of early diagenesis involving meteoric water below the water table. The distribution of kaolin is controlled by the presence of intraformational unconformities that were sites of ground water recharge, and are marked by the development of oxisols above the water table. Such diagenesis was facilitated by interbedded, loosely consolidated, permeable sandstone. The highest-grade kaolin deposits are found in areas close to river belts, where overbank muds were not sufficiently drained to develop paleosols, but where later uplift created intraformational unconformities. In the sandstone, meteoric water flow altered feldspars to kaolin, thus yielding commercial silica sand deposits. It also altered ilmenite to rutile, which is concentrated as secondary placers in modern rivers that have eroded the Chaswood Formation and tills derived therefrom.
This paper presents a relatively straightforward method to calculate the value of the lost production caused by the mine-through. It uses technology from mining and petroleum engineering, as well as simple economics and financial management techniques.
Keywords: Kaolin deposit, silica sand, unconformity, seismic reflection, early diagenesis Nova Scotia
Résumé Des dépôts de kaolin potentiellement économiques ont été notés dans la Formation de Chaswood d'’âge Crétacé Inférieur, laquelle constitue un équivalent latéral en milieu fluviatile aux sédiments deltaïques du bassin de Scotian. Le contexte géologique de ces dépôts de kaolin a été interprété a partir de profils de seismique-réflection à haute résolution, de sondages, et d’études minéralogiques sur un sondage de référence. Ce kaolin est un produit diagénétique précoce formé par de l’eau météorique sous le niveau de la nappe phréatique. La distribution du kaolin est contrôlée par la présence de zones de recharge associées à des discordances intraformationelles marquées par le développement d’oxisols au-dessus du niveau de la nappe phréatique. La présence d’interlits de grès perméables faiblement consolidés a contribué à l’efficacité de ce processus diagénétique. Les dépôts de kaolin les plus riches se trouvent en périphérie des rivières, là ou les boues de la plaine d’inondation n’étaient pas suffisamment bien drainées pour permettre le développement de paléosols, mais où des mouvements verticaux subséquents ont crée des discordances intraformationelles. La circulation d’eau météorique dans les grès a entraîné l’altération des feldspaths en kaolin, générant ainsi des dépôts économiques de sable de silice. Elle a aussi causé l’altération de l’ilménite en rutile, que l’on trouve dans des placers secondaires situés dans des rivières contemporaines qui ont érodé la Formation de Chaswood et les tills qui en sont dérivés.
Cet article présente une méthode relativement simple pour calculer la valeur des pertes de production suite au recoupement par une mine souterraine. Cette méthode fait appel aux technologies de l’industrie minière et pétrolière ainsi qu’à des techniques simples d’économie et de gestion financière.