26th International  
Applied Geochemistry Symposium 
 
 
17 – 21 November 2013 
Rotorua, New Zealand 
 
 
ABSTRACTS 
 
 
A.B. Christie 
 
 
 
 
 
Contents 
 
    Page
G. Abramson and I. Goldberg  Exploration for gold in Australia using Ionex technology  1
Joo Sung Ahn, Yong‐chan Cho,  Geochemical survey of rare earth elements (REEs) in the concealed ore body  1
Seung‐jun Youm  of Hongcheon, Korea 
N. R. Allen, R. Bottrill and  The formation of native metals by methane reduction in greisenised  2
J. C. van Moort (Presenter)  granites, North‐Eastern Tasmania 
A. Amorosi  Spatial distribution patterns of chromium as a tool to reconstruct sediment  2
pathways: A case study from the Po Plain (Italy) 
R. R. Anand  Exploration through transported cover: Can we predict which sample  3
medium works where and why? 
I. R. Annesley and R. Millar  Vectoring to basement‐hosted uranium mineralisation in the Athabasca  4
Basin, Canada: Methodology, pitfalls, and examples of using Pearce element 
ratios 
R. J. Arculus  Metals – from the mantle source to deposition 4
S. L. L. Barker, G. Dipple,  A brave new world? Applying stable isotopes to mineral exploration  5
K. Hickey, J. Vaughan and 
W. Lepore 
S. L. L. Barker and R. Singh  Stable oxygen and hydrogen isotope zonation around epithermal Au‐Ag  6
deposits 
S. Barton, R. Wysoczanski, H. Neil  Trace element and isotopic analysis of shells from the hydrothermal vent  6
and D. Sinclair  mussel Gigantidas gladius from seamounts in the Kermadec arc, 
New Zealand 
M. Bau, N. Tepe and  Siderophore‐promoted solubilisation of REE, Th and U from igneous rocks  7
D. Mohwinkel  and river particulates and the oxidative mobilisation of Ce and U 
F. M. Bayer, U. Kramar (Presenter)  Mercury speciation in mine tailings from Patio‐amalgamation  8
and J. Castro‐Larragoitia 
G. Beaudoin  Orogenic gold deposits: 50 years of stable isotope geochemistry  8
C. Beaudry  Interpretation of partial/selective extraction soil geochemical survey results:  9
Why is it so frustrating? 
F Bégué, I. Chambefort,  Magmatic volatiles in the Taupo Volcanic Zone, New Zealand  9
D. Gravley, B. Kennedy 
and C. Deering 
H. A. Berkenbosch, C. E. J. de  Copper isotopes from black smoker chimneys at Brother submarine volcano,  10
Ronde, J. B. Gemmell and   Kermadec arc, New Zealand 
B. T. Paul 
G. V. Berni, C. Heinrich,  The sediment‐hosted Au‐Pd‐Pt deposit of Serra Pelada (Carajás Mineral  11
L. M. Lobato, V. Wall  Province, Brazil): A variant of unconformity related U ± Au ± PGE deposits? 
and M. Wälle 
G. Bignall  Taupo Volcanic Zone (TVZ) geothermal exploration: Tools and techniques 11
S. Bloomberg, T. Horton, A.  Seawater infiltration at Whakaari/White Island, Bay of Plenty, New Zealand:  12
Mazot, J. Blackstock, B. Kennedy,  Using stable isotopes to evaluate the fluid flow dynamics within the crater 
C. Rissmann, D. Gravley  floor 
and C. Oze 
i 
CONTENTS 
    Page
B. Bluemel, C. E. Dunn,  Biogeochemical expressions of buried rare earth element mineralisation at  13
C. J. R. Hart and M. Saxon  the Norra Kärr Alkaline Complex, southern Sweden 
R. J. Bowell, M. Dey, R.  Use and abuse of portable XRF in field assessment of mine waste reactivity 13
Warrender, P. Fernandez, 
A. Prestia, B. Mesta, M. Cox 
and A. Barnes 
R. J. Bowell and J. M. Murray  Geochemical assessment of pit backfill at the North Mara Gold Mine,  14
Tanzania 
P. Bradshaw  A watershed in geoscience innovation and invention – the Tony Barringer  14
legacy 
N. W. Brand  Mineral exploration in an underdeveloped country: Benchmarking a project  15
development using data from a field portable XRF to that of a commercial 
laboratory 
N. W. Brand and C. J. Brand  Performance comparison of portable XRF instruments: A mineral  16
exploration industry prospective 
R. L. Brathwaite and A. B. Christie  Geochemistry of chromite‐PGE and nickel mineralisation in the Dun  16
Mountain Ophiolite Belt, East Nelson, New Zealand 
K. L. Brown  Geothermal systems and epithermal ore deposits – a history  17
D. Bull, S. Hunt, N. Wilson  One size does not always fit all: The risks associated with mining‐derived  17
(Presenter), B. Day, S. Napia  wastes in a residential suburb, Thames, New Zealand 
A. Bulnes, C. Stanley and  Early dark micaceous alteration in the Radomiro Tomic porphyry copper  18
B. Townley (Presenter)  deposit: A mineralogical, lithogeochemical and thermodynamic study 
D. Burkett, F. Lau, I. T. Graham,  Use of field portable XRF in chemostratigraphy and lithogeochemical  19
D. R. Cohen and L.M. Spencer  vectoring towards mineralisation, Kulumadau epithermal gold deposit, 
Woodlark Island, PNG 
D. Cao  Multiscale analysis of regional geochemical data 19
D. Cao  Regional geochemical anomalies at Simao Cenozoic rift zone, SW China  20
P. Castillo, B. Townley, X. Emery,  Geostatistical analysis of geochemical and organo‐geochemical data applied  20
A. Puig and K. Deckart  to mineral exploration in Northern Chile 
C. Chagué‐Goff, H. K. Y. Wong,  Geochemical methods in studies of recent and past environmental changes 21
P. Gadd, D. Cohen and J. Cope 
C. Chagué‐Goff, H. K. Y. Wong,  Geochemical mapping of tsunami inundation: Beyond the sand  22
W. Szczuciński, P. Gadd and 
D. Cohen 
H. K. Christenson, G. Webster‐ Phosphorus speciation in soils peripheral to meltwater ponds of Victoria  22
Brown and I. Hawes  Land, Antarctica 
A. B. Christie, C. E. Dunn and  Biogeochemical orientation surveys in the Reefton Goldfield, New Zealand 23
H. M. Waldron 
J. Conway, W. Russell, J. L. Mauk,  Sulphide minerals in waste rock used as construction fill and their effect on  24
K. Watson and R. R. Seal  groundwater chemistry at the Martha Au‐Ag mine, Waihi, New Zealand 
L. Corcoran, M. R. Handler,  Platinum stable isotopes in ferromanganese crust and nodules as a  24
T. M. Seward and J. Creech  paleoceanographic tracer 
ii 
CONTENTS 
    Page
M. Cornelius, C. E. Dunn,  From tree‐tops to massive sulphide in the Mabel Lake area, British  25
R. Hetherington, C. R. Ringrose  Columbia, Canada 
and R. I. Thompson 
S. P. Costa, A. P. Reis (Presenter),  Preliminary results of an environmental risk perception carried out in the  26
E. Ferreira da Silva, C. Patinha,  industrial city of Estarreja, North Portugal 
D. Bley, Y. Noack, S. Robert 
and L. Arroja 
K. Coup, J. Pope, P. J. Swedlund Thallium geochemistry during acid mine drainage treatment  26
(Presenter), P. Weber and 
C. Weisener 
D. Craw, J. Mortensen and  Contrasting geochemistry of orogenic gold deposits in Yukon, Canada and  27
D. MacKenzie  Otago, New Zealand 
T. Davies  Applied geochemistry: Current trends and issues in Africa  27
P. de Caritat, S. Jaireth,  Distribution of lithium in Australian regolith: An indicator of potential  28
E. Bastrakov, E. C. Grunsky  lithium resources in salt lake brines? 
and A. Mann 
J. Druzbicka and D. Craw  Metalloids in waste rocks and waters of the mined mesothermal gold  29
deposit, Globe Progress mine, New Zealand 
R. D. Dyer  Lake sediment geochemistry over complex landscapes: A case study over  29
the 'Ring of Fire' deposit area, Ontario, Canada 
R. G. Eppinger, S. M. Hamilton,  Exploration geochemical studies at the concealed Pebble porphyry Cu‐Au‐ 30
K. D. Kelley and S. M. Smith  Mo deposit, Alaska, part I: Active soil gases determined with GORE modules 
L. Farmer, D. Craw, J. Moore  Tungsten mineralisation at the Macraes orogenic gold deposit, Otago,  31
and D. Teagle  New Zealand 
T. C. Francis, C. Browne,  The use of soil gas to map concealed faults and veins: Examples from the  31
S. Carruthers and J. L. Mauk  Hauraki Goldfield New Zealand 
S. J. Fyfe, J. L. Mauk and  Quantitative evaluation of ore mineralogy in the world‐class epithermal  32
A. Menzies  Waihi vein system, New Zealand 
M. F. Gazley, C. M. Tutt, L. Fisher,  A holistic approach to understanding ore deposits using portable X‐ray  33
G. Duclaux, A. Latham, R. Hough  fluorescence data 
and J. Cleverley 
I. Goldberg and G. Abramson  Geochemical pattern of mineral systems from regional to local‐based  33
exploration by Ionex technology 
P. Gong and Z. MA  Recognition and evaluation of geochemical anomalies in mineral prediction 34
L. E. Greenlaw, C. R. Stanley,  The lithogeochemical footprint of the Relincho Cu‐Mo porphyry deposit,  34
P. J. Johnston and C. J. R. Hart  Atacama Desert, Chile 
S. M. Hamilton  The Ambient Groundwater Geochemical mapping programme in Ontario:  35
Multiple controls on groundwater geochemistry 
S. M. Hamilton, B. J. Minsley,  Exploration geochemical studies at the concealed Pebble porphyry Cu‐Au‐ 36
R. G. Eppinger, K. D. Kelley  Mo deposit, Alaska, part II: Self‐potential, soil partial leaches, and reduced 
and S. M. Smith  chimneys 
Z. X. Han and B. M. Zhang  Children’s blood lead levels (BLLs) in urban and suburban areas of China  36
from 1997 to 2010 
iii 
CONTENTS 
    Page
S. Hashmi, B. Ward, A. Plouffe,  Geochemical and mineralogical dispersal in till from the Mount Polley Cu‐Au  37
T. Ferbey and M. Leybourne  porphyry deposit, central British Columbia, Canada 
D. R. Heberlein  Surficial geochemical patterns above blind mineralisation in glaciated  38
terrains: Some thoughts on their formation and preservation 
D. R. Heberlein, C. E. Dunn  The use of organic media in the geochemical detection of blind porphyry Cu‐ 38
and B. MacFarlane  Au mineralisation at the Woodjam Project, British Columbia, Canada 
J. R. Hein  Marine rare earth element deposits: Complementing the global rare‐earths  39
wealth 
C. H. Hendy and L. K. Pearson Behaviour of arsenic in the sediments of New Zealand lakes  39
C. H. Hendy, L. K. Pearson  Recycling of silicon from New Zealand lake sediments 40
and D. P. Hamilton 
S. M. Hill  Plentiful parameters promoting pathfinder performance for plant picking  40
prospectors: Accounting for environmental variables for biogeochemical 
techniques for mineral exploration in semi‐arid Australia 
S. M. Hlatshwayo, S. W. Schalk  Regolith geochemistry of the Rustenburg Layered Suite, south western  41
and J. H. Elsenbroek  Bushveld Complex, South Africa 
I. P. Hodkinson, H. Waldron,  Biogeochemical exploration using Triodia pungens (Spinifex) in the Tanami  42
C. P. Vose, R. Scarlett  Desert, Australia 
and C. E. Dunn 
J. Hoogewerff  A probabilistic approach to forensic provenancing with isoscapes  42
S. B. Hore and S. M. Hill  Integrating regional geochemistry and biogeochemistry with geological  43
survey for the Mt Painter – Lake Frome uranium and base metal mineral 
systems of semi‐arid South Australia 
Qingye Hou, Zhonfang Yang,  Research on soil organic carbon changes and soil erosion of Wuyu'er River  44
Tao Yu, Xiaobo Liu and Xueqi Xia  Basin, China 
C. Ihlenfeld and J. Coppard  The role of geochemistry in the discovery and exploration of the Sakatti Cu‐ 44
Ni‐PGE deposit (Finland) 
L. Karlsson, B. Allard (Presenter),  Weathering of black shale and subsequent releases of metals in a shale  45
S. Karlsson, V. Sjöberg  mining district – effects of pH and presence of natural organic acids 
and M. Bäckström 
K. D. Kelley, R. G. Eppinger,  Exploration for porphyry deposits in glaciated environments: A case study  45
E. D. Anderson and M. Cosca  from the Iliamna/Audn region, southwest Alaska, with comparisons to the 
Pebble district 
G. Kerr, J. Pope, D. Trumm  Experimental mobilisation and secondary mineralisation of antimony and  46
and D.Craw  arsenic from gold ore, Reefton New Zealand 
M. N. Kolpakova  Geochemistry of uranium in lakes of west Mongolia 47
K. Kyser, D. Chipley  Exploration of uranium deposits by integrating isotope data with geologic  47
and L. Lahusen  and other geochemical data 
K. Kyser, M. L. Geagea, D. Chipley,  Tracing the mobility of metals from a buried VMS deposit using Cu and Zn  48
P. van Geffen and C. Oates  isotopes in soils and vegetation 
P. Larson, M. Finnegan, S. Prout  Mineralogical and geochemical assisted bedrock mapping in glaciated  48
and C. Berner  terrane: The Bald Eagle intrusion, Minnesota, USA 
iv 
CONTENTS 
    Page
M. Le Vaillant, S. J. Barnes,  Hydrothermal footprints around magmatic nickel‐sulfide deposits: A case  49
J. Miller, M. L. Fiorentini  study at the Miitel deposit, Yilgarn craton, Western Australia. 
and P. Mucilli 
G. Lee, M. Granitto, B. Wang,  Geochemical mapping of Alaska 50
N. Shew, J. L. Mauk (Presenter), 
T. S. Hayes, J. V. Jones III, 
J. M. Schmidt, E. Todd 
and M. B. Werdon 
M. leGras, A. J. R. White,  Establishing a regional background for geochemical exploration surveys:  50
R. E. Smith and P. Nadoll  Regional‐scale metasomatism in the Fortescue Group, Hamersley Basin, 
Western Australia 
R. Lilly  Geobotanical vegetation anomalies within the Roseby Corridor, N.W.  51
Queensland: Is ‘Copper Grass’ still a valid exploration tool? 
R. M. Lilly, K. W. Hannan and  Geochemical trials in weathered overburden: Defining exploration  52
M. Wang  parameters for Mount Isa‐style and IOCG mineralisation in NW Queensland, 
Australia 
Xin Lin, Xueqiu Wang,  Characterisation of the spatial distribution of gold concentrations using  52
Bimin Zhang, Xuemin Liu  fractal models in regolith over the Jinwozi Goldfield, NW China 
M. J. Lintern  Gold and calcrete: 25 years of successful exploration geochemistry – what  53
have we learnt? 
K. Lisowiec, E. Slaby   Polytopic Vector Analysis as a valuable tool for determining magma/fluid  54
and H‐J. Foerster  sources in geochemical processes by comparison of whole‐rock versus 
mineral chemistry 
Qingqing Liu and Zhongfang Yang  Chemical weathering in the upper Yangtze River Basin: Impact factors and  54
CO2 consumption 
B. G. Lottermoser  The environmental behaviour of indium at metal mine sites, northeastern  55
Australia 
R. Maas, V. S. Kamenetsky  PGE‐enriched Fe‐Ni sulfide droplets in volcanic glass from the central  56
and R. O. C. Fonseca  Atlantic: Possible implications for magmatic PGE‐Ni‐sulfide deposits 
D. A. Mackay and G. J. Simandl Columbite‐tantalite and pyrochlore minerals as potential indicators in  56
exploration for specialty metal deposits 
D. MacKenzie and D. Craw  Progressive silica mobility enhances lithologic contrasts during  57
mineralisation, Macraes mine, New Zealand 
Y. V. Makarova, S. V. Sokolov  Geochemical exploration in the Shamanikha‐Stolbovsky gold cluster  58
and A. N. Glukhov  (Magadan Region, Russia) 
A. Mann, C. Reimann,  Mobile Metal Ion (MMI®) geochemistry of European agricultural soils  58
P. de Caritat, N. Turner and 
GEMAS Project Team 
A. Marchenko  Variable‐scale geochemical anomalies related to gold‐bearing systems:  59
Methods of indication, evaluation, interpretation and case studies 
C. E. Martin  Natural processes of rare earth element fractionation and implications for  59
soil development 
B. McClenaghan  Government’s role in applied geochemistry − a Canadian perspec ve  60
v 
CONTENTS 
    Page
S. M. McLennan, S. Hill,  A closer (and closer) look at iron indurated cover sequences for mineral  61
K. Barovich and D. Giles  exploration 
K. G. McQueen  Element accumulation and fractionation processes in ferruginous lag:  61
Implications for geochemical exploration 
K. G. McQueen, F. Krikowa,  Arsenic in the urban environment, Canberra, Australia: Understanding  62
C. Halim and A. Scott  anomalies and dispersion processes 
L. D. Meinert  Geology, geochemistry, terroir, and wine – the science of good taste  63
R. A. Millar, I. R. Annesley, X. Liu  Boron and lithium isotopic signatures of basement lithologies of the eastern  63
and K. M. Ansdell  Athabasca Basin: Implications for understanding fluid source and fluid flow 
C. Mitchell, S. M. Hill and  Temporal and spatial variability of element concentrations within  64
K. Hulme  Eucalyptus camaldulensis leaves in a semi‐arid region and the effect that El 
Nino has on biogeochemical sampling 
C. Morris  The petrology, geochemistry and ore genesis of the alkaline REE Toongi  65
deposit, Dubbo NSW 
P. A. Morris  The timing of gold anomaly formation in regolith, east Wongatha area,  65
Western Australia 
E. Mroczek and R. Glover  Chemistry of thermal waters – examples from the Rotorua geothermal field 66
M. Nayeem Mullungal,  Unravelling the nitrous oxide biogeochemistry in Southwest Pacific Ocean  67
R. Van Hale, R. D. Frew  using stable isotopes 
and C. S. Law 
R. Netshitungulwana, B. Yibas,  Soil and stream sediment geochemistry of the B8 Olifants Catchment,  67
O. Novhe, V. R. K. Vadapalli and  Giyani, South Africa 
T. Motlakeng 
S. H. H. Nielsen  New insights into the origin and distribution of phosphate deposits on the  68
Chatham Rise 
T. Noble, and B. G. Lottermoser  Arsenic release from neutralised tailings: Implications for mine closure  68
N. J. Olsen, B. W. Mountain and  Rate‐controlling species in dissolution of stibnite in reducing, sulfide‐ 69
T. M. Seward  containing aqueous solutions at 30°C 
H. Pass and M. Carey  Increasing your greenfields to project development advantage using simple  69
lithogeochemistry applications – examples from Au and Cu‐Au systems 
around the world 
C. Patinha, A. P. Reis, A. C. Dias,  Solid‐phase distribution and oral bioaccessibility of cobalt and lead in  70
A. A. Abduljelil, Y. Noack,  outdoor dusts of Estarreja city, north Portugal 
S. Robert and M. Cave 
C. E. Payne and K. J. Peters  Geochemistry in prospectivity modelling: Investigating epithermal gold  71
mineralisation in the Taupo Volcanic Zone, New Zealand 
C. E. Payne and T. M. Seward  Isotopic insights into the behavior of gallium in hydrothermal systems  71
A. Peltoniemi‐Taivalkoski,  Heavy mineral studies in Petäjäselkä, northern Finland  72
P. Sarala and H. Hulkki 
B. Pereira, A. Vandeuren and  High resolution mapping of soil geochemistry at a regional scale (Wallonia,  73
P. Sonnet  South Belgium) 
M. Phillips, P. Angus,  Geochemical variations in the Sams Creek gold prospect, NW Nelson,  73
D. MacKenzie and D. Craw  New Zealand 
vi 
CONTENTS 
    Page
I. K. Pitcairn  Mobility of gold during metamorphism: Otago and beyond  74
G. S. Plumlee  Environmental and medical geochemistry in urban disaster scenarios  75
G. S. Plumlee, S. A. Morman  Medical geology and geochemistry insights into the global potential for lead  75
and G. Fernette  poisoning linked to artisanal or recreational metal mining 
A. V. Polivtsev  Substantiation of the property of soil cover’s geodynamic memory and its  76
practical applications 
S. Pontual and M. Leybourne  Integration of geochemistry and IR reflectance data for improved  77
understanding of alteration by ore‐forming fluids and improved mineral 
exploration strategies 
G. Poole and M. Van Kranendonk  Modeling hydrothermal alteration facies of Earth’s oldest hydrothermal  77
setting: The 3.5 Ga North Pole Dome, Western Australia, Australia 
J. Pope  New Zealand coal mine drainage: Downstream chemical evolution and  78
aqueous speciation 
I. Pringle and J. Elliot  Ant nest geochemistry used to locate silver‐lead‐zinc mineralisation buried  78
beneath 40+ metres of barren rock 
N. A. Putra, R. M. Anughrah  Geothermal prospecting on a Type B Volcano ‐Mount Tangkuban Perahu  79
and N. J. Munandar  area – West Java, Indonesia, using a geological and geochemical approach 
Z. Qichao and C. Qinghua  Spatial‐temporal distribution of elements in clastic sedimentary rocks in a  80
transect across South China: Implications for the W, Sn metallogenic 
province 
N. W. Radford  Deeply weathered profiles, an alternative interpretation and consequences  80
for geochemical exploration for gold 
M. Rattenbury, N. Mortimer  Geochemical maps of New Zealand 81
and S. N. Haubrock 
C. Reimann  Does low density geochemistry (1 site / 2500 km2) deliver relevant  81
information for the explorationist? Results from the GEMAS project 
A. P. Reis, C. Patinha, A. Cachada,  Assessing exposure and health risk associated with lead in urban soil and  82
A. Dias, A. J. Sousa, M. J. Batista,  outdoor dust collected in recreational areas used by children in Lisbon city, 
C. Prazeres, E. Ferreira da Silva  Portugal 
and A. Duarte 
L. Ren, D. R. Cohen (Presenter),  Lithological and mineralogical controls on REE patterns in the soils of Cyprus 83
N. F. Rutherford, A. M. Zissimos 
and E. Morisseau 
N. F. Rutherford  Exploration of an Au‐Ag‐base metal mesothermal vein system in an eroded  83
volcanic intrusive complex, Western Java, Indonesia 
N. F. Rutherford  Recognition of tectonic pathways for intrusions, mineralising fluids and  84
location of Au‐Cu skarn mineralisation in an active volcanic arc, Aceh 
Province, Indonesia: Implications for exploration 
J. A. Sader, Q. Smith, D. L. Kelley,  Biogeochemical exploration for Cu‐Ag‐Au skarn mineralisation using Palo  85
C. Dunn and A. Stone  Verde trees, Sonora, Mexico: Methods and results 
J. A. Sader, C. Yeung, D. L. Kelley,  Regional exploration for VHMS deposits using lake sediment and water  85
I. Neill, G. Duso and A. Stone  geochemistry in the Slave geological province, Canada 
S. Saing, A. Imai and R. Takahashi  Preliminary study of epithermal mineralisation in Purnama deposit, Martabe  86
District, North Sumatra, Indonesia 
vii 
CONTENTS 
    Page
D. J. Sapsford and K. Florence Passive removal of nanoparticulate iron from AMD 87
P. Sarala  Advanced till geochemical and heavy mineral methods for mineral  87
exploration in glaciated terrain in Finland 
P. Sarala  Natural geochemical characteristics of soil at different scales in Finland  88
P. Sarala and O. Sarapää  REE and gold exploration using surficial geochemistry in northern Finland 88
A. J. Scheib  Validity of low‐density continental‐scale surveys – discovering new  89
geochemical features in sediments from Western Australia 
A. J. Scheib and P. A. Morris  Passive seismic estimates of cover thickness—essential information for  90
geochemical surveys in regolith‐dominated terrains 
A. Schimmelmann  Future international organic stable isotope reference materials for the IAEA  90
and the USGS 
A. Schimmelmann, G. Etiope  Origin of natural gas‐fed “eternal flames” in the Northern Appalachian  91
and A. Drobniak  Basin, USA 
T. M. Seward  The stability of metal‐containing oxyanions under geothermal conditions 92
S. Shahrestani, M. Fatehi,  Application of hard and fuzzy clustering methods for interpretation and  93
A. R. Mokhtari, H. A. Harooni  processing of geochemical data, Dalli Cu‐Au deposit 
and D. R. Cohen (Presenter) 
A. Sholeh, E. Rastad, D. Huston,  Geology, mineralogy and geochemistry of the Chahnaly low sulfidation  93
B. Gemmelland R. D. Taylor  epithermal gold deposit, SE Iran 
G. J. Simandl, S. Paradis,  Handheld X‐Ray fluorescence spectrometry in the exploration and  94
R. S. Stone, R. Fajber, R. Kressall,  development of carbonatite‐related niobium deposits: An example from 
K. Grattan, J. Crozier  Aley Carbonatite, British Columbia, Canada 
and L. J. Simandl 
G. J. Simandl, S. Paradis,  Portable X‐ray fluorescence instrument in exploration and development of  95
R. S. Stone and K. Grattan  rare earth element deposits 
E. G. Skinner, J. L. Mauk  Vein textures in the world‐class epithermal Waihi vein system, New Zealand 95
and H. Lowers 
J. Skousen, J. Odenheimer and  Determining a constituent release index from overburden material via  96
L. M. McDonald  laboratory weathering experiments 
E. Slaby, K. Lisowiec and  Crystal growth morphology versus composition: 3D depiction of  97
M. Smigielski  geochemical data 
S. V. Sokolov, O. V. Petrov and  Geochemical prospecting using the superfine fraction analysis method  97
S. S. Shevchenko  under complex landscape conditions 
S. V. Sokolov and  Lithogeochemical exploration in the Pioneer‐Pokrovskoe gold cluster (Far  98
Yu. Yu. Yurchenko (Presenter)  East, Russia) 
K. Sormaz, D. R. Cohen and  In‐situ measurements of soil helium to detect leakage patterns through  99
B. F. Kelly  transported regolith 
C. R. Stanley, L. Chiste,  Geochemistry of pediment over the Toki porphyry copper deposit, Atacama  99
J. Murimboh and B. Townley  Desert, Chile 
C. R. Stanley AND R. Massawe Lithogeochemistry of host rocks to the Bisha and Harena Cu‐Zn‐Au volcanic  100
hosted massive sulphide deposits, Eritrea 
viii 
CONTENTS 
    Page
C. Stanley, J. Willson  Detecting fine‐grained gold in pedogeochemical samples from the Fifteen  101
and J. Murimboh  Mile stream gold property, Nova Scotia 
P. Stenhouse, S.F. Cox (Presenter),  Using oxygen isotopes in vein calcite to map the distribution of fluid flux in  101
M. Arndt, S. Virgo and J. Urai  exhumed fault systems:  An example from the Dar Al Baydah fault system, 
northern Oman 
N. Steven, B. Eglington, J. Miller,  A summary of recent isotopic investigations employed for ore genesis and  102
K. Wulff and A. Kisters  environmental purposes at the Navachab Gold Mine, Namibia 
A. D. Stewart and R. R. Anand Comparative analysis of three types of insect nest structure as a sample  103
medium for the discovery of ore deposits 
C. Stewart, S. J. Cronin  Volcanic ash impacts on urban areas: Hazards from leachable elements  103
and T. M. Wilson 
K. A. Stoate and S. M. Hill  The biogeochemical expression of bedrock in a regolith dominated  104
environment: An example from regional surveying on Kangaroo Island, 
South Australia 
E. D. Stock, G. M. Dipple,  The importance of redox condition in the formation of the Archean Red  104
F. Bouzari and R. M. Tosdal  Lake gold deposit, Ontario, Canada 
S. Strmic Palinkas, M. P. Simpson,  Geochemistry of ore‐forming fluids at the Tui Zn‐Pb‐Cu epithermal deposit,  105
J. L. Mauk and R. Bodnar  Hauraki goldfield, New Zealand 
V. K. Stucker, D. R. Silverman,  Geochemical and microbiological factors leading to increased arsenic  106
K. H. Williams, J. O. Sharp  release during uranium bioremediation 
and J. F. Ranville 
D. A. Sutherland  SGH – Spatiotemporal Geochemical Hydrocarbons self‐organise to display  106
and E. L. Hoffman  the hydrocarbon flux pathways from effects of the electrochemical cell in 
redox zones to locate mineralisation 
D. A. Sutherland  SGH – The ultimate geochemistry for sampling in difficult surface terrain and  107
and E. L. Hoffman  areas of exotic overburden 
M. Sutton, D. R. Cohen  Use of field portable XRF in assessing the biogeochemical response to  108
(Presenter) and F. Hemmings  contamination from the Woodlawn Cu‐Pb‐Zn deposit, New South Wales 
J. S. Tapia, B. Townley  Arsenic behavior in lacustrine sediments of the Bolivian Altiplano of Oruro 108
and S. Audry 
N. Tepe and M. Bau  Impact of volcanic ash on REE, Zr, Nb, Hf, and Th input into seawater from  109
glacial meltwater rivers 
N. Tepe, M. Romero and M. Bau  Strong increases in rare earth elements as emerging contaminants in  109
drinking water: Increasing anthropogenic gadolinium levels in tap water of 
Berlin, Germany, between 2009 and 2012 
R. B. Theron, P. Nadoll  Regional background concentrations of indicator and pathfinder elements in  110
and J. L. Mauk  soil: A case study from the Hauraki Goldfield, New Zealand 
G. M. Thompson, D. H. C. Wilton,  Biogeochemical “fingerprinting” of Voisey’s Bay Ni‐Cu‐Co sulphide  111
D. Evans‐Lamswood and P. Nyade  mineralisation, northern Labrador, Canada 
C. Timm, D. Layton‐Matthews,  Nano gold nuggets in natural arc volcanic glasses 111
A. Reyes, S. Gill, M. Leybourne, 
C. E. J. de Ronde, R. W. Henley 
and R. J. Wysoczanski (Presenter) 
ix 
CONTENTS 
    Page
B. Townley, L. Lopez, R. Luca  Landscape and regolith evolution in hyper arid regions of northern Chile:  112
and A. Puig  Implications to geochemical exploration in areas of transported overburden 
D. Trumm and S. Hay  Antimony removal by two passive treatment techniques – sulphate‐ 113
reducing bioreactors and adsorption chambers, Globe Progress Mine, West 
Coast, New Zealand 
S. J. Turner  Discovery of the Mesel, Batu Hijau and Elang deposits, Indonesia: Results of  113
successful greenfields exploration 
M. Ullrich, J. G. Pope,  Diurnal trace element cycles at Champagne Pool, Waiotapu, New Zealand:  114
T. M. Seward, N. Wilson and  Control of sulfur on the solubility and speciation of antimony and arsenic 
B. Planer‐Friedrich 
C. Uribe Mogollón and T. Bissig Hydrothermal evolution of the Titiribi Mining District, Columbia  115
B. Uster, A. D. O’Sullivan, J. Pope  Performance of sulphate‐reducing bioreactors treating mine influenced  115
and D. Trumm  waters using waste mussel shells 
P. W. G. van Geffen, T. K. Kyser,  Post‐glacial processes causing upward element migration from a buried  116
C. J. Oates and C. Ihlenfeld  massive sulphide source 
A. Vandeuren, B. Pereira and  Assessing the usability of geochemical data originating from multiple  117
P. Sonnet  databases for mapping the background concentration of metal in soil at 
regional scale 
R. T. Vargas and B. Townley  Integration of geochemical data from handheld XRF analyser, ICP‐OES and  117
AAS with mineralogical techniques to characterise a porphyry Cu‐Mo 
deposit in Chile 
R. T. Vargas and B. Townley  QEMSCAN analysis of core samples to characterise paragenesis,  118
hydrothermal alteration and mineralisation in the Relincho porphyry Cu‐Mo 
deposit in Chile: Potential applications in geometallurgy 
D. Venegas and W. Griem  Geochemical exploration in carbonatitic and felsic xenoliths associated with  119
pegmatites, NW of Sierra El Roble, Cordillera de la Costa, Atacama region, 
Chile 
Wang Mingqi, Wu He, Liao Yan  The application of partial extraction geochemistry for base metal  119
and Fang Fang  exploration in thick loess covered region, Gansu 
Wang Xueqiu  Nano‐scale insights into the migration mechanism of gold and copper  120
through cover 
Wang Xueqiu, Wang Wei and  How to use geochemical baselines to quantify environmental changes?  120
Liu Xuemin 
P. A. Weber and M. H. Pizey  Geochemistry for improved environmental management at mining  121
operations 
C. G. Weisener  Understanding the biogeochemical contributors of oil sand tailings materials  122
for successful reclamation 
C. G. Weisener, R. Franzblau  Bacteria mineral‐metalloid interactions: Investigating redox transformations  122
and N. Loick  of selenium 
J. Wilford, P. de Caritat  Modelling the distribution and abundance of calcium carbonate in the  123
(Presenter) and E. Bui  Australian regolith using environmental covariates 
C. J. N. Wilson  The Taupo Volcanic Zone: An introduction 123
N. Wilson and K. Luketina  2013 Review of the Waikato Regional Geothermal Geochemistry Monitoring  124
Programme (REGEMP II) 
x 
CONTENTS 
    Page
S. A. Wilson, A. L. Harrison,  Isotopic monitoring of carbon sequestration within hydromagnesite and  125
G. M. Dipple, I. M. Power,  hydrotalcite‐group minerals in mine tailings from the Mount Keith nickel 
S. L. L. Barker, K. U. Mayer,  mine, Western Australia 
S. J. Fallon, M. Raudsepp 
and G. Southam 
D. H. C. Wilton and G. Thompson  Quantitative mineralogy of sulfide mineral breakdown and glacial transport  126
at the Voisey's Bay Ni‐Cu‐Co deposits, Labrador, Canada 
D. H. C. Wilton, L. S. Winter,  SEM‐MLA (Scanning Electron Microprobe – Mineral Liberation Analyser)  126
J. Morgan and A. Devereau  analysis of indicator minerals in till surveys from Labrador, Canada 
Liu Xuemin and Wang Xueqiu Comparison of catchment/floodplain sediment geochemical datasets  127
obtained by global‐scale projects in Australia, China and Europe 
Zhongfang F. Yang, T. Yu,  Soil selenium distribution and its influencing factors in main farming areas  128
Q. Y. Hou, M. Li and X. H. Xi  of China 
Yu. Yu. Yurchenko  Landscape zoning in accordance with conditions of geochemical studies  128
and S. V. Sokolov  using GIS and remote sensing data (case study of the southern Far East, 
Russia) 
G. F. Zellmer, P. Dulski  LA‐ICP‐MS analysis of major and trace element compositional variations in  129
and Y. Iizuka  simple solid solutions through cross‐correlation with an EPMA‐characterised 
working standard 
Jun‐cheng Zhang and Ju‐xing Tang  The geochemical exploration model of the Jiama polymetallic copper  129
deposit, Tibet 
Jian Zhou, Xueqiu Wang  REE geochemical provinces in the world's largest REE deposit of Bayan Obo,  130
and Lanshi Nie  China 
 
 
xi 
Acknowledgements 
 
 
The following are thanked for reviews of the abstracts: 
 
Shaun Barker  
Michael Bau  
Georges Beaudoin 
Rob Bowell 
Bob Brathwaite  
Tony Christie 
David Cohen 
Dave Craw 
Colin Dunn 
Bob Eppinger 
Kevin Faure 
Rich Goldfarb 
Gwendy Hall 
Steve Hill 
Karen Kelley 
Kurt Kyser 
Dan Layton‐Matthews 
Matt Leybourne  
Bernd Lottermoser 
Jeff Mauk  
Candice Martin 
Paul Morris 
Geoff Plumlee 
James Pope 
Pertti Sarala 
Cliff Stanley 
Christian Timm 
Brian Townley 
Wang Xueqiu 
Jenny Webster Brown 
Richard Wysoczanski 
 
xii 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Exploration for gold in Australia using Ionex technology 
G. ABRAMSON AND I. GOLDBERG 
Ineresources Pty Ltd, Bondi, New South Wales, Australia 
gabramson@ionex.com.au 
 
Exploration  for  blind  ore  deposits  (more  than  through  permeable  cover  to  the  surface.  As  a 
10 m  cover)  is  carried  out  using  different  result  of  over  2  year’s  exploration,  two  targets 
geochemical  methods  of  mobile  metal  forms,  were  drilled  (five  holes)  at  the  two  sites.  Data 
including MPF, TMGM, CHIM and MMI. Mapping  obtained  from  sampling of bedrock  (442  samples 
by  Ionex  technology  is carried out  to  identify ore  from  1 m  core  intervals)  showed  a  high‐level  of 
geochemical  systems  characterised  by  polar  heterogeneity of distribution  in a number of ore‐
zoning  in  the  distribution  of  ore‐forming  and  related elements: Au, Ag, As, Sb, W, Mo, Nb, Bi, Cu 
siderophile  elements.  Geochemical  systems  and  Ba.  An  especially  significant  range  of 
display fractal characteristics (self‐similarity) at all  concentration of metals was  found  in drill‐hole 1 
scales. In the Central part of NSW four stages (I to  (Site  3)  and  drill‐hole  4  (Site  2).  A  local  polar 
IV)  of  geochemical  exploration were  carried  out  zonality  was  found  within  the  drill‐holes  with 
within  the  study  area  at  the  scales  1:500,000,  positive anomalies of  those metals  in association 
1:100,000,  1:25,000  and  1:10,000.  Initially,  the  with  zones  of  reduced  concentrations  (negative 
exploration area was 7,700 km2;  the areas  in  the  anomalies).  The deep  levels of  Sites  3  and  2  are 
last  stages  were  2‐3  km2.  Exploration  was  manifestly promising  for  gold mineralisation  that 
conducted  using  the  MPF  method:  a  partial  is  probably  associated with  a  hydrothermal  vein 
extraction  technique which  is designed  to detect  system.          
leakage of metal ions from bedrock mineralisation 
 
Geochemical survey of rare earth elements (REEs) in the concealed ore body 
of Hongcheon, Korea 
JOO SUNG AHN, YONG‐CHAN CHO, SEUNG‐JUN YOUM  
Geologic Environment Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Korea 
jsahn@kigam.re.kr 
 
Because of the risk of diminishing supplies of REEs  respectively.  Among  LREEs,  La  and  Ce  are  the 
worldwide  due  to  China’s  dominance  over  REE  dominant  components  of  TREE,  comprising 
supply,  the  necessity  of  developing  domestic  approximately  68  %  of  mean  concentrations. 
resources  of  REE  has  been  realised  in  other  Considering  the  distribution  pattern  of  La+Ce 
countries.  To  explore  new  ore  bodies,  a  contents  and  the  associations  with  the  existing 
geochemical  survey was conducted at an existing  outcropping  ore  bodies,  the  zone  of  prospective 
carbonatite REE deposit in the Hongcheon area of  REE mineralisation was  determined  to  be  in  the 
Korea.  Proper  sampling  strategies  and  baseline  south‐western part of the area. A detailed follow‐
data  for  the  interpretation  of  the  results  were  up  soil  survey  of  the  zone  found  even  higher 
determined through a pilot study conducted in the  concentrations  of  La  and  Ce  (2,450  and  3,100 
area.  Enrichment  in  the  concentration  of  LREE  mg/kg,  respectively),  and  suggested  the  possible 
over that of HREE, which  is typical  in carbonatite‐ extension  of  the  existing  ore  bodies.  Likewise,  a 
type deposits, was observed  in stream sediments  systematic geochemical survey  for REE  is  feasible 
and  heavy mineral  samples  collected  during  the  for  locating  concealed  ore  bodies  in  the  area, 
geochemical  survey. Maximum  concentrations  of  where  the mineralisation  is mostly  covered with 
LREE  were  2,299  mg/kg  and  27,798  mg/kg  for  soil, and rock outcrops are scarce.  
stream  sediments  and  heavy  minerals, 
 
1 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
The formation of native metals by methane reduction in greisenised granites, 
North‐Eastern Tasmania 
N. R. ALLEN1, R. BOTTRILL2 AND J. C. VAN MOORT3 (PRESENTER) 
1 Exton, Tasmania, Australia 
2 Mineral Resources Tasmania, Tasmania, Australia 
3 Battery Point, Tasmania, Australia 
nallen@skymesh.com.au 
 
Small  particles  of  native  copper,  lead,  zinc,  tin,  The  selected metal  particles  fall  into  three main 
nickel, chromium, iron and a variety of alloys have  groups:  copper‐zinc,  lead‐tin  and  iron/nickel  ± 
been  observed  in  greisens  within  the  Devonian  chromium, but some are nearly pure metals. The 
Poimena  granite  pluton  near  Pioneer  in  grains occur as  small,  irregular grains,  some with 
northeastern  Tasmania.  The  particles  occur  in  oxidised coatings and/or quartz inclusions. 
greisens with a still visible granite texture and are  The native metals seen here are mostly rare in the 
mostly  associated  with  fragmented  quartz  veins  earth’s crust, zinc  in particular. The elements Cu, 
and minor sulphides (bornite, chalcopyrite, pyrite,  Pb, Fe, Zn and possibly Ni have been  transported 
galena, tetrahedrite‐tennantite and sphalerite).  as  chloro  complexes,  fixed  as  sulphides  and 
Excavations to a depth of 0.8 to 2.5 m were dug by  reduced  to  their  native  state  by 
hand  after  the  area  immediately  around  the  pneumatolytic/hydrothermal  methane  to  their 
surface  had  been  cleared  of  any  loose material.  native  state.  Native  Sn  and  Cr  are  the  result  of 
The rock samples were broken up by hand using a  degradation  of  stanniferous  and  chrome  bearing 
water spray and then a heavy mineral concentrate  micas  under  similar  pneumatolytic/hydrothermal 
was obtained by using a plastic pan. Each panned  conditions. 
sample was divided  into magnetic  fractions using  Methane occurs  in  fluid  inclusions  in quartz veins 
a  hand  held  NdFeB magnet.  After  inspection  by  in  granite  and  greisens,  in  granite  itself,  and  in 
binocular  microscope  any  interesting  particles  Tasmania in hydrothermal silica flour.   
were mounted  in  epoxy  for  electron microprobe 
analysis.  The  particles  vary  in  length  from  10  to 
300 µm.  
 
Spatial distribution patterns of chromium as a tool to reconstruct sediment 
pathways: A case study from the Po Plain (Italy)   
A. AMOROSI 
Department of Biology, Earth & Environmental Sciences, University of Bologna, Bologna, Italy 
alessandro.amorosi@unibo.it 
 
Reconstructing  sediment  transport  pathways  trace element geochemistry of surface sediments 
across  a  variety  of  depositional  environments  can  play  a  decisive  role  in  the  discrimination  of 
requires  accurate  identification  of  the  sediment  sediment  provenance.  In  this  work,  we  used 
sources  and  their  contribution  to  the  downdip  chromium and nickel to identify the major sources 
components  of  the  dispersal  system.  Through  of  sediment  delivered  through  distinct  tracts  of 
integrated  sedimentological  and  geochemical  the  routing  system,  from  the  Apenninic 
analyses  of  1,418  samples  from  the  Po  Plain  catchments to the Po Delta and the Adriatic coast. 
(Italy),  involving  three  segments  (drainage  area,  Sediment  composition  from  the  downstream 
alluvial  plain  and  coastal  plain/delta)  of  the  reaches of the Po River and 23 Apenninic channel‐
dispersal  system,  we  document  that  where  levee  river  systems  is  fingerprinted by distinctive 
contrasting source rock compositions are present,  chromium  concentrations.  The  natural  spatial 
2 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
distribution  of  chromium  can  be  predicted  as  a  established,  the  relative  contribution  of  the 
function  of  three  major  factors:  sediment  individual  detrital  sources  to  the  downstream 
provenance,  grain  size  and  soil  maturity.  Metal  segments  of  the  system  can  be  assessed.  This 
contents vary primarily as a  function of  the  local  procedure  results  in  a  geochemical map  that  is 
ultramafic  rock  contribution.  For  any  constant  largely  based  upon  sedimentological  criteria, 
provenance  domain,  fine‐grained  (floodplain,  rather  than statistical  interpolation methods. The 
swamp  and  lagoonal)  sediments  are  invariably  reconstruction  of  source‐rock  lithology  and 
enriched  in  Cr  relative  to  their  coarser‐sized  sediment pathways by combined sedimentological 
(channel‐related  to  beach)  counterparts,  thus  and geochemical studies is highlighted here as the 
reflecting hydraulic sorting by crevasse, overbank  basis for reliable estimates of sediment budgets in 
and near  shore processes. Once  the geochemical  a source‐to‐sink context.   
signatures  of  the  fluvial  end‐members  are   
 
Exploration through transported cover: Can we predict which sample 
medium works where and why? 
R. R. ANAND  
CSIRO Earth Science and Resource Engineering, Kensington, Western Australia, Australia 
ravi.anand@csiro.au  
 
As  mineral  exploration  moves  into  regions  mechanisms direct  sampling needs and analytical 
dominated  by  transported  cover,  explorers  need  options.  Strong  geochemical  anomalies  can  form 
to  know  whether  they  can  use  surface  sample  rapidly  under  experimental  conditions,  and 
media  or  if  they  have  to  drill  deeper  to  sample  seasonal variations suggest migration of elements 
weathered  or  fresh  basement.  Although  surface  from  source  to  surface  may  vary  in  time  and 
geochemistry  is  effective  in  residual  areas,  intensity.  Geochemical  anomalies  probably  form 
explorers remain sceptical about  its application  in  incrementally  rather  than  at  a  constant  rate. 
areas of transported cover. Scepticism is rooted in  Clearly  surface  anomalies  do  not  form  in  all 
the  possibility  that  upward  migrating  elements  environments and alternative approaches need to 
will  not  create  sufficiently  strong  anomalies  that  be  investigated where  a  surface medium  cannot 
can  be  distinguished  from  variations  in  the  be  used.  An  increasing  number  of  studies  have 
background  composition  of  the  cover.  Recently  shown  the  importance  of mechanical  dispersion 
there have been advances made in identifying the  by  using  interface  sampling  and  indicator 
operating  mechanisms  (e.g.  seismic  pumping,  minerals. It is these sample media that provide the 
electrochemical  dispersion,  vegetation,  termites,  under‐cover  prospecting  tool  similar  to  surface 
capillarity,  gases)  capable  of  transferring  metals  exploration that makes use of  lateritic gravel,  lag, 
from buried mineralisation upwards through cover  heavy  minerals  or  stream  sediment  sampling. 
to  the  surface.  However,  the  prevailing  climatic  Secondary minerals  (goethite,  hematite,  alunite) 
regime,  nature  and  age  of  transported  cover,  precipitated  from  groundwaters  in  the  upper 
landscape  history,  presence  or  absence  of  sediments  and  groundwater  itself  could  provide 
supergene  mineralisation  and  depth  of  sampling  media  to  search  for  hydromorphic 
groundwater  determine  which  mechanism(s)  is  dispersion  from  underlying,  and  deeply  buried 
likely to operate  in a given regolith setting. These  mineralisation.        
 
3 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Vectoring to basement‐hosted uranium mineralisation in the Athabasca 
Basin, Canada: Methodology, pitfalls, and examples of using Pearce element 
ratios 
I. R. ANNESLEY1 AND R. MILLAR1,2  
1 Department of Geological Sciences, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada 
2 Saskatchewan Research Council, Saskatoon, Saskatchewan, Canada 
ira953@mail.usask.ca. 
 
Unconformity‐type  (U/C‐type)  deposits  of  the  hydrothermal alteration) that have modified them 
Mesoproterozoic Athabasca Basin, Saskatchewan,  (i.e.  making  their  lithogeochemistry  difficult  to 
Canada,  are  the  largest  high‐grade  uranium  interpret and use). Still, after careful evaluation of 
deposits  in the world. Most of these deposits are  geochemical  data  in  conjunction  with 
located within major  reactivated  structural  zones  petrography, several oxides, elements, ratios, and 
at/near  the  unconformity  between  the  isotopes  (e.g. Pb  isotopes)  are determined  to be 
sedimentary  basin  and  the  Archean/  useful  for  differentiating  the  various 
Paleoproterozoic basement. Large alteration halos  Archean/Paleoproterozoic  basement  units.  Also, 
surround  these  deposits,  changing  dramatically  based on detailed studies by the first author in the 
from proximal to distal, within both the sandstone  1990’s,  the  nature  and  degree  of  oxide/element 
cover  and  the  underlying  basement  rocks.  The  mobility  can  be  semi‐quantitatively  evaluated 
basement‐hosted U/C‐type deposits, lying variably  using Pearce element ratios  (PER). Dedicated PER 
deeper,  are  the  richest  and  highest  tonnage;  diagrams  can  be  constructed  so  as  to  model 
occurring  with  a  much  smaller  halo  at  greater  background variability  for discriminating between 
depths  below  the  U/C.  Consequently,  the  fresh,  altered,  and  mineralised  basement  rocks. 
basement‐hosted  deposits  are  more  difficult  to  Here, we will  present  some  examples  from  drill 
discover, despite new and  improved  technologies  holes  near  the  Key  Lake, McArthur  River,  Rabbit 
and analytical techniques.  Lake,  and  Eagle  Point  uranium  deposits  to 
The basement‐hosted U/C‐type uranium deposits  demonstrate  the  use  of  PER  diagrams  for 
have lithogeochemical vectors that are masked by  vectoring  towards  mineralisation.  In  conclusion, 
the  large  variety  of  Archean/Paleoproterozoic  the  use  of  PER  diagrams  is  a  powerful,  cost‐
lithological units in the basement complex and the  effective  lithogeochemical  tool  to  distinguish 
multitude  of  alteration  events  (i.e.  regional  basement‐hosted  mineralisation  trends  from 
metamorphism,  retrograde metamorphism,  high‐  original  primary  trends  and  secondary  alteration 
and  low‐T metasomatism,  paleoweathering,  and  processes.  
 
Metals – from the mantle source to deposition  
R. J. ARCULUS  
Research School of Earth Sciences, Australian National University, Canberra, Australian Capital Territory, 
Australia 
richard.arculus@anu.edu.au  
 
Concentration  of  metallic  elements/oxides  may  activity.  Association  of  base  (Ni,  Cr,  V)  and 
relate  to  unusual  sources  and/or  particular  precious metal  (platinum  group  elements;  PGEs) 
processes. The majority of crustal ore deposits are  ores with komatiites and large LMIs (e.g. Bushveld 
ultimately derived from the Earth’s mantle. “Large  and Stillwater) with this style of igneous activity is 
igneous  provinces”  and  associated  layered mafic  well  known.  An  unappreciated  aspect  of  LMI 
intrusions  (LMI)  have  formed  throughout  Earth’s  genesis  is  the  unusual  abundance/early  phase 
history,  and  are  attributable  to  mantle  plume  appearance  of  orthopyroxene.  In  modern  mid‐
4 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
ocean  ridge  and  hot‐spot  basalts,  orthopyroxene  and  dissemination  of  crystalline  sulfide.  In 
saturation  lags  considerably  behind  Cr‐spinel‐ contrast,  relatively  oxidised  arc  magmas  are 
olivine‐plagioclase‐clinopyroxene.  Boninite  is  the  enriched  in  S  dissolved  as  sulfate;  reduction 
only mantle‐derived magma where orthopyroxene  associated with magnetite saturation in derivative 
crystallises  early;  boninites  are  generated  by  andesitic‐dacitic  magmas  triggers  sulfide 
hydrous melting of refractory mantle lithologies in  precipitation,  in  temporally  and  spatially  distinct 
convergent margin settings, and are unusually rich  events.  The  association  of  “porphyry  Cu‐Au‐Mo” 
in  PGEs.  Early  orthopyroxene  crystallisation  can  deposits with convergent margins may ultimately 
also  occur  via  contamination  of  mantle‐derived  be  related  to  these  processes.  Delayed  sulfide 
basalt with silicic continental crust. Concentration  precipitation  is  accompanied  by  dramatically 
of sulfides/alloys depends on achieving magmatic  increased  concentrations  of  base  and  precious 
saturation. Sulfide  solubility  is critical, dependent  metals  in  evolved  compared  with  parental 
on  redox  state,  Fe  and  S  contents.  Negative  magmas.  We  now  know  initial  metal 
pressure  dependence  of  S  solubility  means  concentrations  in  respective  parent magmas  are 
magmas are sulfide‐undersaturated during ascent.  not  unusually  high  compared  with  mid‐ocean 
For  relatively  reduced  mid‐ocean  ridge  basalts,  ridges;  process  rather  than  unusual  source 
prolonged  fractionation  in  recharging  magma  enrichments via subducted inputs is responsible.  
chambers  results  in  persistent  sulfide  saturation   
 
A brave new world? Applying stable isotopes to mineral exploration 
S. L. L. BARKER1,2, G. DIPPLE2, K. HICKEY2, J. VAUGHAN2 AND W. LEPORE2 
1 Department of Earth and Ocean Sciences, University of Waikato, Hamilton, New Zealand 
2 Mineral Deposit Research Unit, University of British Columbia, Vancouver, Canada 
sbarker@waikato.ac.nz 
 
The  stable  isotope  ratios  of  hydrogen,  carbon,  measure  C  and  O  isotope  ratios  around 
oxygen and  sulfur have been used extensively  to  hydrothermal  ore  deposits  hosted  in  carbonate 
understand sources of  fluids and volatiles  (e.g. C,  rocks. Stable  isotope ratios are particularly useful 
S)  in  hydrothermal  systems,  as  well  as  help  in  carbonate  host  rocks where  other  exploration 
constrain  fluid  temperatures,  and  processes  vectors  (e.g. mineral  alteration,  lithogeochemical 
responsible for the precipitation of ore. It has also  changes)  are  often  very  subtle. We  demonstrate 
been  suggested  that  changes  in  stable  isotope  that  stable  oxygen  isotope  ratios  can  form  km+ 
ratios  could  also  be  used  to  assist with mineral  alteration haloes around Carlin‐type gold deposits 
exploration  and  identify  areas  of  the  earth most  which  can  potentially  be  used  to  guide mineral 
prospective  for  ore  mineralisation.  However,  exploration.  In addition, we  show  that  skarn and 
stable  isotope  measurements  have  not  been  related  carbonate‐replacement  deposits  form 
made  as  a  routine  part  of  broader  mineral  significant isotope alteration haloes parallel to the 
exploration  programmes  due  to  the  time  and  hydrothermal  fluid  flow pathways  in both carbon 
expense  associated  with  traditional  analytical  and  oxygen  isotopes.  Further  studies  are 
methods  for  stable  isotopes.  Recent  advances  in  underway to apply infrared absorption technology 
infrared absorption spectroscopy mean that stable  to oxygen and hydrogen isotopes in hydrothermal 
isotope data can be collected more quickly and at  minerals to evaluate their application in propylitic 
much lower cost than has previously possible. We  alteration. 
have  developed and  applied  this  technology  to 
 
5 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Stable oxygen and hydrogen isotope zonation around epithermal Au‐Ag 
deposits 
S. L. L. BARKER AND R. SINGH 
Department of Earth and Ocean Sciences, University of Waikato, Hamilton, New Zealand 
sbarker@waikato.ac.nz 
 
The stable  isotope ratios of oxygen and hydrogen  isotope ratio of the OH and/or H2O component of 
have been suggested to have potential to be used  clay minerals (cf. Koehler and Wassenar, 2012). 
as exploration vectors for various types of mineral  References 
deposits,  including  porphyry  Cu‐Au  and 
epithermal Au‐Ag deposits  (e.g. Criss  and  Taylor,  Criss, R.  and  Taylor, H.,  Jr.  1983. An  18O/16O  and 
1983, Criss et al., 2000). We are determining  the  D/H study of Tertiary hydrothermal systems in the 
distribution  of mineralogical  alteration  (e.g.  illite  southern  half  of  the  Idaho  batholith:  Geological 
and  illite‐smectite)  and  trace  element  Society of America Bulletin 94: 640‐663.  
metasomatism  around  the  Martha  Mine  and  Criss,  R.  and  Singleton,  M.  2000.  Three‐
surrounding  Au‐Ag  lodes  near  Waihi,  in  the  dimensional oxygen isotope imaging of convective 
Coromandel district of New Zealand (cf. Mauk and  fluid flow around the Big Bonanza, Comstock Lode 
Simpson,  2007)  as  part  of  an  MSc  thesis.  In  mining  district,  Nevada.  Economic  Geology  95: 
addition  to  this  study,  changes  in  stable  oxygen  131‐142.  
and  hydrogen  isotope  ratios  in  hydrous minerals 
(e.g.  clays)  around  the  gold  deposits  are  being  Koehler,  G.  and  Wassenaar,  L.I.  2012. 
measured using a 1000°C tube furnace, interfaced  Determination  of  the  hydrogen  isotopic 
to  an  Los  Gatos  Research  Inc  off‐axis  integrated  compositions  of  organic  materials  and  hydrous 
cavity output  spectrometer  (model  IWA‐45EP)  to  minerals  using  thermal  combustion  laser 
enable rapid analysis of the hydrogen and oxygen  spectroscopy. Analytical Chemistry 84: 3640‐3645. 
 
Trace element and isotopic analysis of shells from the hydrothermal vent 
mussel Gigantidas gladius from seamounts in the Kermadec arc, 
New Zealand 
S. BARTON1, R. WYSOCZANSKI2, H. NEIL2 AND D. SINCLAIR1  
1 Victoria University of Wellington, Wellington, New Zealand 
2 National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand 
Sophie.Barton@niwa.co.nz  
  
Submarine hydrothermal systems are host to rich  both record  information on  the chemistry of  the 
biological  assemblages  supported  by  venting  systems  through  time  on  the  Kermadec 
chemosynthetic  micro‐organisms  that  depend  seamounts and provide  insight  into relationships 
upon vent operation for nourishment. Monitoring  between  vent  activity  and  mussel  growth. 
the  flux  and  intensity  of  vent  systems  through  Gigantidas  gladius  is  found  on  at  least  five 
time  is  important  in understanding  life  cycles of  seamounts in the Kermadec arc: Clark, Macauley, 
these  organisms  and  the  variation  of  normally  Rumble III, Rumble V, and Tangaroa; as well as at 
toxic  heavy  metals  in  their  environment  from  the  Calypso  vents  field  in  the  Bay  of  Plenty. 
associated volcanic  systems. However,  collecting  Differences  in mussel  shell  growth, morphology 
and analysing vent  fluids  for  time  series analysis  and  geochemistry  between  the  different 
is  both  costly  and  difficult.  In  this  study,  we  seamounts are  investigated.  Individuals from the 
explore  the  potential  of  the  Kermadec  arc  same  site  are  compared  for  reproducibility,  and 
hydrothermal  vent mussel Gigantidas  gladius  to  individuals  collected  from  the  nearby  locations 
6 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
seven  years  apart  are  used  to  look  for  overlap  activity  and  mussel  growth.  Oxygen  isotope 
and  to extend  temporal  information  for  the site.  analysis  across  growth  banding  is  compared  to 
Trace  metal  concentrations  in  the  shells  are  the  trace  element  results  to  investigate  its 
measured via solution and  laser ablation ICP‐MS.  behaviour and potential as an additional venting 
Bulk  shell  analyses  are  used  for  comparison  proxy.  These  results  are  discussed  in  terms  of 
between  the  different  venting  sites  and  to  the  fluxing  of  hydrothermal  vent  systems  over  time 
existing  literature  for  other  hydrothermal  vent  as well as the application of the techniques used 
mussel  species.  Micro‐analysis  across  growth  applied  to  environmental  monitoring,  such  as 
banding in the direction of shell growth is used to  contamination  of  water  bodies  from  economic 
investigate changes  in venting occurring  through  tailing waste.   
time, and to examine relationships between vent   
 
Siderophore‐promoted solubilisation of REE, Th and U from igneous rocks 
and river particulates and the oxidative mobilisation of Ce and U  
M. BAU, N. TEPE AND D. MOHWINKEL  
Earth and Space Sciences Program, Jacobs University Bremen, Bremen, Germany 
m.bau@jacobs‐university.de  
 
The REE are a group of  trace elements  that have  Based  on  results  from  incubation  experiments 
high particle‐reactivities, are considered immobile  with  glacial  meltwaters  from  southern  Iceland, 
during  water‐rock  interaction  and  in  natural  which are rich in suspended volcanic ash from the 
waters  are  typically  associated with  particles.  In  2010 eruption of Eyjafjallajökull and that had been 
modern  surface  systems,  Ce may  be  oxidised  to  incubated  with  and  without  DFOB,  respectively, 
Ce4+, resulting in the decoupling of Ce(IV) from the  we show  that siderophores not only enhance  the 
redox‐insensitive  REE(III).  This  may  produce  Ce  release of iron, but also promote the mobilisation 
anomalies  in normalised REE patterns.  In  igneous  of  REE,  Th,  and  U  from  these  particles.  In  the 
systems, Th(IV) and U(IV) are closely coupled and  presence  of DFOB,  partial  dissolution  of  volcanic 
most  rocks  show,  therefore,  a  Th/U  ratio  of  ash  (and  presumably  other  lithic  particles) 
about 4.  In  surface  systems,  however, U may  be  produces  a  flux  of  dissolved  REE  into  ambient 
oxidised  to U6+,  resulting  in  fractionation of U(VI)  waters,  that  is  characterised  by  depletion  of  the 
from Th(IV).   light  REE  over  the  middle  REE  and  by  selective 
Explosive  volcanic  eruptions,  such  as  the  2010  enrichment  of  Ce,  due  to  the  formation  of 
eruptions  of  Eyjafjallajökull  volcano  in  Iceland,  dissolved  Ce(IV)‐DFOB  complexes.  Formation  of 
produce volcanic ash which may be an  important  U(VI)‐DFOB complexes increases the mobility of U 
source  of  iron  and  other  nutrients  for  aquatic  and decouples U and Th.  
organisms.  To  become  bioavailable,  this  iron  In  siderophore‐rich  environments,  this 
needs  to  be  solubilised  by  complexing  agents,  siderophore‐bound  REE  flux  has  the  potential  to 
such  as  the  well‐studied  biogenic  siderophore  significantly  modify  the  concentrations  and 
desferrioxamin‐B (DFOB).   distribution  of  these  elements  in  glacial 
meltwaters, river waters and seawater.  
 
 
 
7 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Mercury speciation in mine tailings from Patio‐amalgamation 
F. M. BAYER1, U. KRAMAR (PRESENTER)1 AND J. CASTRO‐LARRAGOITIA2  
1 Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Mineralogy and Geochemistry, Karlsruhe  
2 Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, México  
utz.kramar@kit.edu 
 
Mercury  (Hg)  is  known  as  an  important  element  Bulk ‐ XRD and micro XRF was used to characterise 
for the environment and human health. However  the  geochemical  and mineralogical  environment. 
the  toxicity  of  Hg  strongly  depends  on  its  Space‐resolved  X‐ray  absorption  analysis  EXAFS 
speciation.  Many  historical  mining  sites  are  was applied  to  identify  the  specification of Hg  in 
heavily  contaminated with Hg  due  to  its  use  for  the samples. The results show that cinnabar (HgS, 
silver  or  gold  amalgamation.  The  Patio  Process  trigonal) and meta‐cinnabar (HgS, cubic) represent 
was the first application of silver amalgamation on  the main Hg‐species  (>90%) with minor  portions 
an industrial scale. The method was introduced in  of  Hg‐chlorides  (Hg2Cl2,  HgCl2).  The  spatial 
Mexico  in  1554  and  used  until  the  beginning  of  distribution  of  Hg  in  the  samples  is  extremely 
20th  century,  resulting  in  considerable quantities  heterogeneous  with  local  concentration maxima 
of  Hg  polluted  mine  tailings  remaining  in  the  (>2%).  Those  Hg‐hotspots  are  often  associated 
environment. However,  the determination of Hg‐  with high  concentrations of As, Cu, Fe, Pb or Zn. 
speciation  in  those  tailings  has  not  been  Due  to  its  high  stability,  low mobility  and  poor 
conducted.  Therefore  the  aim  of  this  study  is  to  bioavailability  the  toxic potential of cinnabar and 
determine  the  speciation  of  Hg  in mine  tailings  meta‐cinnabar  is  low.  The main  risk  results  from 
where the Patio Process was used. Tailing samples  the minor amounts of Hg‐chlorides. Both chloride 
from  an  old  mining  district  near  Fresnillo,  speciations  have  a  higher  solubility  in water  and 
Zacatecas,  Mexico  and  Cedral,  San  Louis  Potos,  thus  pose  a  threat  to  groundwater  and may  be 
Mexico  were  analysed  using  several  different  available for methylation.  
methods of X‐ray spectroscopy, involving Micro X‐  
ray  fluorescence  in  laboratory  and  at  a 
synchrotron  facility  (ANKA  Karlsruhe,  Germany).   
 
Orogenic gold deposits: 50 years of stable isotope geochemistry  
G. BEAUDOIN 
Département de géologie et de génie géologique, Université Laval, Québec (QC) Canada 
beaudoin@ggl.ulaval.ca 
 
A  compilation  of  50  years  (1960‐2009)  of  stable  volcano‐sedimentary  rock  sequences.  The 
isotope research on orogenic gold deposits shows  variance  in  quartz  δ18O  values  from  deposits 
wide  variation  in  the  stable  isotope  composition  hosted  in one craton or orogen  is  typically about 
of  vein  minerals.  The  δ13C  values  of  carbonate  10‰. Similarly large variance in quartz δ18O values 
minerals  and  inclusion  fluids  range  from  ‐26  to  is found at the scale of one district. Other silicates, 
+13‰, with  a major mode  at  ‐5‰,  and  a  lesser  borates, oxides,  and  tungstates have  δ18O  values 
mode  at  ‐22‰  that  is  characteristic  of  deposits  ranging  from 0  to +17‰. Micas,  tourmaline, and 
hosted  in  rocks  of  the  Appalachian/Caledonian  actinolite range in δD values ‐125 to ‐30‰, with a 
orogen. Sulfide and barite δ34S values range from ‐ few values as  low as  ‐180‰. The  δ15N values  for 
30  to  +17‰,  forming  a  single  population with  a  micas  range  from  +1  to  +24‰,  where  Archean 
mode at +3‰. Quartz  δ18O values  range  from +5  deposits  have  δ15N  above  +8‰  and  Phanerozoic 
to  +26‰,  with  two  modes,  one  at  +12‰  and  deposits values below +8‰. Quartz formed under 
characteristic of deposits hosted in volcanic rocks,  oxygen  isotope  equilibrium  with  micas, 
and  the  second  at  +15‰  for  deposits  hosted  in  tourmaline, and feldspars at temperatures of 300‐
8 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
400°C. The  range  in δ18O and δD values  indicates  seawater.  Carbon,  nitrogen,  and  sulfur  are 
prevalence  of  high  δ18O metamorphic  fluids,  but  dominantly  derived  from  the  regional  country 
also the admixture of  low δ18O meteoric water or  rocks.   
 
Interpretation of partial/selective extraction soil geochemical survey results: 
Why is it so frustrating? 
C. BEAUDRY  
Consultant in Geology and Geochemistry, Toronto, Ontario, Canada  
beaudrycha@hotmail.com 
 
Strong evidence exists  in  the  recent  literature on  measurement  system  (which  includes  all  sources 
partial  and  selective  extraction  soil  geochemistry  of  variance  from  the  point  of  collection  to  the 
to  show  that  these  methods  can  detect  blind  analysis itself and is cumulative). Conceptually this 
mineral  deposits  covered  by  transported  is  the  partitioning  of  variance  between  sources 
overburden  that  should  normally  preclude  and  can  be  measured  in  principal,  albeit  with 
detection, at  least according  to any  conventional  difficulty, by collecting sample site duplicates. For 
understanding of how soil geochemical anomalies  an  acceptable measurement  system  the  variance 
form.  This  communication  takes  as  a  given  that  of  site duplicates  should be  less  than 30% of  the 
these methods  can work, at  least  in  some  cases,  variance of the survey and the  lower this number 
but attempts to address why they give results that  the better it will be able to detect variations in the 
are so difficult to  interpret and why they produce  survey.  As  a  comparison,  soil  surveys  based  on 
a  high  proportion  of  false  positive  and  false  aqua  regia  digestion  typically  give  values  below 
negative  anomalies.  Any  explorationist  that  has  10%  but  partial/selective  extraction  methods 
drilled  such  targets  can attest  to  the  former and  often  have  sampling  variance  exceeding  50%  of 
anyone  that  has  done  orientation  surveys  can  the survey variance. This leads to excessively noisy 
attest to the  latter. To understand why one must  data  making  interpretations  very  difficult. 
consider  a  soil  geochemical  survey  from  the  Methods exist to reduce the variance of sampling 
perspective  of  a  measurement  system.  The  but  unfortunately  in  some  instances  it  is  the 
variance  of  results  is  a  combination  of  the  variance  itself  that  is  anomalous  and  may  be 
variance  of  the  survey  and  the  variance  of  the  signalling the presence of mineralisation.   
 
Magmatic volatiles in the Taupo Volcanic Zone, New Zealand 
F BÉGUÉ1, I. CHAMBEFORT2, D. GRAVLEY1, B. KENNEDY1 AND C. DEERING3  
1 University of Canterbury, Christchurch, New Zealand 
2 GNS Science, Wairakei Research Centre, Taupo, New Zealand 
3 University of Wisconsin‐Oshkosh, Oshkosh, USA 
florence.begue@pg.canterbury.ac.nz 
 
The  extensive  magmatism  in  the  central  Taupo  with andesitic magmas. To better understand the 
Volcanic  Zone  (TVZ)  is  intimately  associated with  magmatic  fluids  and  their  potential  contribution 
the high heat flux and active geothermal systems.  to  the  overlying  hydrothermal  systems,  we 
These  geothermal  systems  have  previously  been  analysed  volatiles  and  trace  elements  in  quartz‐
subdivided  into two groups: 1)  low‐gas (i.e., CO2),  hosted  melt  inclusions  of  the  major  rhyolitic 
high Cl, low B and Li/Cs ratio systems suggested to  eruptive deposits, which is by far the predominant 
have  chemical  affinities  with  basaltic  (and  magma  composition  that  erupted  in  the  central 
rhyolitic) magmas, and 2) high‐gas,  low Cl, high B  TVZ. 
and  Li/Cs  ratio  systems having  chemical affinities 
9 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Based  on  these  new  data,  the  rhyolites  can  be  systems  reveals  that  the  observed  differences  in 
further  subdivided  into  two  distinct  groups;  R1  the  fluid  composition of  surface  springs  could be 
which  is  enriched  in  Li,  Ba  and  B,  and  has  Cl  correlated  with  the  composition  of  the  two 
contents  of  ~0.2 wt%;  and  R2, which  has  lower  rhyolite  types.  We  therefore  suggest  that  the 
content of these fluid‐mobile elements, but higher  variation in geothermal fluids does not necessitate 
Cl  contents  (0.25  to  0.35  wt%)  than  R1.  These  a  separate andesitic magma as a  source, but  is a 
differences  in  volatile  contents  are  related  to  manifestation  of  different  slab‐derived  fluid 
distinct parental magmas  (i.e. distinct sources  for  contributions  producing  distinct  rhyolite  types. 
melt  generation)  with  the  “wetter”  R1  having  a  While the correlation observed here  is strong, we 
higher  slab‐fluid  component  (i.e.  dehydration  of  do  not  rule  out  the  influence  of  fluid‐rock 
the  subducting plate)  compared with  the  “dryer”  interaction as a contributor and this remains to be 
R2.   explored.  
A  comparison between  the new  volatile data  for   
the  rhyolites  and  the  present‐day  geothermal   
 
Copper isotopes from black smoker chimneys at Brother submarine volcano, 
Kermadec arc, New Zealand 
H. A. BERKENBOSCH1, C. E. J. DE RONDE2, J. B. GEMMELL3 AND B. T. PAUL4 
1 CODES, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, Australia 
2 GNS Science, Lower Hutt, New Zealand 
3 CODES, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, Australia 
4 School of Earth Sciences, University of Melbourne, Victoria, Australia 
heidib1@utas.edu.au 
 
In  the  study  of  copper  isotopes, much  attention  value  (0.13‰)  in  its  interior  (younger);  another 
has  been  paid  to  environments  with  low‐ chimney has both high and low δ65Cu values in its 
temperature alteration and Cu‐enrichment due to  interior,  while  other  chimneys  have  consistently 
the  economic  importance  of  supergene  sulfides  low values (to 0.36‰) throughout their structure. 
and  because  large  fractionation  patterns  We  interpret  the  population  of  lower  values  as 
accompany  these  settings.  Here,  we  focus  representing  the  magmatic‐hydrothermal  δ65Cu 
exclusively  on  δ65Cu  values  of  hypogene  signature  of  this  deposit  (i.e.,  the  source  value) 
chalcopyrite and address the possible mechanisms  and the population of higher values to result from 
of  fractionation  that  occur  prior  to  seafloor  transport  or  depositional  effects,  either  at  the 
weathering. That is, variation in the sources of Cu,  seafloor or  subseafloor. As  these are  the  first Cu 
physico‐chemical  conditions  of  fluids  that  isotopes  to be measured  for  an  active  vent  field 
transport  it,  and  depositional  processes  on  the  from  an  intraoceanic  arc  volcano,  our  data 
seafloor. We analysed Cu  isotopes from a suite of  contributes  an  important  component  to  the 
8 black  smoker  chimneys  collected  from  the NW  developing  global  database  on  Cu  isotopes. 
Caldera  hydrothermal  field  of  Brothers  volcano,  Through this work and others, Cu isotopes may aid 
Kermadec  arc.  Our  results  range  from  δ65Cu  =  ‐ in  understanding  several  challenging  questions 
0.03 to 1.44‰. One chimney has the highest δ65Cu  regarding  the genesis of ore deposits worldwide. 
value  (1.44‰)  in  its  exterior  (older)  and  a  low 
 
10 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
The sediment‐hosted Au‐Pd‐Pt deposit of Serra Pelada (Carajás Mineral 
Province, Brazil): A variant of unconformity related U ± Au ± PGE deposits? 
G. V. BERNI1, C. HEINRICH1, L. M. LOBATO2, V. WALL3 AND M. WÄLLE1  
1 Institute für Geochemie und Petrologie, Departement Erdwissenschaften, Eidgenössische Technische 
Hochschule, Clausiusstrasse, Zürich, Switzerland 
2 Centro de Pesquisa Manoel Teixeira da Costa, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil  
3 Colossus Minerals Inc., Toronto, Ontario, Canada  
gabriel.berni@erdw.ethz.ch  
 
The  Serra  Pelada  Au‐PGE  deposit  is  an  unusual,  (Pd11(Sb,As)4),  fine  merenskyite‐moncheite 
low‐temperature  hydrothermal  Au‐Pd‐Pt  deposit  ((Pd,Pt)(Te,Bi)2)  and  rare  sudovikovite  (PtSe2). 
located  within  the  Carajás  Mineral  Province,  Major  element  exchanges  during  hydrothermal 
Amazon  Craton,  Brazil.  The  mineralisation  is  alteration include Si and Mg gains and K depletion 
epigenetic,  hosted  mainly  by  carbonaceous  with  notable  introduction  of  trace  elements 
siltstones of  the Águas Claras Formation. The ore  including  LREE,  Bi,  Pb,  U,  Co,  Ni  and  As.  Fluid 
bodies  are  localised  in  the  hinge  of  the  Serra  inclusion  studies  show  that  fluids  responsible  for 
Pelada  syncline,  at  the  intersection  of  NNE‐ the  Serra  Pelada  Au‐Pd‐Pt  ores  were  low 
trending  subvertical  fault  zones  with  carbon‐ temperature  (ca.  170‐200°C  +  possible  pressure 
enriched siltstones. The hydrothermal alteration is  correction) but highly variable  in  salinity,  ranging 
divided  in three main zones: (1) The ore zone; (2)  from 3  to 25 wt % NaCleq, with detectable  trace 
Distal  reducing alteration; and  (3) Distal oxidising  elements such Pb, As, Ni, Bi, U and Au which are 
alteration.  Gold,  platinum  and  palladium  related  to  the  mineralisation.  The  Ni‐Co  sulfide 
mineralisation  is  associated  with  intense  argillic  inclusions  present  in  the  oxidised  (hematitic) 
alteration,  hematite‐rich  brecciation  and  quartz  ‐  carbonate  veins  indicate  that  highly 
silicification, with the highest grade ore hosted by  oxidised  fluids  interacted  with  mafic/ultramafic 
amorphous  carbon‐rich  breccias.  The  mineral  rocks  en  route  to  the  ore  deposition  site.  The 
paragenesis  is  comprised  of  kaolinite,  quartz,  hydrothermal  alteration,  element  associations, 
hematite,  monazite,  rutile,  barite,  Pb  and  Ag  and  fluid  inclusion  data  at  the  Serra  Pelada 
selenides  with  pyrite,  chalcopyrite,  and  Ni‐  and  deposit  show  geochemical  similarities  with 
Co‐bearing  sulfides.  Gold  is  precipitated  as  fine  unconformity  related  U  ±  Au  ±  PGE  deposits. 
pureness  aggregates  or  fischesserite  (Ag3AuSe2),  Despite differences  in geological setting and  fluid 
as  free  standing  crystals,  or  included  in  sulfides  flow geometry, both ore  types  formed by mixing 
and  selenides.  Palladium  and  platinum  minerals  of  fluids  that originated  from highly oxidised and 
are  arsenopalladinite  (Pd8(As,Sb)3),  mertieite  reduced rock packages.     
 
Taupo Volcanic Zone (TVZ) geothermal exploration: Tools and techniques  
G. BIGNALL  
Department of Geothermal Sciences, Wairakei Research Centre, GNS Science, Taupo, New Zealand 
g.bignall@gns.cri.nz 
 
Geothermal  systems  of  the  Taupo Volcanic  Zone  objective and ongoing application of geoscientific 
(TVZ)  occur  in  a  ‘continental’  setting,  and  criteria,  which  has  been  re‐appraised  as  new 
comprise  a  body  of  hot  rock  at  depth,  with  a  information  became  available  (i.e.  during 
liquid‐dominated  hydrothermal  reservoir  and  exploration  and  production  project  phases).  For 
localised  vapour  zones.  Although  the  hydrology,  any  new  geothermal  development,  in 
geology and structure of TVZ geothermal systems  New Zealand  or  elsewhere,  identification  of 
are well known, past evaluation of  their resource  features (e.g. corrosive fluids, potential for scaling, 
potential  (and  later  development)  has  required  low temperature, or possible ingress of cool near‐
11 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
surface  waters)  that  might  pose  a  risk  or  Geochemical surveys, including analysis of surface 
constraint  to development  is essential. There  is a  waters  and  gases,  and  well  discharge  fluids, 
typical  size  for  the  TVZ  geothermal  systems   provide  (geothermometric)  insights  on  resource 
(~5‐35  km2,  defined  by  DC‐resistivity  and/or MT  temperatures, as well as acidity, silica content and 
techniques), which  in some cases, combined with  potential  for  scaling  and/or  corrosion  that  may 
extensive  surface  manifestations  (e.g.  boiling  limit  the  type  or  scale  of  resource  utilisation. 
springs,  steaming  ground  and  large  surface  heat  Assessment  of  proven,  probable  or  possible 
flow) provide the  initial  (pre‐drilling)  indication of  reserves and hypothetical or speculative resources 
a  resource with  potential  to  support  sustainable  are based on the geoscience criteria, and support 
electricity  generation  or  direct  uses.  Controls  on  development decisions. A  flexible geoscience and 
permeability  are  defined  by  alteration mapping,  exploration strategy, which addresses risk, is used 
stratigraphic/structural  interpretations,  air‐ to  prioritise  development,  and  is  inexpensive 
photograph/satellite  imagery,  seismic  surveys,  compared  to drilling  costs or  failure  to  recognise 
exploratory  drilling  (including  interpretation  of  issues that could detrimentally impact future field 
downhole logging data) and analogy with systems  management.             
in  complementary  volcano‐tectonic  settings.   
 
Seawater infiltration at Whakaari/White Island, Bay of Plenty, New Zealand: 
Using stable isotopes to evaluate the fluid flow dynamics within the crater 
floor 
S. BLOOMBERG1, T. HORTON1, A. MAZOT2, J. BLACKSTOCK1, B. KENNEDY1, C. RISSMANN3, D. GRAVLEY1 
AND C. OZE1 
1 University of Canterbury, Ilam, Christchurch, New Zealand 
2 Wairakei Research Centre, GNS Science, Taupo, New Zealand 
3 Environment Southland, Waikiwi, Invercargill, New Zealand 
simonhbloomberg@gmail.com 
 
Understanding  the  origin  of  fluids  within  a  The  two datasets provide a  cross examination of 
magma‐hydrothermal  system  is  important  for  the fluid origin with isotopic values for δ13CCO2  and 
monitoring  geological  hazards,  developing  δ13CDIC  ranging  from  ‐10  to  ‐2‰  and  ‐6  to  ‐2‰, 
geochemical and hazard models, and investigating  respectfully. δ18O ranges from 5‐10‰ and for δ2H, 
dynamic  water‐rock  interactions.  Previous  20  to 35‰. A Plot of δ18O vs. δ2H show our data 
investigations of Whakaari/White Island (WI) have  falls  on  an  evaporation  line  from  a  seawater 
described the hydrothermal system as “chemically  source. When  the  δ13CCO2  values  are  contoured, 
sealed”  from  seawater  infiltration  despite  maximum  values  (‐2‰)  are  coincident  with 
significant  evidence  of  sea‐level  change  forcing  anomalous  soil  CO2  flux  (δCO2  up  to  30,000  
cyclicity  in plume CO2 emissions. However, other  gm‐2day‐1)  which  gives  further  evidence  that 
assessments  have  noted  that  acid  brines  in  the  seawater  is  the  dominant  source  of  the  system 
crater  floor  are  related  to  seawater  infiltration  fluids  (as  advectively  transported  fluids  are 
into  the shallow hydrothermal system. This study  unlikely  to  be  contaminated).  This  area  of  high 
aims  to  delineate  the  origin  of  the  fluids within  permeability  corresponds  with  a  previous  crater 
the  WI  system  by  determining  the  isotopic  rim  (fault) and agrees with a model  for  seawater 
signature of  carbon, oxygen and hydrogen  in  soil  infiltration  within  the  shallow  magma‐
gas and  springs emanating  from  the  crater  floor.   hydrothermal system at WI. 
 
 
12 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Biogeochemical expressions of buried rare earth element mineralisation at 
the Norra Kärr Alkaline Complex, southern Sweden 
B. BLUEMEL1, C. E. DUNN2, C. J. R. HART1 AND M. SAXON3  
1 University of British Columbia – Mineral Deposit Research Unit, Vancouver, British Colombia, Canada  
2 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada  
3Tasman Metals Ltd, Vancouver, British Colombia, Canada 
britt.bluemel@imdex.net 
 
Biogeochemical  exploration  is  an  effective  but  biogeochemical exploration medium; 2) what are 
underutilised  method  for  delineating  covered  the  annual  and  seasonal  REE  variations  in  that 
mineralisation. Plants are capable of accumulating  plant; 3) how do  the REEs move  through  the  soil 
rare  earth  elements  (REEs)  in  their  tissue,  and  profile;  and  4)  into  which  part  of  the  plant  are 
ferns (pteridophytes) are especially adept because  they  concentrated.  Athyrium  filix‐femina  (lady 
they  are  one  of  the most  primitive  land  plants,  fern) has  the highest  concentration of  LREEs and 
therefore  lack  the barrier mechanisms developed  HREEs (up to 125 ppm Ce and 1.03 ppm Dy)  in  its 
by more  evolved  plants.  The Norra  Kärr Alkaline  dry  leaves;  however,  there  is  better  contrast 
Complex,  located  in  southern  Sweden  between  background  and  anomalous  areas  in 
approximately 300 km southwest of Stockholm,  is  Dryopteris  filix‐mas  (wood  fern), which makes  it 
a peralkaline nepheline syenite enriched  in heavy  the  preferred  biogeochemical  sampling medium. 
rare earth elements (HREEs). The deposit, roughly  The REE content  in all  fern species was shown  to 
300 m wide, 1300 m  long, and overlain by up  to  decrease from root > frond > stem, and chondrite 
4 m  of  Quaternary  sediments,  has  been  well‐ normalised  REE  patterns  within  the  plant 
defined  by  diamond  drilling.  The  inferred  REE  displayed preferential fractionation of the LREEs in 
mineral  resource,  over  60  million  tonnes  the fronds relative to the roots. Samples collected 
averaging 0.54% Total Rare Earth Oxide (TREO),  is  from an area directly overlying the deposit had up 
dominantly  hosted  within  the  pegmatitic  to five times greater HREE content (0.74 ppm Dy) 
“grennaite”  unit,  a  eudialyte‐catapleiite‐aegerine  in August  than  the  same plants did  in  June  (0.14 
nepheline  syenite.  Vegetation  and  soil  samples  ppm Dy). The elevated REE  contents and distinct 
were  collected  from  the  surficial  environment  contrast  to  background  demonstrate  that 
above Norra Kärr to address four key questions: 1)  biogeochemical  sampling  is  an  effective method 
which  plant  species  is  the  most  effective  for REE exploration in this environment. 
 
Use and abuse of portable XRF in field assessment of mine waste reactivity 
R. J. BOWELL1, M. DEY1, R. WARRENDER1, P. FERNANDEZ1, A. PRESTIA2, B. MESTA2, M. COX1 AND 
A. BARNES1 
1 SRK Consulting (UK) Ltd, Churchill House, Cardiff, Wales, United Kingdom 
2 SRK Consulting (NA) Inc 
rbowell@srk.co.uk 
 
The  conventional  way  for  an  environmental  portable XRF analysers from Olympus‐Innov‐X and 
geochemist to assess the reactivity of mine waste  evaluates their potential on an assessment of the 
in the field  is a simple paste contact test coupled  former  lead/zinc  mine  of  Cwmystwyth  in  Mid 
with  visual  observations  such  as  mineral  Wales. Results of  the standard paste contact  test 
identification,  leached  salts  or  staining  from  indicate  that  the  collected  samples  release  low 
secondary  mineralisation.  With  the  advent  of  levels  of  salinity  and  the  pH  values  are  slight  to 
portable and robust XRF analysers a new tool has  mildly  acidic.  This  could  lead  to  a  classification 
been  added  to  the  environmental  geochemist’s  that  the waste  is almost  inert. However, utilising 
field tool box. This paper considers the use of two  the portable XRF analyser  it can be demonstrated 
13 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
that there are significant levels of environmentally  portable  XRF  analyser  can  be  impacted  by  the 
sensitive metals across  the  site. Yet as  the paste  inability to prepare samples in the field. However, 
conductivity  test  suggests,  these  are  not  being  the  internal  calibrations  appear  to  be  robust  for 
readily mobilised although there is a constant low  major  element  detection  and  can  be  improved 
level mobilisation due to the size of the mine site  with site specific calibration. 
that is impacting the river. Field analyses with the 
 
Geochemical assessment of pit backfill at the North Mara Gold Mine, 
Tanzania  
R. J. BOWELL1 AND J. M. MURRAY2  
1 SRK Consulting (UK) Ltd, Churchill House, Cardiff, Wales, United Kingdom 
2 African Barrick Gold (ABG), North Mara Mine, Tanzania 
rbowell@srk.co.uk 
 
Sulfide  bearing  waste  rock  presents  a  challenge  Numerical  calculations  were  undertaken  in 
for  acceptable  environmental  disposal,  due  to  PHREEQC  and  predictions  indicate  that  it  is 
potential  for  acidic  drainage with  elevated  trace  unlikely  to  be  impacted  by  the  disposal  of 
metals,  metalloids  and  sulfate.  To  prevent  this  potentially acid forming (PAF) waste in the pit lake 
occurring  it  is  necessary  to  isolate  the  sulfide  where  the  lake  water  isolates  sulfides  from 
minerals  from either moisture or oxygen  to  slow  chemical  reactions  and minimise  acid  generation 
down the weathering process.  In a humid tropical  and metal release. In contrast, disposal of the PAF 
environment, isolation from moisture is difficult to  waste above  the water  level  in  the pit  is  likely  to 
achieve but placement of the sulfide rock under a  result in the generation of acid run‐off, resulting in 
water  cover  would  limit  oxygen  ingress  and  so  acidification of the uppermost layer of the Pit Lake 
gradually if not completely stop sulfide oxidation.  and  result  in  an  increase  of  iron,  manganese, 
The  Gena  pit,  on  North  Mara  mine  site,  is  not  arsenic  and  sulfate  in  the  lake  chemistry.  The 
currently  active  and  contains  a  pit  lake  predictions  supported  the disposal of waste  rock 
approximately  70 m  deep.  A  geochemical  study  into the existing pit lake with no net impact to pit 
has been undertaken  to determine  the  impact of  lake or groundwater chemistry.    
placing sulfide bearing waste  rock  in  the pit both   
above  and  below  the  water  level  to  determine 
what, if any, environmental impacts could occur. 
 
A watershed in geoscience innovation and invention – the Tony Barringer 
legacy  
P. BRADSHAW  
First Point Minerals, Vancouver, British Colombia, Canada  
pbradshaw@firstpointminerals.com  
 
Tony Barringer, an economic geologist with a PhD  rate”  of  AEM  unacceptably  high  and  set  out  to 
from Imperial College London (where he became a  complement  airborne  geophysics  with  airborne 
lifelong  friend  of  John Webb) moved  to  Canada  geochemistry,  first  for minerals,  and  then  for  oil 
immediately  after  graduation.  With  Selection  and gas. Over a decade this led to development of 
Trust  and  then Barringer Research  he  developed  various  versions of Airtrace, which was mounted 
the  immensely  successful  airborne  EM  system  –  on both  rotary and  fixed wing platforms.  Initially 
INPUT. However, Tony considered the “false alarm  Airtrace  focused  on  detecting  atmospheric  gases 
14 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
such  as  mercury,  sulphur  dioxide  and  iodine  mounted  system  for  “ground  truth”  of  Airtrace 
analysed  in  real  time.  Later  versions  captured  anomalies was  developed.  This  system  collected 
airborne  particles,  initially  in  arid  areas  where  the surface micro‐layer and/or material vacuumed 
particulate  loadings  were  high,  and  then  in  off  plants,  depending  on  the  area.  A  further 
vegetated areas. To understand the geochemistry  refinement was a backpack unit of Surtrace for yet 
of  particulates  in  vegetated  areas,  Barringer  more  detailed  follow‐up.  Results  of  Airtrace  and 
supported  a  decade  of  research  at  the  Botany  Surtrace surveys from a variety of settings and for 
Department, Imperial College, London.    different  styles  of  mineralisation  are  described. 
In‐flight  samples  were  collected  on  sticky  tape  Brief reference is made to “spinoff” methods from 
every  few  seconds  in  sufficient quantity  for  later  this work  for  related  targets  like:  explosives  and 
analysis  for up  to 32  elements by  ICP  after  laser  drug  detection;  remote  sensing  of  gases  for 
ablation. Airtrace surveys, supported by Goldfields  environmental  monitoring;  and  other 
and  later  Anglo  American,  were  flown  on  3  instrumentation.      
continents.  Subsequently  Surtrace,  a  helicopter   
 
Mineral exploration in an underdeveloped country: Benchmarking a project 
development using data from a field portable XRF to that of a commercial 
laboratory  
N. W. BRAND  
Portable XRF Services Pty Ltd, West Perth, Western Australia, Australia 
nwbrand@gspty.com.au 
 
Portable  XRF  instruments  are  effective  tools  to  results  reported.  Remoteness  and  poor 
provide  ‘fit‐for‐purpose’ qualitative chemical data  infrastructure in underdeveloped countries are an 
that are precise but typically very  inaccurate. The  added  challenge  to  mineral  explorers.  Through 
advancement over the past decade in handheld or  regional  soil  sampling  and  the  application  of  a 
portable XRF  instruments allows for real time  ‘fit‐ portable  XRF  instrument  in  an  underdeveloped 
for‐purpose’ data to be collected allowing for real  county  we  will  demonstrate  how  a  mineral 
time  assessments  and  decisions  to  be  made  explorer  has  been  able  to  map  out  significant 
assuming  the  instruments are used  correctly and  geological terrains over a 50 km strike  length and 
their  limitations  understood  by  the  user. Within  identify robust base‐metal drill targets in less than 
the  mineral  exploration  industry  the  ability  to  a complete field season. The advancement of the 
make an objective assessment and decision on the  project using ‘fit‐for‐purpose’ qualitative chemical 
significance of a sample’s chemistry can take days  data from a portable XRF  is benchmarked against 
to  months  through  a  commercial  laboratory  by  the shipment too and turnaround of results from a 
the  time  a  sample  is  prepared,  analysed  and  commercial laboratory.     
 
   
15 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Performance comparison of portable XRF instruments: A mineral exploration 
industry prospective  
N. W. BRAND1 AND C. J. BRAND2  
1 Geochemical Services Pty Ltd, West Perth, Western Australia, Australia 
2 Portable XRF Services Pty Ltd, West Perth, Western Australia, Australia 
nwbrand@gspty.com.au 
 
Under standardised test conditions, the analytical  Lithium‐ion  battery  packs,  a  key  to  the 
performance  of  portable  XRF  instruments  varies  instruments’  portability,  can  have  a  measurable 
significantly between  individual  instruments  from  effect on  the precision  and  accuracy of  the data 
the  same  manufacturer,  and  between  during a routine battery pack change.  
manufacturers  using  similar  instruments.  The  Each instrument provides uniquely individual data 
precision of the  instruments to repeat a constant  that should not be combined with data  from any 
element  concentration  from  a  single  sample  is  other  units  without  appropriate  post‐processing 
typically  very  good  (<5%  RSD);  however,  the  or  recalibration.  To  significantly  improve  the 
accuracy  is generally poor to very poor with huge  quality  and  value of  the pXRF data,  a  calibration 
concentration differences in some elements.    procedure  appropriate  to  the  material(s)  being 
Repeat  analysis  by  the  same  instruments  under  evaluated  should  be  implemented  with  regular 
the  same  conditions  after  a  two  month  period  baseline data collected  to ensure  instrument and 
shows  a  measurable  deterioration  in  element  data stability.  Over time, matrix calibrations need 
concentration,  with  elements  of  lower  atomic  to  be  verified with  the  instrument  undergoing  a 
number,  Al  and  Si,  the  worst  affected.  This  manufacturer's  recalibration  when  control  limits 
deterioration  in  the  instruments’  performance  deteriorate significantly.       
was observed in all instruments evaluated.  
 
Geochemistry of chromite‐PGE and nickel mineralisation in the Dun 
Mountain Ophiolite Belt, East Nelson, New Zealand 
R. L. BRATHWAITE AND A. B. CHRISTIE 
GNS Science, Lower Hutt, New Zealand 
b.brathwaite@gns.cri.nz 
 
The Dun Mountain Ophiolite Belt  (DMOB)  in east  to Little Ben and Lowther Creek showed elevated 
Nelson contains numerous chromite occurrences,  concentrations  of  Ir  (12‐83  ppb)  and  Ru  (22‐154 
some  of  which  were  mined  historically  (1859‐ ppb), with generally  low concentrations of Rh, Pt 
1908)  on  a  small  scale.  Chromite  occurs  as  and Pd. These  levels are similar to those found  in 
podiform  deposits  in  a  lower  zone  of  podiform  chromite  deposits  in  ophiolites 
serpentinised dunite and harzburgite at the top of  worldwide.  Chromite  samples  from  Baldy  Ridge 
a  peridotite  tectonite  unit  from  Wooded  Peak  are  distinctly  different  in  having  elevated 
(Dun  Mountain)  south  to  little  Ben.  Chromite  concentrations  of  Rh  (50‐58  ppb),  Pt  (717‐1069 
lenses  and  layers  also  occur  in  an  upper  dunite‐ ppb) and Pd (287‐531 ppb), in addition to Ir (57‐81 
rich zone at Lowther Creek  in the Red Hills massif  ppb)  and  Ru  (159‐162  ppb).  Reflected  light 
and at Baldy Ridge in a southern outlier of the east  microscopy  and  electron  microprobe  analysis 
Nelson  DMOB.  Fourteen  podiform  chromite  showed  that  chromite  grains  are  altered  around 
occurrences in the DMOB between Dun Mountain  their  margins  to  ferritchromite  and  magnetite. 
and Red Hills,  and  at Baldy Ridge, were  sampled  Samples  from  Lowther  Creek  and  Baldy  Ridge 
and analysed for PGE, Cr, Al, Fe, Ni, Cu and other  contain  composite  grains  of  pentlandite  + 
elements.   Chromite  samples  from Wooded Peak  magnetite ± pyrrhotite ± pyrite ± chalcopyrite that 
16 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
are  intergranular  to  olivine  and/or  chromite  and  heazlewoodite  (Ni3S2)  that  have  formed  from 
appear  to  represent  intercumulus  blebs  of  serpentinisation  of  primary  olivine.  These 
magmatic  sulphide.  Serpentine  in  samples  from  observations  suggest  that  the  chromites of Baldy 
Baldy  Ridge,  Wooded  Peak  and  Dun  Saddle  Ridge  have  exploration  potential  for  platinum 
contains  minor  awaruite  (Ni3Fe)  ±  magnetite  ±  group elements. 
 
Geothermal systems and epithermal ore deposits – a history  
K. L. BROWN  
GEOKEM, Barrington, Christchurch, New Zealand 
kevin@geokem.co.nz  
 
A  relationship  between  high  temperature  Geochemical  thermodynamic  calculations 
geothermal  systems  and  epithermal ore deposits  revealed  that  there  was  an  order  of magnitude 
was first recognised by Don White of the USGS  in  decrease  in  the gold solubility as the  fluid  flowed 
1955.  (Economic  Geology,  50th  Anniversary  through  the  orifice  plate.  Further  calculations 
volume,  99  –  154).  In  the  years  following,  showed  that  the  gold  concentration  was 
experiments  showed  that  gold  and  silver  were  approaching  the  theoretical  solubility  in  the 
transported  primarily  as  bisulfide  complexes  in  geothermal  reservoir,  which  meant  that  an 
these  systems. Many measurements were made  economic gold deposit could easily be transported 
of  gold  and  silver  concentrations  in  hot  springs  in the fluid flow of a geothermal system. The gold 
and  the  outflow  of  geothermal  wells.  However,  and  silver  are  deposited  primarily  as  a  result  of 
the  concentrations  that  were  measured  were  boiling where the H2S is distributed from the liquid 
always  too  low  for  an  economic  gold  or  silver  phase  into  the  vapour  phase.  This  removes  the 
deposit  to  form  in  the  lifetime  of  a  geothermal  ligand from the gold according to:  
system.  In  1986,  an  orifice  plate  was  recovered  Au(c) + H2S (aq) + HS‐ = Au(HS)2‐ + ½ H  (g)  from  a well  test  at  the Ohaaki  geothermal  field.  2
Orifice  plates  offer  a  constriction  that  serves  to  and  the  gold  (and  silver)  then  deposits.  Later 
reduce  pressure  in  a  geothermal  fluid  flow.  The  experiments with a pilot extraction plant showed 
recovered  orifice  plate  had  a  scale  deposited  on  that  the  gold  deposited  rapidly within  0.2  –  0.3 
the  downstream  side  that  consisted  of  4.5  wt%  seconds. This, and later work led to more focused 
gold and 26 wt% silver in a matrix of chalcopyrite,  exploration methods  for  these  types of  gold  and 
with  lesser  galena,  sphalerite  and  pyrite.  silver deposits.   
 
One size does not always fit all: The risks associated with mining‐derived 
wastes in a residential suburb, Thames, New Zealand  
D. BULL1, S. HUNT1, N. WILSON1 (PRESENTER), B. DAY2, S. NAPIA2  
1 Golder Associates (NZ) Limited, Takapuna, Auckland, New Zealand  
2 Thames‐Coromandel District Council, Thames, New Zealand  
nwilson@golder.co.nz  
 
The  Moanataiari  subdivision,  Thames,  was  incorporated  by  reference  in  the  National 
reclaimed  from  the Firth of Thames between  the  Environmental  Standard  for  Assessing  and 
1870s  and  1970s,  in  part  using  waste  from  Managing Contaminants  in Soil to Protect Human 
historical mining activities. Due  to  this geological  Health.  
heritage,  arsenic,  cadmium,  lead  and  thallium  However, the generic Soil Contaminant Standards 
concentrations  in Moanataiari  soils  exceed  their  can be over‐protective at many sites because they 
respective  Soil  Contaminant  Standards  must  be  applicable  to  a  range  of  different 
17 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
situations. The principal contaminant was arsenic.  this “Tier 2” site‐specific contaminated land health 
Elevated  concentrations  of  lead,  cadmium  and  risk  assessment,  soil  contamination  in  western 
thallium were  also  present  in  some  samples.  At  areas of Moanataiari does not generally appear to 
Moanataiari, arsenic and  lead bioavailability were  pose a  significant health  risk, once bioavailability 
assessed  using  the  Relative  Bioaccessibility  is taken into account.  
Leaching Protocol and found to be 27 % and 57 %  The  Moanataiari  experience  shows  that 
respectively  –  significantly  less  than  the  100  %  biogeochemical  considerations  can  have  great 
assumed  in  the  derivation  of  the  generic  soil  real‐world  significance.  In  particular,  the 
standards.  Considering  site‐specific  factors,  the  experience  highlights  the  need  for  effective 
estimated  health  risks  were  calculated  to  be  communication  of  highly  technical  information, 
substantially  less  than  indicated  by  the  Soil  meaningful  community  engagement,  and how  to 
Contaminant Standard.   bring  together  science,  policy,  and  community 
This  assessment  reinforces  the  need  to  consider  perception  to  allow  effective  collaboration 
the geochemistry of a contaminated soil. Based on  between agencies with diverse drivers. 
 
Early dark micaceous alteration in the Radomiro Tomic porphyry copper 
deposit: A mineralogical, lithogeochemical and thermodynamic study 
A. BULNES1, C. STANLEY2 AND B. TOWNLEY3 (PRESENTER) 
1 Department of Geology, University of Chile, Santiago, Chile  
2 Department of Earth & Environmental Sciences, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
3 Advanced Mining Technology Center & Department of Geology, University of Chile, Santiago, Chile 
abulnes@ing.uchile.cl  
 
In  porphyry  copper  deposits  around  the  world,  techniques  and  mineral  discrimination,  a 
descriptions  of  early  high  temperature  lithogeochemical, mineralogical and fluid inclusion 
hydrothermal  alteration  types  commonly  include  study  of  both  alteration  types  was  carried  out, 
Early Dark Micaceous (EDM) veins, also termed as  together with determination of  genetic  and  time 
Green  Mica  Veins  (GMV),  in  addition  to  the  evolution  differences  of  these  two  alteration 
traditionally  described  “white  quartz‐sericite”  types.  By means  of  lithogeochemistry,  calibrated 
association  that  defines  phyllic  alteration.  Green  to mineralogical  characterisation,  easy,  low  cost 
mica  veins  (sericite/muscovite)  are  dark,  as  and  observer  independent  techniques  were 
compared  to phyllic alteration, but  the  causes of  developed  to  provide  quantitative  mineral 
color differences are not clearly described.  In  the  determinations  that may  aid  geological mapping 
Radomiro  Tomic  porphyry  copper  deposit,  and  refine  geological models  in  porphyry  copper 
Chuquicamata  district,  various  hydrothermal  systems.  In  addition,  recognition  of  distinct 
alteration  types  containing  sericite  have  been  mineral  associations,  lithogeochemical 
recognised,  these  discriminated  in  two  main  differences,  and  determination  of  formation 
groups:  green  sericite  and  white  sericite.  These  temperatures  and  salinities,  have  allowed 
determinations  are  based  on  the  proportions  of  interpretation  of  the  hydrothermal  alteration 
these  minerals,  but  mineral  overprints  of  white  evolution pathways  from high  temperature GMV 
sericite  over  green  cause  mapping  and  veins  to  lower  temperature  white  sericite 
interpretation  uncertainties.  To  aid  mapping  alteration. 
 
18 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Use of field portable XRF in chemostratigraphy and lithogeochemical 
vectoring towards mineralisation, Kulumadau epithermal gold deposit, 
Woodlark Island, PNG  
D. BURKETT1, F. LAU1, I. T. GRAHAM1, D. R. COHEN1 AND L.M. SPENCER2 
1 School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
2 Kula Gold Ltd, Sydney, New South Wales, Australia 
d.burkett@unsw.edu.au 
 
The  Kulumadau  low‐sulfidation  epithermal  gold  conduits  for  mineralised  fluids)  and  indicate 
deposit  (3.8 Mt @  2.3  g/t)  is  located within  the  vectors  towards  higher  grade mineralised  zones. 
Papuan  Island Terrane of Woodlark  Island, Papua  Immobile  element  analysis  has  been  able  to 
New Guinea. The deposit  is hosted within milled  identify  cryptic  alteration  facies.  The  spatial 
matrix brecciated  lenses and veins which  cut  the  distribution of these facies suggest that propylitic 
mid‐Miocene  andesitic  Okiduse  Volcanics.  These  assemblages  defined  by  chlorite  ±  hematite  and 
units  are  in  turn  overlain  by  the  Quaternary  pyrite are the product of rock‐buffered alteration 
Kiriwina  Formation  and  colluvium.  Defining  the  related  to  the  infiltration  of meteoric  fluids  into 
spatial  continuity  of  the  various  volcanic  rock  the  hydrothermal  system.  Propylitic  facies  are 
types  of  the Okiduse  Volcanics  from  drill  core  is  typically  barren  of  Au  and  base  metal 
complicated  by  the  pervasive  nature  of  mineralisation, whereas  those  areas with  phyllic 
hydrothermal  alteration,  post‐mineralisation  to  argillic  assemblages  exhibit  elevated  gold  and 
faulting  and  the  extremely  humid  conditions,  base metal  contents  and  are  the  result  of  fluid 
which  have  almost  completely  oxidised  sulfide‐ buffered  alteration  related  to  the  interaction 
bearing diamond drill cores recovered as recently  between  the  andesitic  host  rocks  and  high‐level 
as  2012.  To  help  define  the  stratigraphy  of  the  magmatic  derived  fluids.  High  gold  contents 
Kulumadau  deposit,  chemostratigraphy  has  been  appear  to  have  a  spatial  affinity  with  areas 
constructed using  fpXRF data using various  forms  approaching  the  juncture  of  phyllic/argillic  and 
of cluster analysis and compositional data analysis  propylitic  altered  zones;  in  these  zones,  fluid 
on  log‐ratio  transformed  data.  These  techniques  mixing appears to be an  important mechanism  in 
were  also  used  to  quantify  the  effects  of  the precipitation of Au and base‐metals.  
hydrothermal  alteration,  identify  faults  (palaeo‐
 
Multiscale analysis of regional geochemical data  
D. CAO 
MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese 
Academy of Geological Sciences, Beijing, China 
dianhuacao@gmail.com  
 
This  paper  presents  a  method  of  multiscale  geochemical  background,  which  will  vary  in 
analysis  of  regional  geochemical  data.  A  shift‐ accordance  with  geochemical  anomalies 
invariant stationary wavelet transform  (SWT) was  determined  by  the  corresponding  detail 
used  to  undertake  multiscale  decomposition  of  coefficients  of  SWT  of  the  regional  geochemical 
regional geochemically‐interpolated grids using an  data.  The  lower  limiting  value  of  geochemical 
optimal  selection  of  the  wavelet  basis  function.  anomalies  from  multiscale  detail  coefficients  of 
The optimal decomposition  level occurs when the  SWT can be determined using statistics methods. 
resulting  statistical  distribution  approximates  a  The multiscale  detail  coefficients  of  SWT  of  the 
uniform  distribution.  At  each  scale,  the  regional  geochemical  data  are  plotted  on 
approximation surface  is not directly taken as the  cumulative  frequency  graphs,  and  anomaly 
19 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
thresholds are defined by  the upper  inflexions of  analysis,  assisting  the  identification  of 
the  plots.  Areas  containing  more  multiscale  geochemical anomalies relating  to mineralisation. 
geochemical  anomalies  are  more  favorable  to  This  method  is  illustrated  by  using  regional 
mineral  prospecting.  Fine  structure  and  local  geochemical  data  from  the  Jiangxi  and  Yunnan 
variation  of  regional  geochemical  anomalies  can  provinces, China.   
thus be  acquired using  the method of multiscale 
 
Regional geochemical anomalies at Simao Cenozoic rift zone, SW China 
D. CAO  
MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese 
Academy of Geological Sciences, Beijing, China 
dianhuacao@cags.ac.cn 
 
Regional  geochemical  anomalies  can  distinguish  Mo, Bi, Sn, Nb and Y, but depleted  in Ag, Pb and 
major  tectonic  units,  helping  to  unravel  crustal  Zn.  Multivariate  statistics  and  spatial 
evolution  and  assist  mineral  exploration.  The  interpretation  of  the  geochemical  data  suggests 
Simao  Cenozoic  rift  zone  has  recently  been  three major factors associated with the geological 
considered  to  be  an  active  continental  rift,  evolution  of  the  Simao  Cenozoic  rift  zone.  The 
resulting  from  thermal  upwelling  of  the  enrichment  of  siderophile  elements  (Co,  Ni,  Cr, 
asthenosphere.  This  interpretation  is  supported  Fe2O3,  V,  Ti,  Mn  and  Mo)  in  the  rift  zone  is 
by  structure,  the  sedimentary  record,  the  attributed  to  upward  migration  of  mantle 
geochemistry  of  igneous  rocks  and  geophysical  material.  The  distribution  of  K, Na, Mg,  B  and  F 
data.  A  large  regional  geochemical  data  set  of  coincides  with  late  Cenozoic  basins  that  infill 
about 15,900 evenly distributed stream sediment  grabens,  as  well  as  with  salt  deposits.  The 
samples, each  representing a 2 km  to 2 km area,  chalcophile  elements  (Cu,  Hg,  Sb,  Bi  and  Sn) 
collected  and  analysed  by  the  Chinese  national  display  dispersion  patterns  associated  with 
geochemical  mapping  project  during  the  1980s,  clusters  of  economically  interesting  Cu  deposits. 
was used to outline the Simao Cenozoic rift zone.  Multi‐disciplinary  methods  were  used  to 
The geochemical anomalies clearly reflect  the rift  investigate the structure and tectonic evolution of 
zone,  and  show  that  it  is  enriched  in  F,  B,  K2O,  the  Simao  Cenozoic  rift  zone,  assisted  by  the 
Na2O, MgO, Co, Ni, Cr, Fe2O3, V, Ti, Mn, Cu, Hg, Sb,  regional geochemical patterns.       
 
Geostatistical analysis of geochemical and organo‐geochemical data applied 
to mineral exploration in Northern Chile  
P. CASTILLO1, B. TOWNLEY1, X. EMERY2, A. PUIG3 AND K. DECKART1 
1 Department of Geology, University of Chile, Santiago, Chile 
2 Department of Mining Engineering, Advanced Mining Technology Center, University of Chile, Santiago, 
Chile 
3 Codelco – Chile, Santiago, Chile 
pcastillolagos@gmail.com 
 
Within  a  joint  Codelco‐Chile  and  University  of  using ORE HOUND GOCC collectors. The collectors 
Chile  research  program,  systematic  soil  gas  are  passive  devices  buried  in  the  soil,  especially 
sampling  was  undertaken  in  three  exploration  designed  to  capture  free  ions  and  gaseous 
prospects  lying  beneath  transported  overburden  hydrocarbon compounds that have migrated from 
and  post mineralisation  rocks  in  northern  Chile.  depth and that deliver, in a short period of time, a 
Sampling was carried out along 400 x 500 m grids  response  to  the  presence  of  covered  underlying 
20 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
ore  bodies.  From  the  collectors,  72  chemical  anomalous data. This analysis is complemented by 
elements and 162 hydrocarbon compounds were  a  factorial  kriging  analysis,  by  incorporating  the 
assayed, for a total of 314, 417 and 618 samples in  spatial information and by distinguishing different 
the respective exploration areas.  The multivariate  scales of  spatial  variation,  as  given by  the  set of 
database was  used  to  define  exploration  targets  direct and cross variograms of the variables under 
and  determine  geological,  geochemical  and/or  study.  This  way,  it  is  possible  to  filter  out 
organo‐geochemical  relationships  between  measurement  errors  (nugget  effect),  local  and 
samples.  In  the  first  data  processing  stage,  a  regional trends, and to independently observe the 
thorough  quality  control  evaluation  was  contrast  anomalies  of  interest.  In  the  studied 
completed,  to  ensure  that  the  assayed  variables  prospects  we  have  recognised  the  influence  of 
possess  suitable  confidence  levels,  commonly  structural  factors,  in  the migration path of  gases 
reducing  the  number  of  variables  to  study.  The  and free ions toward surface, plus lithological and 
second  stage  corresponds  to  a  multivariate  hydrogeological  control  in  shaping  contrast 
statistical  analysis  in  order  to  interpret  the  anomalies. 
relationships  between  variables  and  to  detect   
 
Geochemical methods in studies of recent and past environmental changes  
C. CHAGUÉ‐GOFF1,2, H. K. Y. WONG2, P. GADD2, D. COHEN1 AND J. COPE1  
1 School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
2 Australian Nuclear Science and Technology Organisation, Kirrawee DC, New South Wales, Australia 
c.chague‐goff@unsw.edu.au 
 
A multi‐proxy approach  is advocated  in studies of  Long‐  and  short‐term  environmental  changes  in 
recent  and  past  environmental  changes,  as  the  Moawhitu Wetland, d’Urville Island, New Zealand, 
use  of  too  few  diagnostic  criteria  often  leads  to  were  reconstructed  using  a  suite  of multi‐proxy 
misinterpretations.  Geochemistry  is  a  powerful  analyses.  It  was  high  resolution  X‐ray  core 
tool  which,  when  combined  with  other  proxies,  scanning  though  that  provided  the  geochemical 
can provide  information on  short‐ and  long‐term  evidence for tsunami inundation into the wetland, 
changes  preserved  in  the  sedimentary  record.  beyond  the  extent  of  any  sand  deposit.  ICP‐AES 
Geochemical  methods  used  in  the  studies  and  ICP‐MS  analyses  of  selected  samples  were 
presented here  include  ion chromatography,  ICP‐ also used  to quantify and corroborate  the  results 
AES,  ICP‐MS,  portable‐XRF  and  X‐ray  core  of the X‐ray core scanning.   
scanning. While  IC,  ICP‐AES  and  ICP‐MS  are well  Portable‐XRF  is  more  commonly  used  in 
established  techniques,  P‐XRF  and  X‐ray  core  archaeological  studies,  although  it  has  recently 
scanning  have  only  recently  been  used  in  been used  to map  the  inundation  limit  following 
geosciences, particularly in Australasia. The latter,  the  2011  Tohoku‐oki  tsunami,  and  to  assess  the 
coupled with magnetic  susceptibility,  produces  a  longevity of marine chemical markers  in different 
continuous record along the length of a core with  sediment  types.  Concurrent  analyses  of  water‐
high  resolution  fingerprinting  of  environmental  leachable ions by IC and ICP‐AES were also used to 
changes, albeit with qualitative data. Portable‐XRF  corroborate  the  results  of  p‐XRF  analysis, 
is a rapid non‐destructive method, but results are  confirming  the occurrence of saltwater  indicators 
semi‐quantitative. Here we discuss the application  in the sediment.  
of these two methods in recent studies.  
 
21 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical mapping of tsunami inundation: Beyond the sand 
C. CHAGUÉ‐GOFF1, H. K. Y. WONG2, W. SZCZUCIŃSKI3, P. GADD2 AND D. COHEN1  
1 School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
2 Australian Nuclear Science and Technology Organisation, New South Wales, Australia 
3 A. Mickiewicz University in Poznan, Poznan, Poland 
c.chague‐goff@unsw.edu.au 
 
Tsunami  deposits  range  from  mud  to  boulders,  water marks, this evidence  is often  lost over time 
depending  upon  the  material  available  for  and is therefore absent in the geological record. 
transport  by  these  devastating  waves.  As  sandy  Here we report on two studies, where the tsunami 
beaches  are  most  often  eroded,  many  of  the  inundation  limit was mapped  using  geochemical 
reported tsunami deposits are dominated by sand,  methods.  Six  months  after  the  2010  Maule 
and  are  identified  in  the  geological  record  as  an  Tsunami  in  Chile,  the  limit  of  inundation  was 
anomalous sand layer within a soil or peat profile,  identified based on chemical and microfossil data. 
a  bit  like  a  layer  cake.  However,  recent  post‐ In Japan, geochemical markers allowed the precise 
tsunami  surveys have  shown  that  the  sand  layer  limit of inundation to be identified in the absence 
may  extend  up  to  only  60‐70%  of  the  tsunami  of  any  sedimentological  evidence.  Follow‐up 
inundation limit, and is thus not representative of  studies also revealed that the marine geochemical 
the magnitude of  the event. This  invariably  leads  signature was preferentially preserved in the mud 
to underestimates of  the size of  the  tsunami and  component of the tsunami deposit which is found 
the  generating  event.  As  shown  by  the  2011  inland beyond the  limit of sand deposition. As no 
Tohoku‐oki  tsunami  in  Japan,  this  can  have  marine microfossils were recovered in this area of 
devastating outcomes. While  the  inundation  limit  Japan, geochemical mapping  is proving  to be  the 
can be mapped immediately after the event using  only  means  by  which  tsunami  inundation  maps 
the  extent  of  debris,  salt‐burned  vegetation  and  can  be  redrawn  allowing  tsunami  mitigation 
measures to be re‐assessed. 
 
Phosphorus speciation in soils peripheral to meltwater ponds of Victoria 
Land, Antarctica  
H. K. CHRISTENSON, G. WEBSTER‐BROWN AND I. HAWES  
University of Canterbury, Christchurch, New Zealand 
hannah.christenson@pg.canterbury.ac.nz  
 
Meltwater  ponds  are  the most  common  habitat  to  the  pond  water  during  periods  of  increased 
for terrestrial biota on continental Antarctica. The  temperature and greater meltwater volume. Over 
productivity  of  benthic  cyanobacteria  (the  three  years  (2011  –  2013),  soils  were  collected 
dominant biomass)  is considered to be  limited by  (together  with  sediments,  waters  and  biological 
phosphorus  availability  in  inland  areas,  but  material)  from 15 ponds  from 3 areas of  the Dry 
sources of P and factors  limiting  its bioavailability  Valleys,  and  from  7  ponds  in  the McMurdo  Ice 
are poorly understood. Consequently, it is difficult  Shelf  /  Ross  Island  region  in  Victoria  Land, 
to  predict  how  productivity  will  be  affected  by  representing  inland  and  coastal  meltwater 
climate change‐induced increases in pond size and  environments,  respectively.  Concentrations  of  P 
volume. As part of a larger research programme to  were up  to  an order of magnitude higher  in  the 
determine  the  P  biogeochemical  cycle  for  soils of coastal ponds (mean = 2.2 g/kg), compared 
meltwater  ponds,  this  study  has  explored  P  to  inland  pond  soils  (mean  =  0.32  g/kg). 
concentration and speciation  in the soils near the  Phosphorus  speciation,  determined  using 
ponds, to identify additional potential sources of P  standard sequential extraction methods, indicated 
22 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
that <3% of  the P  in  the  soils was  in a  form  that  though weathering  of  apatite  and/or  dissolution 
might  be  readily  released  during  flooding  or  of  refractory  oxide  phases may  release  P  in  the 
during  the  seasonal  anoxia  that  develops  in  longer  term,  particularly  from  the  relatively  P‐
meltwater  ponds. However,  up  to  10% was  in  a  enriched  coastal  soils.  In  coastal  ponds  on  the 
form  that  could  be  released  under  alkaline  McMurdo  Ice Shelf, pond sediments had <25% of 
conditions (pH>10), as can occur during periods of  the  readily  exchangeable  P  concentration  in 
intense  photosynthesis  over  summer.  The  adjacent  soils,  and  up  to  40%  less  total  P, 
remaining  P  (70  to  99%) was  refractory  and  less  confirming  immediate and  longer  term release of 
likely  to be  readily dissolved during  soil  flooding,  soil P into pond water.   
 
Biogeochemical orientation surveys in the Reefton Goldfield, New Zealand 
A. B. CHRISTIE1, C. E. DUNN2 AND H. M. WALDRON3  
1 GNS Science, Lower Hutt, New Zealand 
2 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada 
3 Xenocryst Pty Ltd, Thornlie, Western Australia, Australia 
t.christie@gns.cri.nz 
 
Biogeochemical  orientation  surveys  were  times background  levels of Au (<0.2 ppb Au). This 
conducted in two areas near Reefton in the South  was  coincident  with  slightly  elevated  levels  of 
Island  of New  Zealand:  the  T38  target  (T38)  and  several  other  elements  commonly  occurring  as 
the  Blackwater  Creek  (Waiuta)  prospects,  both  pathfinder elements for Au (e.g. Bi and Se). At the 
potential  orogenic  gold  quartz  vein  systems.  Six  Blackwater Creek prospect, foliage from the small 
common plant species were sampled: black beech  tree Quintinia was analysed. No  indications of Au 
(Nothofagus  solandri),  red  beech  (Nothofagus  mineralisation were identified, although it appears 
fusca),  silver  beech  (Nothofagus  menziesii),  that Quintinia  is  less  sensitive  to many  elements 
Westland  quintinia  (Quintinia  acutifolia),  ferns  than  the  beeches.  There  are  two  zones  of 
(Blechnum  spp.)  and  rimu  (Dacrydium  distinctly different chemical composition: 1) in the 
cupressinum).  169  samples were  analysed  for  53  north there are relative enrichments of B, Ba, Cd, 
elements. At the T38 target prospect, foliage from  Cu, Hg, Li, Mg, Ni, P, Rb, Sb, Sr and Zn; 2)  in  the 
three  species  of  beech  was  analysed  and  the  south  the  coincident  suite  of  elements  is  Ca,  Cr, 
element distributions plotted. Two northwesterly  Cs, Mn, Mo and Pb. Additional information on the 
trending zones of enrichment were identified, one  relative uptake of elements by ferns (notably high 
with coincident enrichments  in Ca, Ba, As, Sb, Cu,  levels of REE) and the conifer, rimu, provides what 
Li,  Cs  and  Rb,  and  the  other  with  coincident  is  probably  a  first  database  for New  Zealand  on 
enrichments  in Au, Co, Mo, Mn,  Se, REE and Pb.  multi‐element  concentrations  in  these  common 
However,  in  general,  element  concentrations  species,  providing  a  baseline  dataset  for  future 
were not particularly  remarkable, except  for one  surveys. 
site  yielding 4.8 ppb Au  in dry  tissue –  about 50 
 
23 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Sulphide minerals in waste rock used as construction fill and their effect on 
groundwater chemistry at the Martha Au‐Ag mine, Waihi, New Zealand  
J. CONWAY1*, W. RUSSELL2, J. L. MAUK3, K. WATSON4 AND R. R. SEAL5 
1 School of Environment – Geology, The University of Auckland, Auckland, New Zealand 
* Current address: Pattle Delamore Partners, PO Box 9528, Auckland 1149, New Zealand   
2 GWS Ltd, Auckland, New Zealand 
3 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA 
4 Newmont Waihi Gold, Waihi, New Zealand 
5 US Geological Survey, Reston, Virginia, USA 
jcon746@aucklanduni.ac.nz 
 
Chemical  and  isotopic  characterisation  of  sulphate, which  currently  ranges  from  ~3  to  100 
groundwater,  as  well  as  geochemical  testing  of  mg/L,  is  predominantly  the  result  of  mixing 
waste  rock  was  used  to  identify  sources  between  two primary  sources:  (1) pyrite present 
contributing  to  increased  levels  of  sulphate  in  in the oxidised waste rock (average δ34S of 2.1‰), 
shallow  monitoring  wells  at  the  Martha  Mine  and  (2)  atmospheric  sulphate  derived  from 
tailings  storage  facility,  Waihi,  New  Zealand.  precipitation  (average  δ34S  of  20.9‰).  In  wells 
Waste  rock  is  used  as  construction  fill  and  affected  by  pyrite  oxidation,  isotope  dilution 
contains pyrite (about 0.3 wt%) and goethite, the  calculations  suggest  between  3  and  78%  of  the 
latter  indicating  that  the  deposits  are  in  an  sulphate is sourced from pyrite oxidation, with an 
advanced stage of oxidation. X‐ray diffraction and  average  contribution  of  25%.  In  a  few  of  the 
shake  flask  tests  of  the  fill material  indicate  the  monitoring wells, some of the sulphate  is derived 
main  soluble  sulphate  minerals  are  gypsum,  from other  sources  resulting  in anomalous  stable 
epsomite  as  well  as  iron  and  manganese  isotope  compositions.  Minor  amounts  of 
sulphates.  On  average,  about  0.04  wt%  water‐ additional  sulphate,  with  δ34S  values  similar  to 
soluble sulphate is present in the fill, but amounts  that  of  atmospheric  sulphate  (~20.9‰),  yet 
vary  spatially; concentrations up  to 0.12 wt% are  depleted  in  18O  (δ18O  of  0  to  ‐1‰),  are 
present in restricted areas within the deposit. Net  incorporated  through  the  oxidation  of  organic 
acid  generation  tests  and  acid  base  accounting  sulphur  in  carbonaceous  layers  beneath  the  fill. 
confirms  that  some  localised  regions  of  fill  are  Once  in  the  shallow  groundwater,  bacterial 
potentially  acid  forming;  however, most  samples  sulphate  reduction  is  a  locally  important process 
are  classified  uncertain.  Analysis  of  isotopic  resulting in removal of sulphate and metals. 
signatures  (δ18O,  δD,  δ34S)  indicates groundwater 
 
Platinum stable isotopes in ferromanganese crust and nodules as a 
paleoceanographic tracer 
L. CORCORAN, M. R. HANDLER, T. M. SEWARD AND J. CREECH 
School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, Wellington, New 
Zealand 
loretta.corcoran@vuw.ac.nz 
 
In the modern oxic ocean, many trace metals are  sediments  as  a  potential  economic  resource. 
concentrated  in  hydrogenetic  ferromanganese  These  slow‐growing  ferromanganese 
crust  and  nodules  relative  to  upper  continental  oxyhydroxides  are  also  being  utilised  as  archives 
crust  (UCC)  (Hein  et  al.  2012).  This  enrichment,  of changing ocean chemistry  recording elemental 
combined with an increased industrial demand for  concentration  and  stable  isotopic  variations 
platinum  group  elements  (PGE),  REEs,  and  other  (Goldberg  et  al.  2009).  Ferromanganese 
metals,  is  leading  to  growing  interest  in  these  oxhydroxides  are  the  primary  sink  for  platinum 
24 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
with 80  times enrichment over pelagic sediments  oxyhydroxides will be  conducted  to  evaluate  the 
and  up  to  1300  times  over  UCC  concentrations  speciation,  incorporation  and  isotopic 
(Goldberg  et  al.  1986).  Changes  in  seawater  composition  of  Pt,  which  will  aid  in  the  overall 
chemistry due  to changes  in source  fluxes, ocean  understanding of Pt in the marine environment. 
redox  state,  etc.  may  lead  to  small  variations   
(<  ±1‰)  in  the  platinum  stable  isotopic  Hein,  J.R., Mizell,  K.,  Koschinsky,  A.  and  Conrad, 
composition.  Platinum  is  a  non‐bio‐essential,  T.A.  2012.  Deep‐ocean  mineral  deposits  as  a 
highly  siderophile  metal  with  six  naturally  source  of  critical  metals  for  high‐and  green‐
occurring isotopes with several oxidation states. A  technology  applications:  Comparison  with  land‐
method has been established using MC‐ICPMS  to  based resources. Ore Geology Reviews 51: 1‐14.  
precisely measure Pt isotopic compositions using a 
196Pt‐198Pt double spike to correct for instrumental  Goldberg,  T.,  Archer,  C.,  Vance,  D.  and  Poulton, 
mass  bias.  Pt  is  separated  from  the  Fe‐Mn  S.W.    2009.  Mo  isotope  fractionation  during 
oxyhydroxide  component  of  the  sediments  by  adsorption  to Fe  (oxyhydr) oxides. Geochimica et 
means of  anion  exchange  chemistry, with  ≥  80%  Cosmochimica Acta 73: 6502‐6516. 
yields and  ≥ 85% purity, as determined  for  three  Goldberg, E.D., Hodge, V., Kay, P., Stallard, M. and 
natural  nodule  standards  and  the  IRMM  010  Pt  Koide,  M.  1986.  Some  comparative  marine 
isotopic  standard.  Analyses  of  natural  and  chemistries  of  platinum  and  iridium.  Applied 
experimentally  synthesised  ferromanganese  Geochemistry 1: 227‐232.   
 
From tree‐tops to massive sulphide in the Mabel Lake area, British Columbia, 
Canada 
M. CORNELIUS1, C. E. DUNN2, R. HETHERINGTON3, C. R. RINGROSE1 AND R. I. THOMPSON3  
1 Cullen Resources Ltd, South Perth, Western Australia, Australia 
2 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada 
3 RIT Minerals Corporation, North Saanich, British Colombia, Canada 
mcornelius@cullenresources.com.au 
 
Located  in  southern British  Columbia,  the Mabel  rich zone, 10‐35 wide and >50 m  long, composed 
Lake area is an extensive region with dense forest  of quartzitic marble with sphalerite, graphitic and 
and rugged terrain that poses significant problems  micaceous  quartzite,  and  semi‐massive  gossan 
to  conventional exploration and mapping. Glacial  and sulphides. Best concentrations  included: Zn – 
deposits  cover metamorphosed  calcareous  rocks,  3 m @ 8.98%; Re – 580 ppb; Mo – 1339 ppm, and 
quartzites,  biotitic  and  graphitic  schist  of  the  anomalous Cd, Cu, Bi, Ni, Sn, Tl and W.  A HeliTEM 
Monashee  sequence  that  host  Zn‐Pb  deposits  electromagnetic  survey was  flown  to  outline  the 
such  as  Kingfisher  and  Ruddock  Creek.  In  2005,  extent  of  the  anomaly  and  to  explore  other 
the  Geological  Survey  of  Canada  conducted  a  adjacent  areas.  Results  showed  a  significant 
reconnaissance  survey  to  provide  a  electromagnetic  conductor  and  magnetic 
biogeochemical  dataset  for  this  region.  562  responses  in  the  area  of  the  trenching,  and 
Douglas‐fir  tree  top  samples were  taken  from  a  anomalies  of  similar  magnitude  elsewhere  that 
helicopter over c.700 km2. Analysis of  the  tissues  have  yet  to  be  investigated.  In  2012,  a 
indicated  significant  Tl  and  Cd  anomalies  east  of  reconnaissance  diamond  drilling  programme 
Mabel Lake and detailed follow‐up sampling using  intersected Zn‐rich massive  sulphide beneath  the 
Western  Hemlock  bark  outlined  a  Tl  anomaly  trenches,  and  prospecting  also  discovered more 
some 300x400 m across. In 2010, Ah soil sampling  Zn‐rich  gossan  200  m  southeast  of  the  drill 
within  the  Tl  anomaly  identified  anomalous Mo  sections.  This  grassroots  study  demonstrates  the 
and  Zn  concentrations  in  addition  to  the  Tl‐Cd  successful  linkage  between  biogeochemistry, 
association.  In  2011,  trenching  across  the  centre  geophysics  and  geology  to  identify  significant 
of the biogeochemical anomaly revealed a gossan‐ mineralisation. 
 
25 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Preliminary results of an environmental risk perception carried out in the 
industrial city of Estarreja, North Portugal 
S. P. COSTA1, A. P. REIS1 (PRESENTER), E. FERREIRA DA SILVA1, C. PATINHA1, D. BLEY2, Y. NOACK3, 
S. ROBERT2 AND L. ARROJA4 
1 GEOBIOTEC, University of Aveiro, Campus Universitário de Santiago, Aveiro, Portugal 
2 ESPACE, CNRS / Aix‐Marseille University, Maison Méditerranéenne des Sciences de l’Homme,  
Aix‐en‐Provence, France 
3 Aix‐Marseille University, Cerege, Aix en Provence, France 
4 CESAM, University of Aveiro, Campus Universitário de Santiago, Aveiro, Portugal 
pmarinho@ua.pt 
 
This  study  presents  preliminary  data  from  an  while  less polluted pathways  included soils  (men) 
environmental  risk  perception  study.  The  study  and water  (women).  In  general,  the  participants 
received  ethical  approval  from  the  National  thought  that  they  received  enough  information 
Committee  for  Data  Protection  (CNPD). We  are  about environmental issues from the stakeholders 
investigating  the  public's  perceived  health  risks  (the  local  authority).  All  participants  suffering 
associated  with  environmental  pollution  from  a  from  heart,  bladder,  skin  or  respiratory  diseases 
number  of  identified  sources.  A  sample  of  20  identified  the  industrial  Chemical  Complex  of 
subjects was interviewed and a questionnaire was  Estarreja  (CCE)  as  the  major  environmental 
voluntarily  filled  out  by  the  participants.  This  pollution  source.  The  results  also  showed  that 
questionnaire  included  specific  questions  related  people have some perception of the risk posed by 
to  subject  characteristics,  to  household  and  air  and  water  contamination,  but  seem  to  be 
neighborhood  characteristics  and  to  perceived  unaware of  the  risk posed by  soil contamination. 
risks of  certain  environmental hazards  to human  Most  participants  attributed  liabilities  to  the 
health.  All  subjects  confirmed  that  they  were  Portuguese  state  rather  than  to  industry,  and 
concerned with  the environmental quality of  the  thought  that  the  most  effective  mitigation 
region.  Unlike  some  men,  all  the  women  measure  to  reduce  the  environmental burden of 
interviewed considered that the region is polluted.  the region  is through the application of penalties. 
The majority think that the air is the most polluted  This  information will become  crucial at  the  stage 
pathway  providing  exposure  to  contaminants,  of risk communication. 
 
Thallium geochemistry during acid mine drainage treatment 
K. COUP1, J. POPE2, P. J. SWEDLUND1 (PRESENTER), P. WEBER3 AND C. WEISENER4  
1 School of Chemical Sciences, University of Auckland, New Zealand 
2 CRL Energy Ltd, Christchurch, New Zealand 
3 Solid Energy New Zealand Ltd, Christchurch, New Zealand 
4 Earth and Environmental Sciences, University Of Windsor, Ontario, Canada 
kcou014@aucklanduni.ac.nz 
 
Thallium  (Tl)  is  a  toxic Group  13  element, which  trace  metal  loadings  that  leave  the  AMD 
can be an environmental  issue  in some acid mine  treatment  system.  Thallium  exists  in  aquatic 
drainage (AMD) systems. Thallium can enter AMD  systems  predominantly  as  the  highly  soluble 
systems  either  directly  from  sulfide  oxidation  or  monovalent cation with a 1st hydrolysis constant 
indirectly  if  it  has  become  concentrated  in  acid  of  10‐13  but  it  can  form  an  insoluble  trivalent 
neutralising materials used to treat AMD. The use  species at high EH. Monovalent Tl+  is expected to 
of  industrial  waste  materials  as  cost  effective  be very mobile  in AMD systems and, unlike other 
neutralents for AMD needs to be tempered by an  toxic  cations  such  as  Pb+2  and  Cu+2,  have  a  low 
understanding  of  the  impact  of  these wastes  on  affinity  for  the  surfaces  of  the  Fe+3  and  Al+3 
26 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
hydrous  oxides  that  precipitate  during  geochemistry  of  Tl  during  laboratory  scale  AMD 
neutralisation. This means that there is a need for  neutralisation  experiments  with  a  focus  on  a 
extra caution with regards to the thallium content  waste  Ca(OH)2  product  with  a  known  elevated 
of AMD neutralents.  In  this work we explore  the  level of Tl.   
 
Contrasting geochemistry of orogenic gold deposits in Yukon, Canada and 
Otago, New Zealand 
D. CRAW1, J. MORTENSEN2 AND D. MACKENZIE1 
1 Geology Department, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
2 Mineral Deposits Research Unit, University of British Columbia, Vancouver, Canada 
dave.craw@otago.ac.nz 
 
The Yukon‐Tanana Terrane (YTT) of western Yukon  from  the  rocks  during  the  initial  Paleozoic 
Territory  in NW Canada and the Otago Schist belt  metamorphism.  The  YTT  host  rocks,  particularly 
(OSB) of South  Island, New Zealand  share  similar  metagranitoids, have anomalous levels of Mo, and 
geological  evolutionary  histories  as  convergent  many  orogenic  deposits  contain  elevated  Mo, 
margin  orogenic  belts.  Both  belts  host  orogenic  predominantly as molybdenite. The OSB turbidites 
gold  deposits  of  mainly  Jurassic  to  Early  have elevated Mo, along with elevated Au and As, 
Cretaceous age. Jurassic mineralisation  in the YTT  in  diagenetic  pyrite,  but  this Mo  became  largely 
occurred  during  accretionary  orogenesis  and  dispersed  through  the  metamorphic  pile  as 
stacking of previously‐metamorphosed (Paleozoic)  metamorphic  grade  increased  and  pyrite 
greenschist‐amphibolite  facies  metasediments,  transformed  to  pyrrhotite.  The  OSB  orogenic 
metavolcanic  rocks,  and  metagranitoids.  deposits  have  only  marginally  elevated  Mo,  no 
Approximately coeval OSB mineralisation occurred  molybdenite, and the accessory scheelite  in these 
in  the  latter  stages  of  collision  of  terranes  that  deposits  is  distinctly  Mo‐poor.  Only  minor 
comprised  essentially  un‐metamorphosed  mobilisation  of  base  metals  occurred  in  the 
turbidites  with  minor  basaltic  rocks.  orogenic belts, and orogenic gold deposits contain 
Metamorphism  of  the  OSB  turbidites  mobilised  only traces of base metal sulfides. Deposits  in the 
gold and abundant As, Sb, and W, primarily under  YTT  and  OSB  differ  in  that  gold  and  other 
greenschist  to  lower  amphibolite  facies  anomalous  ore‐related  elements  in many  of  the 
conditions. In contrast, the YTT rocks had little As,  orogenic  deposits  were  remobilised  from 
Sb, or W available for mobilisation  in the Jurassic,  relatively  local  sources  (e.g.,  pre‐Jurassic  Cu‐Mo‐
and consequently orogenic deposits are distinctly  Au  porphyry  or  VMS mineralisation)  in  the  YTT, 
lacking  in  these pathfinder elements. Arsenic, Sb,  whereas  metals  were  homogenised  from  larger 
and W in the YTT may have been earlier removed  volumes of rock at depth in the OSB.  
 
Applied geochemistry: Current trends and issues in Africa 
T. DAVIES  
Faculty of Natural Sciences, Mangosuthu University of Technology, Umlazi, South Africa 
theo.clavellpr3@gmail.com 
 
The total output in Applied Geochemistry (AG) for  investigation  of  environmental  chemical 
the  Africa  region,  in  terms  of  research,  phenomena,  agriculture,  health  and  land  use 
publications and industrial utilisation, continues to  planning. The dearth of activities in this important 
be limited, and far out of proportion in relation to  branch of geoscience is manifested in many ways, 
the huge potential benefits  that would  accrue  in  a  situation  that  has  not  changed  significantly 
applications  to mineral  exploration  programmes,  during  the  last  decade,  despite  the  growth  of 
27 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
commercial  laboratories  offering  diverse  high  Africa (Zambia and Sierra Leone), Eire and the UK 
quality  analytical  facilities  around  the  continent.   that  John Webb  first observed  several  important 
In  spite  of  the  increased  interest  in  mineral  correlations  between  geochemical  patterns, 
exploration  projects  by  numerous  mining  mineralisation,  soil  type  and  the  incidence  of 
companies,  the rate of discovery of new deposits  agricultural  disorders.    Addressing  the  issues 
is  still  relatively  low  in  comparison with  areas of  would  engender  a  concerted  effort  by  African 
the world with less favourable geology in terms of  governments  and  pertinent  geoscientific 
mineralisation  potential.  For  instance,  South  institutions  in  training  an  adequate  number  of 
Africa, considered the world’s top mining country,  highly  skilled  applied  geochemists,  and 
lags  far  behind  Russia,  Chile,  United  States,  concomitant  massive  investment  in  analytical 
Canada, Australia, and the UK in total output from  geochemical  infrastructure.  In  the  short  term, 
AG programmes. The number of research articles  however, more  use  should  be made  of  the  high 
on  Africa  appearing  in  leading  AG  journals  quality  geochemical  facilities  offered  by 
continues  to be below 15 percent of world  total.  commercial  laboratories, now  readily available  in 
These statistics are surprising, given that  it was  in  most parts of the continent. 
 
Distribution of lithium in Australian regolith: An indicator of potential lithium 
resources in salt lake brines? 
P. DE CARITAT1, S. JAIRETH1, E. BASTRAKOV1, E. C. GRUNSKY2 AND A. MANN3 
1 Geoscience Australia, Canberra, Australian Capital Territory, Australia 
2 Geological Survey of Canada, Ottawa, Ontario, Canada 
3 Consultant, South Fremantle, Western Australia, Australia 
patrice.decaritat@ga.gov.au 
 
Lithium  concentrations  in  catchment  outlet  ‘coarse’ < TOS  ‘fine’ < BOS  ‘fine’;  in other words 
sediment  samples were measured  as part of  the  the  deep  or  ‘fine’  samples  have  higher  Li 
National Geochemical  Survey of Australia  (NGSA;  concentrations  than  their  surface  or  ‘coarse’ 
www.ga.gov.au/ngsa).  Samples were  collected  at  counterparts. In order to assess the ‘availability’ of 
or  near  the  outlet  of  1186  catchments  covering  Li,  the  ratio  of  MMI®  to  AR  Li  (Li_Mi/Ai)  was 
~81% of Australia during 2007‐2009. At each site a  calculated and plotted. Li availability  ranges  from 
top outlet sediment (TOS) sample (0‐10 cm depth)  almost  non‐existent  up  to  14%.  The  map  of 
and a bottom outlet sediment (BOS) sample (~60‐ Li_Mi/Ai  shows  that  the  regions  of  high  Li 
80  cm  depth)  were  collected;  each  split  into  a  availability correspond to the Yilgarn Craton, much 
‘coarse’  (<2 mm) and a  ‘fine’  (<75  μm) grain‐size  of  eastern  South  Australia,  the  southernmost, 
fraction. Lithium data are available for the Mobile  westernmost  and  central  Northern  Territory, 
Metal  Ion  (MMI®;  TOS  ‘coarse’  only)  and  aqua  south  and  western  Queensland,  western  New 
regia  (AR)  digestion  techniques.  Censored  data  South Wales and Victoria and a few coastal areas. 
(reported to be below the lower limit of detection  These  commonly  are  regions  where  salt  lakes 
(LLD) account for 32% of the MMI® dataset (LLD =  occur.  However,  assessment  of  Li  content  of 
0.005 mg/kg) and are absent from the AR dataset  source  rocks  and  groundwaters  and  absence  of 
(LLD  =  0.1  mg/kg);  replacement  values  were  active hydrogeological setting highlight limitations 
imputed  using  a  nearest  neighbour method.  The  for the potential for Li‐rich brines in Australian salt 
median MMI® value  is three orders of magnitude  lakes. 
lower than the median AR concentration. Further,  ©  Commonwealth  of  Australia  (Geoscience 
there  is  an  increase  in  median  Li  for  the  AR  Australia)             
digestion  following  the order TOS  ‘coarse’ < BOS 
 
28 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Metalloids in waste rocks and waters of the mined mesothermal gold 
deposit, Globe Progress mine, New Zealand  
J. DRUZBICKA AND D. CRAW  
Geology Department, University of Otago, Dunedin, New Zealand  
joanna.druzbicka@otago.ac.nz  
 
Arsenic  and  antimony  are  two  metalloids  up to 0.6 wt% As and 0.1 wt% Sb in NAG and up to 
commonly  associated  with  mesothermal  gold  2.4 wt% As and 10.8 wt% Sb  in PAG waste. Only 
deposits  and  their  enrichment  in  surficial  0.2% of NAG‐classified rocks were found to exceed 
environment may  cause environmental  concerns.  the aimed threshold for As and 2.4% exceeded the 
The open‐pit Globe‐Progress Mine was developed  estimated Sb limit which suggests that the method 
on  the site of historic underground workings and  of  waste  rock  separation  at  the  mine  proceeds 
has been in operation since 2007. Historically, the  rather successfully. 
targeted  ore  comprised  auriferous  quartz  veins  The  advent  of  modern  mining  has  resulted  in 
characterised by abundant arsenopyrite and  little  chemical  evolution  of  waters  draining  the  mine 
stibnite.  At  present,  the mined  ore  is  composed  which are now characterised by circumneutral pH, 
predominantly of sulphide‐rich fault breccias with  high bicarbonate and sulphate and, most notably, 
abundant stibnite.   metalloid  signature  of  Sb/As  near  to  or  greater 
The  waste  rocks  at  the  mine  are  managed  than 1. The natural shift from the historic Sb/As <1 
depending on  their  ‘arsenic  generating potential’  was  further  enhanced  by  a  ferric  chloride 
and  they are divided  into non arsenic generating  treatment  system  for  process  waters  that 
(NAG, <0.2 Au/t, estimated As <2000 ppm and Sb  preferentially  removed  more  As  than  Sb.  The 
<1000  ppm)  and  potentially  arsenic  generating  treatment of process waters is also responsible for 
(PAG,  <0.65  Au/t),  with  the  latter  being  stored  the  removal  of  iron  from  water  which  in  turn 
separately  in  a  clay‐lined waste  pile. Analyses  of  prevents  potential  further metalloid  attenuation 
waste  rocks  throughout  the  different  stages  of  through  adsorption  onto  iron  oxyhydroxide 
mining operations reveal metalloid concentrations  precipitates.   
 
Lake sediment geochemistry over complex landscapes: A case study over the 
'Ring of Fire' deposit area, Ontario, Canada  
R. D. DYER  
Ontario Geological Survey, Sudbury Ontario, Canada  
richard.dyer@ontario.ca 
 
Mineral  exploration  using  lake  sediment  as  a  proxy  to  till  geochemistry  is  particularly 
geochemistry  has  proven  successful  throughout  advantageous  over  such  landscapes where  till  is 
Ontario  and most  recently  in  detecting  evidence  inaccessible or very difficult to sample due to thick 
of the world class ‘Ring of Fire’ (RoF) chromite and  accumulations of overlying peat deposits. The lake 
Ni‐Cu  deposits  in  the  McFaulds  Lake  area  of  sediments  were  also  analysed  for  soil  gas 
northern Ontario. The  landscape  in  the McFaulds  hydrocarbons  (SGHSM)  a  proprietary  technique 
Lake area is complex; coverage with peat deposits  offered  by  Activation  Laboratories.  Unique 
is  extensive  and  overlies  Quaternary  glacial  and  hydrocarbon  signatures,  possibly  related  to 
marine deposits up  to 76 m  thick.   Detailed  lake  bacterial  biomass,  are  thought  to develop  in  the 
sediment  sampling  over  and  down‐ice  of  the  overburden  above  mineral  deposits,  perhaps  in 
mineral  deposits  has  revealed  the  presence  of  a  response  to  the  presence  of  redox  gradients 
dispersal  plume  developed  in  the  complex  drift  (electrochemical  cells).  The  SGHSM  analysis  was 
that covers the region. The use of  lake sediments  performed  on  287  lake  sediment  samples 
29 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
collected over  the  region  and  submitted blind  to  the samples. An area centred on  the RoF deposit 
the  laboratory  along  with  blind  quality  control  area  was  identified  as  the most  significant  SGH 
samples  for  independent  assessment  of  data  anomaly.  These  results  indicate,  despite  the 
quality.  Quality  control  charts  demonstrate  that  complexity  and  thickness  of  the  cover material, 
the variance of the unknowns greatly exceeds the  the  known  chromite  and Ni‐Cu‐PGE  deposits  are 
variance  in  the  performance  of  the  standards;  imparting a significant signal that was detected by 
therefore,  it  is concluded that the majority of the  the SGH analysis of lake sediments.  
signal  is  related  to  real  variations  in  the   
concentration  of  the  hydrocarbon  compounds  in 
 
Exploration geochemical studies at the concealed Pebble porphyry Cu‐Au‐Mo 
deposit, Alaska, part I: Active soil gases determined with GORE modules  
R. G. EPPINGER1, S. M. HAMILTON2, K. D. KELLEY1 AND S. M. SMITH1  
1 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA 
2 Ontario Geological Survey, Sudbury, Ontario, Canada 
eppinger@usgs.gov 
 
Collaborative  exploration  geochemical  and  sorbers).  Modules  were  placed  in  the  ground 
geophysical studies by the U. S. Geological Survey  along traverses across the deposit, at sites where 
and Pebble Limited Partnership (PLP) include a soil  soils  had  previously  been  collected  for  partial 
gas  study  completed  in  2012.  The  concealed  leach  studies.  After  28  days,  the modules  were 
Pebble deposit consists of  two contiguous  zones:  collected and sent to GORE’s analytical laboratory 
the  shallow  Pebble West  (PW),  and  the  deeper  for  determination  of  85  organic  soil  gas 
Pebble  East  (PE).  From  PLP,  measured  plus  compounds  by  thermal  desorption‐gas 
indicated  resources are 5,942 million metric  tons  chromatography‐mass  spectrometry.  Several  soil 
(Mt) at 0.42% Cu, 0.35 g/t Au, and 250 ppm Mo,  gas  compounds  show  depletion  or  enrichment 
with an inferred resource of 4,835 Mt at 0.24% Cu,  trends  over  the  shallow  PW.  No  trends  were 
0.26 g/t Au, and 215 ppm Mo, plus significant Ag,  observed  over  the  deeper  PE.  Principal 
Re,  and  Pd  concentrations.  The  Pebble  district  components  analysis  reveals  the  presence  of 
consists of Jura‐Cretaceous argillite, siltstone, and  distinct  geochemical  signals  spatially  related  to 
graywacke  cut  by  a  northeast‐trending  belt  of  PW. An inverted factor 4 (loaded strongly positive 
multiple  granitic  intrusions.  Late  Cretaceous  for CO2  and negatively  for disulfide  and nonane) 
subalkalic  granodiorite  intrusions  (91‐89 Ma)  are  gives a good anomaly compared to background. A 
genetically  related  to  mineralisation.  Post‐ similar strong response was found for an inverted 
mineralisation Tertiary volcano‐sedimentary rocks  factor  5  (loaded  strongly  positive  for 
(300‐600  m  thick)  unconformably  overlie  PE.  dimethyldisulfide,  dimethylsulfide,  and 
Quaternary  glacial  deposits  up  to  50  m  thick  benzothiazole,  heptane‐1  and  to  a  lesser  extent 
blanket  the area. Active soil gases were collected  CO2). These data suggest  that a reduced chimney 
using  130  proprietary  GORE  modules  (GORE  overlies the sulfide body at PW.   
 
 
30 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Tungsten mineralisation at the Macraes orogenic gold deposit, Otago, 
New Zealand 
L. FARMER1, D. CRAW1, J. MOORE2 AND D. TEAGLE3 
1 University of Otago, Dunedin, New Zealand  
2 Oceana Gold Limited, Dunedin, New Zealand 
3 National Oceanography Centre, Southampton, United Kingdom 
lauren_far@hotmail.com 
 
Scheelite  (CaWO4)  is  commonly  found  as  an  depth. Scheelite is confined to gold‐bearing quartz 
accessory phase in many orogenic gold deposits. A  veins, which are closely associated with the major 
study was performed at the Macraes gold deposit  shear  zones  that  host  the  deposit.  Scheelite  and 
in  Otago,  combining  geostatistics,  petrography,  quartz within these veins show evidence of ductile 
and  geochemistry  to  characterise  the  tungsten  deformation,  indicating  that  vein  formation 
mineralisation.  The  mineralisation  was  modeled  occurred  early  in  the  history  of  the  shear  zone 
on  a  pit  scale  using  grade  control  samples  from  during uplift through the brittle–ductile transition 
the active open pit. These samples were analysed  zone.  Scheelite  samples  were  analysed  for  Nd 
for  gold  using  traditional  fire  assay,  and  re‐ isotope  composition  and  yielded  a  narrow  range 
analysed  for  a  suite  of  18  elements,  including  of  143Nd/144Nd  values  between  0.512407–
tungsten  and  arsenic,  using  a  portable  XRF.  Two  0.512499.  The  calculated  ε0Nd  values  between  
distinct domains were  identified  in  the data:  the  ‐2.7  and  ‐4.5  coincide  with  published  εNd  data 
Northern domain was  characterised by high gold  from the Torlesse terrane that range from  ‐1.9 to  
and  tungsten  grades,  and  the  Southern  domain  ‐4.7. This  suggests  that  the underlying  schist pile 
had high gold grades, but was essentially barren in  was the source of the mineralising fluid or that the 
terms  of  tungsten.  A  pod  of  scheelite  was  Nd  isotopes reached full  isotopic equilibrium with 
identified in the Northern domain that extends for  the host rocks.  
more than 200 m and is open both laterally and at   
 
The use of soil gas to map concealed faults and veins: Examples from the 
Hauraki Goldfield New Zealand 
T. C. FRANCIS1, C. BROWNE1, S. CARRUTHERS1 AND J. L. MAUK1, 2 
1 School of Environment ‐ Geology, The University of Auckland, Auckland, New Zealand 
2 US Geological Survey, Denver, USA 
tobias.francis.nz@gmail.com 
 
The mobility of gas from soil has made soil gas an  sedimentary  fill.  Therefore,  soil  gas  Hg  can  be 
attractive  exploration  tool  in  the  search  for  used  quickly  and  inexpensively  to  confirm  or 
geologic  structures  and  mineral  deposits  identify  faults  accurately  in  covered  terrain. 
concealed  by  post‐mineral  cover.  We  have  Repeat sampling of soil gas along established lines 
collected  more  than  500  soil  gas  samples,  five  times on a monthly basis demonstrated  that 
measuring  Hg,  CO2  and  O2,  from  the  Hauraki  the  amplitude  of  soil  gas  Hg  anomalies  varies 
Goldfield, North  Island, New  Zealand  to  critically  widely,  but  the  location  of  anomalies  remains 
assess the usefulness of soil gas geochemistry in a  constant.  Observed  variations  in  the  soil  gas  Hg 
humid  subtropical  environment.  At  epithermal  were consistent with  fluctuations  in  the  intensity 
deposits,  and  over  faults,  soil  gas  Hg  anomalies  and  duration  of  rainfall  events,  with  increased 
have  been  found  within  25  to  50  meters  of  concentrations of up  to  two orders of magnitude 
mapped  faults  and  veins,  even where  the  faults  in  soil  gas  Hg  in  the  dry  season  and  depleted 
are  covered  by  as  much  as  800  meters  of  concentrations in the wet season. Variations of O2 
31 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
concentrations  in the soil gas primarily reflect the  matter. In the Hauraki Goldfield humid subtropical 
relative  amount  of  soil  aeration,  whereas  δ13C  climate,  soil  gases  O2  and  CO2  do  not  relate  to 
values  of  CO2  show  that  its  concentration  is  enrichment  along  fault  zones,  and do not  reflect 
controlled  by  microbial  degradation  of  organic  oxidising epithermal deposits. 
 
Quantitative evaluation of ore mineralogy in the world‐class epithermal 
Waihi vein system, New Zealand 
S. J. FYFE1, J. L. MAUK2 AND A. MENZIES3 
1 Geology Department, The University of Auckland, Auckland, New Zealand 
2 U S Geological Survey, Denver Federal Center, Denver, USA 
3 Geology Department, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile 
sfyf003@aucklanduni.ac.nz 
 
The  Waihi  vein  system  is  a  group  of  adularia‐ selenides,  stromeyerite‐mckinstryite‐jalpaite  and 
sericite epithermal deposits that formed as part of  a unnamed CuAgFe sulphide have been identified. 
a single hydrothermal system between 6.0 and 6.1  The distribution and abundance of these minerals 
Ma.  The  Martha  deposit,  including  the  Edward  varies within  veins;  Au  selenides  and  stephanie‐
lode,  is  situated  in  the  north‐west  of  the  vein  pyrargyrite‐prousite  are  more  abundant  at 
system, while  Favona  lies  to  the  north‐east,  and  shallow  depth  in  Correnso, Martha  and  Edward 
Union Hill and the vein sets of Correnso form the  vein  samples.  Vein‐to‐vein  variability  in  the 
central portion. Gold‐silver ore is hosted in quartz  distribution of  silver‐bearing minerals also occurs 
veins, which  fill  fault‐fracture  networks  in  a  10‐ among  the  samples:  tetrahedrite  is  most 
km2  area  of  hydrothermal  alteration.  Although  abundant within  veins of  Favona  and Moonlight, 
mineralised  vein  sets  have  formed  in  a  1.5  km  whereas  stephanie‐pyrargyrite‐prousite  and 
radius from each other, petrographic, microprobe,  pearceite‐polybasite  are  most  abundant  in  the 
and  quantitative  evaluation  of  minerals  by  Martha  and  Edward  samples.  Mineralogical 
scanning electron microscopy  (QEMSCAN)  results  variations produce changes  in  the concentrations 
show  significant  variability  of  ore  mineralogy.  of Se, As, and Sb  in the ores that have  important 
Mineralogical  commonalities  of  electrum,  metallurgical  and  environmental  implications; 
acanthite,  pyrite,  sphalerite  and  galena  occur  in  areas  that  are  enriched  in  Se,  such  as  Favona, 
Martha Hill,  Favona  and Union Hill deposits.  The  required  particular  care  during  processing. 
abundance  and  distribution  of  these minerals  is  Available  fluid  inclusion  data  indicate  that  the 
variable  and  base metal  sulfide minerals  display  veins  formed  at  approximately  the  same 
an increased abundance in deeper samples. In the  temperature,  and  therefore  the  variability  in  the 
Waihi vein system,  less abundant ore minerals of  ore mineralogy  presumably  reflects  variations  in 
tetrahedrite,  stephanie‐pyrargyrite‐prousite  the chemistry of hydrothermal fluids from place to 
[(Cu,Ag)10(Zn,Fe)2(As,Sb)4S13],  pearceite‐polybasite  place, and perhaps through time.  
[(Ag,Cu)6(As,Sb)2S7][Ag9CuS4]  [(Ag,Cu)6(Sb,As)2S7]   
[Ag9CuS4],  aguilarite,  Au‐Ag  sulfides,  Au‐Ag 
 
 
32 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
A holistic approach to understanding ore deposits using portable X‐ray 
fluorescence data  
M. F. GAZLEY1,2, C. M. TUTT1, L. FISHER3, G. DUCLAUX3, A. LATHAM1, R. HOUGH3 AND J. CLEVERLEY3  
1 Barrick Gold Australia Pacific, Perth, Western Australia, Australia 
2 Victoria University of Wellington, Wellington, New Zealand 
3 CSIRO, Minerals Down Under Flagship, ARRC, Western Australia, Australia 
m.gazley@gmail.com 
 
The  amphibolite‐facies  metabasaltic  rocks  that  on  this  technique.  Recent  work  has  focused  on 
comprise the Mine Mafic Package at Plutonic Gold  generating  a  geochemical  logging  schema  to 
Mine  (Plutonic),  Marymia  Inlier,  Western  objectively  log  diamond  drill  core,  and  the 
Australia, contain some 9.5 million ounces of gold.  characterisation of dolerite dykes. These advances 
For  the  last  five  years,  Plutonic  has  adopted  a  enable both gold mineralisation and the late‐stage 
systematic  approach  whereby  all  underground  intrusive  rocks  to  be  modelled  more  rigorously 
face  samples  and  diamond  drill  samples  have  and accurately than was previously possible.  
been  analysed  by  portable  X‐ray  fluorescence  By  interrogating  the  pXRF  database  at  Plutonic, 
(pXRF).  This  provides  a  dataset  of  over  200,000  significant  advances  in  the  understanding  of  the 
multi‐element  analyses,  which  enables  us  to  geometry,  stratigraphy,  and  geometallurgy  have 
comprehensively  enhance  our  understanding  of  been  gained;  additionally,  the  geometry  of  the 
the  deposit’s  lithostratigraphy,  alteration  and  sometimes  complex  orientation  of  the  dolerite 
mineralisation.  dykes has been better understood.  Incorporation 
We review our current understanding of Plutonic,  of pXRF data  into day‐to‐day geological modelling 
focusing on what has been  gained  through pXRF  at  Plutonic  has  resulted  in more  robust models 
geochemical  analyses,  and  present  our  latest  than  would  be  possible  to  achieve  without  this 
advances  in  understanding  of  the  deposit  based  dataset.  
 
Geochemical pattern of mineral systems from regional to local‐based 
exploration by Ionex technology  
I. GOLDBERG AND G. ABRAMSON 
Iteresources Pty Ltd, Bondi, New South Wales, Australia 
geo@issaigoldberg.com 
 
The  foundation  of  geochemical  exploration  of  Such  zones  are  spatially  conjugated  in  a  unified 
mineral deposits, theory and practice, is based on  polar  geochemical  system.  The  positive  anomaly 
verifying  the  presence  of  anomalous  (above  of  ore‐forming  elements  is  the  nucleus  of  the 
background)  metal  concentrations.  Appraisal  of  systems.  The  ferrous  group  of  elements  formed 
such  favorable  areas  involves:  the magnitude  of  negative  anomalies  in  the  nuclear  and  positive 
the  values,  the  size  of  the  area,  and  the  anomalies  surrounding mineralisation. Such polar 
geochemical  zonality  of  the  ore  elements.  geochemical systems are established for regional‐
However,  uncertainty  around  this  issue  remains,  scale  metallogenic  provinces,  for  example  gold 
in  spite of extensive work  and  empirical data on  provinces  in  China,  the  zinc  metallogenic 
the subject. Our proposed approach could add to  provinces  of  Alaska,  the  Leninogorsk  and 
the information value of the geochemical method  Zyranovsky  VMS  Ore  Region  of  Kazakhstan;  ore 
through the use of the new model of the primary  field  and  deposit‐scale  examples  include  the 
halo,  termed  polar  geochemical  systems.  Such  a  Bendigo  Gold  Field  of  Australia,  the  giant 
model  includes  both  enrichment  zones  and  Strelzovsky  uranium  deposits  of  Russia,  and 
adjacent  depletion  zones  for  some  ore  metals.  others.  A  good  correlation  exists  between  the 
33 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
dimensions of a depletion zone of the ore‐forming  electrical  energy  that  is  generated  in  the  Earth. 
elements and the content of these elements in the  For  example,  fluid movements  form  a  streaming 
associated  enrichment  zone.  This  correlation  electrical potential field.   There are other sources 
could  be  one  key  criterion  for  assessing  a  of  electrical  energy,  when  blocks  of  rock  are 
favorable region. Formation of such polar systems  stressed  in  active  geo‐dynamic  environments.  It 
implies  a  frontal migration of ore elements  from  may  generate  electrical  currents  of  up  to  105 
the  periphery  of  the  system  to  the  centre  of  amperes per km3.  
precipitation. Such processes can be explained by 
 
Recognition and evaluation of geochemical anomalies in mineral prediction 
P. GONG AND Z. MA 
Faculty of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan, China 
360464454@qq.com and zhdma@cug.edu.cn 
 
Establishment  of  a  prospecting  model,  and  Results  show  that  contrast  values  can  identify 
recognition  and  evaluation  of  geochemical  weak geochemical anomalies, and  ratio values of 
anomalies  are  three  key  components  of mineral  appropriate element pairs can recognise different 
prediction.  This  study  concentrates  on  the  mineralisation  types.  Similarly,  the  NAP  is  an 
recognition  and  evaluation  of  geochemical  effective parameter to trace main ore‐forming and 
anomalies.  Key  technologies  used  for  these  pathfinder  elements  for  common  mineral 
purposes  involve  the  use  of  contrast  and  ratio  deposits.  Lastly,  similarity  and  denudation 
values, both of which have been fully discussed in  coefficients  are  crucial  parameters  in  the 
geochemical  literature.  Three  other  geochemical  evaluation  of  the  extent  of  similarity  and 
parameters:  the  normalised  areal  productivity  denudation  between  'observation  samples' 
(NAP),  the  similarity  coefficient,  and  the  (forecast  area)  and  'standard  samples'  (known 
denudation  coefficient,  have  also  been  used  to  deposit). 
successfully  evaluate  geochemical  anomalies. 
 
The lithogeochemical footprint of the Relincho Cu‐Mo porphyry deposit, 
Atacama Desert, Chile  
L. E. GREENLAW1, C. R. STANLEY2, P. J. JOHNSTON3 AND C. J. R. HART1  
1 Mineral Deposit Research Unit, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada 
2 Department of Earth & Environmental Science, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
3 Teck Resources Limited, Vancouver, British Columbia, Canada 
lgreenla@eos.ubc.ca  
 
Porphyry  copper  deposits  (PCDs)  typically  have  granodiorite  are  marked  by  hydrothermal 
large  alteration  haloes  that  extend  several  breccias. The dominant alteration  types observed 
kilometers  from  economic  mineralisation.  within  the system  include potassic, propylitic and 
Lithogeochemical  characterisation  and  phyllic assemblages defined by secondary biotite + 
quantification  of  such  alteration  haloes  is  an  magnetite +  incipient K‐feldspar ± glassy  limonite 
important exploration tool and may be critical for  (after chalcopyrite), epidote + chlorite + hematite 
discovery.  The  Relincho  PCD  in  the  Atacama  ± albite ± calcite ± pyrite, and chlorite + quartz + 
Desert,  Chile,  contains  six  known  Paleocene  Cu‐ sericite  ±  calcite,  respectively.  Three  hundred 
Mo  mineralised  centers  hosted  by  four  distinct  surface  rock  samples  were  collected  in  a  grid 
porphyritic  lithologies  that  intrude  the  Los  covering  a  64  km2  area  centered  over  the 
Morteros  granodiorite  batholith  (64±2  Ma).  mineralised  porphyry  centers,  with  proximal 
Contacts  between  the  porphyries  and  the  spacings  of  250 m  and  distal  spacings  of  500 m. 
34 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
These samples were used to assess the suitability  alteration  characterisation  and  quantification. 
of  surface  rocks  as  a  medium  for  determining  These plots  indicate that minor Ca  loss and minor 
alteration  type  and  intensity  via  K  addition  accompanied  the  selective/incipient 
lithogeochemistry. Aqua regia, pressed pellet XRF,  muscovite  alteration  of  the  calcic  component  of 
and fusion‐ICP results, combined with short‐wave  plagioclase,  the  phlogopitic  alteration  of 
infrared  spectra,  feldspar  staining,  petrography  hornblende,  and  the  incipient  K‐feldspar 
and  field  observations,  were  used  to  classify  alteration  of  plagioclase.  This  is  interpreted  as  a 
lithologies and identify and quantify hydrothermal  manifestation  of  phyllic  and  potassic  alteration, 
alteration.  Molar  element  ratio  diagrams  the  latter  of  which  is  strongly  associated  with 
distinguish  the  effects  of  fractionation  from  economic Cu‐Mo mineralisation.   
metasomatism,  allowing  for  hydrothermal 
 
The Ambient Groundwater Geochemical mapping programme in Ontario: 
Multiple controls on groundwater geochemistry 
S. M. HAMILTON 
Ontario Geological Survey, Sudbury, Ontario, Canada  
stew.hamilton@ontario.ca 
 
The Ambient Groundwater Geochemistry mapping  water  chemistry  is  controlled  by  aquifer 
programme  of  the  Ontario  Geological  Survey  is  composition.  The  lithological  influence  of  shale, 
characterising  groundwater  quality  in  rock  and  carbonate,  evaporites,  sandstone  and  crystalline 
overburden  aquifers  at  a  consistent  density  of  2  Precambrian  shield  rock  are  easily  differentiated 
samples  per  10x10  km  ‘node’;  one  sample  each  one  from  another. Within  each  lithotype, major 
from  a  well  finished  in  glacial  overburden  and  and  trace  element  chemistry  varies  sufficiently 
bedrock.  Samples  are  analysed  for  field  that  the  influence  of  particular  units  and 
parameters, major  ions,  trace elements, bacteria,  formations  can  often  be  differentiated.  The 
dissolved gases and  isotopic parameters  including  exceptions  to  lithological  control  on  water 
enriched  tritium.  In  order  to  determine  true  chemistry  include:  (1)  areas  of  Pleistocene 
geochemical background concentrations, many of  Champlain  Sea  influence  in  eastern  Ontario, 
the  trace  analyses  have  extremely  low  detection  (2) areas  where  karstic  flow  predominates,  and 
limits;  in  some  cases  below  1  part  per  trillion.  (3) the  ‘Niagara  anomaly’;  a  >2000  km2  zone  of 
Sampling began  in 2007 and analytical  results  for  intensely degraded water quality possibly  related 
southwestern  Ontario  were  published  in  2011.  to  leakage of historic gas wells  in  the region. The 
The  2013  field  season  completes  the  sample  influence of the Champlain Sea  is evident, among 
coverage  for  all  of  southern  Ontario  with more  other  factors,  by  halogens  concentrations  that 
than 2000 samples collected across an 80,000 km2  range  up  to  those  of  almost  pure  sea  water. 
area.  Publication  of  the  remaining  data  is  However,  in  the  case  of  iodide,  concentrations 
scheduled  for  2014  with  all  data  available  both  regularly exceed  those of  seawater by up  to 100 
database  and  ‘OGS‐Earth’  format.  Results  show  times.  
that,  with  several  notable  exceptions,  bedrock 
 
35 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Exploration geochemical studies at the concealed Pebble porphyry Cu‐Au‐Mo 
deposit, Alaska, part II: Self‐potential, soil partial leaches, and reduced 
chimneys 
S. M. HAMILTON1, B. J. MINSLEY2, R. G. EPPINGER2, K. D. KELLEY2 AND S. M. SMITH2  
1 Ontario Geological Survey, Sudbury, Ontario, Canada  
2 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA 
stew.hamilton@ontario.ca  
 
Surface  geochemical  methods  were  tested  on  patterns  related  to  the  strong  current  sources, 
transects  across  the  shallow  Pebble  West  (PW)  with  opposite  responses  for  cationic  and  anionic 
and deeper Pebble East  (PE) zones  that comprise  species.  For  example,  several  partial  leach 
the Pebble Cu‐Au‐Mo porphyry deposit  in Alaska.  extractions  show  the cation Cu has  the  strongest 
Methods  include  Soil  Gas  Hydrocarbon,  GORE  response  at  the  center  of  the  negative  current 
module  (GORE  Sorber),  and  seven  commercially  sources, whereas  the  anion  Cl  has  the  strongest 
available  partial  leaches  that  measure  weakly  response  coinciding  with  adjacent,  but  weaker, 
bound metals across a range of strengths. Surface  positive  current  sources.  Therefore,  along  the 
electrical  geophysical  data  are  also  available,  transect,  the anionic anomalies have a  rabbit‐ear 
including  spontaneous  potential  (SP)  and  morphology. The electrochemically influenced soil 
resistivity,  which  allowed  the  development  of  a  anomalies  at  PW  and  a  large  fault‐localised 
model  for  subsurface  electrical  current  sources.  geochemical  anomaly  over  the  PE  zone  result  in 
All  geochemical methods  show  responses  across  the  juxtaposition  of  two  soil  geochemical 
the PW zone, which is exposed at one location but  signatures  that  are  related  to  two  distinct 
otherwise  is  concealed  by  younger  rocks  and  mechanisms.  The GORE Sorber data for CO2 show 
glacial  deposits.  The  SP  response  related  to  PW  a  clear and uniform depletion across  the deposit 
along the geochemical transect is distinct, with a ‐ with  elevated  concentrations  near  the  edges.  
25  mV  baseline  response  punctuated  by  three  Considering the extremely  low carbonate content 
strongly  negative  zones  as  low  as  ‐300 mV.  The  of the soils, and that GORE Sorbers measure true 
electrical  current  source  model  identifies  active  gases,  this  signal  may  be  related  to 
subsurface  centers  of  strong  electrochemical  microbial  activity  in  the  soil  substrate  near  the 
activity.  Soil  geochemical  results  show  clear  deposit edges.   
 
Children’s blood lead levels (BLLs) in urban and suburban areas of China from 
1997 to 2010 
Z. X. HAN AND B. M. ZHANG 
Key Laboratory of Applied Geochemistry, Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, China 
hanzhixuan@igge.cn 
 
Lead  poisoning  is  an  important  environmental  have  been  sharply  reduced.  In  contrast,  in 
disease  that  can  have  life‐long  adverse  health  developing  countries,  the  lead pollution  situation 
effects.  It  can  result  in  serious  toxic  reactions  in  is more serious. This study presents the results of 
the  infant  human  body,  and  children  are  more  BLLs of Chinese children from urban and suburban 
vulnerable  to  lead  exposure  than  adults.  Most  areas  and  its  related  factors.  Some  of  the 
people are exposed to  lead through breathing air  instructive  conclusions  that  have  been  drawn 
which  contains  very  fine particles of  lead  and/or  include  the  following.    BLLs  have  decreased 
through  swallowing  dust  or  dirt  that  is  significantly  since  2000,  when  the  Chinese 
contaminated  with  lead.  Recently,  BLLs  (Blood  government  banned  the  use  of  leaded  gasoline. 
Lead Level) of children  from developed countries  Strong  correlations  between  BLLs  and  lead 
36 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
concentration in soil and dust of 26 cities of China  conclude  that  coal  use  is  the  dominant  factor 
were  obtained.  BLLs  also  showed  a  linear  influencing  lead  exposure  for  children,  after  the 
correlation with annual average PM10, especially  phase‐out  of  leaded  gasoline.  Overall,  although 
when PM10＞100μg/m3. Coal accounts  for much  the  lead  phase  out  regulation  has  reduced  the 
of China’s energy consumption, and this can cause  BLLs of Chinese children, lead control in China has 
serious lead pollution of air and soil. The reviewed  not been vigilant. Vast reservoirs of lead still exist 
data  shows  a  good  correlation between  the  coal  in  air,  soil,  dust,  and  house  paint  which  will 
consumption  of  different  provinces  and  BLLs.  continue  to  contribute  to  the  children’s  lead 
Meanwhile,  the  total  oil  consumption  of  30  burden for many years to come. 
provinces  did  not  correlate  with  BLLs.  We   
 
Geochemical and mineralogical dispersal in till from the Mount Polley Cu‐Au 
porphyry deposit, central British Columbia, Canada  
S. HASHMI1, B. WARD1, A. PLOUFFE2, T. FERBEY3 AND M. LEYBOURNE4  
1 Department of Earth Science, Simon Fraser University, Burnaby, Canada 
2 Geological Survey of Canada, Ottawa, Ontario, Canada 
3 British Columbia Geological Survey, Victoria, British Colombia, Canada 
4 ALS Geochemistry, North Vancouver, British Colombia, Canada 
shashmi@sfu.ca  
 
The Mount Polley Cu‐Au deposit  is a calc‐alkaline,  Elements  associated  with  the  mineralisation, 
silica‐under saturated porphyry deposit, owned by  which could be useful  in drift prospecting  include 
Imperial Metals Ltd. It is hosted by intrusive rocks  Ag, Cu, Mo and Zn. Similarly, associated minerals 
of  the  Quesnel  terrane  and  situated  within  the  commonly  referred  to  as  porphyry  indicator 
Interior Plateau of British Columbia, Canada. Drift  minerals  (PIM’s),  include  chalcopyrite,  epidote, 
prospecting  is the exploration tool used to detect  garnet,  and  red  rutile.  Results  reflect  elevated 
buried mineralisation  in glaciated terrain. Glaciers  contents  near  mineralisation,  progressively 
are  dynamic,  eroding  the  underlying  bedrock,  decreasing  towards  the  northwest, which  is  also 
modifying,  transporting  and  depositing  it  as  till,  the  dominant  ice  flow  direction  in  this  region. 
down‐ice  from  the  source  rock.  If  the  glaciers  These include elevated copper content in the clay‐
eroded mineralised bedrock,  its  signature will be  sized  fraction  (maximum  1525  ppm),  elevated 
present  in till. The aim of this research  is to apply  gold grain content in the silt and fine‐sand fraction 
drift  prospecting  methods  to  characterise  the  (up  to 105 grains per 10  kg), and  chalcopyrite  in 
geochemical  and  mineralogical  signature  in  till  the 0.25‐0.5 mm  fraction  (up  to 12 grains per 10 
from Mount Polley. This research is funded by the  kg). The epidote content (up to 267 grains per 10 
Geological  Survey  of  Canada’s  Targeted  kg)  in  the  0.25  –  0.5  mm  fraction  reflects  the 
Geoscience Initiative (TGI‐4) program. Till samples  propylitic  alteration  and  might  become  a  key 
were  collected  up  ice,  overlying  and  down  ice  indicator of buried propylitic alteration associated 
from  the  Mount  Polley  deposit  and  the  to porphyry mineralisation.   
geochemical  and  mineralogical  data  from  these   
samples  were  plotted  to  map  the  dispersal. 
 
37 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Surficial geochemical patterns above blind mineralisation in glaciated 
terrains: Some thoughts on their formation and preservation  
D. R. HEBERLEIN  
Heberlein Geoconsulting, North Vancouver, British Columbia, Canada  
dave@hebgeoconsulting.com  
 
Exploration  geochemistry  in  glacial  terrains  has  sediment  cover  ‘Deep  Penetrating’  geochemical 
traditionally relied on basal till sampling to detect  methods need to be used. 
down‐ice  dispersal  trains  of mineralised  rock  or  This  presentation  describes  strategies  for  deep 
‘indicator  minerals’  derived  from  subcropping  penetrating  geochemistry  in  glacial  terrains  and 
mineralisation.  Indeed,  many  discoveries  have  discusses  possible  mechanisms  by  which  metal 
been  made  using  this  approach.  For  local  scale  ions  migrate  to  the  surface  through  sometimes 
exploration  however,  till  geochemistry  has  some  considerable thicknesses of glacial sediment cover 
significant  drawbacks.  First,  the  necessity  to  and  bedrock.  It  describes  the  different 
collect  very  large  samples  (>10kg) means  that  it  manifestations  of  the  ‘mineralisation  signal’  that 
can  be  expensive  and  logistically  complicated.  may  be  found  in  the  near  surface  environment 
Second,  till  samples  require  specialised  and  and  illustrates  them  with  recent  case  histories 
expensive processing to extract indicator minerals.  from  northern  British  Columbia  and  Ontario. 
Third,  a  good  understanding  of  the  ice‐flow  Finally,  the  role  of  organic media  in  the  capture 
history  and  glacial  sedimentology  are  important  and  concentration  of  mobile  metal  ions  is 
for optimising survey design and sampling. Finally,  examined  and  a model  explaining  the  formation 
and  perhaps most  importantly,  till  geochemistry  and  preservation  of  observed  geochemical 
provides  little  or  no  information  about  the  patterns  in  the  upper  parts  of  the  soil  profile 
bedrock  geology  directly  below  the  surface.  To  above blind mineralisation is proposed.  
‘see  through’  till  and  other  types  of  glacial 
 
The use of organic media in the geochemical detection of blind porphyry Cu‐
Au mineralisation at the Woodjam Project, British Columbia, Canada  
D. R. HEBERLEIN1, C. E. DUNN2 AND B. MACFARLANE3  
1 Heberlein Geoconsulting, North Vancouver, British Colombia, Canada 
2 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada 
3 Acme Analytical Laboratories Ltd, Vancouver, British Colombia, Canada  
dave@hebgeoconsulting.com 
 
Plant  exudates  can  contain  metals  translocated  horizon  and  soil  charcoal  samples.  Over 
from  underlying  mineralisation.  These  materials  mineralisation,  spruce  samples  showed  elevated 
(saps,  transpired  fluids,  salts  and  particulates  on  levels  of  Au,  Cu,  S  and  Sb.  Cesium  anomalies 
leaf  surfaces)  may  provide  simple  and  cost‐ appeared  to  indicate  the  position  of  potassic 
effective  sample  media  for  detecting  alteration  associated  with  mineralised  zones. 
mineralisation  through  transported  cover.  A  Similar results were obtained  in charcoal samples 
Geoscience  BC‐funded  study  carried  out  at  the  collected  from  the  bottom  of  the  A  horizon, 
Woodjam  project  in  central  BC  tested  the  notably  for  Rb,  Ca,  As  and  Cu.  Transpired  fluids 
geochemical  response  of  exudates  and  spruce  were  anomalous  in  Cu,  S  and  Tl  over  the 
tissues  collected  over  the  blind  Deerhorn  mineralisation. Congealed  sap  collected  from  the 
porphyry Cu‐Au  system. HR‐ICP‐MS was  required  surface of spruce trees was enriched in Cu and the 
to  obtain  low  ppb  and  ppt  detection  limits  for  pathfinder elements W, Hg and As. Of note is that 
some  ore  and  pathfinder  elements  in  the  non‐essential  and  potentially  toxic  elements 
exudates. Results are compared with data from Ah  commonly associated with mineralisation, such as 
38 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
As, Hg, Tl and W, can enter plants via  their  roots  significant portion continues  through  the plant  in 
and be translocated through the plant. Analysis of  solution  to  be  exuded  with  sap  and  transpired 
plant  tissues  shows  that  a  portion  of  these  fluids. 
elements  precipitates  in  plant  cells,  but  a   
 
Marine rare earth element deposits: Complementing the global rare‐earths 
wealth 
J. R. HEIN  
US Geological Survey, Santa Cruz, California, USA 
jhein@usgs.gov 
 
Rare Earth Elements  (REEs) are critical  for a  large  CCZ  (211  x  108  tonnes  at  0.07%  TREO)  and  PCZ 
array  of  green‐technology  and  energy  (75.3 x 108 tons at 0.21% TREO). These grades and 
applications.  Over  the  past  decade,  China  has  tonnages  correspond  to  tonnes of  TREO of 4.8  x 
supplied  the  global  market  for  REEs;  but  107 Obo, 0.34 x 107 MP, 1.5 x 107 CCZ, and 1.6 x 
increasing  internal  demand  for  REEs  and  China’s  107 PCZ. The fractionation of light and heavy REEs 
change  to  higher‐value  manufactured  products  is also  important. Large  land‐based deposits have 
has caused a significant decrease in exports that is  less than 1% heavy REEs (HREEs), whereas the CCZ 
expected  to  continue.  Consequently,  other  has 26% HREEs and  the PCZ, 18%. The prices  for 
sources  for  land‐based  REEs  are  being  explored.  the HREEs are much higher than for the light REEs. 
Deep‐ocean mineral  deposits  can  offer  a  partial  An  important  environmental  concern  is  the  high 
solution  to  this  projected  shortage. We  provide  levels  of  radioactive  thorium  in  the  land‐based 
quantitative  comparisons  in  terms  of  grade  and  deposits (100s of ppm) in contrast to low thorium 
tonnage  of marine  and  land‐based  deposits.  The  in marine  deposits  (mean  15  ppm  CCZ;  12  ppm 
Clarion‐Clipperton Manganese Nodule Zone  (CCZ)  PCZ).  REEs  in  the  marine  deposits  would  be 
in  the  NE  Pacific  and  the  central  Pacific  Prime  recovered as byproducts of Ni, Cu, and Co mining. 
Ferromanganese  Crust  Zone  (PCZ)  are  compared  An additional potential  source  for marine REEs  is 
with the two largest land‐based REE mines, Bayan  REE‐rich muds  discovered  recently  in  the  Pacific; 
Obo  (Obo)  in  China  and Mountain  Pass  (MP)  in  however,  they  are  unlikely  to  be  economically 
USA. These  land‐based deposits are much higher  recoverable  without  being  accompanied  by  a 
grade  but  lower  tonnage  of  ore  (MP  0.48  x  108  large‐market main metal.  
tonnes at 7.0% Total REEs as Oxides (TREO); Obo,      
8.0  x  108  tonnes  at  6%  TREO)  compared  to  the 
 
Behaviour of arsenic in the sediments of New Zealand lakes  
C. H. HENDY AND L. K. PEARSON 
Chemistry Department, University of Waikato, Hamilton, New Zealand 
chendy@waikato.ac.nz 
 
Although  arsenic  is  commonly  attributed  to  Arsenic  V  stripped  from  the  water  column  is 
specific sources, a survey of 28 lakes shows that it  transported  to  the  sediments  of  both  volcanic 
is also present in the sediments of all New Zealand  lakes within the Taupo Volcanic Zone and to lakes 
lakes where  it  is remobilised and recycled as part  filling  hydro‐electric  dams  on  the Waikato  River. 
of natural diagenesis.  In the Taupo Volcanic Zone  Particulate  organic  matter  produced  within  the 
arsenic  is  commonly  discharged  into  waterways  lakes  also  settles  lowering  the  redox  potential 
from  both  natural  geothermal  discharges  and  within  the  sediments  and  results  in  iron, 
waste waters from geothermal power production.  manganese and arsenic concentrations to increase 
39 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
markedly  within  the  pore  waters,  causing  these  the  diagenetic  recycling,  the  concentration  of 
elements  to  be  constantly  recycled  up  the  arsenic generally exceeds drinking water tolerance 
sediment  column.  Increasing  eutrophication  in  the  bottom  waters  of  most  of  the  lakes 
appears  to accelerate  this process. As a  result of  surveyed. 
 
Recycling of silicon from New Zealand lake sediments  
C. H. HENDY1, L. K. PEARSON1 AND D. P. HAMILTON2  
1 Chemistry Department, University of Waikato, Hamilton, New Zealand  
2 Department of Biological Sciences, University of Waikato, Hamilton, New Zealand 
chendy@waikato.ac.nz 
 
Intact  sediment  cores  taken  from  the  deepest  observed  at  depth  within  the  sediments. 
basins of 28 New Zealand  lakes  show  that  the Si  Sediments  dominated  by  diatomaceous  ooze  or 
concentrations in pore waters and the flux of Si to  rhyolitic  glass  shards  achieved  steady  state 
the  overlying  lake  water  can  be  modelled  concentrations  (c∞)  of  25  –  30  mg  Si  L‐1. 
assuming  first  order  kinetics  for  the  rates  of  Sediments  dominated  by  greywacke,  granite  or 
dissolution  or  precipitation  and  Fick’s  Law.  We  schist silts had much  lower c∞ values. The extent 
have  applied  the  model  developed  for  silicon  of the flux of Si was also found to be controlled by 
transport  (cx  =  c∞+  (c0‐  c∞)exp(‐x√(k/D));  the  trophic  status  of  the  lake,  being  greatest  in 
Pearson  et  al.  (in  press))  using  gradients  of  the  eutrophic  lakes  where  diatom  populations  were 
pore water concentration (cx) of silicon measured  able  to  reduce  epilimnitic  silicon  concentrations 
in  the sediments of  lakes  ranging  in  trophic state  (c0)  to < 1 mg  L‐1. The pore waters of  lakes with 
from  oligotrophic  to  supertrophic.  The  model  significant geothermal fluid influxes also fitted the 
simulated  the  Si  transport  gradient  with  high  Pearson et al. model but with the sign reversed to 
precision (r2 > 0.95, p > 0.01) in lakes with uniform  allow  precipitation  rather  than  dissolution. 
sediment  lithology  or  no  significant  geothermal  Evidence  for  this  process  was  observed  in  the 
discharges  to  the  lake water. The  lithology of the  sediments  of  Lake  Rotomahana  where  diatoms 
sediments  was  a  significant  determinant  in  the  are  encrusted  with  clusters  of  micron  diameter 
steady state pore water concentration of silicon as  silica spheres. 
 
Plentiful parameters promoting pathfinder performance for plant picking 
prospectors: Accounting for environmental variables for biogeochemical 
techniques for mineral exploration in semi‐arid Australia  
S. M. HILL 
Geological Survey of South Australia, Department for Manufacturing, Innovation, Trade, Resources and 
Energy, Adelaide, South Australia, Australia  
steve.hill@sa.gov.au 
 
Although  biogeochemical  exploration  techniques  have been addressed  in recent research. Some of 
can  offer  an  efficient  and  effective  provision  of  the main perceived  limitations  to  the  application 
subsurface  geochemical  information,  they  have  of  biogeochemical  exploration  techniques  in 
had  a  more  limited  uptake  and  application  in  Australia include: 
Australia.  This  is  despite  transported  cover  • High  species  diversity  and  limited  range  of 
providing  one  of  the  greatest  exploration  some species across Australia; 
challenges  for  this  continent!  This  presentation 
examines  some  of  the  reasons  for  this  limited  • Poorly  constrained  sampling  and  analytical 
uptake and application as well as ways  that  they  procedures specific to Australia; 
40 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
• Temporal  and  spatial  variations  in  results,  • An  emerging  portfolio  of  biogeochemical 
independent  of  underlying  substrate  characteristics  for  regionally  important media, 
variations; and,  such as widespread and abundant flora species 
• Greater  popularity  and  familiarity  with  other  and  genii,  including  Eucalyptus  /  Corymbia, 
exploration  methods,  such  as  soil,  calcrete,  Acacia,  Triodia,  Casuarina,  Maireana  and 
ferricrete  geochemistry,  hydrogeochemistry  Atriplex; 
and geophysical approaches.  • Characterisation of biogeochemical differences 
Many of  these  limitations were perceived during  in plant organs and variations within individual 
biogeochemical exploration  trials  in  the 1970s  to  plants  towards  a  more  robust  and 
early  1990s,  while  at  the  same  time  representative  sampling  procedure  that  best 
biogeochemical  exploration  techniques  became  takes advantage of analytical technology; 
more widely adopted  in other parts of the world.  • The  significance  of  regolith‐landform  settings 
More  recently  there  have  been  important  and  seasonal  climatic  changes  and  their 
increases  in  the  knowledge  of  the  Australian  significance  for  plant  biogeochemical 
landscape  that  hosts  biogeochemical  media,  as  characteristics; and, 
well  as  biogeochemical  characterisation  and  • The value of adding biogeochemical surveys to 
application  in  Australia.  Some  of  the  research  other  exploration  techniques  within  an 
highlights  that address  these  limitations and also  integrated exploration program.  
provide  valuable  insights  into  biogeochemical 
techniques, include:   
 
Regolith geochemistry of the Rustenburg Layered Suite, south western 
Bushveld Complex, South Africa 
S. M. HLATSHWAYO, S. W. SCHALK AND J. H. ELSENBROEK 
Council for Geoscience, Pretoria, South Africa 
shlatshwayo@geoscience.org.za 
 
The  present  study  focused  on  the  Rustenburg  histograms. The multi element  correlation matrix 
Layered  Suite  of  the  south  western  Bushveld  reflected  four  significant  principal  components 
Complex, which forms part of the annual technical  that  geochemically  fingerprint  and  reflect  the 
programme  of  the  Council  for  Geoscience.  The  bedrock  of  different  Rustenburg  Layered  Suite 
aims  of  the  research  was  to  determine  the  Zones. The Lower, Critical, Main and Upper Zones 
geochemical  background  values  in  soils  derived  are  best  defined  by  PC1  (Ni,  Co, MnO,  Fe2O3T), 
from  mafic‐ultramafic  rocks,  delineate  PC2  (Cr,  Ni,  Co, MnO),  PC3  (Sr)  and  PC4  (TiO2, 
geochemical  patterns  that  correlate  with  Fe2O3T,  Sc,  Cu,  V)  respectively.  The  Critical  Zone 
underlying  geology  and  identify  mineral  target  was delineated as having potential mineral targets 
zones  of  the  south western  Rustenburg  Layered  of platinum group metals and chromium, whereas 
Suite of  the Bushveld Complex.  The  soil  samples  the  Upper  Zone  has  potential mineral  target  of 
were dry sieved and powder briquettes prepared  vanadium.  Regolith  geochemical  mapping  was 
for analysis. The  X‐ray Fluorescence Spectrometer  efficient  in  determining  geochemical  background 
was used  to  analyse  for TiO2%,  Fe2O3T%, MnO%,  values  and  mineral  target  zones  for  platinum 
Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Sn, Ba,  group metals,  chromium  and  vanadium  deposits 
W,  Pb  and  Th.  The  median  and  mean  +  2*Std  of  the  Rustenburg  Layered  Suite,  Bushveld 
values were used as univariate element threshold  Complex.  High  density  soil  geochemical  survey, 
values. The element background values of residual  magnetic  survey  and  lithogeochemistry  are 
soils  from  Rustenburg  Layered  Suite  Zones were  recommended as  further mineral exploration and 
defined as the median for each element, because  target generation methods. 
most  element  datasets  have  positively  skewed 
 
41 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Biogeochemical exploration using Triodia pungens (Spinifex) in the Tanami 
Desert, Australia  
I. P. HODKINSON1, H. WALDRON2, C. P. VOSE1, R. SCARLETT3 AND C. E. DUNN4 
1 Murrumbo Ltd, Brisbane, Queensland, Australia 
2 Xenocryst Pty Ltd, Thornlie, Western Australia, Australia  
3 Tanami Gold NL, West Perth, Western Australia, Australia  
4 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada 
ian.hodkinson@murrumbo.com 
 
The  Lower  Proterozoic  Granites‐Tanami  Province  point  is  critical  to overcome  an  apparent nugget 
in Western  Australia  and  the  Northern  Territory  effect  (especially  for Au) possibly due  to variable 
contains  numerous  significant  gold  deposits,  but  rooting  depths  and  the  likelihood  of  gold 
recent  exploration  for  additional  deposits  has  nucleating  within  the  plant  itself.  Initial  multi‐
been  hampered  by  deep  weathering  of  the  element  analytical  work  utilising  small  samples 
basement and extensive Tertiary and Quaternary  (2.5 g)  of  dried  and  shredded  vegetation  did  not 
cover. Biogeochemical exploration has rarely been  allow sufficient resolution of anomalies with most 
attempted in this environment, with soil sampling  results for Au and Pt being below detection levels. 
and  drilling  being  the  principal  exploration  However,  ashing  of  substantially  larger  samples 
methods.  This  paper  outlines  the  methodology  (~30 g) has allowed anomaly  thresholds  for  those 
and  results  of  a  biogeochemical  exploration  elements to be more readily defined. The species 
programme  utilising  Triodia  pungens  (soft  displays  extensive  geochemical  variability  for 
spinifex),  a  perennial,  hummock‐forming  grass,  precious  metals,  pathfinders,  base  metals  and 
widely  found  throughout much of arid and  semi‐ major cations suggesting it offers much promise as 
arid  Australia.  This  species  possesses  several  a  sampling  medium.  Test  sampling  traverses 
attributes  which  make  it  suitable  for  across  known  gold  occurrences  confirm  the 
biogeochemical exploration: it is ubiquitous in the  effectiveness  of  the  technique  in  areas  of  thick 
area,  readily  harvested,  and  possesses  an  cover  sequences  and  suggest  that  the method  is 
unusually deep root system.   more effective than traditional soil sampling. Two 
Systematic sampling has been undertaken at 50 m  issues  requiring  further  investigation  are  the 
intervals  on  widely  spaced  lines  over  several  changes  in  accumulated  metal  contents  with 
prospect  areas.  Collection  of  large  samples  maturity and seasonal variability.  
(~300 g)  from  numerous  plants  at  the  sample    
 
A probabilistic approach to forensic provenancing with isoscapes 
J. HOOGEWERFF 
Department of Chemistry, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
jurian.hoogewerff@otago.ac.nz. 
 
Isotope  maps,  or  isoscapes,  have  shown  to  be  properly  validated.  Essential  for  use  in  law 
valuable for the study of the origin and migration  enforcement  is  that  any  outcome  should  be 
of natural materials and organisms. The potential  presented  in  such  a manner  that  jurors,  lawyers 
of  using  this  information  not  only  for  scientific  and  law  enforcement  officers  can  make  proper 
pursuits but also to aid forensic investigations was  use  of  the  statements made.  Scientifically  it  has 
realised early on. However, when porting scientific  become  evident  that  the  hydrogen  and  oxygen 
results  to  real  world  applications  with  potential  isotopic  composition  of  rainwater  is  related  to  a 
serious  consequences  for  those  being  limited  number  of  well‐understood  spatial 
investigated,  the  scientific  models  need  to  be  parameters. Models of  the hydrogen and oxygen 
42 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
isotopic  composition  in  precipitation  have  been  linked  to  the  isotopic  composition  of  a  local 
validated  globally  and  now  the  regional  foodweb.  The  often  relatively  well‐understood 
composition  of  groundwater  and  food  products  behavior of these isotopes enables researchers to 
can be predicted with  a useful  level of  accuracy,  make spatial predictions of the isotopic profiles in 
enabling discrimination of  latitudinal distances  in  target  tissues  and  objects.  The  presentation will 
the 200 km range. Other parameters can be linked  use  results  of  recent  forensic  investigations 
to existing  information already captured  in maps,  performed with  light  and heavy  isotope maps  to 
e.g. existing geochemical stream sediment and soil  discuss  strategies  how  to  combine  different 
maps  and  the  associated  samples,  to  increase  isotopic  parameters  and  other  relevant 
spatial discrimination. Recent research has shown  information to construct spatial  likelihood models 
that  the  radiogenic  isotopic  composition  of  that  are  scientifically  correct,  provide  a  tool  for 
elements  like  strontium  and  lead  in  soil  can  be  investigators and suits the legal process.  
 
 
Integrating regional geochemistry and biogeochemistry with geological 
survey for the Mt Painter – Lake Frome uranium and base metal mineral 
systems of semi‐arid South Australia 
S. B. HORE AND S. M. HILL 
Geological Survey of South Australia, Department for Manufacturing, Innovation, Trade, Resources and 
Energy, Adelaide, South Australia, Australia 
stephen.hore@sa.gov.au 
 
As  part  of  the  Geological  Survey  of  South  sedimentary  uranium  and  base  metal  (including 
Australia’s  geological mapping  of  the Mt  Painter  Broken Hill and IOCG‐U) mineral systems. Many of 
region a range of geochemical and biogeochemical  these geochemical sampling media have shown to 
media were analysed for integration with the final  be  part  of  the  oxidised,  surficial  expression  of 
mapsheet  data  release.  This  includes  regional  mineral systems that include important redox and 
sampling of silcretes, ferricretes, gypcretes, kaolin,  acid‐sulphate  weathering  processes,  found 
and  regolith  carbonates.  Over  1300  plant  elsewhere  with  sedimentary  uranium  and 
biogeochemical samples have also been collected  sulphide‐hosted mineralisation. The oxidation and 
and  analysed,  thereby  representing  one  of  the  acidity  of  weathering  of  these  systems  has 
largest  and  most  comprehensive  regolith  facilitated  a  re‐organisation  of  geochemical  and 
geochemical and plant biogeochemical  integrated  mineralogical  components  to  create  distinctive 
mapping programs in Australia. The objective here  silcrete‐kaolinite‐ferricrete‐gypcrete  weathering 
has  been  to  test  and  provide  a  greater  pre‐ zones  (or  “alteration  haloes”).  These  media  are 
competitive  mapping  framework  for  regolith‐ conveniently  accessible  for  sampling  at  the 
dominated areas flanking the Flinders Ranges and  contemporary  landsurface.  The  plant 
extending onto the Lake Frome Plains. These areas  biogeochemistry  data  set  provides  a  more 
represent  the  major  exploration  frontier  in  this  “penetrative”  expression  of  buried  substrate 
region  but  also  host  sedimentary  uranium  geochemistry and  in many cases can be shown to 
mineralisation  as  well  as  the  geochemical  represent  the  chemical  reduced  parts  of  these 
dispersion  pathways  and  “footprints”  for  buried  mineral systems.    
 
 
43 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Research on soil organic carbon changes and soil erosion of Wuyu'er River 
Basin, China  
QINGYE HOU, ZHONFANG YANG, TAO YU, XIAOBO LIU AND XUEQI XIA 
School of Earth Science and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing, P. R. China 
qingyehou@cugb.edu.cn 
 
Our focus has been the study of the effects of soil  4.95 kg/m2, respectively. The top soil  in the study 
erosion and re‐deposition of soil organic carbon in  area has lost 1.24 x 107 t of organic carbon. In the 
the  watershed.  The  Wuyu'er  River  is  China's  1980s,  the  temperature  and  rainfall  showed 
second largest endorheic river and soil erosion is a  obvious  correlation with  the  soil  organic  carbon, 
very  serious  issue  in  this watershed. We had  soil  but data  from  the present  samples  show a weak 
organic  carbon  data  for  4994  samples  from  the  correlation.  This  indicates  that  there  are  other 
Second  National  Soil  Surveys  conducted  in  the  factors  controlling  the  loss of  soil organic  carbon 
1980s  and  in  this  study we  re‐sampled  276  top  besides temperature and rainfall. The distribution 
soils (0‐20 cm). The soil organic carbon contents of  of  210Pb  and  137Cs  in  river  sediment  profiles 
the new samples were determined and compared  indicate  that  sediment  of  about  45  cm  depth 
with the data measured 30 years ago on samples  formed over the last 30 years. The average organic 
from  similar depths. We  also  collected  four  river  carbon  content  of  these  sediments  is  1.13% 
sediment  profiles  and  measured  their  organic  (n=92).  The  amount  of  organic  carbon  stored  in 
carbon contents, 210Pb and 137Cs. The results show  over‐bank  deposits  is  very  large  (1.03  ×  1010kg). 
that the soil organic carbon density (SOCD) of top  This information is being used to constrain models 
soils had declined sharply.  In the 1980s the SOCD  of  erosion‐related  carbon  fluxes  in  a  small 
of meadow soil and black soil were 4.98 and 5.90  catchment.  
kg/m2, however, they have decreased to 3.53 and 
 
The role of geochemistry in the discovery and exploration of the Sakatti Cu‐
Ni‐PGE deposit (Finland) 
C. IHLENFELD1 AND J. COPPARD2  
1 Anglo American plc, London, United Kingdom 
2 AA Sakatti Mining Oy, Sodankylä, Finland 
christian.ihlenfeld@angloamerican.com 
 
The Sakatti Cu‐Ni‐PGE deposit  in northern Finland  area.  At  the  Sakatti  project,  geochemistry  forms 
is a significant grassroots discovery made  in 2009  part of an integrated multi‐disciplinary exploration 
by an Anglo American exploration team led by Jim  approach and has played an  important  role  from 
Coppard.  Mineralisation  at  Sakatti  is  magmatic,  initial  targeting  through  to  resource  definition. 
predominantly  ultramafic‐hosted  and  consists  of  Following early orientation work, Base‐of‐till (BOT) 
disseminated,  vein,  semi‐massive  and  massive  geochemistry, which  involves  the collection of  till 
sulphides. The mineralised body  sub‐crops below  samples at the till‐bedrock interface, proved to be 
a  thin glacial  till cover and plunges as a coherent  the most  effective  geochemical  tool. Drill  testing 
body  at  an  angle  of  45o  towards  the  northwest.  of  a  BOT  geochemical  anomaly  over  the  eastern 
Mineralisation has been  traced  for over 1,500 m,  portion  of  the  Sakatti  target,  coincident with  an 
but remains open to the west, north, south and at  aeromagnetic  anomaly,  ultimately  led  to  the 
depth. The  topography of  the  region  is  generally  intersection  of  economic  mineralisation.  In 
flat, with extensive bog coverage and mixed pine‐ addition,  BOT  geochemistry  also  assists with  the 
birch forest. Most of the region is covered by a till  lithological mapping of the concealed bedrock. As 
veneer of variable thickness  (<1 m to >15 m) and  exploration  drilling  at  Sakatti  progresses, 
outcrops are generally less than 2% of the surface  geochemistry  continues  to  add  value  to  the 
44 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
project.  Recognition  of  spatial  zonation  in  the  of  geometallurgical  domains,  while 
composition  of  sulphide  mineralisation  may  lithogeochemistry  provides  valuable  insights  to 
provide  a  useful  vectoring  tool  for  further  improve the geological model of the deposit. 
exploration  drilling  and  helps with  the  definition 
 
Weathering of black shale and subsequent releases of metals in a shale 
mining district – effects of pH and presence of natural organic acids 
L. KARLSSON, B. ALLARD (PRESENTER), S. KARLSSON, V. SJÖBERG AND M. BÄCKSTRÖM  
Man‐Technology Environment Research Centre, Örebro University, Örebro, Sweden  
bert.allard@oru.se 
 
Mining  of  black  shale  (alum  shale)  of  Late  Studies  of  the  natural  weathering  of  processed 
Cambrium  age  for  the  extraction  of  aluminium  and  virgin  shale  due  to  exposure  to  the 
and iron sulphate started in the early 17th century  atmosphere and water with pH within the natural 
in  Sweden,  and  starting  in  the  late  19th  century  range (from 3 to 12.5)  indicate a high  leachability 
there  was  an  extensive  use  of  shale,  with  its  at low pH (cationic elements) as well as at high pH 
content of organic carbon in the range 15‐18%, as  (anionic  elements).  The  presence  of  organic 
fuel  in  lime‐burning  processes.  Recovery  of  oil  complexing  acids  of  natural  origin  (microbial 
from  black  shale  started  in  1873.  Full‐scale  exudates – citric acid, oxalic acid, as well as humic 
recovery of hydrocarbons took place  in Kvarntorp  acids  and  cellulose  degradation  products)  may 
during  1942‐66,  and  recovery  of  uranium  in  give  an  enhanced  leaching,  particularly  at  pH 
Ranstad during 1965‐76. There are  remains  from  above  8,  when  the  hydroxy‐groups  would 
the mining and processing of black shale at about  constitute active metal binding sites. Results from 
50 major  shale  deposits.  The  Kvarntorp  deposit,  the  weathering  and  leaching  of  black  shale  of 
still  burning  after more  than  50  years,  contains  various  origins  are  presented,  and  consequences 
some  40  million  m3  of  crushed  unprocessed  as  in  terms  environmental  impact  on  the  former 
well  as  processed  shale  residues.  There  are  also  shale  mining  sites  and  the  surroundings  are 
large  areas  covered with  crushed  shale, used  for  assessed.  
example, as road fill material. 
 
Exploration for porphyry deposits in glaciated environments: A case study 
from the Iliamna/Audn region, southwest Alaska, with comparisons to the 
Pebble district 
K. D. KELLEY, R. G. EPPINGER, E. D. ANDERSON AND M. COSCA 
US Geological Survey, Denver, USA 
kdkelley@usgs.gov 
 
The discovery of  the ~90 Ma Pebble deposit, one  Iliamna and Audn prospects are 90 km southwest 
of  the  largest  Cu‐Au  porphyry  deposits  in  the  of  Pebble.  Both  are  entirely  concealed  by  up  to 
world,  highlights  the  importance  of  middle  ~210  m  of  glacial  materials;  only  the  Iliamna 
Cretaceous porphyry development and has  led to  prospect  has  been  drilled.  Similar  to  Pebble,  the 
focused  interest  in  this highly prospective  region  prospects  lie  on  the  edge  of  a  broad  regional 
of  southwest  Alaska.  Recent  geochemical  and  aeromagnetic  anomaly  that  initially  targeted  the 
geophysical studies at Pebble provide information  area.  Upward  continued  reduced‐to‐pole  (RTP) 
about  the  surficial  expression  of  the  deposit;  aeromagnetic  compilations  that  emphasise  deep 
extrapolating  these  characteristics  to  regional  magnetic  sources  diminish  the  anomaly  and 
scales is critical for defining additional targets. The  suggest  that most magnetic material  lies west of 
45 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
the  Iliamna/Audn  region.  Granodiorite  samples  stream,  and  spring  waters  contain  high  (>75th 
from  Iliamna  drill  core  have  low  magnetic  percentile) concentrations of Cu (310‐7,780 μg/L), 
susceptibilities  compared  to  compositionally  Ag (3.1‐17 μg/L), and V (457‐1,930 μg/L), similar to 
similar  intrusions  at  Pebble.  Like  Pebble,  water  samples  in  and  around Pebble. Atypical of 
chalcopyrite,  molybdenite,  and  pyrite  are  Pebble  are  waters  with  high  arsenic 
disseminated  or  in  veins,  but  Iliamna  has  more  concentrations  (0.5‐1,610 μg/L). The younger age 
abundant  pyrrhotite.  Biotite  from  mineralised  and  subtle  differences  in  geochemical  and 
granodiorite  at  Iliamna  yielded  40Ar/39Ar  plateau  geophysical  properties  indicate  that  the 
ages of 62.4 +/‐ 0.2 and 62.1 +/‐ 0.2 Ma. Porphyry  Iliamna/Audn  mineralised  system  is  part  of  a 
Cu  indicator  mineral  and  hydrogeochemical  compositionally distinct younger suite of porphyry 
studies  best  delineate  buried mineralised  zones.  deposits,  although drilling  at Audn  is  required  to 
Tills  down  ice  of  mineralised  areas  contain  fully document this.  
abundant pristine or modified  gold  grains.  Pond, 
 
Experimental mobilisation and secondary mineralisation of antimony and 
arsenic from gold ore, Reefton New Zealand 
G. KERR1, J. POPE2, D. TRUMM2 AND D.CRAW1  
1 Geology Department, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
2 CRL Energy, Christchurch, New Zealand 
kerge392@student.otago.ac.nz 
 
Antimony  (Sb)  and  Arsenic  (As)  are  toxic  As  expected,  dissolved  As  concentrations  were 
metalloids  commonly  associated  with  Au  in  higher  than  Sb  in  the As‐rich  sample, up  to 16.1 
mesothermal  mineral  deposits.  Occurring  mg/L compared with up to 0.3 mg/L. Dissolved Sb 
principally  in  stibnite  (Sb2S3)  and  arsenopyrite  concentrations were higher  in the Sb‐rich sample, 
(FeAsS),  mobilisation  and/or  secondary  up to 11.8 mg/L compared with up to 1.4 mg/L As. 
mineralisation occurs when As‐Sb‐bearing  rock  is  The high acidity of the  leachate may be a  limiting 
exposed  at  the  surface.  This  study  investigates  factor  in As dissolution. SEM analysis and  imaging 
potential  mobility  and  re‐mineralisation,  based  of the samples after six months showed significant 
upon  experimental  leaching  trials  over  an  eight  arsenolite  (As2O3)  precipitate  (>80  wt%  As) 
month period.  Ore collected from the ROM pad at  forming  on  the  surface  of  the As‐rich  sample,  in 
Globe‐Progress  gold mine was  categorised  using  addition  to secondary mineralisation of Mg‐, Na‐, 
XRF into As‐rich (mean = 24,764 ppm) and Sb‐rich  Fe‐sulfates  with  minor  Ca  and  As,  and  tabular 
(mean  =  99,449  ppm).  Samples  were  placed  in  gypsum  (CaSO4.2H2O).  Analysis  suggests  the 
three  kinetic  leach  columns  (As‐rich,  Sb‐rich  and  majority  of  mobilised  As  is  forming  transient 
control)  and  watered  weekly.  Leachate  was  arsenolite. Secondary mineralisation in the Sb‐rich 
collected and analysed at monthly  intervals using  sample  is  predominantly  tabular  gypsum  and 
ICP‐MS  to  determine  dissolved  metal  acicular  Al‐sulfates  with  minor  Mg  and  Fe.  Sb‐
concentrations.    Preliminary  results  indicate  that  oxides  are  entirely  absent  in  the  Sb‐rich  sample, 
after  eight  months,  only  a  small  proportion  of  indicating that mobilised Sb  is not being removed 
total As and Sb has been leached (<1%).  Over the  by secondary mineralisation. 
course of each month, the leachate became highly   
acidic, reducing from pH ~7 to pH ~3 at collection. 
 
46 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemistry of uranium in lakes of west Mongolia 
M. N. KOLPAKOVA 
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Tomsk Affiliate, Siberian Branch of the Russian 
Academy of Sciences, Tomsk, Russia 
marina.kolpakova@gmail.com 
 
In  the  arid  climate  of  western Mongolia,  where  uranium will be concentrated in the water, all the 
evaporation  is 2‐3  times higher  than  the amount  other things being equal. Analysis of lake waters in 
of  precipitation,  evaporation  concentration  equilibrium  with  uranium  minerals  shows  that 
processes contribute to the growth of salinity and  only a few can precipitate out of solution and only 
concentration  of  U.  However,  our  investigation  three  lakes with total salinity more than 300 g L‐1 
indicates  a  significant  role  in  uranium  equilibrium with the  investigated minerals. Water 
accumulation  in  the  waters  of  the  upper  stores  U  by  getting  into  the  rocks  of  any 
hydrodynamic zone is provided by aquifer rocks in  composition  and  dissolving  them.  Uranium,  in 
the  lake catchments. Geologically, granite massifs  turn,  forms  complexes  with  carbonate‐ions  and 
(Harhiraa,  Achitnursky,  Oshkinsky,  etc.)  are  migrate  to  the  lakes,  and  precipitates  in  lake 
widespread  in  the  studied  territory,  which  are  sediments  by  the  influence  of  evaporation  and 
known  to  possess  natural  radioactivity.  But  water‐sediment interaction. In this case, the more 
lithology  is  not  the  main  factor.  The  time  of  uranium  accumulated  in  the  water  along  the 
water/rock  interaction,  which  determines  the  entire migration path to the  lake, the greater the 
degree of accumulation of U  in  the  lakes  is more  amount  that  will  be  precipitated.  Consequently, 
important.  Specifically,  the  equilibrium‐ the lakes are a unique geochemical barrier for the 
nonequilibrium  state  of  the  water‐rock  system  migration  of  uranium,  which  forms  oxides, 
determines  the  potential  for  U  concentration  in  hydroxides, carbonates, phosphates, fluorides and 
the water during  the  time of  its  interaction with  other minerals in lake sediments. 
rocks:  the  longer  interaction  time,  the  more   
 
Exploration of uranium deposits by integrating isotope data with geologic 
and other geochemical data 
K. KYSER1, D. CHIPLEY1 AND L. LAHUSEN2 
1 Department of Geological Sciences and Geological Engineering, Queen’s University, Kingston, Ontario, 
Canada 
2 Uravan Minerals Inc, Calgary, Alberta, Canada 
kyser@geol.queensu.ca 
 
Among  the  new  techniques  to  unravel  fluid  related uranium deposits vary as a function of the 
histories  from  deposition  to  later  alteration  and  type of uranium deposit. 7Li/6Li ratios in muscovite 
the  role  of  the  biosphere  in  forming  uranium  and  chlorite  associated  with mineralising  events 
deposits  is  isotope  tracing.  The  isotope  systems  are  distinct  from  background  ratios,  with  the 
being used include Li, C, N, Mo, Tl, Pb and U, all of  lowest  values  reflecting  the  beginning  of 
which  reflect  different,  but  overlapping,  hydrothermal  alteration  systems  whereas  the 
processes. Although Pb  isotopes have been used  highest values are  indicative of  the  terminal  flow 
to understand the evolution of the deposits, Li, C,  of  hydrothermal  fluids.  The  isotopic  composition 
N, Mo, Tl and U  isotope systems are new ways to  of  C  indicates  microbial  interactions  with  the 
analyse  deposits  and  barren  areas  and  to  reveal  uranium  deposits, which may  be  the  process  by 
their  precise  redox  mechanisms.  For  example,  which elements are mobilised out of the deposits 
238U/235U ratios of uranium minerals from volcanic‐ and  into  the  surrounding  environment  for  us  to 
metasomatic‐,  unconformity‐  and  sandstone‐ use as vectors to ore. The goal is to be able to use 
47 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
isotopes to reflect a definitive process that occurs  to  relate  these  to  something  that  is  easier  to 
in the deposit and not in barren systems, and then  measure, namely elemental concentrations. 
 
Tracing the mobility of metals from a buried VMS deposit using Cu and Zn 
isotopes in soils and vegetation 
K. KYSER1, M. L. GEAGEA2, D. CHIPLEY1, P. VAN GEFFEN AND C. OATES3 
1 Department of Geological Sciences and Geological Engineering, Queen’s University, Kingston, Ontario, 
Canada 
2 Acme Analytical Laboratories, Vancouver, British Columbia, Canada 
3 Applied Geochemical Solutions, Buckinghamshire, United Kingdom 
kyser@geol.queensu.ca 
 
The utility of Cu and Zn  isotopic  systems  in  soils,  anomalous Zn  isotopic compositions compared to 
clay  minerals,  tree  bark  and  moss  above  the  background  samples.  In  general,  Cu  isotopic 
Talbot  VMS  deposit,  Canada,  have  been  compositions in different media are more variable 
evaluated.  The  deposit  sits  at  a  depth  of  100 m  above  the  Talbot  deposit  relative  to  Zn  isotopic 
below Phanerozoic  carbonates and a  thin veneer  compositions  in  the  same  samples  due  to  the 
of  till.  The  Cu  contents  for  the  various  media  preferential  adsorption  of  Cu  on  the  surface  of 
showed no  anomalies, whereas  anomalies  in  the  minerals as well as reduction of Cu(II) to Cu(I). The 
Cu  isotopic  compositions  occur  in  soil  samples  Talbot  case  study  shows  that Cu  and  Zn  isotopic 
over a fault transecting the ore body and over the  systems,  in  conjunction with  trace element data, 
ore. Anomalous Zn concentrations were  found  in  can elucidate the processes of element migration 
clay samples collected over the fault and over the  from  deeply  buried  deposits  to  the  surface  and 
deposit, whereas other media did not show any Zn  potentially  add  value  to  exploration  for  deposits 
enrichment  above  background.  Soils  collected  buried at least 100 m or more. 
over  the  fault  and  over  the  ore  deposit  have 
 
Mineralogical and geochemical assisted bedrock mapping in glaciated 
terrane: The Bald Eagle intrusion, Minnesota, USA 
P. LARSON1, M. FINNEGAN1, S. PROUT3 AND C. BERNER4 
1 Duluth Metals Limited, Duluth, Minnesota, USA 
2 SGS Canada Inc., Burnaby, British Columbia, Canada 
3 Microlithics Laboratories Inc., Thunder Bay, Ontario, Canada 
plarson@duluthmetals.com 
 
The Bald Eagle intrusion (BEI) is a 250 km2 layered  and characterised by a low mean transport length. 
intrusion within  the 1099 Ma Duluth Complex of  Till  composition  therefore  closely  reflects  that of 
northeastern  Minnesota,  USA.  The  BEI  is  underlying bedrock. To evaluate the prospectivity 
composed predominantly of troctolite with  lesser  and geology of the BEI, an extensive B‐horizon till 
olivine gabbro and anorthositic and mafic volcanic  sampling  programme  has  been  undertaken. 
megaxenolith  phases.  In  common  with  other  Geochemical  analyses  follow  a  standard  4‐acid 
Duluth Complex  intrusions,  the BEI  is prospective  digestion  of  the  <63  µm  fraction  with 
for orthomagmatic Cu‐Ni‐PGE deposits. The BEI  is  multielement  ICP‐MS  finish.  Heavy  mineral 
glaciated  with  poor  bedrock  exposure,  and  the  sampling  utilises  small  (c.  3  kg)  samples,  from 
meager  exposure  is  inferred  to  be  which >3.2 s.g. heavy mineral concentrates (HMC) 
unrepresentative  of  the  full  range  of  bedrock  were separated from the 63‐125 µm fraction using 
lithologies.  However,  till  cover  is  generally  thin  2‐stage  LST  liquid  separation.  HMC  yields 
48 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
averaged 5.5%,  ranging  from 1  to 30%.  The bulk  breaks  corresponding  to  numerous  previously 
modal mineralogy of the HMC is determined using  unrecognised  contacts  internal  to  the  BEI.  The 
QEMSCAN®  Bulk Mineral  Analysis.  Distinct  HMC  resulting  geochemical/HMC  pseudo‐geological 
populations  within  the  BEI  are  distinguished  by  map highlights previously unrecognised geological 
relative  concentrations  of  ilmenite,  olivine,  complexity  in  the  BEI,  and  provides  a  guide  for 
clinopyroxene,  orthopyroxene,  Fe‐oxides,  further geological and geophysical investigations. 
amphiboles,  epidote,  and  chromite. Multivariate  Standard till geochemical methods augmented by 
analysis (factor analysis) of geochemical and HMC  QEMSCAN® bulk modal mineralogy of fine‐grained 
data  identified  a  number  of  underlying  factors  HMC  are  proving  effective  tools  to  advance 
describing  variability  in  BEI  samples.  The  spatial  greenfields  exploration  in  poorly  exposed  and 
distribution  of  factor  scores  clearly  delineates  mapped glaciated terrane.   
 
Hydrothermal footprints around magmatic nickel‐sulfide deposits: A case 
study at the Miitel deposit, Yilgarn craton, Western Australia. 
M. LE VAILLANT1, S. J. BARNES2, J. MILLER1, M. L. FIORENTINI1 AND P. MUCILLI3 
1 Centre for Exploration Targeting, School of Earth and Environment, ARC Centre of Excellence for Core to 
Crust Fluid Systems, The University of Western Australia, Perth, Western Australia, Australia 
2 CSIRO/Earth Science and Resource Engineering, Kensington, Perth, Western Australia, Australia 
3 Mincor Resources NL, Perth, Western Australia, Australia 
20876767@student.uwa.edu.au 
 
The remobilisation of metals during hydrothermal  nickeline,  are  concentrated  within  small  quartz 
alteration  of  magmatic  nickel‐sulfide  deposits  and carbonate veinlets within the footwall Lunnon 
could  result  in  large  geochemical  haloes,  basalt. They are interpreted as forming during the 
potentially  enlarging  the  detectable  footprint  of  circulation  of  arsenic‐rich  hydrothermal  fluids 
this ore  type. The Miitel  komatiite‐hosted nickel‐ through  the  mineralised  horizons  and 
sulfide deposit  (Western Australia) was used as a  subsequently  along  the  footwall  contact  into  the 
case  study  to  investigate  the  nature  and  3D  basalt. Results from  in situ LA‐ICP‐MS analyses on 
geometry  of  this  footprint.  Portable  XRF  (pXRF)  gersdorffite  and  nickeline  also  indicate  high  PGE 
analyses  on  basalt  samples,  close  to  the  contact  concentrations  (Pt  and  Pd  mainly)  within  these 
with overlying komatiites, up to 200 m away from  phases.  This  PGE  enrichment  suggests  that  the 
the  mineralisation,  detected  the  presence  of  massive nickel sulfides from the Miitel ore bodies, 
anomalous  Ni  concentrations,  associated  with  rather than the adjacent barren komatiite, are the 
elevated As, Co, Pt and Pd. A petrographic  study  source of  the remobilised Ni. This cryptic Ni‐PGE‐
of  the  samples  containing  anomalous  As  signature  in  immediate  footwall  rocks  could 
concentrations,  combined  with  SEM‐EDS  constitute an effective vector to mineralisation for 
techniques  and  elemental  mapping,  associated  magmatic  nickel  sulfides  deposits  in  an  As‐
the elevated Ni concentrations with the presence  enriched environment. 
of  Ni‐As  rich  phases.  Gersdorfitte,  and  minor 
 
49 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical mapping of Alaska 
G. LEE1, M. GRANITTO1, B. WANG2, N. SHEW2, J. L. MAUK1 (PRESENTER), T. S. HAYES3, J. V. JONES III2, 
J. M. SCHMIDT2, E. TODD2 AND M. B. WERDON4 
1 US Geological Survey, Denver, USA 
2 US Geological Survey, Anchorage, USA 
3 US Geological Survey, Tucson, Arizona, USA 
4 Department of Natural Resources, Division of Geological & Geophysical Surveys, Fairbanks, USA 
jmauk@usgs.gov 
 
Alaska has an area of 1.7 million km2, and regional  example,  older  geochemical  data  are  associated 
to  local  geochemical  surveys  have  been  with  relatively high analytical detection  limits,  so 
undertaken  by  state  and  federal  agencies.  We  data for many elements are highly censored, with 
present  a  new  compilation  of  geochemical  data  some having more than 90 percent of their values 
that  have  been  collected  since  the  early  1960s,  at  levels  that  are  less  than  the  detection  limit. 
including  (1)  65,993  sediment  samples  from  the  Thus, the heterogeneous nature of the data in our 
National  Uranium  Resource  Evaluation  (NURE)  compilation  presents  challenges  for  geochemical 
program,  (2)  samples  from  the  US  Geological  interpretation.  On  the  other  hand,  robust 
Survey  including sediments (90,360), soils (6,869),  statistical methods allow  for  the  identification of 
rocks  (108,966),  heavy‐mineral  concentrates  anomalous  element  concentrations.  In  some 
(48,096),  and  minerals  (7,470),  and  (3)  samples  places,  groups  of  samples  with  anomalously 
from  the  Alaska  Division  of  Geological  &  enriched  element  concentrations  correlate  with 
Geophysical Surveys including sediments (10,919),  geology.  For example,  areas  that  are  enriched  in 
soils  (100),  rocks  (12,437),  and  heavy‐mineral  Ni and Cr generally coincide with belts of mafic to 
concentrates  (1,063).  Sample  density  varies  ultramafic rocks, and the greatest enrichments of 
significantly  on  a  local  scale,  but  averages  1  site  Th  and  REE  are  associated with  alkaline  igneous 
per 11.6  km2  for  the entire  state.  Legacy data  in  rocks.  Taken  together,  these  results  suggest  that 
our  compilation  have  highly  variable  accuracy,  careful  treatment  of  legacy  data  can  provide 
precision  and  associated  detection  limits  due  to  significant  and  revealing  geochemical  maps  for 
the  steady  and  significant  improvement  in  large areas.  
analytical methods  during  the  last  50  years.  For 
 
Establishing a regional background for geochemical exploration surveys: 
Regional‐scale metasomatism in the Fortescue Group, Hamersley Basin, 
Western Australia 
M. LEGRAS, A. J. R. WHITE, R. E. SMITH AND P. NADOLL 
1 CSIRO Earth Science and Resource Engineering, Australian Resources Research Centre, Kensington, Perth, 
Western Australia, Australia 
monica.legras@csiro.au 
 
Regional  reconnaissance  surveys  are  commonly  a background against which areas of potential Au 
used  to  recognise distinct  zones of hydrothermal  mineralisation  may  be  compared,  in  order  to 
alteration  that  may  be  related  to  economic  determine  whether  an  anomaly  truly  exists.  A 
mineralisation.  However,  alteration  indicative  of  regional  burial  metamorphic  gradient  extends 
major  ore  deposits may  be  subtle  and must  be  across  the  Hamersley  Basin,  from  prehnite‐
distinguished  from background  regional  variation  pumpellyite  facies  in  the  north  to  epidote‐
in  rocks  independent of any mineralising  system.  actinolite greenschist facies in the south and west. 
The mafic volcanics of the Fortescue Group which,  Superimposed  on  this  metamorphic  gradient, 
to date, are believed to be unmineralised, provide  regional‐scale  metasomatism  has  affected 
50 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
extensive  areas  of  the  Fortescue  Group.  first  transition  series  metals,  with  a  significant 
Metasomatised  rocks  are  characterised  by  well‐ enrichment  in  Si  and  variable mobility of Ca  and 
developed pumpellyite‐quartz, epidote‐quartz and  volatiles.  Such  geochemical  trends,  particularly 
albitised  assemblages  that  contrast  with  least  depletions  in Fe, Mn and base metals, along with 
altered,  massive  mafic  rocks.  Metasomatic  metasomatic  mineral  assemblages,  are 
alteration  is most conspicuous  in the  lower grade  comparable  to  those associated with  the  sub‐sea 
metamorphic  zones  as  pumpellyite‐and  epidote‐ floor  circulation  of  sea  water,  particularly  in 
rich rocks are green to yellow‐green in outcrop. In  relation  to  base‐metal  depleted  root  zones  of 
the  higher  grade  metamorphic  zones,  epidote‐ volcanic‐hosted  massive  sulfide  deposits.  This 
clinozoisite is almost colourless and pumpellyite is  study  shows  that  hydrothermal  alteration  is  not 
much  less  abundant.  Whole‐rock  geochemical  always  associated  with mineralisation  and  helps 
data  indicate  that  metasomatism  is  associated  explain  why  some  hydrothermally  altered  areas 
with strong depletions in alkali metals, Mg and the  are mineralised and some are not. 
 
Geobotanical vegetation anomalies within the Roseby Corridor, N.W. 
Queensland: Is ‘Copper Grass’ still a valid exploration tool? 
R. LILLY 
Mount Isa Mines, Queensland, Australia  
rlilly@xstratacopper.com.au  
 
The  Roseby  Corridor,  located  50  km  north  of  directly  linked  to  mineral  occurrences  and 
Cloncurry, offers some of the clearest examples of  geochemical  soil  anomalies.  The  most  common 
geobotanical indicator plants in N.W. Queensland.  and  widespread  surface  geochemical  anomalies 
Several  key  regional  mineralisation  styles  are  are Cu, but vegetation anomalies have also been 
present in this 20 km x 10 km zone including Little  well  documented  in  areas  of  Zn‐Pb  enrichment, 
Eva  (IOCG),  Dugald  River  Zn‐Ag‐Pb  (SEDEX)  and  with accompanying variations in plant growth and 
Roseby Copper Horizon  (structurally hosted,  low‐ form.   Common  copper  indicator  species  include 
sulphidation)  styles.  The  presence  of  numerous  ‘copper  grass’  (Eriachne  mucronata  and 
indicator  species  has  directly  aided  the  Bulbostylus  barbata),  ‘copper  bush’  (Polycarpea 
identification  of  metalliferous  lithological  units  glabra  and  Polycarpea  spirostylis)  and  ‘copper 
and  can  be  used  to  directly  infer  base  metal  weed’ (Tephrosia supina Nova). 
anomalism in soil.  The continued demand for world‐class ore bodies 
Regolith within  the  corridor  varies  from  outcrop  and  the  decreasing  chance  of  discovering 
and  colluvium  to  overbank  alluvial  and  black  outcropping  ore  deposits  increases  the  need  to 
(smectitic)  soil.  The  region  has  a  dry  savannah  embrace  all  data.  Despite  the  availability  of 
climate  with  a  yearly  maximum  temperature  advanced  surface  geochemical  techniques,  the 
above 40°C and average annual rainfall of 400‐500  results  from  this  case  study  clearly  highlight  the 
mm, which mostly falls in the wet season between  continued  relevance  of  including  ‘traditional’ 
December  and  March.  Observations  recorded  biogeochemical  techniques  in  the  explorer’s 
during  the  2009‐2012  field  seasons  identified  toolkit. 
numerous  plant  species  whose  distribution  is   
 
51 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical trials in weathered overburden: Defining exploration 
parameters for Mount Isa‐style and IOCG mineralisation in NW Queensland, 
Australia 
R. M. LILLY1, K. W. HANNAN2 AND M. WANG3 
1 Mount Isa Mines, Queensland, Australia 
2 Geochem Pacific, Coorparoo, Queensland, Australia 
3 China University of Geosciences, Beijing, China 
richard.lilly@glencore.com.au 
 
The  continued  demand  for  world‐class  ore  available  partial  extraction  methods  from 
discoveries  and  the  decreasing  chance  of  finding  different  laboratory  groups  and more  traditional 
outcropping  ore  deposits  increases  the  need  to  acid  digest  soil  sampling  methods.  Despite  the 
explore  for  potentially  buried  mineralisation  in  availability  of  advanced  soil‐gas  techniques  the 
areas  of  thick  overburden  and  cover  sequences.  project  has  clearly  highlighted  the  continued 
The  development  of  new  geochemical  methods  relevance of  ‘traditional’ geochemical techniques, 
continues to advance the ability to geochemically  especially for chalcophile elements in areas of thin 
explore  in  covered  terrains.  Field  trials  were  to  moderate  cover.  All  partial  leach  techniques 
conducted  to  test  established  and  recently  trialled provided  increased  resolution  in  areas of 
developed  geochemical  techniques  designed  to  thick  cover  and  identified  litho‐geochemical 
measure  the  surface  geochemical  expressions  of  variations through thick (50 m+) cover sequences. 
buried  and  blind  mineralisation  in  a  range  of  The  results  from  these  field  trials  have  also 
regolith  settings.  This  study  aimed  to  determine  highlighted  the  importance  of  a  thorough, 
the most effective and appropriate methods and  systematic  and  repeatable  sampling  procedure 
to  define  characteristic  pathfinder  element  with  regular  collection  of  QA  samples.  Results 
associations  over  the  two  principal  NW  from this study and  follow‐up surveys has helped 
Queensland ore‐deposit styles  (Mount  Isa Cu and  guide  current  exploration  geochemistry 
Ernest  Henry  IOCG  Cu‐Au).  Trial  locations  varied  procedures  and  sampling  techniques  and  have 
from  blind  targets  under  thick  cover  sequence  delivered  exploration  success  in  a  range  of 
lithologies (50 m+) to targets with shallow (<5 m)  regolith  settings.  On‐going  active  sampling  and 
transported  or  residual  soil  cover.  Seven  research  into  existing  deposits  represents  a 
techniques  were  chosen  for  trial  and  included  constant learning‐curve towards geochemical best 
those  that  sample gas  compounds  released  from  practice in the Mount Isa Inlier. 
oxidising  ore  minerals  at  depth,  commercially 
 
Characterisation of the spatial distribution of gold concentrations using 
fractal models in regolith over the Jinwozi Goldfield, NW China  
XIN LIN, XUEQIU WANG, BIMIN ZHANG, XUEMIN LIU  
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration & Key Laboratory of Applied Geochemistry, CAGS, 
Langfang, China  
theodorelin@aliyun.com  
 
Characterisation  of  the  spatial  distribution  of  distribution  features  of  gold  concentrations  in 
element  concentrations  in  overburden  that  regolith  over  the  Jinwozi  goldfield,  northwestern 
conceals ore deposits  is necessary  to understand  China, by applying  the number‐size  (N‐S) and  the 
the  mechanisms  that  enable  the  use  of  deep‐ concentration‐volume  (C‐V)  fractal  methods  to 
penetrating  geochemistry  in mineral  exploration.  979  samples  from  63  overburden  drill  holes 
The  aim  of  this  study  is  to  identify  the  spatial  analysed  for  Au.  Both  the  N‐S  and  C‐V  models 
52 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
distinguished  four  different  enrichment  states  were  identified  by  the N‐S  and  C‐V models  that 
defined by Au thresholds of 0.8, 3.2 and 79.6 ppb  exhibit  weak‐to‐moderate  gold  enrichment. 
for  the  former, and 1.6, 7.9 and 39.9 ppb  for  the  Comparison  of  the  results  from  N‐S  and  C‐V 
latter. Results using these thresholds indicate that  methods  indicates  that  the  spatial delineation of 
a  prominent  zone  of  high  gold  concentrations  is  the C‐V  fractal model  is more accurate  than  that 
elongate horizontally in a NE‐SW orientation along  of  the  N‐S  fractal model.  Nevertheless,  both  Au 
a  ductiley‐sheared  belt  of  hydrothermal  concentration  spatial  distributions  defined  by 
alteration,  and  is  symmetrically  distributed  in  a  these  fractal  models  coincide  well  with  the 
vertical  pattern  directly  above  the  concealed  underlying  geology  and  characteristics  of  deep‐
deposit,  with  gold  enrichment  in  the  top  and  penetrating geochemistry in arid terrains.   
bottom  layers of  the  regolith.  Three other  zones   
 
Gold and calcrete: 25 years of successful exploration geochemistry – what 
have we learnt? 
M. J. LINTERN 
CSIRO, Waterford, Perth, Western Australia, Australia 
mel.lintern@csiro.au 
 
Gold  and  calcrete  are  strongly  associated.  The  formed  in  calcrete  directly  over  mineralisation 
CSIRO discovery of this peculiar and extraordinary  with  the help of deeply rooted plants are subject 
relationship  between  two  disparate  components  to  landscape  processes  that  create  subtle  but 
of  the  soil  goes back  to 1987.  The discovery has  larger  footprints  to  mineralisation.  However, 
led  to  the unearthing of billions of dollars’ worth  these  geochemical  anomalies  in  depositional 
of  gold.  It  is  currently  being  applied  to  the  terrains  may  become  spatially  isolated  and 
delineation  of  gold mineralisation  in  the  Albany  dispersion  trains  overly  complex  making 
Fraser Belt of Western Australia. Recent advances  interpretation of  their origins difficult  to  resolve. 
in  our  understanding  of  the  gold‐calcrete  Synchrotron XRF,  isotope geochemistry  (C, O and 
phenomenon  suggest  that  several  mechanisms  Sr), luminescence dating, laser ablation inductively 
are  operating  at  different  scales:  at  the micron  coupled  mass  spectroscopy  and  conventional 
scale  gold  may  not  be  directly  associated  with  geochemistry  will  illustrate  the  concept  of  scale 
calcrete but with biotic components of the soil; at  associated with evolving Au  in calcrete anomalies 
the  soil  sampling  scale  the  strong  relationship  from a range of gold prospects  including Edoldeh 
between gold and calcrete must be considered  in  Tank,  Barns,  Bounty  and  Earea  Dam. While  this 
order  not  to  overlook  a  deposit;  geochemical  research  has  been  restricted  to  Australia,  it  is 
mapping of gold‐in‐calcrete anomalies requires an  highly  likely  that  these  processes  apply  in  other 
understanding  of  landscape  evolution  and  auriferous  calcreted  terrains  of  the  world  but 
geomorphology.  Thus,  gold  anomalies  that  have  need to be investigated. 
 
 
53 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Polytopic Vector Analysis as a valuable tool for determining magma/fluid 
sources in geochemical processes by comparison of whole‐rock versus 
mineral chemistry 
K. LISOWIEC1,2, E. SLABY1 AND H‐J. FOERSTER3 
1 Institute of Geological Sciences, PASc, Warsaw, Poland 
2 Department of Geology, University of Warsaw, Warsaw, Poland 
3 DeutschesGeoForschungZentrum, Potsdam, Germany 
klisowiec@twarda.pan.pl 
 
Geochemical  modifications  taking  place  in  the  melts.  The method  was  applied  to  both  whole‐
continental  crust  are  usually  complex  scenarios  rock  and  apatite  geochemistry;  apatite was used 
involving a variety of processes deriving elements  because  it constitutes  the only accessory mineral 
from  different  sources.  The  effect  of  that  present  in  each  stage  of magma  differentiation, 
combination  is  a  ‘mixture’  where  the  the  trace‐element  composition  of  which  can 
characteristics  of  individual  sources  are  usually  record the changes in the dynamics and chemistry 
irretrievable  using  conventional  analytical  and  of  the magma. The  results of PVA applied  to  the 
petrological  methods.  However,  a  number  of  whole‐rock  geochemistry  are  consistent  with 
mathematical  algorithms  exists  that  enable  previous  studies  employing  other  modeling 
extraction  of  the  unknown  information,  such  as  approaches  and  are  in  accord with  the magma‐
fractal  statistics,  linear  equations  and  Polytopic  mixing model. However, the apatite compositions 
Vector  Analysis  (PVA).  PVA  is  probably  the most  do not  reflect  the  same  trends demonstrated by 
simple  and  straightforward  method  where  the  the whole‐rock chemistry, especially in the case of 
influence of  the user  is  limited  in  comparison  to  the  REE’s,  which  exhibit  chaotic  distribution 
other methods.  PVA  is  an  algorithm  that  allows  patterns  likely  resulting  from  local  saturation  of 
defining  the  number  and  composition  of  the  the melt. In this case, other factors  like variations 
sources contributing to a particular system, along  in  partition  coefficients,  diffusion  rates,  and  the 
with  the  relative  proportions  of  each  source  in  presence  of  other  accessory  phases  have  to  be 
every  given  sample.  It  can  be  applied  to  any  taken  into account  in order  to obtain satisfactory 
geochemical  concentration  that  results  from  results. 
mixing  of  several  end‐members.  We  discuss  This  study  was  funded  by  a  NCN  grant  no. 
advantages and disadvantages of the PVA method  2011/01/N/ST10/04756. 
using  a  magmatic  system  example  that  has   
undergone  mixing  of  mantle‐  and  crust‐derived 
 
Chemical weathering in the upper Yangtze River Basin: Impact factors and 
CO2 consumption 
QINGQING LIU1 AND ZHONGFANG YANG2 
1 Key Laboratory of Applied Geochemistry, Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Langfang, 
China 
2 China University of Geosciences, Beijing, China 
liuqingqing@igge.cn 
 
The  upper  Yangtze  River  Basin  has  received  water,  suspended  solid  and  sediment  samples 
particular  attention  as  a  carbon  sink,  because  of  from the upper reaches of the Yangtze River were 
heavy  weathering  caused  by  abundant  rainfall,  collected  and  the  ions  flux model  and  GEM‐CO2 
large  elevation  differences  and  complicated  model were applied to evaluate CO2 consumption. 
geology.  In  order  to  quantify  these  effects,  river  The results indicate that the rivers of the area are 
54 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
typical  carbonate  rivers,  and  Cl‐  and  SO 2‐4   ions  t km‐2 y‐1 and 102.58 t km‐2 y‐1, which were mainly 
have  increased  sharply  compared  to  previous  controlled  by  the  rock  type  and  annual  runoff. 
work as a result of anthropogenic activities.   Based  on  the  ions  flux  model,  total  CO2 
11 ‐1
In  general,  the  dissolved  ion  composition  is  consumption  is 6.702 x 10  mol y   in  the whole 
affected  by  rock  type,  precipitation,  and  human  basin with  the  consumption  rate of 529.68  x 10
3 
‐2 ‐1
activities.  The  ions  flux  model  was  established  mol km  y . The Tuotuo River has  the minimum 
based on  the value of F‐, Cl‐, NO ‐3 , Mg2+/Na+, and 
value and the Xiaojiang River has the highest. The 
Ca2+/Na+  to  calculate  the  contribution  of  total  CO2  consumption  is  2.261  x  10
11  mol  y‐1 
precipitation,  evaporites,  silicate  rocks  and  calculated  with  the  GEM‐CO2  model,  consistent 
carbonate  rocks  to  the  total  dissolved  ion  load;  with the ions flux model.  
which were  3.84%,  31.11%,  16.88%  and  48.56%,  Overall,  the  regional  atmospheric  circulation was 
respectively.  The  contributions  of  agricultural  changed  by  the  uplift  of  Tibetan  Plateau, which 
activity to total dissolved  ion  load of the Minjiang  accelerated  the  regional  chemical  weathering 
River  in  the wet and dry  season were 6.08% and  process.  The  following  carbon  sink  effect  should 
7.07%, respectively. Chemical weathering rates of  not be ignored and needs to be fully investigated. 
different rivers in this basin varied between 26.61 
 
The environmental behaviour of indium at metal mine sites, northeastern 
Australia  
B. G. LOTTERMOSER  
Environment and Sustainability Institute, University of Exeter, Penryn Campus, United Kingdom  
B.Lottermoser@exeter.ac.uk  
 
Indium  is  a  rare,  post‐transition  metal  that  is  g/t  In,  Orient  Camp  Ag‐Pb‐Zn  up  to  120  g/t  In; 
widely used  in modern  technological applications  Montalbion Ag‐Pb up to 90 g/t In; Jumna Sn up to 
such  as  liquid  crystal  displays  and  photovoltaic  19 g/t  In).  Indium  is thereby hosted  in cassiterite, 
solar panels. It is one of a number of so‐called "e‐ sphalerite,  stannite,  chalcopyrite, and  sulphosalts 
tech" elements whose supply  is considered  to be  of  Sn,  Pb,  Cu  or  Sb.  Rare  occurrence  of  indite 
insecure.  By  contrast,  the  geology  and  (FInS4),  roquesite  (CuInS2),  sakuraiite 
geochemistry  of  In  is  poorly  understood.  (CuAg)2(In,Sn)(Zn,Fe)S4 and dzalindite In(OH)3 have 
Moreover,  there  are  currently  no  environmental  also  been  reported.  ARD  development  leads  to 
guidelines with respect to In; the element is rarely  mobilisation  of  In  into  acid  waters  (max.  0.12 
monitored and its behaviour in the environment is  mg/l,  pH  2.5).  Subsequent  oxygenation  of  ARD 
poorly known. This is despite the fact that there is  waters and hydrolysis of Fe  lead to the formation 
considerable  evidence  suggesting  that  In  of Fe‐rich precipitates  (schwertmannite, goethite, 
compounds  have  significant,  if  not  extreme  amorphous  Fe  compounds)  that,  through 
toxicity.  This  study  reports  on  the  sources  and  adsorption  and  coprecipitation,  preferentially 
sinks of  In  in acid  rock drainage environments at  incorporate  In.  Thus,  In  displays  significant 
metal  mine  sites,  northeastern  Queensland,  mobility  in  ARD  environments,  with  its  mobility 
Australia. Sulfide‐rich materials comprising the ore  constrained by Fe precipitation. There is a need to 
and  waste  at  metal  mine  and  processing  plant  understand  mining  fluxes  of  In  and  identify  In 
sites have undergone extensive oxidation prior to  pathways  and  sinks  in  the mining  environment, 
and after mining. Rocks and wastes are  invariably  also  in  the  context  of  improved  processing 
enriched  in  In  (Baal Gammon Cu‐Sn‐Ag up to 270  technologies and environmental protection.   
 
55 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
PGE‐enriched Fe‐Ni sulfide droplets in volcanic glass from the central 
Atlantic: Possible implications for magmatic PGE‐Ni‐sulfide deposits   
R. MAAS1, V. S. KAMENETSKY2 AND R. O. C. FONSECA3 
1 University of Melbourne, Melbourne, Victoria, Australia  
2 CODES, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, Australia 
3 University of Bonn, Germany  
maasr@unimelb.edu.au 
 
The  origin  of  large  accumulations  of  nickel  and  have  compositions  consistent  with  being  a 
platinum  group  elements  (PGE)  in  some  quenched  primary  sulfide‐hydroxide  liquid.  PGEs 
continental magmatic rocks  is ultimately  linked to  occur  as  alloys  and  reach  concentrations  (100% 
silicate‐sulfide  liquid  immiscibility. While  there  is  sulfide basis) ~2x higher than in sulfide globules in 
much experimental evidence of such immiscibility,  oceanic  basalt  glasses,  and  higher  or  similar  to 
direct  observation  of  coexisting  primary  silicate  bulk  sulfides  in  major  Ni‐Cu‐PGE  deposits.  The 
and  sulfide melts  from  this early  stage  is difficult  specific  chemistry  (high  Si,  high  Ni,  low  Fe)  of 
because  of  their  small  volume  and  transient  primary melts  generated  from  garnet  pyroxenite 
nature,  and  because  of  magmatic  overprinting.  sources  promotes  sulfide  saturation  at  low 
Here we report the discovery of Fe‐Ni sulfide melt  pressures,  without  extensive  fractional 
globules  highly  enriched  in  noble metals  (Pt,  Pd,  crystallisation  and  late‐stage  crustal 
Au;  120  ppm  total  PGE) within  unusual  high‐Mg  contamination.  The  combination  of  high  primary 
andesitic  glass  (“BTJ”,  with  8.2  wt%  MgO,  57.3  Ni content, sulfide saturation at low pressure, high 
wt% SiO2) dredged from the southern Mid‐Atlantic  temperature  and  high  PGE‐Au  content  suggests 
Ridge.  The  composition  of  this  unaltered  glass  that the type of melt represented by BTJ glass may 
indicates  a  high‐temperature  (1250°C)  parental  be  an  attractive  model  for  the  transition  from 
silicate  melt  derived  from  a  garnet  pyroxenite  magma  to  ore  in  magmatic  Ni‐sulfide  systems, 
mantle  source  with  pronounced  “continental”  particularly  those  with  inferred  non‐peridotite 
isotopic  (Pb,  Sr, Nd,  Hf, Os, O)  signatures.  Fe‐Ni  lithospheric sources.  
sulfide  globules  (mostly  <5µm,  largest  180µm) 
 
Columbite‐tantalite and pyrochlore minerals as potential indicators in 
exploration for specialty metal deposits 
D. A. MACKAY1 AND G. J. SIMANDL1,2 
1 School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, Victoria, British Columbia, Canada 
2 British Columbia Geological Survey, Victoria, British Columbia, Canada 
mackay87@uvic.ca 
 
Columbite‐tantalite  series  minerals  are  a  main  Nb‐Ta‐REE‐Sn‐U‐Th‐Zr  enriched  granites  are 
constituent  of  Ta  and  Nb  ores.  They  are  also  known  to  contain  predominantly  columbite‐(Fe) 
present  in Li, REE, Be, Zr, W, Sn, and Cs  ‐bearing  with  a  Mn/(Mn  +  Fe)  atomic  ratio  >  0.2, 
deposits  associated  with  granitoids,  pegmatites,  columbite‐(Mn),  and  tantalite‐(Mn).  Pegmatite‐
carbonatites,  peralkaline  intrusions,  in  saprolites  related deposits are known to contain tapiolite, all 
overlying these deposits, in associated stream and  major  varieties  of  tantalite,  and  Ta‐rich  end 
lake  sediments,  and  in  till.  Compositionally,  members  of  columbite.  There  is  a  paucity  of 
following  classification of  Černý  and  Ercit  (1989),  columbite  analyses  from  carbonatite‐hosted 
based  on  Ta/(Nb+Ta)  and  Mn/(Mn+Fe)  atomic  deposits;  however,  preliminary  compilation 
ratios, members of  the  columbite‐tantalite  series  suggests  that  they contain Nb‐rich columbite‐(Fe) 
can be divided  into  tantalite‐(Fe),  columbite‐(Fe),  with  Mn/(Mn+Fe)  atomic  ratio  ≤0.2.  Mineral 
columbite‐(Mn), and tantalite‐(Mn). Li‐F‐Rb‐Cs‐Be‐ groups  belonging  to  the  pyrochlore  supergroup 
56 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
(betafite, microlite, and pyrochlore) as defined by  pyrochlore  minerals  may  allow  exploration 
Atencio et al. (2010) are associated with the same  geologist  to  relate  mineral  chemistry  of  these 
deposits  as  columbite‐tantalite minerals. Betafite  minerals  to  established  deposit  models.  For 
group  minerals  [(Ca,U)2(Ti,Nb,Ta)2O6(OH)]  are  example,  Nb‐rich  pyrochlore  and  columbite‐(Fe) 
common  in  granite  pegmatites  and  present  in  with Mn/Mn+Fe atomic ratio ≤0.2 are expected in 
some  carbonatites;  microlite  group  minerals  carbonatite‐related specialty metal deposits, while 
[(Na,Ca)2Ta2O6(O,OH,F)]  are  found  predominantly  tapiolite,  microlite  and  Ta‐rich  betafite  are 
in  rare  element  pegmatites  and  in  miarolitic  characteristic of pegmatite‐related mineralisation. 
cavities in granites; and pyrochlore group minerals  Weathering  is  known  to  affect  chemical 
[(Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)]  are  characteristic  of  composition  of  minerals  belonging  to  the 
carbonatites, but are also present in other alkaline  columbite‐tantalite  series  and  pyrochlore 
rocks.  Discrimination  diagrams  based  on  supergroup  and  should  be  taken  into 
composition  of  columbite‐tantalite  and/or  consideration.  
 
Progressive silica mobility enhances lithologic contrasts during 
mineralisation, Macraes mine, New Zealand 
D. MACKENZIE AND D. CRAW 
Department of Geology, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
doug.mackenzie@otago.ac.nz 
 
The Macraes mine  is  a world‐class orogenic  gold  thinning  of  fold  limbs  and  general  thickening  of 
deposit  located  in  a  regionally  extensive  shear  quartz  in  fold hinges. Ductile shearing and quartz 
zone  that  is hosted  in a package of  folded,  lower  removal  were  concentrated  along  the  limbs  of 
greenschist  facies  metasedimentary  rocks.  The  folds,  whereas  fold  hinges  became  the  sites  of 
mineralised  shear  cuts  through  two end‐member  quartz  redeposition.  Silica  mobility  and 
schist  types:  massive  quartz‐rich  subsequent  recrystallisation  occurred  at  quartz 
quartzofeldspathic  schist  and  more  fissile  grain  boundaries  and  along  intragranular 
micaceous schist. Rheological differences between  fractures. Mineralising  fluids  used  the  strain‐slip 
these  two  types  are  important  in  focusing  and  cleavage as channelways for deposition of shear–
controlling  the  style  of mineralisation within  the  parallel veins and quartz infill at brecciated quartz‐
shear zone. Gold and scheelite are concentrated in  rich  hinges.  Subsequent  ductile  shearing 
low angle shears and foliation‐parallel veins within  continued  to  deform  the  hydrothermal  quartz. 
more  fissile  units,  as  well  as  in  high  angle  Migration  of  hydrothermal  and  metamorphic 
extension  veins  that  are  generally  confined  to  quartz  into  hinge  zones  continued  to  accentuate 
massive  quartz‐rich  units.  Both  mineralisation  the  rheological  differences  between  fissile 
styles are coeval and were preceded by, and were  micaceous schist and quartz‐rich schist. Late‐stage 
a consequence of, silica mobility during and after  mineralised  cataclastic  shears  affect  both  schist 
metamorphism.  Progressive  deformation  during  types,  but  they  are  concentrated  along  pre‐
ductile  folding  of  quartz‐  and  mica‐rich  existing  ductile  shears  that  anastomose  around 
segregations  resulted  in  the  development  of  an  the edges of massive schist pods and pre‐existing 
anastomosing  strain‐slip  cleavage  surrounding  quartz veins.  
quartz‐rich  fold  hinges.  Pressure  solution  caused 
 
57 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical exploration in the Shamanikha‐Stolbovsky gold cluster 
(Magadan Region, Russia)  
Y. V. MAKAROVA1, S. V. SOKOLOV1 AND A. N. GLUKHOV2 
1 St. Petersburg, Russia 
2 Magadan, Russia  
yuliya_makarova@vsegei.ru  
 
The Shamanikha‐Stolbovsky gold cluster is located  identification  of  areas  of  anomalous 
in  the  North‐East  of  Russia,  in  the  basin  of  the  geochemical fields (AGCF) and the discovery of 
Kolyma  River.  In  1933,  gold  placers  were  gold  mineralisation  (Nadezhda,  Timsha,  and 
discovered,  but  the  search  for  significant  gold  Temny  prospects).  These  AGCF  are 
targets  for  more  than  50  years  failed  to  yield  characterised  by  the  following  three‐zonal 
positive  results. From 2009  to 2011, geochemical  structure  (from  the  centre  to  the  periphery): 
and geophysical studies, mining and drilling were  nucleus  zone  –  area  of  centripetal  element 
conducted within this cluster.  concentration  (Au,  Ag,  Sb,  As,  Cu, Hg,  Bi,  Pb, 
Because  of  complicated  landscape  conditions  Mo);  exchange  zone  –  area  of  centrifugal 
(thick  Quaternary  sediments  and  widespread  element  concentration  (Mn,  Zn,  V,  Ti,  Co,  Cr, 
permafrost), geochemical exploration was carried  Ni); flank concentration zone – area of elevated 
out  based  on  superimposed  secondary  sorption‐ contents  of  centripetal  elements  with 
salt  haloes  (sampling  density  of  250x250  m,  subbackground centrifugal elements. 
250x50 m, 250x20 m) using the superfine fraction  2. Detailed AGCF studies with sampling density of 
analysis method  (SFAM).  The method  consists of  250x50 m (250x20 m) in the Nadezhda, Timsha, 
extraction of the superfine fraction (<10 µm) from  and Temny prospects made it possible to refine 
unconsolidated  sediment  samples  followed  by  the  composition  and  structure  of  anomalous 
transfer to a solution of sorption‐salts and analysis  geochemical  fields,  identify  potential  gold 
using quantitative methods.   zones, and determine their formation affinity. 
The main  results of  the work  in  the Shamanikha‐ 3. In  all  these  prospects,  mining  and  drilling 
Stolbovsky area are:  penetrated  gold  ore  bodies  within  the 
1. Geochemical  exploration  using  the  superfine  identified potentially gold zones. The Nadezhda 
fractions  analysis  method  with  a  sampling  target now has the status of a gold deposit.  
density  of  250x250  m  allowed  the   
 
Mobile Metal Ion (MMI®) geochemistry of European agricultural soils 
A. MANN1, C. REIMANN2, P. DE CARITAT3, N. TURNER4 AND GEMAS PROJECT TEAM5 
1 Consultant, South Fremantle, Western Australia, Australia 
2 Norwegian Geological Survey, Trondheim, Norway 
3 Geoscience Australia, Canberra, Australian National Territory, Australia 
4 SGS Canada, Ontario, Canada 
5 c/o Norwegian Geological Survey, Trondheim, Norway 
awmann@iinet.net.au 
 
Over  two  thousand  agricultural  (Ap)  soils,  at  a  many  elements  MMI®  analysis  is  a  proxy  for 
sample density of approximately one  sample per  “bioavailability”.  In  a  number  of  samples,  high 
2500 km2 taken as part of the GEMAS project over  levels  of  Ce  (>1  ppm)  are  shown  to  be  derived 
continental  Europe,  have  been  analysed  after  from  granitoid  substrate  in  the  Scandinavian 
MMI® extraction for more than 50 elements.   For  Shield,  Scotland,  parts  of  France  and  north‐west 
58 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Spain and Portugal, whilst  in others high  levels of  Examples  highlighting  the  local  presence  of 
nickel  (>8  ppm)  coincide  with  ophiolites  in  mineralisation  are  evident  for  Fe  at  Kiruna  and 
northern  Italy, Bosnia, Herzegovina, Slovenia and  Malmberget  in  Sweden,  Au  in  north‐eastern 
Greece.  A  large  number  of  soils  associated with  Portugal, Ag near Rio Tinto  in Spain and Cd near 
limestone  in  the eastern UK, France, Spain,  Italy,  Navan  in  Ireland.  In  the  case  of  Pb,  the  highest 
Germany  and  the  Ukraine  show  high  levels  of  value (58.3 ppm) is for a soil in an old lead mining 
MMI®  calcium  (>800  ppm). Weathering  patterns  district  in  Derbyshire,  although  the  influence  of 
are apparent in the MMI® distribution patterns for  anthropogenic  activity  cannot  be  discounted. 
a number of elements, particularly  Fe, Ti and Al,  Similarly  the highest  values of  copper  (>50 ppm) 
which  display  higher  values  in  soils  in  northern  occur  in French vineyards,  including the Bordeaux 
Europe where rainfall  is higher and evaporation a  district  where  Cu‐based  fungicidal  sprays  have 
minimum. Calcium in general is higher in southern  been  used.  Other  examples  of  anthropogenic 
and  eastern  European  soils  where  annual  activity are the effects of fertiliser on soil contents 
evaporation  exceeds  annual  precipitation.  of P, S, Cd and K.  
 
Variable‐scale geochemical anomalies related to gold‐bearing systems: 
Methods of indication, evaluation, interpretation and case studies 
A. MARCHENKO 
Tellur North‐East L.L.C., Tellur Group of Companies, St. Petersburg, Russia 
a‐marchenko@yandex.ru 
 
A system approach to geochemical prospecting for  principal  features of geochemical anomalies. As a 
gold  generally  implies  stage‐by‐stage  indication  rule,  the  inherent  feature  of  the  multi‐element 
and  evaluation  of  gold‐bearing  systems  of  geochemical anomaly of a productive system is an 
different  ranks:  ore  clusters,  ore  fields,  and  ore  arranged  structure  with  sharply  manifested 
deposits, with  their primary halos. These systems  geochemical  zoning  (regular  spatial  relationships 
are  manifested  in  different  scale  geochemical  between  anomalies  of  different  indicator 
anomalies  which  are  determined  by  means  of  elements)  and  a  combination  of  enrichment  and 
sequential  geochemical  surveys.  The  typical  depletion  zones.  Expression  of  this  common 
sequence  includes:  (a)  stream  sediment  feature  is specific  for each rank of a gold‐bearing 
geochemical prospecting at reconnaissance stage;  system  and,  correspondingly,  a  scale  of  multi‐
(b)  soil  geochemical  prospecting  at  follow‐up  element  geochemical anomaly. Other differences 
stages;  and  (c)  rock  geochemical  exploration  at  appropriate  to  stream  sediment  and  soil 
final  stages.  It  has  been  shown  that  productive  anomalies depend on the type of cover and other 
geologic  systems  with  economic  gold  deposits  supergene conditions.  
differ  from  non‐productive  ones  based  on  the 
 
Natural processes of rare earth element fractionation and implications for 
soil development 
C. E. MARTIN 
Department of Geology, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
candace.martin@otago.ac.nz 
 
Natural  biogeochemical  processes  can  be  concentrations of minerals are strongly controlled 
reconstructed by  their effects on  the distribution  by the systematic variation in lattice strain related 
of  rare  earth  elements  in  a  wide  variety  of  to  the  changes  in  ionic  radii of  the  trivalent  rare 
materials.  At  high  temperatures,  the  REE  earths.  The  ability  of  Eu  and  Ce  to  undergo 
59 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
changes to divalent or tetravalent states and their  have  been  attributed  to  the  production  of 
accompanying  changes  in  distribution  coefficient  microenvironments  of  varying  pH  and  redox 
into minerals is revealed by the presence of either  potential in the root zone and variable uptake into 
positive or negative  anomalies  in  the  abundance  different types of vegetation. A complication is the 
of these elements relative to that exhibited by the  addition  of  either  natural  or  human  materials. 
simple trivalent REEs. Chemical weathering results  Wind‐blown dust may be locally reworked or long‐
in  residual enrichment of REEs  in  soils  relative  to  travelled  and  can  therefore  have  variable  REE 
their  parent  rocks  because  of  the  insolubility  of  patterns.  Furthermore, many  cultivated  soils  are 
REEs  in  surface waters.  In highly  leached  tropical  treated  with  amendments  that  contain  REEs, 
laterite  soils,  REE  concentrations  may  become  either  by  intentional  application  or  as  an 
elevated  to  the  level of an ore deposit. Although  incidental constituent. Combining REE abundance 
residual  enrichment  occurs,  additional  factors  patterns  of  the  resultant  soils  with  their  Sm‐Nd 
must  be  involved,  both  by  simple mass  balance  isotope  systematics  can  prove  useful  in 
and  the  fact  that  the  REEs  can  be  significantly  deconvolving  both  the  sources  and  processes 
fractionated during weathering. REE fractionations  involved in soil formation.  
 
Government’s role in applied geochemistry − a Canadian perspec ve 
B. MCCLENAGHAN 
Geological Survey of Canada, Ottawa, Canada 
bmcclena@nrcan.gc.ca 
 
Government  geochemical  data  are  independent  to  natural  or  anthropogenic  contamination. 
impartial  datasets  that  reduce  risk  for  decision  Recent  surveys  in  southern  Ontario  have 
makers  in  mineral  exploration,  environmental  identified  groundwater  contaminated  by  historic 
assessment,  urban  planning,  protected  area  gas  production  and  areas  with  natural  fluoride 
selection, agriculture or public health.  In Canada,  contents  that  exceed  the  drinking water  criteria. 
the initiation of large‐scale centre‐lake and stream  On  the  Canadian  Prairies,  elevated  contents  of 
sediment surveys in the 1970s is an early example  cadmium in wheat indicate natural contents in soil 
of  government  recognising  the  need  for  and  bedrock.  Since  the  explosion  in  diamond 
geochemical data. Since then, more than 110,000  exploration  activity  and  discoveries  in  northern 
lake  and  90,000  stream  sediment  samples  have  Canada  in  the  1990s,  indicator  minerals  have 
been collected by Canadian government agencies  become  an  important  part  of  government 
as  a  cost  effective  means  of  assessing  regional  geochemical  surveys  supporting  mineral 
scale  mineral  potential.  Geochemical  surveys  in  exploration.  Government  agencies  have  helped 
Canada  additionally  employ  till,  soil,  and  adapt  diamond  indicator  mineral  methods  for 
vegetation.  Canadian  exploration  successes  exploration  for magmatic Ni‐Cu‐PGE, VMS,  IOCG, 
directly  related  to  government  geochemical  MVT and intrusion‐hosted Cu, Mo and W deposits. 
surveys  include  the  discoveries  of  the  Kudz  Ze  The Canadian Geochemical Surveys website  is an 
Kayah, Star Lake and Brewery Creek deposits and,  example  of  how  large  volumes  of  geochemical 
more  recently,  the  Rainy  River  gold  deposit.  data  for different media,  analytical methods  and 
Stream  sediment  surveys  have  facilitated  government  jurisdictions  can  be  linked  and 
protected  areas  decision  making,  including  the  delivered  to  the  public  using modern web‐based 
identification  of  high  mineral  potential  in  the  tools,  including  plotting  data  as  KML  files  in 
South  Nahanni  River  area.  Governments  use  Google Earth™.  
geochemical  surveys  to  identify areas at  risk due 
 
60 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
A closer (and closer) look at iron indurated cover sequences for mineral 
exploration 
S. M. MCLENNAN1, S. HILL2, K. BAROVICH3 AND D. GILES4 
1 University of Adelaide/Deep Exploration Technologies CRC, Adelaide, South Australia, Australia 
2 Geological Survey of South Australia, Adelaide, South Australia, Australia 
3 University of Adelaide, Adelaide, South Australia, Australia 
4 Deep Exploration Technologies CRC, Adelaide, South Australia, Australia 
stephanie.mclennan@adelaide.edu.au 
 
The  Murray  Basin  in  SE  Australia  is  a  shallow  distinctive components of the cover often used as 
sedimentary  basin  concealing  large  tracts  of  exploration sample media. Microanalysis including 
bedrock  prospective  for  gold  and  base  metals.  SEM and LA‐ICPMS complement bulk geochemical 
Decades  of  work  have  constrained  the  tectonic  analyses  and  shows  how  minor  mineral  phases 
and stratigraphic history of the basin, yet there  is  host trace elements  like V, Ni, U, Th, and Cu, and 
no  comprehensive  geochemical  study  of  the  how  the  bulk  geochemistry  is  influenced  by  the 
region.  Samples  have  been  collected  from  an  heavy  mineral  content  of  the  sand.  The 
extensive  (140,000  km2)  Late  Miocene‐Pliocene  HyLoggerTM core and rock chip scanner  is a rapid, 
strandplain  known  as  the  Loxton‐Parilla  Sands.  non‐destructive method to determine mineralogy 
Bulk geochemistry, XRD, HyLoggerTM hyperspectral  from  reflectance  in  the  VNIR,  SWIR,  and  TIR 
mineralogy,  isotopic  analysis,  and morphological  spectral range. It shows a number of clay minerals 
and chemical microanalysis all combine to provide  dominated  by  kaolinite  as  well  as  nontronite, 
new  insight  into  the  metal  mobilisation  and  montmorillonite, and smectite, and  iron oxides of 
weathering history of  the western Murray Basin.  hematite and goethite. It is supplemented by XRD 
Bulk  geochemistry  via  ICP‐MS  and  XRF  show  the  analysis for more detailed  information on mineral 
vertical  and  chemical  heterogeneity  within  the  crystallinity  and  abundances.  This  work  brings 
same  unit,  for  example,  0.5%  to  80%  Fe2O3,  0.6  together  data  and  observations  from  the  basin 
ppm to 1,100 ppm As, and up to 60 ppb Au. Highly  scale to the micrometre scale to demonstrate the 
variable  trace  element  chemistry  is  observed  in  value  of  understanding  dispersion  mechanisms 
parts  of  the  formation  rich  in  iron  oxides,  and landscape evolution in mineral exploration. 
 
Element accumulation and fractionation processes in ferruginous lag: 
Implications for geochemical exploration 
K. G. MCQUEEN 
IAE, University of Canberra, Canberra, Australian Capital Territory, Australia 
ken.mcqueen@canberra.edu.au 
 
Surficial lag is a widely used sampling medium for  ferruginous  duricrust  and  in  some  cases  gossan. 
geochemical  exploration  in  semi‐arid,  low  relief  During  weathering,  ferruginous  mottles  and 
terrains. Key hosts for many target and pathfinder  nodules  fix  target  and  pathfinder  elements 
elements  in  this  lag  are  the  iron  oxides/  leached  from  the  surrounding  saprolite  or 
oxyhydroxides. Understanding  how  elements  are  introduced by groundwater. When these elements 
accumulated  and  preserved  in  this  ferruginous  are  substituted/incorporated  they  become  less 
material  is  of  fundamental  importance  for  leachable compared to absorbed or weakly bound 
interpreting  geochemical  anomalies  detected  by  cations  (e.g.  on  clays)  and  preserve  this 
lag  sampling.  Ferruginous  lag  is  derived  from  a  geochemical signature. Gossans retain a signature 
range of regolith components, but particularly the  of elements by a similar process, after most of the 
underlying  mottled  zone,  pedogenic  nodules,  target  and  pathfinder  elements  have  been 
61 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
leached.  Lag  accumulates  by  surface  deflation,  dependant  on  lag  mineralogy,  followed  by 
bioturbation and differential movement related to  additional  fractionation  during  surface 
shrink‐swell  of  clay  and  soil  creep.  It  then  modification. This  fractionation has  concentrated 
undergoes physical and chemical maturation from  some  target  and  pathfinder  elements  from 
mechanical  reworking,  transport  and  background  values  to  what  might  be 
geochemical/biogeochemical  processes.  This  misinterpreted  as  mineralisation  related 
results  in  progressive  decrease  in  clast  size  and  anomalies.  The  study  shows  that  it  is  critical  to 
rounding,  mineralogical  changes  and  loss  of  understand the transport history, mineralogy and 
soluble  components,  precipitation  of  additional  chemical fractionation of lag in order to assess lag 
iron  oxides  and  residual  element  concentration.  geochemistry.  Fractionation  templates 
Analysis of mottles, nodules and  lag from 10 sites  constructed  for background and mineralised sites 
in  the  Cobar  area  reveals  chemical  fractionation  can assist normalisation and correct interpretation 
during uptake of elements in the weathering zone,  of lag geochemical data. 
 
Arsenic in the urban environment, Canberra, Australia: Understanding 
anomalies and dispersion processes 
K. G. MCQUEEN1, F. KRIKOWA1, C. HALIM2 AND A. SCOTT2 
1 IAE, University of Canberra, Canberra, Australian Capital Territory, Australia 
2 Coffey Environments Pty Ltd, Chatswood, New South Wales, Australia 
ken.mcqueen@canberra.edu.au 
 
Urban  areas  of  Canberra  contain  numerous  Ferruginous nodules were also observed as  lag  in 
arsenic soil anomalies. Since their detection in the  areas  of  recent  soil  erosion.  The  ironstones 
1990s, these areas of elevated arsenic have raised  contain  127‐2831  ppm  As,  elevated  Cu  (308‐731 
concerns  with  residents  and  development  ppm), Zn  (178‐911 ppm) and Bi  (4‐19 ppm), with 
agencies. More than seven sites have been  linked  trace  gold  (30  ppb).  They  contain  low Mn  (<120 
to contamination or potential contamination from  ppm)  and  Ba  (<100  ppm).  Pedogenic  nodules 
historic sheep dips, but others have no history of  down  slope  are  enriched  in As  (up  to 315 ppm), 
anthropogenic contamination.  Investigation of an  but those more distal show a systematic decrease 
anomalous  site  in  the  suburb  development  of  in  As  (to  40  ppm)  with  distance  from  the 
Lawson has  shown  arsenic  in  the A  and upper B  ironstone. The nodules contain elevated Mn (725‐
horizons of  the  soil  to be derived by a  two‐stage  3577  ppm)  and  Ba  (58‐285)  relative  to  the 
process  of  leaching  and  dispersion  from  ironstones.  The  ironstones  represent 
weathered  sulphide  mineralisation.  Arsenic  hydrothermal  vein  or  skarn‐type  sulphide 
concentrations  above  100  ppm  were  initially  mineralisation  that  has  released  arsenic  during 
detected  in  two  soil  profiles.  Petrographic  weathering. Some arsenic has been absorbed onto 
examination and analysis of soil fractions revealed  iron minerals  in  the  pedogenic  nodules.  Arsenic 
that arsenic in one profile is hosted by ferruginous  bioavailability  from  the  ironstones and nodules  is 
(hematite‐goethite) pedogenic nodules. Arsenic in  low (<0.1% by ASLP) indicating low risk to humans. 
the  other  profile  appears  to  be  in  recently  The  study  highlights  the  importance  of 
mobilised  colloidal  form.  Subsequent  field  understanding  arsenic  sources,  forms  and 
mapping and sampling, located a quartz‐ironstone  dispersion  processes  in  environmental 
gossan  and  ironstone  fragments  down  slope.  assessments. 
 
62 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geology, geochemistry, terroir, and wine – the science of good taste  
L. D. MEINERT  
1 US Geological Survey, Reston, Virginia, USA 
LDmeinert@gmail.com 
 
Mounds of grape seeds in prehistoric caves testify  vineyards  in  rain  forests or where  root zones are 
that  early  people  had  more  than  a  passing  saturated – this is too much water! Where natural 
acquaintance  with  wine.  The  records  of  the  precipitation  is moderate to sparse, however, it is 
ancient  Egyptians  and  Greeks  also  contain  the drainage of  that water  from  the root zone of 
observations  that  certain  regions  seemed  to  the  vines  that  becomes most  important.  This  is 
produce better wine than others. This observation  one  connection  to  the  predominance,  in  quality 
carries  through  to  modern  times  where  the  vineyards,  of  coarse  clastic  sediments/rocks, 
question is brought into sharp focus by the rather  typically of alluvial, fluvial, or glacial origin. This  is 
simple occurrence of  two vineyards, side by side,  seen  in the alluvial fans of Napa Valley, California 
that share most obvious aspects of climate, slope,  and  Tuscany,  Italy;  the  glacial‐fluvial  terraces  of 
and viticulture, yet produce  crops  that are vastly  Bordeaux and Gimblett Gravels, New Zealand; and 
different. Examples abound but perhaps the most  the  glacial‐lacustrine  sediments  of  British 
spectacular are the vineyards of Burgundy, where  Columbia,  New  York,  Ontario,  Oregon,  and 
Grand  Cru  wines  such  as  Romanee‐Conti  have  Washington.  Another  important  terroir  factor  is 
been highly valued for centuries (some bottles sell  nutrient  availability  from  soils  and  bedrock. 
for  thousands of dollars), while nearby vineyards  Mineralogical  and  chemical  composition,  as well 
produce wine  that  is sold as vin ordinare  for  less  as  soil/bedrock  textural  properties,  can  all  affect 
than  a  dollar  a  bottle.  The  simple  question  is,  wine  quality.  At  a  broader  scale,  depositional 
"Why?"  Although  to  some  extent  the  terroir  of  processes  such  as  floods  and  young  glacial 
each vineyard  is unique, there are some common  outwash  are  likely  to  restrict  the  amount  of 
threads  that  are  shared  among better  vineyards.  certain nutrients, such as those resulting from the 
Probably  the  most  important  factor  is  the  slow  decomposition  of  organic material,  relative 
restricted  availability  of  water  and  nutrients  –  to  residual  soils  developed  over  long  periods  of 
grape vines need  to be stressed  to a critical  level  time.  This,  in  addition  to  drainage, will  have  an 
for  best  results  (the  “Goldilocks”  approach:  just  impact  on  vine  vigour  such  that  the  overall 
the  right amount – not  too much, not  too  little).  physical  environment  becomes  inseparable  from 
Clearly, climate  is the first order control of water,  the ultimate characteristics and quality of wine.  
and  it  is  an  observational  fact  that  there  are  no 
 
Boron and lithium isotopic signatures of basement lithologies of the eastern 
Athabasca Basin: Implications for understanding fluid source and fluid flow 
R. A. MILLAR1, 2, I. R. ANNESLEY1, X. LIU3 AND K. M. ANSDELL1 
1 University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada  
2 Saskatchewan Research Council, Saskatoon, Saskatchewan, Canada 
3 University of Maryland, Maryland, USA 
millar@src.sk.ca 
 
Boron  (B)  isotopic  signatures,  preserved  in  igneous  and  metamorphic  processes.  The 
refractory minerals such as tourmaline, can aid  in  objective of  this  research  is  to measure  the bulk 
determining  the  source  of  fluids  and  P‐T  δ7Li and δ11B  isotopic signatures of the basement 
conditions  during  crystallisation, whereas  lithium  lithologies and  to determine  the potential  insight 
(Li)  isotopic  fractionation  is  indicative  of  that  Li  and  B  isotopic  signatures  can  provide  for 
weathering,  hydrothermal  alteration,  and/or  fluid source and fluid flow beneath the Athabasca 
63 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Basin  in  proximity  to  unconformity‐type  (U/C‐ expected  because  of  the  presence  of 
type)  uranium  deposits.  The  majority  of  the  hydrothermal  clay minerals  and  tourmaline. Also 
largest  U/C‐type  uranium  deposits  in  the  world  present  are  magmatic  and/or  metamorphic 
are  located  within  the  eastern  margin  of  the  tourmaline,  which  contribute  to  this  B  and  Li 
Proterozoic  Athabasca  Basin  in  northern  isotopic budget.   Granitic pegmatites display  δ7Li 
Saskatchewan.  Many  researchers  agree  that  values between +3.94 to +18.4 ‰ and δ11B from ‐
oxidised  basinal  brines  transporting  uranium  5.3 to +16.1 ‰. The δ7Li range for metasediments 
flowed  through  the  basement  rocks,  but  the  is  slightly  less,  between  ‐0.40  to  +12.7 ‰, with 
mechanics  of  deposition  and  source  of  uranium  δ11B  ranging  from  ‐16.3  to  +17.0  ‰.  The 
are still highly debated. A suite of fresh to strongly  significant  variations  in  δ7Li  and  δ11B  are 
altered  samples was  selected  from multiple  sites  interpreted  to be  representative of multiple  fluid 
in  the  eastern Athabasca  Basin.  Bulk  chemical  Li  sources or mixing of magmatic/metamorphic and 
concentrations  range  from  28  to  591  ppm,  hydrothermal  components  in  these bulk  samples 
whereas B concentrations range from 12 to 11300  pre/post U deposition. 
ppm.  Elevated  concentrations  of  Li  and  B  are   
 
Temporal and spatial variability of element concentrations within Eucalyptus 
camaldulensis leaves in a semi‐arid region and the effect that El Nino has on 
biogeochemical sampling  
C. MITCHELL1, S. M. HILL2 AND K. HULME3  
1 Cooperative Research Centre for Deep Exploration Technologies (DETCRC), School of Earth & 
Environmental Sciences, University of Adelaide, South Australia, Australia  
2 Geological Survey of South Australia, Adelaide, South Australia, Australia  
3 University of Adelaide, South Australia, Australia 
charlotte.mitchell@adelaide.edu.au  
 
Australia  is  well  known  for  extreme  weather  of  temporal  and  climatic  variation  on 
conditions,  these  extreme  conditions  have,  in  biogeochemical  characteristics.  Samples  were 
part,  been  attributed  to  the  El  Nino  –  La  Nina  collected  over  two  periods;  2005  when  the 
phenomenon. Many studies  into the effect of the  previous  year’s  annual  rainfall was 187.8 mm  (El 
El Nino – La Nina phenomenon on the vegetation  Nino period), and 2012 when  the previous year’s 
of Australia have been conducted as have studies  annual was  605 mm  (La  Nina  period).  This  long 
into  the  temporal  and  spatial  variation  in  the  period  of  sampling  has  allowed  an  investigation 
chemistry of  trees however  there  is a gap  in  the  into  the  effect  of  rainfall  availability  on  the 
research  when  it  comes  to  the  effect  these  biogeochemical results of the River Red Gum  in a 
conditions have on biogeochemistry of Australian  mineral exploration context.  
flora when used as a mineral exploration tool.   Analysis  has  shown  that  during  El  Nino  climatic 
Pine Creek  is a north to south  flowing ephemeral  conditions the Eucalyptus trees can store up to an 
creek  system  10km  south‐east  of  Broken  Hill,  order of magnitude higher concentrations of  lead 
NSW. The  creek  flows along  the eastern margins  (411 ppm) and zinc (338 ppm) than in high rainfall 
of  the  Pinnacles  Pb‐Zn  mine,  cutting  through  years of La Nina conditions (Pb 89 ppm and Zn 83 
shallow mineralisation.  Eucalyptus  camaldulensis  ppm)  in  samples  collected  directly  overlying 
(River Red Gum) grow along  its banks and within  mineralisation. The  change  in available water  for 
the  channel.  Leaves  from  these  trees  have  been  uptake by the plants plays a significant role in the 
sampled  to  define  the  presence  of  the  resulting  biogeochemistry  of  the  trees  and  the 
mineralisation,  measure  the  extent  of  lateral  potential  implications  for sampling programs that 
dispersion along  the  creek, as well as  the effects  may spread over several field seasons.  
 
64 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
The petrology, geochemistry and ore genesis of the alkaline REE Toongi 
deposit, Dubbo NSW  
C. MORRIS 
School of Earth and Environmental Sciences, James Cook University, Townsville, Queensland, Australia 
caitlin.morris@my.jcu.edu.au 
 
The  Toongi  rare  metal  deposit  is  located  processes. For most of the igneous bodies, crystal 
approximately  20  km  south  of  Dubbo  in  central  fractionation,  as  monitored  by  decreasing  TiO2 
New  South  Wales,  and  is  one  of  the  world’s  contents  and  Eu  anomalies,  correlates  with 
largest in‐ground resources of Zr, Hf, Nb, Ta, Y and  increasing rare metal concentrations. However, Y, 
REE. The deposit is one of several Triassic trachytic  REE,  Zr,  and  Nb  concentrations  in  the  Toongi 
intrusions  in  the Dubbo  area,  yet  is  one  of  only  deposit  are nearly  an order of magnitude higher 
two  igneous bodies with economically viable rare  than  in  the  most  fractionated  unmineralised 
metal  contents.  The  trachyte  bodies  form  trachyte  bodies.  Furthermore,  there  is  no 
elliptical,  flat‐topped  sills  and  flows  that  often  correlation between fractionation indices (i.e. Eu* 
feature  concentric  flow  banding.  Petrographic  or  TiO2)  and metal  concentrations  in  the  Toongi 
analyses of 15 alkaline bodies reveal the trachytes  deposit, which  indicates  that  a  separate  process 
are  comprised  of  K‐feldspar,  albite,  aegirine  –  has amplified the ore metal grades. The proposed 
augite  and  alkali  amphibole  phenocrysts  model  for genesis of  the Toongi deposit  involves 
surrounded by a fine‐grained feldspathic trachytic  the  shallow  emplacement  of  highly  fractionated 
groundmass.  The  rare  metals  are  hosted  in  trachytic magma, possibly during extension and/or 
intergranular,  texturally  complex  natroniobite,  mantle  plume  activity.  During  or  soon  after 
REE  carbonates  and  zirconium  gels  that  either  emplacement, influx of fluorine‐rich hydrothermal 
form  colloform  precipitates  in  vesicles/vugs  or  fluids,  exsolved  from  a  deeper‐level  magma 
replace  an  as  yet  unknown  mineral  with  reservoir(s), are  inferred  to have  transported  the 
hexagonal  habit  (possibly  eudialyte).  Bulk‐rock  bulk  of  the  ore metals  into  the  Toongi  igneous 
major  and  trace  element  concentration  data  body. Rare metal precipitation from the fluid may 
(acquired by XRF and LA‐ICP‐MS, respectively) are  have  resulted  from pressure and/or  temperature 
used  to  test  the  relationship  between  changes, or reaction of the fluid with the trachytic 
mineralisation  and  igneous  and  hydrothermal  host rock.   
 
The timing of gold anomaly formation in regolith, east Wongatha area, 
Western Australia 
P. A. MORRIS 
Geological Survey of Western Australia, East Perth, Western Australia, Australia 
paul.morris@dmp.wa.gov.au 
 
A  regional  regolith  geochemistry  programme  in  aqua regia gold concentrations, ranging from 7 to 
the  east  Wongatha  area  of  Western  Australia  31 ppb, gradually increase with depth. The lowest 
identified  several  samples  with  anomalous  gold  concentration of 7 ppb  is found  in a sample at 15 
concentrations  in  the  fine  (<50  µm)  fraction  of  cm,  which  is  less  than  the  upper  level  of 
regolith,  including one sample with an aqua regia  background of 9 ppb established from the regional 
gold concentration of 14 ppb. At this sample site,  program. Gold concentrations following deionised 
regolith  is  characterised  by  at  least  10  m  of  water digestion show a strong positive correlation 
dominantly eolian quartz‐rich sand. Samples from  with  aqua  regia data, but  there  is no  correlation 
a pit excavated to a depth of 1.8 m were collected  between  Au  and  Ca,  indicating  no  carbonate 
for  geochemistry  and  optically  stimulated  control  on  the  distribution  of  gold.  OSL  dating 
luminescence (OSL) dating of quartz. Fine‐fraction  shows  an  age  range  from  6.7  ±  1.8  ka  at  60  cm 
65 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
depth, to 38.9 ± 19.7 ka at 120 cm, to 90.9 ± 19.0  water  soluble. Gold  concentrations  in  regolith  at 
ka at 180 cm. Over this depth interval, the vertical  shallow depth are in the background range, which 
change  in  gold  concentration  is  approximately  has  implications  for  the  depth  of  sampling  in 
1ppb/7,600  years,  with  an  average  sand  regional  programs;  shallow  regolith may  be  too 
accumulation  rate  of  1  mm/70  years.  The  young  to  have  acquired  a  signature  of  buried 
correlation  of  gold  concentrations  by  aqua  regia  mineralisation,  which  results  from  vertical 
and  deionised  water  techniques  in  the  <50  µm  migration from bedrock‐hosted mineralisation. 
fraction  indicates  gold  is microparticulate  and/or    
 
Chemistry of thermal waters – examples from the Rotorua geothermal field 
E. MROCZEK1 AND R. GLOVER2 
1 GNS Science, Taupo, New Zealand 
2 Glover Geothermal Chemistry, Auckland, New Zealand 
ggg@ak.planet.gen.nz 
 
The composition and the chemistry of discharging  beginning in 1986. However, to date, the recovery 
fluids from a geothermal field reflect its hydrology  of natural  features has been mixed, with most of 
and  thermal  history.  The  geochemical  methods  the  large  failed  geysers  showing  no  signs  of 
used  to  interpret  the  data  rely  heavily  on  the  recovery.  There  are  pronounced  East  to  West 
utilisation  of  two  opposing  properties  of  the  chemical  gradients  across  the  RGF  with  Cl 
chemical and  isotopic  constituents, which  can be  decreasing  from over 1000 mg/kg  to 300 mg/kg, 
either  “reactive”  or  “conservative”.  Reactive  inversely  correlated  with  HCO3  which  reaches  a 
constituents  tend  to  equilibrate  with  other  maximum of ~400 mg/kg. The B/Cl ratio decreases 
reactive  constituents  and/or  rocks  and  minerals  by a  factor of  three between East and West and, 
and  give  information  on  the  state  of  the  as  both  constituents  are  conserved,  suggests 
geothermal system (e.g. temperature). In contrast  steam loss or dilution cannot explain the chemical 
conservative  constituents  are  tracers  which  are  difference.  The  chemical  and  isotopic  evidence 
largely  unaffected  by  physical  and  chemical  supports  previous work  that  indicates  that  there 
changes  in  the  reservoir  and  once  in  the  fluid  are  two  separate  plumes making  up  the  overall 
phase  they  remain  there.  The  use  of  these  RGF. The main upflow is to the Nth East at Napuna 
techniques  is  illustrated  for  the  Rotorua  were Cl is highest and low relative concentrations 
Geothermal Field (RGF). The RGF is unique in that  of  CH4  suggest  boiling  and  steam  loss. A  smaller 
it  contains New  Zealand’s  last  remaining  area  of  separate  upflow  in  West  to  the  Kuirau  area  is 
major  geyser  activity.  A  significant  decline  in  chemically distinct with low Cl, high HCO3 and high 
thermal activity  since  the 1970s due  to excessive  relative concentrations of CH4. 
exploitation  led  to  a  bore  closure  programme   
 
 
 
 
 
66 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Unravelling the nitrous oxide biogeochemistry in Southwest Pacific Ocean 
using stable isotopes 
M. NAYEEM MULLUNGAL1, R. VAN HALE1, R. D. FREW1,3 AND C. S. LAW2 
1 Department of Chemistry, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
2 National Institute of Water and Atmospheric Research, Wellington, New Zealand 
3 International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria 
nmullungal@chemistry.otago.ac.nz 
 
Nitrous  oxide  (N2O)  is  a  potent  greenhouse  gas  stable  isotopic  methods  including  δ15N 18bulk,  δ O, 
whose  concentration  in  the  troposphere  is  δ15Nα,  site preference  (SP‐which  is  the difference 
increasing  at  a  rate  of  0.25%  annually.  Oceans  between  δ15Nα  and  δ15Nβ)  for N2O  and  dissolved 
account  for most of  its  global  flux, however,  the  oxygen.  N2O  concentration  at  all  depths  was 
biogeochemical pathways  leading to  its formation  above air saturation. Maximum N2O concentration 
are  poorly  understood.  Nitrification  and  was observed  in the deep oxygen minimum zone. 
denitrification dominates N2O production with the  Isotope  values  give  important  clues  for  upper 
N2O  source  output  varying  with  oxygen  nitrification  production  and  lower  denitrification. 
availability.  This  paper  describes  the  dissolved  Isotopomeric  results  helped  to  understand  the 
nitrous oxide  concentration  and  its  changes with  production mechanism and revealed that the area 
apparent oxygen utilisation  (AOU). Samples were  is  neither  a  good  source  nor  a  sink  for  nitrous 
collected  from  three  different  water  masses  oxide. 
around  New  Zealand.  For  the  first  time  novel 
 
Soil and stream sediment geochemistry of the B8 Olifants Catchment, Giyani, 
South Africa 
R. NETSHITUNGULWANA, B. YIBAS, O. NOVHE, V. R. K. VADAPALLI AND T. MOTLAKENG 
Environmental Geosciences Unit, Council for Geoscience, Silverton, South Africa 
robertn@geoscience.org.za 
 
The  Olifants  primary  catchment  area,  which  by SXRF and ICP‐MS for metal concentrations. We 
consists  of  about  eight  sub‐catchments  marked  determined  from  the  regional  soil  chemistry, 
from  B1  to  B8,  straddles  the  border  between  which was sampled at a density of one sample per 
South  Africa  and  Mozambique  and,  has  a  total  square  kilometer,  that  the  communities  around 
area  of  approximately  87,000  km2.  The  B8  Giyani are exposed  to As  (range  from 32  to 1040 
catchment  is where most of  the  legal  and  illegal  mg/kg  in  soils  and  56  to  237  in  sediments),  Co 
gold  mining  activities  occur,  surrounding  the  (range  from 50  to 213 mg/kg  in  soils and 134  to 
major  town  of  Giyani  in  the  Limpopo  Province,  493 mg/kg  in  sediments),  Cr  (range  from  885  to 
South Africa. Although  industrial  and  agricultural  7880 mg/kg  in  soils  and  1220  to  1700 mg/kg  in 
activities  are  also  important  contributors,  sediments), and Cu  (range  from 92  to 375 mg/kg 
pollution  from  the  mining  activities  within  the  in  soils  and  99  to  300 mg/kg  in  sediments).  The 
area  is  significant  and  yet  its  contribution  is  not  metal  sources  are  clearly  defined.  The 
fully  quantified.  A  multi‐disciplinary  project  is  concentrations of  these metals were higher  than 
underway  to  investigate  (1)  the  severity  of  the  the 95th percentile, at  levels above  the  required 
mining impacts on the water resources and (2) the  concentrations listed in soil quality guidelines. The 
levels of exposure to the toxic metals. One of the  stream  sediment data also  indicate  the extent of 
techniques  adopted  at  the  screening  level  for  downstream migration of these metals, and other 
pollution  assessment  includes  soil  and  stream  associated metals.   
sediments as  sample media. Analyses were done 
 
67 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
New insights into the origin and distribution of phosphate deposits on the 
Chatham Rise 
S. H. H. NIELSEN 
Kenex Ltd, Eastbourne, Wellington, New Zealand 
simon@kenex.co.nz 
 
The  Chatham  Rise  is  a  narrow  topographic  high  non‐deposition  and  erosion,  coincidental  with 
extending  east  from  Banks  Peninsula  to  the  major  paleoclimatic  events  such  as  the mid‐Late 
Chatham  Islands,  rising  from more  than  2000 m  Oligocene  opening  of  the  Southern  Ocean  and 
water depths to ca. 400 m across the central Rise.  middle  Miocene  expansion  of  the  Antarctic 
A  distinctive  feature  of  the  Rise  is  a  nodular  cryosphere.  In  the  Chatham  Rise  region,  this 
phosphate deposit which shows great promise as  meant  cooling  temperatures  and  the 
a  mineable  resource.  Delineating  the  resource  establishment  of  the  modern  currents  including 
requires updating and summarising the geological  the  Subtropical  Front  and  expansion of Antarctic 
history of the Chatham Rise in a geological model.  Intermediate Water. Extensive hardgrounds were 
Questions to be answered include: What triggered  developed  in  the  Oligocene  and  Miocene,  with 
phosphatisation? Was there more than one phase  phosphatisation  and  subsequent  glauconitisation 
of  phosphatisation,  and  if  so  does  each  phase  events  in  the Miocene and possibly  the Pliocene. 
cover the same area? The geological history of the  Chatham  Rock  Phosphate  enabled  a  series  of 
Chatham Rise reflects that of New Zealand, while  surveys of  the  central Chatham Rise  in 2011 and 
paleoceanographic  changes  may  reflect  changes  2012,  gathering  geophysical  data  as  well  as 
around Antarctica. The Rise has a core of Permo‐ sediment sampling. This data, including phosphate 
Jurassic  greywacke,  which  was  rifted  and  block  nodule  concentrations,  geochemistry,  and  grain 
faulted  as  Zealandia  separated  from  Gondwana  size  and  shape,  combined  with  results  previous 
during  the  mid  Cretaceous.  In  Paleogene  to  cruises from the 60s to 80s, will help elucidate the 
middle  Miocene  times,  the  central  Rise  saw  history and extent of the phosphate deposit.  
mostly chalk deposition, interrupted by periods of 
 
Arsenic release from neutralised tailings: Implications for mine closure 
T. NOBLE1,3, AND B. G. LOTTERMOSER1,2,3  
1 School of Earth Sciences, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, Australia 
2 Environment and Sustainability Institute, University of Exeter, Penryn, Cornwall, United Kingdom 
3 Cooperative Research Centre for Optimising Resource Extraction (CRC ORE), Australia 
Taryn.Noble@utas.edu.au 
 
Understanding  the  processes  controlling  metal  tailings  surface by native plants were  carried out 
contaminant  mobility  is  essential  to  successful  by  statutory  authorities  in  2006,  through  the 
remediation of metalliferous mine sites. This study  application  of  limestone  and  phosphate  fertiliser 
investigated  the  geochemical  and  mineralogical  pellets.  Scanning  electron  microscopy  and 
processes controlling arsenic mobility in tailings at  electron microprobe  analyses  of  both  limestone‐ 
a historic  tin mine  (Royal George, Tasmania). The  and fertiliser‐amended, and non‐amended tailings 
acid‐generating  tailings  contain  elevated  identified  scorodite and  iron oxide phases as  the 
concentrations  of  environmentally  significant  dominant  arsenic    rich  phases.  The  solubility  of 
elements  (>100 ppm mean  concentrations of As,  arsenic species in the amended and non‐amended 
Cu, Mn, Pb, S, Sn and W; <100 ppm of Ag, Bi, Cd,  tailings  was  evaluated  by  a  series  of  chemical 
Co,  Sb, Th, Tl, U  and  Zn). Efforts  to prevent  acid  extraction techniques. The results showed that  in 
rock  drainage  (ARD)  from  the  tailings  repository  some extractions arsenic release was significantly 
and  to  encourage  natural  colonisation  of  the  reduced by the limestone and phosphate fertiliser 
68 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
amendment, relative to the non‐amended tailings.  soluble  phosphate  fertiliser  pellets may  enhance 
However, at high sulphate concentrations, typical  arsenic mobility  from  the wastes.  Results  of  this 
for  ARD  environments,  arsenic  mobility  was  study  demonstrate  that  successful  closure  of 
significantly  greater  (3x)  in  the  amended  tailings  metalliferous  mine  sites  and  their  waste 
versus  non‐amended  tailings,  possibly  due  to  repositories  requires  consideration  of  the 
arsenic  desorption  from  iron  oxide  mineral  mineralogical  and  geochemical  properties  of 
surfaces. Similarly, the amendment of tailings with  wastes prior to remediation.  
 
Rate‐controlling species in dissolution of stibnite in reducing, sulfide‐
containing aqueous solutions at 30°C 
N. J. OLSEN1,2, B. W. MOUNTAIN1 AND T. M. SEWARD2 
1 Wairakei Research Centre, GNS Science, Taupo, New Zealand 
2 School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University, Wellington, New Zealand 
n.olsen@gns.cri.nz 
 
The  modelling  of  antimony  sulphide  (stibnite,  of  stibnite  is  3.5  ppm, which  is  somewhat  lower 
Sb2S3) precipitation and dissolution  in geothermal  than the value (Sb ~ 15 ppm) measured by Krupp 
power  station  infrastructure  are  generally  based  (1988) for these conditions. These results indicate 
upon  batch  solubility  studies  (Krupp  1988)  in  that Sb2S4Hw may not be the first‐step dissolution 
which  an  antimony  sulfide  dimer,  Sb2S4Hw  (w  =   product at weakly alkaline pH but instead suggest 
0 ‐ 2) controls stibnite solubility over the pH range  that  a  hydroxy‐thioantimonite  species  such  as 
from 3  to 10  in  reducing  solutions containing 0.1  Sb2S3OHw,  could  be  the  first‐step  dissolution 
to 0.001 mol/l total dissolved sulphide (S2‐total = HS‐  product of stibnite via a reaction such as:  
+  H2S(aq)).  A  general  reaction  can  be  written  for  2Sb3+ + 3HS‐ +OH‐ = Sb S +
stibnite dissolution to this species at basic pH:  2 3
OHw (w‐2)+ (4‐w)H  
3+ ‐ + A  hydroxy‐thioantimonite  complex  may  control 2Sb  + 4HS  + (w)H  = Sb2S4Hw (w‐2)  stibnite  precipitation  patterns  in  systems  where 
Our  current  studies  of  stibnite  solubility  using  a  geochemical  conditions  favour  kinetic  control  of 
flow‐through experimental apparatus suggest that  dissolution/precipitation processes.  
the kinetics of stibnite dissolution at pH ~ 7.5 and 
2‐ Krupp,  R.E.,  1988.  Solubility  of  stibnite  in from  0.05  to  0.1  S total  are  independent  of  hydrogen  sulfide  solutions,  speciation,  and 
sulphide content. For example, at pH = 7.5 and 0.1 
2‐ equilibrium  constants,  from  25  to  350°C. S total, the solubility (flow‐through measurements)  Geochimica et Cosmochimica Acta 52: 3005‐3015.  
 
Increasing your greenfields to project development advantage using simple 
lithogeochemistry applications – examples from Au and Cu‐Au systems 
around the world 
H. PASS AND M. CAREY 
ioGlobal, Northbridge, Perth, Western Australia, Australia  
heidi.pass@ioglobal.net 
 
Multi‐element  assay  data  spans  the  entire  how  interpretation  tools  such  as  Principal 
Greenfields  to  mining‐geometallurgy  continuum;  Component Analyses (PCA), Pearce Element Ratios 
however  it  is often under utilised  in  the quest  to  (PER) and General Element Ratios  (GER) can help 
turn  an  ever  increasing  amount  of  data  into  assess  fertility,  vector  to  ore  and  provide  vital 
actionable  information.  Here,  we  demonstrate  geometallurgical  information.  Applying  PCA  to 
69 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
data from a greenfields exploration project for Au‐ alteration  system  is  of  great  importance  to 
veins  allowed  development  of  a  custom  vectoring  to  ore.  Geometallurgical  studies  are 
classification  diagram  that  discriminated  barren‐  typically  sparse  on  spatially  representative  data; 
from Au‐bearing basalt. Trace elements were used  therefore  leveraging  the  data‐rich  exploration 
to  increase  confidence  in  vector development  as  environment can add significant value. Application 
sampling  intervals masked  trends  and  alteration  of  PCA  on  data  from  two  ore  zones  of  a  Cu‐Au 
due  to  veining.  Plots  of  GER  (K+Na/Al  vs  system  revealed  significant  differences  not 
Fe+Mg/Al) and PER (Al/Ti vs K/Ti) were applied to  identified  in  hand  sample.  Early  identification  of 
data  from  a  brownfields  Cu‐Au‐U  system  to  deleterious  elements,  the  presence/absence  of 
compare  distal‐,  proximal‐  and  deposit‐hosting  acid consuming minerals and other  indice‐proxies 
geochemical  signatures. A  clear  trend away  from  are  important  in  assessing  project  viability.  The 
alkali‐feldspar  towards  muscovite  and  then  use of PCA, PER and GER plots add  instant value 
chlorite  is  observed  as  mineralisation  is  and  insight.  Importantly,  these  diagrams  can  be 
approached. This  trend  is mirrored by changes  in  easily  and quickly  applied  to new  and expanding 
trace  element  chemistry.  Importantly,  these  datasets  and  provide  a  constant  point  of 
diagrams expand the deposit footprint beyond the  reference,  such  that  reliable  comparisons  can be 
commonly  (and  sometimes  exclusively!)  used  made. 
commodity  halo.  The  identification  of  such  an 
 
Solid‐phase distribution and oral bioaccessibility of cobalt and lead in 
outdoor dusts of Estarreja city, north Portugal 
C. PATINHA1, A. P. REIS1, A. C. DIAS1, A. A. ABDULJELIL2, Y. NOACK3, S. ROBERT4 AND M. CAVE5 
1 GEOBIOTEC. Geoscience Department, Aveiro University, Aveiro, Portugal 
2 MSc Student International Master for Advanced Clay Science 
3 Aix‐Marseille Université, Cerege, Aix en Provence, France 
4 Aix‐Marseille Université, Espace, Aix en Provence, France 
5 British Geological Survey, Nottingham, United Kingdom 
cpatinha@ua.pt 
 
Estarreja  has  typical  urban metal  sources,  but  is  4.4 mg/Kg  and  1.68  mg/Kg  for  near  total  and 
also strongly  influenced by an  Industrial Chemical  bioaccessible  concentrations,  respectively). There 
Complex,  which  includes  several  chemical  is a good positive  correlation between near‐total 
industries such as a chlor‐alkali plant. A total of 21  and  bioaccessible  concentrations  for  both 
outdoor dust  samples were  collected  throughout  elements.  Comparing  the  results  of  the  solid‐
this  industrial  city.  The  study  of  the  solid‐phase  phase  distribution  with  the  bioaccessibility 
distribution  was  carried  out  using  a  Selective  estimates,  it  is clear  that only  the silicate  residue 
Sequential Chemical  Extraction  (SSCE) method. A  is  never  solubilised  by  the  gastric  fluids.  The 
study on  the oral bioaccessibility of Pb and Co  in  solubilisation  of  other  Co  host  phases  varies 
outdoor  dusts was  carried  out  using  the Unified  between samples. There is some evidence that the 
BARGE Method. Dust pH and organic matter (OM)  bioaccessibility  of  Co  is  controlled  by  two 
content,  and  other  physico‐chemical  properties,  coincidental  factors:  a  pH  value  below  7  and  a 
were  determined  in  all  samples.  The  pH  of  the  major  fraction  of  the  Co  hosted  by  OM,  which 
dusts varies between 6.44 and 7.6 while  the OM  render  the highest bioaccessibility  fractions; a pH 
content  ranges  from  1.24  and  20.6%.  The  solid‐ value  above  7  and  Co  associated  only  with 
phase  distribution,  for  both  Co  and  Pb,  is  highly  carbonate  phases,  provide  the  lowest 
variable  between  samples.  Near  total  and  bioaccessible  fractions.  A  different  result  is 
bioaccessible  concentrations  are  higher  for  Pb  obtained  for  Pb  as  the  bioaccessibility  of  this 
(average  values  of  109.6 mg/Kg  and  63.3 mg/Kg  metal  seems  to  be  controlled  mainly  by 
for  near  total  and  bioaccessible  concentrations,  carbonates. 
respectively)  than  for  Co  (average  values  of 
70 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemistry in prospectivity modelling: Investigating epithermal gold 
mineralisation in the Taupo Volcanic Zone, New Zealand 
C. E. PAYNE AND K. J. PETERS 
Kenex Ltd., Wellington, New Zealand 
connie@kenex.co.nz 
 
Prospectivity  modelling  of  epithermal  gold  geochemistry  is  used  to  find  chemical  element 
mineralisation  has  been  completed  over  the  enrichment  that  commonly  occurs  around  a 
Taupo Volcanic  Zone  (TVZ).  The  TVZ  is unique  in  mineral deposit.  The enrichment may be part of a 
that  it  is  the  present‐day  analogue  of  the  primary  envelope  related  to  host  rock  alteration 
environment  in  which  epithermal  ore  deposits,  by  hydrothermal  fluids,  and/or  a  secondary 
such  as  those  in  the  Coromandel  Peninsula,  are  dispersal  pattern,  developed  by  weathering  and 
created. The model utilises newly compiled digital  erosion of  a deposit.    The primary  envelope  and 
data  including  historical  exploration  data,  secondary pattern  form pronounced geochemical 
geological  data  from  the  GNS  Science  QMAP  anomalies that present a larger exploration target 
Rotorua  mapping  project,  recent  Glass  Earth  than  the mineral  deposit  itself.  Predictive maps 
geophysics  data  and  abundant  geochemical  data  created  from  geochemical  data  collected  in  the 
including rock chip and stream sediment analyses.  TVZ provide a powerful tool in the identification of 
The weights of evidence modelling technique was  areas  of  gold  mineralisation.  The  resulting 
used  to  determine  spatial  correlations  between  prospectivity  model  over  the  TVZ  confirms  that 
known  deposits  and  predictive  maps,  created  the  TVZ  has  potential  for  gold  mineralisation, 
from  the  available  data,  representing  each  despite  the  limited  coverage of  several datasets. 
component  of  the  currently  accepted  mineral  The most prospective  areas  are  those  associated 
system  model  for  epithermal  gold.  There  are  a  with  active  and  inactive hydrothermal  alteration. 
number of active geochemical processes occurring  Areas over  the Rotokawa, Waiotapu and Ohakuri 
in  the TVZ; changes  in  state,  redox  reactions and  hydrothermal  centres  have  been  identified  as 
rock‐water  interactions  all  play  a  part  in  the  highly prospective, and are present day analogues 
dissolution,  transport,  and  deposition  of  gold  for epithermal ore deposits.   
in hydrothermal  environments.  Exploration 
 
Isotopic insights into the behavior of gallium in hydrothermal systems 
C. E. PAYNE AND T. M. SEWARD 
School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, Wellington, New 
Zealand 
paynecons@myvuw.ac.nz 
 
In  hydrothermal  systems  around  the  Taupo  ppm in one of the well‐head (silencer) precipitates 
Volcanic  Zone  (TVZ),  many  metals  are  found  in  of the Ohaaki/Broadlands geothermal system. The 
elevated  concentrations  in  hot  spring  and  Rotokawa geothermal  system  contains gallium  in 
geothermal  well  discharge  precipitates.  The  hot  spring  precipitates  and  geothermal  well 
metals  include gold, silver, mercury,  thallium and  deposits up  to 150 ppm and 15 ppm respectively 
gallium,  and  are  frequently  associated  with  (Krupp and Seward, 1987).  
amorphous silica and arsenic and antimony sulfide  Little  is  known  about  the  chemical  behavior  of 
precipitates.  Gallium  occurs  in  concentrations  gallium  in  natural  systems  or  of  its  isotopic 
ranging  from 8  to 150 ppm  in surface samples of  fractionation,  especially  under  hydrothermal 
geothermal fields across the TVZ (Weissberg et al.,  conditions.  The  gallium  isotopic  composition  of 
1979; Krupp and Seward, 1987). Weissberg et al.  hydrothermal precipitates, hot  spring waters and 
(1979)  reported  a  gallium  concentration  of  700  geothermal well discharges (both liquid and steam 
71 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
phases)  as well  as  natural Ga‐containing mineral  Krupp R.E. and Seward T.M. 1987. The Rotokawa 
samples  have  been  analysed  using  inductively  geothermal  system:  an  active  eithermal  gold‐
coupled  laser  mass  spectrometry  (ICPMS).  The  depositing  environment.  Economic  Geology  82: 
gallium was quantitatively separated using an AG‐ 1109‐1129. 
50W‐X4  cation‐exchange  resin  to  reduce  isotopic  Weissberg  B.G.,  Browne  P.R.L.  and  Seward  T.M. 
interferences  during  ICPMS  analysis.  The  results  1979. Ore metals in active geothermal systems, in: 
will be discussed in terms of phase separation and  Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits (H.L. 
mineral  precipitation  processes  in  geothermal  Barnes, ed.), Wiley Interscience, p. 738‐780.    
environments at elevated temperatures. 
 
 
Heavy mineral studies in Petäjäselkä, northern Finland 
A. PELTONIEMI‐TAIVALKOSKI, P. SARALA AND H. HULKKI 
Geological Survey of Finland, Rovaniemi, Finland 
taivalkoski@gtk.fi 
 
Regional geochemical mapping was carried out  in  Geochemical  and  heavy  mineral  samples  were 
Petäjäselkä,  northern  Finland  in  1982‐1994. As  a  taken  from  the  till  and  the  weathered  bedrock. 
result  several  gold  anomalies were  found  in  the  Two different methods were used  to concentrate 
fine  fraction  of  glacial  till.  This  initiated  an  the heavy mineral samples: Knelson concentrator 
exploration project  in the area  in 2002. The study  with  heavy  liquid  separation  and  spiral 
area  is  situated  in  the  Paleoproterozoic  Central  concentrator.  The  concentrates  were  examined 
Lapland  greenstone  belt  on  the  northern  under  a  binocular  microscope  to  identify  gold 
continuation of the Porkonen  iron formation. The  grains,  sulfides  and  other  heavy minerals.  Some 
bedrock  has  undergone  hydrothermal  alteration,  samples  were  analysed  using  a  semi‐automated 
resulting  in  sulfide‐carbonate‐quartz‐rich  veinlets  Scanning  Electron  Microscope  with  an  EDS 
enriched  in  gold.  Bedrock  is  covered  by  a  pre‐ detecting  unit  (SEM‐EDS)  and  INCA  Feature 
glacial weathered surface  from some centimeters  software to get an overall mineral composition of 
to several meters  thick, and  is overlain mainly by  the  heavy  mineral  fraction.  Furthermore,  c.  50 
basal  till.  During  the  last  glaciation,  Central  gold grains were analysed with the SEM‐EDS. The 
Lapland  was  located  in  the  ice  divide  zone  results showed a large variation in the Au/Ag ratio 
characterised  by  weak  glacial  erosion  and  short  of  the  gold  grains  in different parts of  the  study 
transport  distances  by  glacier.  Thus,  the  till  area  consistent  with  a  diverse  source  for  gold. 
composition reflects the underlying bedrock quite  Furthermore,  semi‐automated  mineral 
well.  In  addition  to  geological,  geophysical  and  identification  provides  a  good  way  for  a  total 
systematic geochemical  studies,  test pit  sampling  indicator mineral determination and an estimation 
(c.  200  test  pits)  was  carried  out  in  the  area.  of transport distance of till. 
 
 
 
 
 
 
 
72 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
High resolution mapping of soil geochemistry at a regional scale (Wallonia, 
South Belgium) 
B. PEREIRA, A. VANDEUREN AND P. SONNET 
Université catholique de Louvain, Earth and Life Institute ‐ Environmental sciences, Croix du Sud,  
Louvain‐la‐Neuve, Belgium 
benoit.pereira@uclouvain.be 
 
In many  countries,  government  agencies  rely  on  results  about  soils  and  geology  of  Wallonia. 
soil  maps  of  trace  metal  background  Secondly,  we  gathered  about  17,500 
concentrations  to  implement  soil  protection  georeferenced  soil  analyses  from  environmental 
policies.  In  Wallonia  (South  Belgium),  regional  surveys  (that we  carried  out)  or  from  regulatory 
regulations  require  extremely  detailed  analyses  (required  for  agricultural  use  of  sludge 
background  concentration  maps.  The  main  from  sewage  plants).  Thirdly,  we  compiled  the 
obstacles  to  obtaining  these maps  are  the  large  maps  using  a  geostatistical model  based  on  the 
variations in local background concentrations over  map  of  the  pedogeochemical  soil  units  and  the 
short distances, mainly due to the high diversity of  georeferenced trace metal analyses. The resulting 
soil  parent  materials,  and  the  atmospheric  maps  show  that  Wallonia  has  higher  Ni 
deposition of pollutants around former base metal  background  concentration  in  soil  than  average 
smelters.  Here  we  outline  the  methodology  to  values  in  Europe  (according  to  the  values  of 
produce  the  required  geochemical  maps,  and  Geochemical Atlas of Europe), principally because 
present an example of  the  resulting geochemical  of  elevated  geogenic  background  levels.  Also, 
maps  at  the  land  parcel  scale.  The methodology  higher Zn and Cd values are found, principally due 
established  for  the geochemical mapping of  soils  to  atmospheric  deposition  of  pollutants 
involves  three  steps.  Firstly,  we  divided  the  originating from former base metal smelters.  Due 
Wallonia area (17,000 km²) into pedogeochemical  to  their  resolution,  the maps make  it possible  to 
units  of  soil  based  on  (1)  the  soil  map  of  the  predict,  for  instance,  the  risk  of  exceeding 
Wallonia (1:20,000), (2) geological maps (1:40,000  threshold metal  concentrations  in  any  particular 
and 1:25,000), and (3)  literature data and surveys  land parcel in Wallonia. 
 
Geochemical variations in the Sams Creek gold prospect, NW Nelson, 
New Zealand 
M. PHILLIPS1, P. ANGUS2, D. MACKENZIE1 AND D. CRAW1 
1 Department of Geology, University of Otago, Dunedin, New Zealand 
2 MOD Resources Ltd, Dunedin, New Zealand 
markhamphillips@gmail.com 
 
MOD  Resources,  in  a  joint  venture  with  which  we  interpret  enrichment  trends  and 
OceanaGold,  are  currently  exploring  a  gold  document  general  spatial  distribution  of  ore 
prospect  at  Sams  Creek  in  NW  Nelson.  Gold  related  elements.  Analyses  of  1  m  half‐core 
mineralisation  is  hosted  by  a  microgranite  dike  sections for Au, Ag, As, Cu, Pb, Zn, Mo, Bi, S, and 
that extends 7 km along strike and is up to 60 m in  Sb show that a Au‐As‐Sb assemblage is anomalous 
thickness.  Exploration  has  included  programmes  over the full scale of the deposit. Zoning patterns 
of  field mapping, stream  sediment, soil, and  rock  of Ag, Pb, and Zn are seen throughout the range of 
chip sampling, geophysical surveys and the drilling  elevations  sampled.  Ag  increases with  elevation, 
of over 120 diamond drill holes. Drill core samples  while Pb  and  Zn decrease with elevation. At  low 
a  kilometre  of  vertical  relief  facilitating  elevation: Pb and Zn correlate and Mo  is seen at 
observations  of  large  scale  variations.  In  this  its  highest  average  values. At  the  upper  level  of 
study, we focus on geochemical relationships from  elevation sampled we see a correlation of Ag and 
73 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Cu and the highest of these values occur. Scanning  Elements  (LREE)  moderately  enriched  in  Heavy 
Electron  Microscopy  (SEM)  shows  gold  typically  Rare  Earth  Elements  (HREE)  have  a  distinct 
occurring as an alloy with  silver as  small growths  negative  Europium  anomaly  and  no  significant 
in‐filling  micro‐veins  which  locally  cross  cut  variation  between  stages  of  alteration.  SEM 
arsenopyrite  (the  most  abundant  ore  mineral).  imaging  has  substantiated  a  recent  discovery  of 
Mineral hosts for the enrichment and variation of  “hydrothermal zircons” present in the mineralising 
gold‐related  geochemistry  include  arsenopyrite,  system. We interpret these zircons as precipitates 
pyrite, galena, sphalerite, chalcopyrite, pyrrhotite,  formed when  zirconium,  native  to  the  unaltered 
and  molybdenite.  All  Sams  Creek  Dike  (SCD)  Sams  Creek  Dike,  was  remobilised  by 
samples  are  highly  enriched  in  Light  Rare  Earth  hydrothermal fluids.  
 
 
Mobility of gold during metamorphism: Otago and beyond  
I. K. PITCAIRN 
Department of Geological Sciences, Stockholm University, Stockholm, Sweden 
iain.pitcairn@geo.su.se 
 
The  sources of metals  for orogenic gold deposits  of  metals  into  the  metamorphic  fluids. 
have  long  been  debated,  but  much  recent  Metamorphic  processing  of  Torlesse  terrane 
research  has  supported  the  metamorphic  source  rock  beneath  the  Southern  Alps  of  New 
devolatilisation model where metal‐rich fluids are  Zealand  probably mobilised  thousands  of  tonnes 
produced  during  prograde  metamorphic  of gold  in  the past  five million years, with only a 
dehydration  and  related  reactions.  Investigations  fraction  of  that  gold  being  trapped  in  the  gold 
of a number of orogenic belts, including the Otago  deposits  observed  in  the  Southern  Alps.  In  the 
and  Alpine  Schists  in  New  Zealand  and  the  DMB,  systematic depletions of  the  same  suite of 
Dalradian  Metasedimantary  Belt  (DMB)  in  elements have been observed, with approximately 
Scotland,  show  that  considerably  more  gold  is  1.5 t Au mobilised from every 1 km3 of source rock 
mobilised  than  is  trapped  in  orogenic  gold  during  greenschist  to  amphibolite  facies 
deposits  in  these  regions.  The  metamorphic  metamorphism. The DMB, which covers an area in 
mobilisation  of  gold  and  other  elements  excess  of  15,000  km2,  is  poorly  endowed  with 
associated with orogenic gold deposits, such as As  orogenic  gold  deposits.  These  investigations 
and Sb, is shown through systematic depletions of  indicate  that  the production of  gold‐rich  fluids  is 
these  elements  with  increasing  metamorphic  not  the  major  control  on  generation  of  large 
grade. Recrystallisation of  sulfide minerals during  orogenic  gold  deposits  and  provinces,  but  that 
prograde  metamorphism,  in  particular  the  other  processes,  such  as  efficient  fluid  focusing 
recrystallisation  of  pyrite  to  pyrrhotite,  is  and potent precipitation mechanisms, may be the 
considered to be the driving force for the release  key.   
 
 
 
 
 
 
 
74 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Environmental and medical geochemistry in urban disaster scenarios 
G. S. PLUMLEE 
US Geological Survey, Denver Federal Center, Denver, Colorado, USA 
gplumlee@usgs.gov 
 
In  addition  to  the  physical  damages,  casualties,  materials to minimise additional health impacts or 
injuries  and  psychological  effects  they  cause,  exposures.  Environmental  and  medical 
urban disasters can also produce large volumes of  geochemists  can  also  contribute  substantially  to 
hazardous materials. These disaster materials can  interdisciplinary  urban  disaster  scenarios,  which 
be  geogenic  (e.g.  volcanic  ash,  landslides),  are  increasingly  used  by  hazards  experts  to  help 
geoanthropogenic  (e.g. polluted  flood  sediments,  governments and communities prepare for future 
smoke  and  ash  from  wildland‐urban  fires),  and  disasters.  This  presentation,  growing  from  the 
anthropogenic  (e.g.  industrial  chemical  releases,  outstanding  efforts  of  many  collaborators,  will 
dusts  and  debris  from  building  collapses,  and  summarise  urban  environmental  and  related 
smoke  and  ash  from  building  or  industrial  fires).  health  implications  of  several  such  scenarios. 
Environmental  and  medical  geochemists  can  These  include  the  Southern  California  ShakeOut 
collaborate  with  hazards,  emergency  (which modelled the impacts of a hypothetical 7.8 
management,  and  public  health  experts  to:  magnitude  earthquake  on  the  southern  San 
characterise the physical, chemical, and microbial  Andreas  fault),  ARkStorm  (which  modelled  the 
makeup  of  disaster  materials;  fingerprint  and  impacts of a hypothetical weeks‐long winter storm 
assess  relative  contributions  of  materials  from  hitting  southern  and  central  California),  and  a 
multiple  sources;  elucidate  how  environmental  California  teletsunami  triggered  by  an  Alaskan 
processes  modify  disaster  materials;  monitor,  offshore  earthquake.  Helping  understand  the 
map,  and  model  the  dispersal  and  evolution  of  plausible  sources,  types, environmental behavior, 
disaster  materials  in  the  environment;  and  health  implications  of  natural  and 
characterise pre‐ and post‐disaster environmental  anthropogenic  contaminants  and  pathogens  that 
conditions;  help  understand  exposure  pathways  are  involved  in  these  disaster  scenarios  will 
and toxicological implications of disaster materials  ultimately  enhance  preparedness  for  and 
for urban populations and ecosystems; and, help  resilience  to  environmental  and  health 
identify  appropriate  disposal  options  for  disaster  consequences of future disasters. 
 
Medical geology and geochemistry insights into the global potential for lead 
poisoning linked to artisanal or recreational metal mining  
G. S. PLUMLEE1, S. A. MORMAN2 AND G. FERNETTE1  
1 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA  
2 Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, Georgia, USA  
gplumlee@usgs.gov 
 
Over  the  last decade, price  increases  in gold and  outbreak  of  lead  poisoning  that  has  killed  ~400 
other  metals  have  caused  artisanal  mining  to  young children and affected thousands more. The 
burgeon  globally. Mercury  contamination  and  its  lead  poisoning  resulted  from  contamination  of 
and associated environmental  impacts have been  soils,  living  areas, water  supplies,  and  foodstuffs 
widely  recognised  in  artisanal  gold mining  areas  by  the  processing  of  weathered,  lead‐rich  gold 
around  the  globe,  due  to  the  use  of  mercury  ores  with  abundant,  highly  gastric‐bioaccessible 
amalgamation  to  extract  the  gold.  However,  in  secondary lead carbonate minerals (Plumlee et al., 
2010  Médecins  Sans  Frontières  discovered  a  2013,  Env.  Health.  Persp. 
previously  unrecognised  result  of  artisanal  gold  http://ehp.niehs.nih.gov/1206051/).  At  Kabwe, 
mining  and  processing  in  northern  Nigeria—an  Zambia,  thousands  of  people  were  similarly 
75 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
affected  by  lead  poisoning, which  resulted  from  carbonate gangue, occur  in carbonate host rocks, 
artisanal  re‐mining  of  and  environmental  are low in acid‐generating iron sulfides, and/or are 
exposures  to  wastes  from  historical  lead‐zinc  located  in dry climates where surface waters and 
mining and smelting (Branan, 2008, Geotimes). As  ground  waters  are  alkaline—characteristics  that 
with  Nigeria,  secondary  lead  carbonates  are  a  promote  weathering  of  minimally  bioaccessible 
significant  component of  the ores  and wastes  at  primary  lead  sulfides  to  form  abundant,  highly 
Kabwe.  Recreational  mining  is  also  a  common  bioaccessible,  secondary  lead  carbonates. 
practice  in a number of developed countries, and  Examples  include  polymetallic  replacement 
although  not  carried  out  at  the  same  scale  or  deposits,  some  polymetallic  vein  deposits,  and 
intensity  as  artisanal  mining,  may  pose  some  Mississippi‐Valley  Type  lead‐zinc  deposits. 
similar  health  concerns.  Economic  geology  Artisanal re‐mining in historical mining camps with 
analysis  of  artisanal  or  recreational mining  areas  prior  uncontrolled  smelting  of  lead‐rich  ores will 
around  the  world  helps  identify  those  where  have  high  bioaccessible  lead  and  high  lead 
workers may be at higher  risk  for  lead poisoning  poisoning risk regardless of deposit type.   
and needing medical  surveillance. Of highest  risk   
are  lead‐rich  deposit  types  that  have  abundant 
 
 
Substantiation of the property of soil cover’s geodynamic memory and its 
practical applications 
A. V. POLIVTSEV 
Kyiv National University, Kyiv, Ukraine 
a_polivtsev@ukr.net 
 
Late  Pleistocene‐Holocene  geodynamics  are  a  Changes  in the composition, properties and types 
factor in soil formation, with the resulting soil type  of  soils  over  the  newly‐generated  landforms 
linked  to  the development of  relief. Velocities of  correlate with the geomorphological and geodesic 
vertical  tectonic  movements  greater  than  0.5‐1  parameters.  Applications  of  this  concept  of  a 
mm/year, up or down, significantly modify the soil  geodynamic  record or  “memory”  in  soils  include: 
cover  in  terms  of  its  composition,  texture  and  a) identification of recent movements by mapping 
properties of  the  soil horizons. Thus, besides  the  the  soil  cover  structure;  b)  specifying  areas  of 
influence of vegetation and climate,  the effect of  geodynamic  risk  for  engineering  projects;  c) 
recent  geodynamics  is  also  significant.  The  forecasting the geochemical background, anomaly 
geochemical  evolution  of  soils  is  linked with  the  thresholds,  and  associations  of  elements  for 
geodynamic  regime.  Areas  undergoing  uplift  are  exploration;  and  d)  distinguishing  the  tectonic 
characterised  by  simple  soils,  whereas  areas  induced  geochemical  anomalies  in  surveys  for 
undergoing subsidence and oscillatory movements  hydrocarbon  and  mineral  exploration.  The 
have complex soils. Geostructures with oscillatory  successful examples of  the employment of  these 
movements  are  covered  by  polycyclic  soils  with  applications  in  Dnipro‐Donets  Depression  and 
relicts  of  the  past  geochemical  conditions.  Carpathians are presented. 
 
76 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Integration of geochemistry and IR reflectance data for improved 
understanding of alteration by ore‐forming fluids and improved mineral 
exploration strategies 
S. PONTUAL1 AND M. LEYBOURNE2 
1 Ausspec International, Arrowtown, New Zealand 
2 ALS Minerals Division, Geochemistry, North Vancouver, Canada 
sasha.pontual@ausspec.com 
 
Infrared  reflectance  data  in  the  visible‐near  assay and multi‐element data, provide  geologists 
infrared  and  short  wave  infrared  (vis‐NIR‐SWIR)  and geochemists with an  in depth understanding 
are now an accepted data set used extensively by  of  alteration  and  mineralisation  systems  at  all 
the  exploration  and  mining  industry  worldwide.  stages  of  development  from  exploration  to 
These data provide not only mineral identification  mining.  This  presentation  will  discuss  examples 
of  a wide  range  of mineral  groups  but  can  also  and  case  studies  where  integration  of 
provide  data  on  certain  mineral  characteristics  geochemistry  and  IR  data  have  been  modelled 
such  as  composition  and  crystallinity,  and  on  both  in 2D  and 3D  and have provided  geologists 
variations  in  relative mineral  proportions.  These  with powerful predictive information for targeting 
data,  combined  with  geochemical  data,  such  as  and planning drilling programs. 
 
Modeling hydrothermal alteration facies of Earth’s oldest hydrothermal 
setting: The 3.5 Ga North Pole Dome, Western Australia, Australia 
G. POOLE AND M. VAN KRANENDONK 
School of Biological, Earth and Environmental Sciences and Australian Centre for Astrobiology, University of 
New South Wales, Kensington, New South Wales, Australia 
g.poole89@gmail.com 
 
The  North  Pole  Dome  in  the  Pilbara  Craton,  alteration  restricted  to  the  very  apex  of  the 
Western  Australia,  is  well  known  for  hosting  system. More distal  is an envelope of carbonate‐
stromatolitic  cherts  of  the  3.48  Ga  Dresser  chlorite‐sericite  (propylitic)  alteration.  Localised 
Formation.  These  overlie  a  thick  package  of  Fe‐chlorite  indicates a distinct alteration  facies at 
komatiitic basalts  that are  transected by a dense  this  level,  while  carbonate  alteration  increases 
swarm of chert‐barite veins.   towards the paleosurface, reflecting the  influence 
Migrating  acid  steam‐heated  fluids  altered  of circulating seawater.  
footwall pillow basalts  to hydrothermal kaolinite,  We present a 3D geological model of the system, 
possibly  indicative  of  a  high‐sulfidation  system.  illustrating  the  spatial  distribution  of  the 
This  is  contrasted  by  fluid  inclusion  studies  on  hydrothermal  alteration  facies  beneath  the 
epithermal quartz within the cores of chert‐barite  Dresser  Formation  and  lateral  stratigraphic 
veins, suggesting a low‐sulfidation system, typified  variations within  the  formation. The  results show 
by near‐neutral fluids.   that  the Dresser  Formation was  deposited  in  an 
Recent  mapping  at  the  North  Pole  Dome  has  evolving extensional system. After initial uplift and 
revealed  regions of quartz‐sericite‐pyrite  (phyllic)  shallow  water  deposition  of  stromatolitic 
alteration  focused  around  the  most  dense  carbonates,  extension  caused  basin  deepening, 
concentration  of  chert‐barite  veins,  with  extensive  fracturing  of  the  footwall  and 
hydrothermal  kaolinite‐quartz  (advanced  argillic)  hydrothermal circulation.  
 
77 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
New Zealand coal mine drainage: Downstream chemical evolution and 
aqueous speciation 
J. POPE 
CRL Energy Ltd, Christchurch, New Zealand 
j.pope@crl.co.nz 
 
Water  rock  interactions  in  areas  disturbed  by  dominant Lewis acid, precipitation of Al minerals, 
mining  can  lead  impacts  on  water  quality  and  complexation  of  trace  elements.  These 
downstream  of  the mine.  The  reactive minerals  processes  can  take  place  over  a  relatively  short 
and  geochemistry  of  the  processes  that  lead  to  distance (~100 m) at an active mine site or several 
mine drainage  impact have been  studied  for  the  kilometres at  legacy mine sites and the degree to 
last  30‐40  years  and  are  well  understood.  which  they occur define an evolution process  for 
However,  mine  drainage  management,  mine drainage chemistry.  
remediation  as  well  as  secondary  minerals  and  Data  used  to  identify  mine  drainage  chemical 
long term geochemical processes are active fields  evolution  comes  from  laboratory  based  leach 
of  research.  Changes  in  chemistry  of  mine  testing,  field  analyses  at mine  seeps,  laboratory 
drainage  from  the  zone  where  AMD  forms  into  based  mine  drainage  neutralisation  tests,  field 
the  receiving  environment  is  controlled  by  observations  in  downstream  environments  and 
secondary  minerals  and  aqueous  chemistry  aqueous  speciation  modelling  studies.  Thorough 
related  to  these  minerals  has  implications  for  understanding  of  the  chemical  evolution 
management and treatment of mine drainage.  processes for mine drainage chemistry is used to: 
In  New  Zealand’s  acidic  coal  mine  drainages, 
several common and predictable changes  in mine   identify  most  appropriate  mine  drainage 
drainage  chemistry  occur  between  the  zone  management options; 
where oxidation of  sulphide minerals  takes place   improve  the  efficiency  and  effectiveness  of 
and  the downstream environment. Roughly  from  active treatment; 
upstream to downstream, these processes include   optimise  the  selection  and  performance  of 
oxidation  of  Fe(II)to  Fe(III),  partial  neutralisation  passive mine drainage treatment systems; and 
by  alumino‐silicate  minerals,  precipitation  of  a 
series  of  Fe minerals,  partial  adsorption  of  trace   better  understand  the  environmental  impacts 
elements,  substitution  of  Al  for  Fe  as  the  of mine drainages.   
 
Ant nest geochemistry used to locate silver‐lead‐zinc mineralisation buried 
beneath 40+ metres of barren rock 
I. PRINGLE1 AND J. ELLIOT2  
1 Ian J Pringle & Associates Pty Ltd, New South Wales, Australia 
2 Anzeco Pty Limited, Bathurst, New South Wales, Australia 
ian@ianjpringle.com 
 
In  the  6th  century,  Varaha  Mihira,  an  Indian  This paper describes the geochemistry of meat ant 
astronomer,  mathematician,  and  astrologer  nests  (Iridomyrmex purpureus) and  termite nests 
described  the  importance  of  termite mounds  as  located  in  a  semi‐arid  climate  of mixed  eucalypt 
indicators  of  both  groundwater  and  gold  forest with barren sandstone cover rocks (<1 ppm 
mineralisation. However, only during  the  last  few  Ag,  10  ppm  Pb,  <25  ppm  Zn,  and  <44  ppm  As) 
years  have  termite  and  ant  nests  been  actively  overlying  (40‐60  m)  epithermal  silver‐lead‐zinc 
investigated  as  geochemical  indicators  of  buried  mineralisation  of  the  Bowdens  Silver  Deposit 
mineralisation.   (NSW, Australia).   
78 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Metal contents of ant nests are  in all cases much  A  mechanism  for  metal  accumulation  by  ants 
higher  than  in  the  surrounding  soils  and  during  extended periods of drought  is proposed. 
outcropping/subcropping  rock.  Ant  nests  are  Both  ants  and  subterranean  termites  can  have 
anomalous  in  Ag,  Pb,  Zn,  As,  Mn  and  Cd  and  substantial underground nests/passages and after 
reflect  the  composition  of  the  buried  lengthy dry periods eucalypt tree root penetration 
mineralisation.   into  a  fluctuating  groundwater  table  may  have 
One ant nest (A4)  located 40‐50 m directly above  provided  these ants with access  to a deep water 
high  ‐grade mineralisation  (>200 ppm Ag)  is  also  source through joints and fractures.  
anomalous  in Sb, W, and Co. Comparison of nest  Processes  of  metal  accumulation  are  clearly 
samples  (with  surrounding  soils)  for  this  nest  different  for  ants  and  termites.  Termites  obtain 
include:   food  and  moisture  from  vegetation  and  can 
4.19 ppm Ag of nest sample, (0.11 ppm Ag in soil),  accumulate  metals  in  body  parts  via  elevated 
269 ppm Pb  (16.7 ppm Pb  soil), 260 ppm Zn  (11  metal  content  in  foliage  and  branches  of  their 
ppm Zn soil), 89.2 ppm As (47.2 ppm As soil), 416  cellulose food source.  
ppm Mn (59 ppm Mn soil) and 0.98 ppm Cd (0.03 
ppm Cd soil). 
 
Geothermal prospecting on a Type B Volcano ‐ Mount Tangkuban Perahu 
area – West Java, Indonesia, using a geological and geochemical approach 
N. A. PUTRA, R. M. ANUGHRAH AND N. J. MUNANDAR 
Faculty of Geological Engineering, University of Padjadjaran, Indonesia 
novangga_anandhikaputra@yahoo.com 
 
Indonesia, as one of  the countries on  the Ring of  The  Indonesian  volcano  classification  divides 
Fire,  has  numerous  areas  of  geothermal  activity.  volcanoes  into  3  types:  Type  A,  Type  B,  and 
One  of  these,  with  potential  geothermal  Type C.  In  general,  geothermal  exploration  is 
resources,  is  in  the  area  of  Mount  Tangkuban  usually done on  volcanos of  Type C. Geothermal 
Perahu,  West  Java,  Indonesia,  and  located  at  prospecting  on  Type  B  volcanos  such  as Mount 
latitude  6.77  °S  and  longitude  107.6  °E.  Mount  Tangkuban Perahu has only recently commenced. 
Tangkuban  Perahu  is  composed  of  intermediate  Mount  Tangkuban  Perahu  volcano  has  no 
composition  lava  flows  and  pyroclastic  breccias  recorded magmatic eruption since 1600, although 
that  are  locally  hydrothermally  altered.  The  it  still  shows  symptoms  of  volcanic  activity.  The 
lithological  sequence  is mapped  as  Old  Volcanic  active  geothermal  system was discovered by  the 
Product,  Breccia  (Qyl);  Undifferentiated  Young  presence of chloride (Cl) waters and acid sulphate 
Volcanic Product (Qyu); Pumiceous Tuff (Qyt); and  waters  (SO4)  representing  the  upflow  area, 
Sandy  Tuff  (Qyd).  The  structure  is  dominated  by  bicarbonate  waters  (HCO3)  representing  the 
the  Lembang  normal  fault  that  influenced  the  outflow  area,  and  fumarols.  This  study  aims  to 
formation of the Lembang Depression and Mount  undertake geothermal prospecting of  the area by 
Tangkuban Perahu during the Quarternary.   geological  mapping  surveys  and  geochemical 
surveys.  
 
79 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Spatial‐temporal distribution of elements in clastic sedimentary rocks in a 
transect across South China: Implications for the W, Sn metallogenic 
province 
Z. QICHAO AND C. QINGHUA 
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Langfang, China  
zqcwq@mail.ustc.edu.cn 
 
South  China  is  comprised  of  the  Yangtze  and  Discrimination  diagrams  involving  La,  Th,  Sc,  Co, 
Cathaysia  blocks  bounded  by  the  NEE‐SWW  Ti, Al, and Hf indicate a multiple lithological source 
extending  Jiangshan‐Shaoxing  fault.  In  order  to  including  TTG‐like,  granitic,  andesitic  and  felsic 
have  a  better  understanding  of  the  abundance  volcanic  rocks.  Compared  to  the  Yangtze  block, 
and distribution of each element in South China, a  the  Cathaysia  block  has  lower  Cr/Zr  ratio  and 
geochemical  investigation  across  a  2500  km  higher La/Co and Th/Sc ratios, due to contribution 
transect in South China was conducted since 2008.   of more felsic materials.  
Samples  of  539  fine‐grained  clastic  sedimentary  Large‐scale  tungsten  and  tin mineralisation  took 
rocks  of  all  the  Mesoproterozoic  to  Cretaceous  place  mostly  in  the  Cathaysia  block.  Along  the 
ages  from  the  Yangtze  to  Cathaysia  block  have  transect, the contents of W and Sn decrease from 
been collected at a spacing of 1 site/1‐4 km. Both  south  to north and change abruptly at  the South 
sandstones  and mudstones  are  characterised  by  China orogen belt. The Cathaysia block have high 
significant  fractionation  of  LREE  and  HREE,  W and Sn  relative  to upper continental crust and 
negative  Eu  anomaly,  high  Th,  U,  Ba,  and  Zr  peak  values  occur  in  the  Mesoproterozoic‐
relative to upper continental crust. The significant  Ordovician rocks. High background of contents of 
depletion  of  Ca,  Na  and  Sr,  and  the  pre‐ W and Sn in the Cathaysia block have provided for 
metasomatism  CIA  values  suggest  intensive  formation  of  the  world’s  largest  W,  Sn 
chemical  weathering  of  the  source  rocks.  metallogenic province. 
 
Deeply weathered profiles, an alternative interpretation and consequences 
for geochemical exploration for gold 
N. W. RADFORD 
Radford Geochemical Pty Ltd, Lesmurdie, Western Australia, Australia 
nradford@iinet.net.au 
 
Deeply weathered profiles cover approximately ¼  mineral  exploration,  especially  for  Au.  In  the 
of  the  current  land  masses  and  were  more  present  day  tropical  rainforest  environment,  a 
extensive  in  the  recent  geological  past.  The  duricrust capping to a deeply weathered profile is 
intense  oxidation  and  leaching  associated  with  rare.  The  upper  portions  of  the  profiles  are 
these  profiles  poses  challenges  for  mineral  dominated by red brown latosols and one or more 
exploration.  The  exposed  surface  of  such  deeply  stone  lines,  frequently  overlying  saprolite.  The 
weathered profiles  is  the  logical  first medium  for  duricrust  capping  and  mottled  clay  zones  are 
mineral  explorers  to  sample.  In  commonly  generally  found  in  areas  where  the  climate  is 
accepted  profile  interpretations,  a  lateritic  drier,  notably  in  the  savannah  regions  which 
duricrust (sometimes non‐genetically described as  border the tropical rainforest belt. Understanding 
a  ferruginous  duricrust)  overlies  mottled  clay,  the  processes  that  give  rise  to  the  profiles 
overlying upper and then  lower saprolite, saprock  preserved  in  tropical  and  once  tropical 
and  finally  unweathered  rock.  This  paper  environments  is  essential  for  making  informed 
examines  the  timing  of  the  development  of  the  decisions on whether or not to sample on a given 
duricrust and the consequences this may have for  duricrust  surface  and  what  to  expect  to  find 
80 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
beneath  such  a  surface.  When  sampling  for  be done effectively, some knowledge of processes 
exploration purposes it is essential to discriminate  of profile formation is essential. 
the null result from the negative result. For this to 
 
Geochemical maps of New Zealand 
M. RATTENBURY 1, N. MORTIMER2 AND S. N. HAUBROCK1 
1 GNS Science, Lower Hutt, New Zealand 
2 GNS Science, Dunedin, New Zealand 
m.rattenbury@gns.cri.nz 
 
New  Zealand  is  yet  to  undertake  a  national  standard  deviation  of  all  measured  major  and 
geochemical  baseline  survey  where  background  trace  element  concentrations  for  each  New 
levels  of  chemical  elements  and  compounds  are  Zealand  stratigraphic  unit  have  been  calculated 
systematically  collected  and  analysed  from  soils,  and made  accessible  as  SQL‐generated  database 
rocks and stream sediments. Such a survey (which  views. While some of these calculations are based 
is planned)  is seen as an  important component of  on  few  measurements  and  are  not  statistically 
future mineral exploration as well as contributing  robust, more than 170 stratigraphic units covering 
to  environmental,  human  and  agricultural  health  c. 38%  land area of  the South  Island have  five or 
assessment  and  monitoring.  In  the  meantime  more  analyses  each.  These  values  can  be 
there  are  existing  national  geoscience  datasets  portrayed  using  GIS  software  to  create 
that, in combination, can be used as a proxy for a  geochemical variation maps of parameters such as 
more  comprehensive  geochemical  survey.  weight percent SiO2, ppm As or Sr/Y ratio. Of the 
Following  extension  of  existing  database  designs  geological  map  units  in  the  South  Island  that 
and  thorough  standardisation  of  content,  either  have  not  been  geochemically  analysed  or 
stratigraphic  unit  names  from  the  New  Zealand  which  lack a stratigraphic name, 75% by area are 
Stratigraphic  Lexicon  database,  whole  rock  Quaternary  sediments.  These  sediments  most 
geochemical  data  from  the  PETLAB  geoanalytical  commonly  underlie  agricultural  and  urban  areas 
database  and  spatial  extents  from  the  QMAP  and  should be  a priority  for  future  sampling  and 
Seamless  GIS  geological  map  unit  dataset  have  geochemical analysis.   
been  combined. Mean, minimum, maximum  and 
 
Does low density geochemistry (1 site / 2500 km2) deliver relevant 
information for the explorationist? Results from the GEMAS project 
C. REIMANN 
Geological Survey of Norway, Trondheim, Norway 
clemens.reimann@ngu.no 
 
Geochemical Mapping of Agricultural and grazing  extraction,  41  elements  by  XRF  (total),  and  soil 
land  Soil  (GEMAS)  is  a  cooperative  project  properties,  like  CEC,  TOC,  pH  (CaCl2),  following 
between  the  Geochemistry  Expert  Group  of  tight  external  quality  control  procedures.  In 
EuroGeoSurveys  and  Eurometaux.  During  2008  addition,  the  agricultural  soil  samples  were 
and  until  early  2009,  a  total  of  2108  samples  of  analysed  for  57  elements  in  a mobile metal  ion 
agricultural  (ploughed  land,  0‐20  cm)  and  2023  (MMI®)  extraction,  Pb  isotopes  and  magnetic 
samples  of  grazing  land  (0‐10  cm)  soil  were  susceptibility. The results demonstrate that robust 
collected  at  a  density  of  1  site/2500  km2  each  geochemical maps of  Europe  can be  constructed 
from 33 European  countries,  covering an area of  based on  low density  sampling. At  the  European 
5,600,000  km2.  All  samples  were  analysed  for  scale  element distribution patterns  are  governed 
52 chemical  elements  following  an  aqua  regia  by natural processes, most often a combination of 
81 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
geology  and  climate.  The  geochemical  maps  scale.  For  some  elements  completely  new 
reflect most of the known metal mining districts in  geological  settings  are  detected.  Taking  the 
Europe.  In  addition,  a number of new  anomalies  famous step back to see the whole picture at the 
emerge  that may  indicate mineral  potential.  The  continental  scale may  hold  unexpected  promise 
size of some anomalies  is such that they can only  for mineral exploration.   
be  detected  when  mapping  at  the  continental 
 
Assessing exposure and health risk associated with lead in urban soil and 
outdoor dust collected in recreational areas used by children in Lisbon city, 
Portugal 
A. P. REIS1, C. PATINHA1, A. CACHADA3, A. DIAS1, A. J. SOUSA2, M. J. BATISTA4, C. PRAZERES4, 
E. FERREIRA DA SILVA1 AND A. DUARTE3 
1 GEOBIOTEC, University of Aveiro, Campus de Santiago, Aveiro, Portugal 
2 CERENA, Technical Superior Institute, Lisbon, Portugal 
3 CESAM, University of Aveiro, Campus de Santiago Aveiro, Portugal 
4 LNEG, Estrada da Portela, Zambujal, Amadora, Portugal 
pmarinho@ua.pt 
 
A number of studies have been showing  that soil  testing using the Unified BARGE Method. The soil 
Pb is an environmental hazard because adults and  ingestion recommendations of US EPA [1] assume 
children  are  adversely  affected  when  Pb  is  ingestion  of  a  combination  of  soil  and  outdoor 
absorbed  into  the body  (bioavailability). Children  settled dust, without distinguishing between these 
are more vulnerable to Pb toxicity than adults due  two  sources.  The  inhalation  and  subsequent 
to  their  physiological  and  behavioral  swallowing  of  soil  particles  is  accounted  for  in 
characteristics.  Lead  loading  in  urban  these  recommended  values,  and  therefore  this 
environments  is  particularly  high  due  to  traffic  pathway  does  not  need  to  be  considered 
volume,  housing  and  industrial  facilities.  Urban  separately. In this study, exposure and health risk 
concentrations of soil Pb can be several orders of  of  Pb  in  soil  and  dust  were  assessed  using  the 
magnitude  higher  than  background  values,  and  same model  of  risk  assessment.  The  considered 
urban  soils  represent  an  important  pathway  of  routes were ingestion and dermal contact, for soil 
exposure  to Pb. Another  important pathway  that  and  outdoor  dust.  The  results  show  that  the 
must  not  be  disregarded  is  urban  outdoor  dust.  estimated health  risk  is higher  for Pb  in outdoor 
Because  dusts  are  a  mixture  of  displaced  soil,  dust than  in soil, and suggest that both pathways 
urban  wastes,  pavement  debris  and  airborne  of exposure should always be considered. 
particles  (possibly  metal  laden)  that  settle  at  [1]  US  Environmental  Protection  Agency  (EPA), 
ground‐level,  sometimes  outdoor  dusts  show  2011. Exposure Factors Handbook:, 2011 Edition. 
higher Pb loads than soils. This study uses 102 soil  National  Center  for  Environmental  Assessment, 
and  50  outdoor  dust  samples  collected  in  urban  Washington,  DC;  EPA/600/R‐09/052F.  Available 
recreational  areas  used  by  children.  Near  total  from  the National  Technical  Information  Service, 
concentrations  of  Pb  were  analysed  by  ICP‐MS.  Springfield,  VA,  and  online  at 
Nineteen  topsoils  and  eight  outdoor  dusts were  http://www.epa.gov/ncea/efh.  
selected  to  carry  out  an  oral  bioaccessibility 
 
82 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Lithological and mineralogical controls on REE patterns in the soils of Cyprus 
L. REN1, D. R. COHEN2 (PRESENTER), N. F. RUTHERFORD2, A. M. ZISSIMOS3 AND E. MORISSEAU3 
1 Faculty of Earth Science, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei, China  
2 School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
3 Geological Survey Department of Cyprus, Lefkosia, Republic of Cyprus 
rminres@zip.com.au 
 
Rare earth elements are widely applied as tracers  display  LREE  enrichment,  strong  positive  Ce 
to  assist  in  modelling  various  geochemical  anomalies and patterns  in most rock units similar 
processes  in  the  primary  and  secondary  to saponites from seawater‐altered basalts. Apart 
environments. REE patterns  in the soils of Cyprus  from a few samples from the TOC, ar‐REE typically 
are  largely  controlled  by  the  composition  of  the  exceeds  50%  of  total  REE  and,  with  a  high 
parent  lithologies,  which  range  from  ultramafic  correlation between total REE and Th, indicate the 
rocks  to  limestones,  and  samples  form  distinct  main primary hosts  to  the REE  to be  carbonates 
statistical  clusters.  The  similar  concentrations  of  (e.g.  bastnasite)  or  clays  and  other  seafloor 
top soil (0‐25 cm) and subsoil (50‐75 cm) samples  alteration  minerals.  Five  imbricated  structural 
indicate  limited  REE  mobility  under  weathering  blocks  in  Cyprus  are  inferred  from  major  fault 
conditions. In soils derived from marine carbonate  patterns.  The  major  boundary  faults  are 
units,  such  as  the  Lefkara  Formation,  REE  are  characterised  by  elevated  ar‐REE  and  offset  REE 
largely bound up  in  carbonates or  clay  exchange  trends. The most westerly of these structures has 
sites yielding a high percentage of REE extractable  the  strongest  ar‐REE  anomaly  which  coincides 
by aqua regia  (ar‐).  In soils derived  from mafic to  with elevated soil Cu values in both pillow basalts 
ultramafic intrusive rocks of the Troodos Ophiolite  and  the  underlying  mafic  intrusive  sequence 
Complex (TOC), REE are mainly associated with Fe‐ containing sheeted dyke complexes. 
oxyhydroxides and clays. Normalised ar‐REE plots 
 
Exploration of an Au‐Ag‐base metal mesothermal vein system in an eroded 
volcanic intrusive complex, Western Java, Indonesia 
N. F. RUTHERFORD  
Rutherford Mineral Resource Consultants, Coogee, New South Wales, Australia  
rminres@zip.com.au 
 
The  Indonesian  (Banda)  Volcanic  Arc,  exploration  between  1974  and  1996  produced  a 
encompassing Java, Bali, Sumbawa and Lombok, is  resource of 760,000 tonnes @ 13.5 g/t Au, 43 g/t 
renowned  for  active  and  older  eroded  volcanic‐ Ag,  0.85%  Cu,  4.9%  Pb  and  9.2%  Zn  (average 
intrusive  centres.  Rapid  erosion  in  response  to  grades) along 900 metres of  strike. Development 
tectonic  uplift  of  the  magmatic  arc  exposed  has  been  curtailed  by  modest  Au  prices, 
numerous occurrences of base and precious metal  metallurgical issues and financing during the Asian 
mineralisation  hosted  in  shallowly‐eroded  financial  crisis  and  the  1990s  infamous  Bre‐X 
epithermal and more deeply‐eroded mesothermal  scandal.  Paramount  Mining  commenced  new 
vein and porphyry  systems. The eroded  intrusive  exploration and drilling in August 2011 as part of a 
centres may be blanketed by  recent volcanic ash  due  diligence  programme  and  inferred  Au 
and soil, potentially masking mineralisation. Level  resources  now  exceed  630,000  ounces  to  a 
of  exposure  influences  the  approach  to  vertical depth of 220 metres (still open) over 900 
exploration. The Cikondang Mine, 125 kilometres  metres  within  2500  metres  of  mineralised  vein 
SSE of Jakarta, was discovered by gold panning  in  and  breccia  strike.  Historic  mapping  describes 
1927.  Mining  commenced  in  1939.  Intermittent  volcanic lava, agglomerates, dykes etc., implying a 
83 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
shallow  eruptive‐intrusive  environment.  New  artisanal  workings  through  soil  cover.  Rock  and 
work  indicates  microdiorite  intrusives,  intrusive  soil  sampling,  alteration mapping  and magnetics 
and milled  breccias,  pebble  dykes,  hydrothermal  put the recognised mineralisation  into a coherent 
magnetite  and  base  metal  veins  suggesting  geological  context.  Veins  and  alteration  in  drill 
connection  to  a  porphyry  system  at  depth  core  indicate the mineralisation event was  late  in 
consistent  with  the  presence  of  mesothermal  the intrusive history and vein types and grade can 
veins  and  hydrothermal  breccias  hosting  be resolved from soil geochemical signatures. 
mineralisation.  Parallel  “veins”  are  indicated  by 
 
Recognition of tectonic pathways for intrusions, mineralising fluids and 
location of Au‐Cu skarn mineralisation in an active volcanic arc, Aceh 
Province, Indonesia: Implications for exploration  
N. F. RUTHERFORD  
Rutherford Mineral Resource Consultants, Coogee, New South Wales, Australia  
rminres@zip.com.au  
 
The  Indonesian  (Banda)  Volcanic  Arc  is  a  classic  magnetite  bearing  microdiorites  with  associated 
arc  system  extending  some  4500  kilometres.  In  Fe‐rich fluids from which hydrothermal magnetite 
Sumatra,  at  the  western  end  of  the  Arc,  the  was  precipitated  within  tectonic  pathways  from 
Sumatra  Fault  demarks  the  limits  of  upthrust  depth.  These  microdiorites  frequently  contain 
basement  exposure  and  active  volcanism.  A  magnetite  endoskarn  near  their  margins  which 
simple exploration model can be demonstrated in  locally  host  Cu‐Au‐Mo mineralisation.    Exoskarns 
which  active  oblique  compression  along  the  at  limestone contacts are generally pyrite‐garnet‐
western  section  of  Sumatra  has  upthrust  and  pyroxene  or  rarely wollastonite  skarn  enveloped 
exposed  to erosion  the Palaeozoic basement and  within  epidote  (and  other  retrograde)  alteration. 
continental  margin  sediments  and  limestones.  Non‐magnetic Au‐Cu‐rich skarns are also present. 
During  periods  of  relaxation  the  structures  have  Connection  to  large  deeper  porphyry  bodies  is 
opened enabling  intrusives and mineralised  fluids  demonstrated only in limited cases.  
to  rise  from a deep  sub‐crustal  level  through  the  Hydrothermal  magnetite  within  the  regional 
rock package introducing mineralisation.   structural  fabric  is  highlighted  by  airborne 
In Southern Aceh, west of the Sumatra Fault, field  magnetics  in  rugged  dense  tropical  jungle.  The 
evidence  of  volcanic  eruptives  is  lacking,  but  structures  and  more  massive  magnetite  bodies 
extensive  exposure  of  deeper‐seated  mafic‐ offer  targets  for  geological  and  geochemical 
microdioritic  intrusive  bodies,  local  diatreme  assessment  as  well  as  the  associated  intense 
breccias  and  porphyry  dykes  constrained  by  magnetic  lows.  The  high‐grade  of  some  of  the 
structures which parallel  the arc are  seen. These  skarns  merits  drill  assessment.  Stream,  soil  and 
cut  continental  shelf  facies  including  reefal  rock  chip  geochemistry  accompanied  by  careful 
limestones,  clastics  (conglomerates  to  shales),  mapping  of  rock  type  and  alteration 
basement  metamorphics  and  older  deep  characteristics help  resolve  the geological  setting 
intrusives. Many of the early phase  intrusives are  and target mineralisation.   
 
84 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Biogeochemical exploration for Cu‐Ag‐Au skarn mineralisation using Palo 
Verde trees, Sonora, Mexico: Methods and results 
J. A. SADER1, Q. SMITH1, D. L. KELLEY2, C. DUNN3 AND A. STONE1 
1 MMG Limited, Vancouver, British Colombia, Canada 
2 MMG Limited, Lakewood, Colorado, USA 
3 Colin Dunn Consulting Inc., North Saanich, British Colombia, Canada  
jamil.sader@mmg.com 
 
In  2012,  a  biogeochemical  orientation  survey  orientation survey, a  larger, 6.25 km2 survey with 
using  Foothills  Palo  Verde  (FPV)  trees  was  100  x  200  m  spacing  was  undertaken  in  spring 
undertaken  by  MMG  in  the  Sonoran  Desert  of  2013 over a broad  covered area  surrounding  the 
northwest Mexico.  It was  conducted  to  assist  in  exposed  skarn  zone.  Results  from  this  larger 
the  delineation  of  Cu‐Ag‐Au  skarn mineralisation  survey  indicated  anomalous  elements  including 
overlain  by  Tertiary  andesite.  The  skarn  LREEs,  Mn,  Re,  Pb,  Au,  Ba,  along  mapped  and 
mineralisation  crops  out  in  a  small  window  but  interpreted  structures.  These  results  suggest 
elsewhere  is  overlain  by  younger  andesite  and  either mineralisation  related  to  structure  or  the 
alluvium.   deep  tap  roots  of  PV  plants  are  drawing  up 
Thin  healthy  twigs  (<4 mm  in  diameter)  ranging  groundwater  that  has  interacted  with 
from  10  to  15  years  in  age  were  collected,  as  mineralisation,  which  has  then  preferentially 
metals accumulate  in the bark rather than woody  travelled  along  structures.  The  biogeochemical 
cellulose.  Preparation  of  PV  samples  included  data delineate  two  separate  zones of anomalous 
drying,  milling,  ashing,  and  digestion  prior  to  pathfinder elements where colluvium cover exists: 
analysis  by  ICP‐MS.  Results  from  an  initial  PV  one  zone  is  high  in  Cu,  Fe,  K,  and  Ag,  and  is 
orientation  survey  detected  a  Cu,  Mo,  Zn,  Ag  coupled  with  the  existence  of  jarosite  and 
anomaly,  with  anomaly  to  background  contrast  kaolinite,  suggesting  potassic  alteration  and 
ratios of 1.63 (Cu), Mo  (17.5), 2.97  (Zn), and 3.00  perhaps  close  proximity  to  porphyry 
(Ag).  A  skarn  rock  chip  sample  collected  within  mineralisation. A second zone at the opposite end 
5 m of the anomalous tree has Cu, Mo, Zn, and Ag  of the survey (3 km north) is anomalous in Pb, Zn, 
values  of  108,  103,  969,  and  0.98  ppm,  As,  Sb,  and  Re,  and  may  suggest  lower 
respectively and a sample within 20 m has 10700,  temperature,  more  distal  skarn  mineralisation. 
31,  444,  and  13.4  ppm,  respectively.  Overall  our  results  indicate  that  biogeochemical 
Comparatively,  the  median  Cu, Mo,  Zn,  and  Ag  exploration using PV plants are highly effective for 
andesite  (background)  values  are  38,  1.04,  199,  exploration in covered terrain. 
and  0.20  ppm.  Based  on  the  success  of  that 
 
Regional exploration for VHMS deposits using lake sediment and water 
geochemistry in the Slave geological province, Canada 
J. A. SADER1, C. YEUNG1, D. L. KELLEY2, I. NEILL1, G. DUSO1 AND A. STONE1 
1 MMG Limited, Vancouver, British Columbia, Canada 
2 MMG Limited, Lakewood, Colorado, USA 
jamil.sader@mmg.com 
 
MMG  undertook  a  regional  scale  lake  sediment  to  define  new  exploration  targets  in  regional 
and  lake  water  geochemical  programme  over  proximity  to MMG’s  Izok  Lake,  Hood,  and  High 
several 2.72  to 2.58 Ga greenstone belts of  felsic  Lake Cu, Zn, and Pb bearing volcanogenic hosted 
to mafic  composition within  the  Slave  geological  massive sulfide deposits, and along  the proposed 
province  in  the Canadian arctic. The purpose was 
85 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
road  route  that  would  connect  the  Izok  Lake  change  with  variations  in  the  cover  thickness. 
deposit to the arctic coast.   However,  sediments  collected  in  regions  with 
Our  data  demonstrates  that  lake  water  thick  till  cover  are  significantly  lower  in 
geochemistry  is  a  valuable  addition  to  regional  chalcophile  elements  compared  to  regions  of 
lake sediment surveys. In lake water samples, less  little/no  cover,  likely  due  to  residual  material 
mobile dissolved elements (i.e. Cu2+, Pb2+) tend to  dilution of geochemical signals. The independence 
exhibit  smaller dispersion  footprints  from  known  of aqueous geochemical values  in  lakes  located  in 
historical  showings  compared  with  those  same  both bare and covered terrains suggest that  lakes 
elements  in  lake  sediments,  likely  due  to  might  be  partially  fed  from  groundwaters  that 
complexation, adsorption, and dilution processes.  have  interacted with bedrock below  the cover.  If 
This more  discreet  footprint  can  provide  greater  geochemical anomalies are present due  to metal 
accuracy  in  the  delineation  of  potential  transport  as  dissolved  ions,  a weak  leach  of  the 
exploration targets.   lake  sediment  rather  than  aqua  regia  digestion 
might be  appropriate, especially  since  arctic  lake 
Lake water geochemistry also does not appear to  sediments in this survey are on average composed 
be  impacted by covered terrain compared to  lake  of  only  12%  organics.  Metal  contents  in  lakes 
sediment  geochemistry.  The mean, median,  and  sediments are more dominantly  controlled by  Fe 
maximum values for several chalcophile elements  and Mn‐oxyhydroxides. 
including Cu2+, Zn2+, and Pb2+ in lake waters do not 
 
Preliminary study of epithermal mineralisation in Purnama deposit, Martabe 
District, North Sumatra, Indonesia 
S. SAING, A. IMAI AND R. TAKAHASHI 
Department of Geosciences, Geotechnology and Materials Engineering for Resources, Akita University, 
Tegata gakuen‐machi, Japan 
stephaniesaing@ymail.com  
 
Seven epithermal prospects have been discovered  extensional structures of the Great Sumatra Fault 
during  exploration  in  the Martabe  district  in  the  complex.  Preliminary  assessment  has  identified 
south‐western  part  of  North  Sumatra,  with  ore mineral  assemblages dominated by  enargite‐
resources to date of 8.05 Moz Au and 77 Moz Ag.  luzonite and pyrite. These minerals are  the main 
The Purnama deposit  is the  largest deposit  in this  associations  for  gold  mineralisation  in  the 
district, with  4.53 Moz  Au  and  58.46 Moz  Ag  at  Purnama  deposit.  Sulphide minerals  that  formed 
grades  of  around  1.7  g/t  Au  and  22  g/t  Ag.  At  in  the  irregular  ore  body  occur  in  vugs  in  the 
Purnama,  high  sulfidation  epithermal  type  andesite  and  in  cavities  in  the  breccias. 
mineralisation  is  mainly  hosted  in  andesite  to  Hydrothermal  alteration  is  characterised by  acid‐
phreatic  breccias,  and  exhibits  strong  structural  sulphate  types, predominantly alunite ±  kaolinite 
control  of  both  the  mineralisation  and  ±  pyrite,  vuggy  silica  and  silicification,  indicating 
hydrothermal alteration. We  infer  that magmatic  that  the  deposit  was  formed  in  an  acidic  pH 
evolution  and  activities  related  to  the  Great  environment.  In  contrast,  the  southern  Purnama 
Sumatra  Fault  complex were  responsible  for  the  area  contains  massive  and  colloform‐banded 
formation  of  the  deposits  providing  the  heat  quartz  veins  with  local  lattice  textures,  which 
source  for  the mineralisation  in  the  study  area.  indicate  mineralisation  by  near‐neutral  chloride 
The  Purnama  deposit  was  controlled  by  the  fluids.  
Purnama  and  Sipiramanuk  faults,  which  are 
 
86 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Passive removal of nanoparticulate iron from AMD  
D. J. SAPSFORD AND K. FLORENCE  
Institute of Environment and Sustainability, Cardiff School of Engineering, Cardiff University, Cardiff, United 
Kingdom 
sapsforddj@cardiff.ac.uk 
 
This study demonstrates the potential applicability  weeks,  the  system  continues  to  remove  iron  for 
of  a  siliceous  gravel  (20‐10  mm)  filter,  termed  12 months without  further  appreciable  decrease 
here a Vertical Flow Reactor  (VFR) as a means  to  in bed permeability. Spectrophotometric analyses 
remove iron from AMD. A 1 m3 pilot‐scale VFR was  of  Fe  (II)  and  Fe(III)  concentrations  conducted  in 
constructed  and  deployed  at  Cwm  Rheidol,  an  the  field  demonstrated  that  circa  1 mg/L  of  the 
abandoned  zinc mine  in Wales, UK. The VFR was  total  Fe was  present  as  Fe(II)  and  that  this was 
gravity‐fed with mine water discharging  from  the  being  oxidised  within  the  tank  with  half‐life  of 
lower  number  9  adit  at  Cwm  Rheidol.  The  approximately  1hr,  indicative  of  microbial 
discharge  is  typically  circa  pH  3 with  average  Zn  catalysis.  The  removal mechanism  in  the  VFR  is 
and  Fe  concentrations of 50  – 90 mg/l  and 50  –  thought  to  be  predominantly  filtration  of 
120 mg/l  respectively. The  flow  rate  through  the  nanoparticulate  Fe  (III)  (<0.2  µm)  that 
VFR was  throttled by  a ball‐valve,  the  volume of  agglomerate  in the tank to form ochreous sludge. 
water  in  the VFR was  controlled by  a  swan neck  XRD  analysis  indicates  amorphous  iron 
mechanism, typically the swan neck has been kept  (oxy)hydroxides.  Samples  of  the  ochre  from  the 
at 0.2 m below the height of the inflow. Results of  VFR  have  extremely  fast  settling  rates  and  have 
the field trial have demonstrated that the VFR has  similar  physical  appearance  to  sludge  from  high 
consistently removed 60‐70% of the Fe at pH circa  density active treatment even though no reagents 
3,  with  a  retention  time  of  ≥6  hours.  Iron  have  been  added.  Microbiological  analyses 
precipitates accumulated in the tank as a blanket,  indicate  an  abundance  of  stalked  bacteria which 
iron  removal  in  the  system  is  circa  20  g/m²/day  may  contribute  to  both  the  removal  of 
(the maximum quoted  for wetland design). After  nanoparticulate  iron  and  the  sludge 
an  initial  decline  in  permeability  over  the  first  4  characteristics.   
 
Advanced till geochemical and heavy mineral methods for mineral 
exploration in glaciated terrain in Finland  
P. SARALA 
Geological Survey of Finland, Rovaniemi, Finland  
pertti.sarala@gtk.fi 
 
Surficial  geology,  till  geochemistry  and  heavy  sampling and analytical techniques for utilising till 
mineral  studies have been used  in exploration of  in  geochemical  and  heavy  mineral  exploration. 
glaciated  terrains  for  nearly  one  hundred  years.  The purpose  is  to develop new effective  surficial 
Till  is a useful sampling medium due to  it being a  methods  for  regional  and/or  target‐scale 
mixture of  fresh bedrock, pre‐glacially‐weathered  exploration  that  are  nature‐friendly  in 
bedrock,  and  older  sediments.  Lithologic  and  environmentally  sensitive  Arctic  or  Subarctic 
geochemical  characteristics  of  dispersed  till  are  regions.  One  focus  is  to  have  very  low 
effective  in  estimating  transport  distances  and  environmental  impacts  related  to  exploration 
deposition  processes  of  the  till  and  the  activity.  Another  focus  is  to  decrease  analytical 
mineralised  material  contained  within.  Heavy  costs  and  increase  sample  efficiency.  Traditional 
mineral  investigations  support  and  elucidate  till  till geochemistry  in ore exploration  involves using 
geochemical  studies.  Research  by  the  Geological  specific  till  size  fractions,  total‐  and  partial‐leach 
Survey  of  Finland  involves  development  of  new  dissolution  methods,  and  analysis  by  methods 
87 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
such  as  ICP‐AES,  ICP‐MS,  and  GFAAS.  However,  results  in  light‐weight  equipment  (like 
these  procedures  are  often  expensive  and  time‐ ScanMobile®)  that  is  easy  to  take  in  the  field  or 
consuming.  To  more  effectively  assess  bedrock  use  in  truck‐supported  systems.  SEM‐EDS  and 
mineral  potential,  new  techniques  are  being  MLA methods are effective techniques to analyse 
utilised,  including  portable  X‐Ray  Fluorescence  a wide range of indicator minerals from the heavy 
(pXRF)  and  automated  heavy  mineral  analyses.  mineral  concentrates.  Several  successful 
Advancements in modern pXRF analysers over the  exploration  studies  from  northern  Finland  prove 
last  decade  include  increased  sensitivity  that  the  effectiveness  of  these  methods  in  glaciated 
allows  determination  (at  ppm  scale)  for  a  large  terrain. 
group of elements, and  increased portability  that 
 
Natural geochemical characteristics of soil at different scales in Finland  
P. SARALA 
Geological Survey of Finland, Rovaniemi, Finland 
pertti.sarala@gtk.fi 
 
Chemical  and  physical  characteristics  of  soil  are  high  regional  differences  between  the  areas 
determined  by  the  geology  and  geological  having  high  ore  potential  and  the  surrounding 
processes that form the foundation to the natural  background  areas.  This  phenomenon  is  even 
ground.  Chemical  characteristics  result  from  a  stronger  comparing  data  at  regional  and  detail 
combination of natural mineralogical composition,  scales. Arsenic,  for example,  forms several strong 
element  concentrations,  and  organic  content  in  geochemical  anomalies  in  till  related  to 
the soil. However, the element contents can vary  mineralised  schist  belts  in  different  parts  in 
widely  at  different  scales.  This  is  the  case  in  Finland. However, the  levels of harmful elements, 
Finland,  where  bedrock  is  mainly  composed  of  such  as  heavy metals  and  radioactive  elements, 
crystalline Archaean and Palaeoproterotzoic rocks  seldom  reach high  concentrations of  concern  for 
that range from granitoids and granite gneisses to  nature  and  people.  Although  the  ground  is 
volcanic, calciferous and sedimentary rocks. After  considered naturally clean in Lapland, human acts 
pre‐glacial  chemical  weathering  followed  by  can disturb the natural element balance and raise 
several glacial periods involving erosion, transport,  element  contents  over  the  recommended  levels. 
and  deposition,  the  bedrock  is  almost  totally  Agricultural and forestry soil treatment, metal and 
covered  by  till  and  other  glaciogenic  sediments.  mineral mining,  and  raw material  quarrying,  for 
Based  on  European‐scale  soil  geochemical  example,  can  cause  these  harmful  effects. 
datasets,  such  as  the  FOREGS Geochemical Atlas  Generally, the influence of these acts on nature—
of Europe, the overall content of most elements in  animals,  fish,  berries,  mushrooms,  and  other 
northern  Finland  is  considered  the  lowest  in  vegetation—is  usually  local  and  relatively 
Europe and Scandinavia. However, a closer look at  temporal.  
the Finnish national geochemical database shows 
 
REE and gold exploration using surficial geochemistry in northern Finland 
P. SARALA AND O. SARAPÄÄ 
Geological Survey of Finland, Rovaniemi, Finland 
pertti.sarala@gtk.fi 
 
The Tana Belt in northern Finland is one of several  geochemical  datasets.  High  Y  content  indicates 
regions  in  northern  Europe  that  have  rare  earth  enrichment of heavy REE  in bedrock of  the Tana 
element  (REE) and Au potential.  It has prominent  Belt.  The  area  is  also  mineralised  in  Au,  as 
La and Y anomalies in regional surficial‐ and litho‐ reflected by  large paleoplacer  gold deposits.  The 
88 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
strongly  deformed  Tana  Belt  comprises  2011.  Gold  contents  in  pre‐glacially‐weathered 
amphibolite,  garnet‐biotite  and  arkose  gneisses  saprolite  and  glacial  till  have  strong  positive 
that  were  thrust  together  with  the  Lapland  correlations  with  positive  electromagnetic 
Granulite  Belt  onto  the  Central  Lapland  anomalies  that  are  caused  by  sulphidic  bedrock. 
Greenstone Belt at 1.9 Ga.   The highest La and Y contents in till correlate well 
Due  to  repeated  glaciations  in  the  northern  with  equivalent‐Th  maximums  found  in 
hemisphere,  bedrock  is  largely  covered  by  radiometric datasets. Exploration studies revealed 
glaciogenic  sediments, mainly  till. During  the  last  two  REE  targets:  a Au‐hematite‐quartz  vein with 
(Weichselian)  glaciation,  subglacial  erosion  was  3 ppm  Au  and  0.04‐0.1%  REE  at  Mäkärä  and 
weak  and  the  transport  distance  of  till  short.  In  elevated  REE  contents  up  to  0.4%  in  the  fine 
this  regime,  geochemistry  of  till,  pre‐glacially‐ fraction of till at Vaulo. The elevated REE content 
weathered bedrock, stream water and sediments,  at Vaulo  resembles  that of  ionic adsorption  clays 
and  surficial  weak  leach  geochemistry,  are  in  China.  Typical  REE  minerals  are  monazite, 
effective  in  exploration.  Furthermore,  indicator  rhabdophane,  xenotime  and  kaolinite.  Regional 
mineral  studies  support  and  elucidate  the  till  geochemical  results  indicate  REE  potential  in 
geochemistry.   much  of  the  Tana  Belt;  the  Mäkärä‐Vaulo  area 
covers only a very small part of the Belt.  
The region including the Mäkärä and Vaulo targets 
has  been  explored  for  several  decades  through 
 
Validity of low‐density continental‐scale surveys – discovering new 
geochemical features in sediments from Western Australia 
A. J. SCHEIB 
Geological Survey of Western Australia, East Perth, Western Australia, Australia 
andreas.scheib@dmp.wa.gov.au   
 
The  National  Geochemical  Survey  of  Australia  concentrations are  found  in an area of  lacustrine 
(NGSA)  involved  the  collection  and  analysis  of  sediments in the central Yilgarn Craton, which has 
1315  catchment  outlet  sediments  covering  no  documented mineralisation. Here,  anomalous 
approximately  81%  of  Australia  at  an  average  Pb  and  REE  are  associated  with  sulphate‐rich 
density  of  one  site  per  5200  km2,  with  276  evaporates and resistate minerals such as garnets, 
samples  (21%)  from Western  Australia.  Analyses  derived  from  basement  gneisses  and  granitic 
of  different  parts  of  the  sediment  profile  and  rocks.  Elevated  concentrations  of  high  field 
different grain  size  fractions of each  sample by a  strength  elements  (HFSE)  such  as  Zr, Nb  and  Ta 
total  of  eight  analytical  techniques  resulted  in  a  are  found  in  samples  from  coastal  areas,  well 
comprehensive geochemical dataset.   known for their heavy mineral sand deposits. This 
In  Western  Australia,  most  samples  from  older  association  is  consistent  with  the  low 
cratonic  and  orogenic  areas  are  composed  of  extractability  of  HFSE  following  aqua  regia 
weathered silicate‐rich material, whereas samples  digestion. 
from  younger  sedimentary  basins  (e.g.  the  Eucla  NGSA data are also used to lithologically subdivide 
Basin)  usually  have  high  carbonate  contents  and  the Archean Yilgarn Craton. The gneiss‐dominated 
elevated pH. Bottom of hole samples have higher  South  West  Terrane  is  characterised  by  higher 
silt  and  clay  contents  and  contain  the  highest  alkalis (K and Na), REE and HFSE contents than the 
concentrations of most elements.   more  greenstone‐dominated  terranes  farther 
The  NGSA  data  highlight  several  largely  east,  which  have  stronger  ferro‐alloy  and 
undocumented anomalies for several elements. A  chalcophile element signatures.  
cluster  of  samples  with  anomalous  Pb  and  REE 
 
89 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Passive seismic estimates of cover thickness—essential information for 
geochemical surveys in regolith‐dominated terrains  
A. J. SCHEIB AND P. A. MORRIS  
Geological Survey of Western Australia, East Perth, Western Australia, Australia  
andreas.scheib@dmp.wa.gov.au   
 
Mineral  exploration  in  greenfields  areas  are  ratio  of  the  averaged  horizontal  to  vertical 
hampered by the extent and thickness of regolith  components  is  used  to  determine  the  site 
and  sedimentary  rock  cover, which  accounts  for  resonance  frequency of  the subsurface. A change 
80%  by  area  of  continental  Australia.  As  the  in  lithology,  for  example,  induces  an  impedance 
effectiveness  of  surface  geochemistry  decreases  contrast,  resulting  in  a  change  in  the 
with  increasing  cover  thickness,  knowing  the  horizontal/vertical ratio, which can be equated to 
thickness of cover  is essential, yet data are either  depth.  
sparse or non‐existent  (e.g. drilling), or  imprecise  Results  from  two  trial  programs  in  Western 
(e.g.  regional  seismic).  The  Geological  Survey  of  Australia,  have  provided  convincing  cover 
Western  Australia  (GSWA)  has  addressed  this  thickness  estimates  which  correlate  well  with 
issue  using  a  rapid,  portable,  and  non‐invasive  known  thicknesses  from  drilling  data,  covering 
passive  seismic  system  (Tromino®)  to  estimate  depths from 5 m (regolith) to >800 m (regolith and 
cover thickness.   sedimentary  rock  cover).  Passive  seismic  cover 
In  comparison  to  conventional  surveys  using  thickness  determination  provides  valuable  data 
reflectance seismology, the passive approach does  for  planning  geochemical  surveys,  and 
not require a controlled seismic source. Instead, it  interpreting  survey  results.  Ultimately,  a 
measures the natural, ambient noise (or vibration)  combination  of  regional  geochemical  mapping 
caused  by  wind  and  waves,  as  well  as  noise  programmes  and  passive  seismic  surveys  could 
generated by distant  anthropogenic  activities,  all  enhance  exploration  in  greenfields  areas  by 
of  which  are  present  in  the  subsurface.  The  providing  data  on  both  anomalous  geochemical 
Tromino®  records  two  horizontal  (E‐W, N‐S)  and  surface  expression  and  estimates  of  cover 
the  vertical  spectral  components  of  the  ambient  thickness over basement at the same time.  
noise over  a  certain period of  time.  The  spectral 
 
Future international organic stable isotope reference materials for the IAEA 
and the USGS 
A. SCHIMMELMANN 
Department of Geological Sciences, Indiana University, Bloomington, Indiana, USA 
aschimme@indiana.edu 
 
The need for  international organic H, C, N stable  laboratories  have  to  resort  to  questionable 
isotope reference materials  practices,  for  example  by  using  ‘reference  gas 
Currently  there  are  few  hydrogen,  carbon,  and  pulses’  for  isotopic  calibrations  that  violate  the 
nitrogen  organic  international  stable  isotope  principle  of  identical  treatment  of  sample  and 
reference  materials  (RMs)  available  from  the  standard  (see  Elsner  et  al.,  2011,  Analytical  and 
International Atomic Energy Agency (IAEA), the US  Bioanalytical  Chemistry  403  (9),  2471‐2491. 
Geological  Survey  (USGS)  or  the  US  National  http://dx.doi.org/10.1007/s00216‐011‐5683‐y).  In 
Institute  of  Standards  and  Technology  (NIST).  In  2011,  the  US  National  Science  Foundation  (NSF) 
the absence of suitable pairs of organic reference  funded  an  initiative  of  10  laboratories  from  7 
materials  for  proper  2‐point  calibrations  along  countries  to  jointly  develop  much  needed  new 
isotopic  VSMOW,  VPDB  and  AIR  scales,  many  organic  RMs  for  future  distribution  by 
90 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
international  outlets  such  as  the  IAEA  and  the  each  compound  for  2‐point  calibration:  3 
USGS.   hexadecanes,  3  glycines,  3  L‐valines,  methyl 
Targeted organic compounds  heptadecanoate,  3  caffeines,  2  high‐quality 
vacuum  pump  oils,  polyethylene  powder.   With 
The  selection of  targeted RMs attempts  to  cover  the exception of polyethylene and vacuum pump 
various  common  compound  classes  of  broad  oil, all organic RMs are individual, chemically pure 
technical  and  scientific  interest. We  had  to  find  substances  which  can  be  used  for  compound‐
compromises  to  approach  the  ideal  of  high  specific measurements  in  conjunction with  liquid 
chemical stability,  lack of toxicity, availability, and  and gas chromatographic  interfaces. Glycines and 
price  of  raw  materials.  Hazardous  gases  and  L‐valines are isotopically spiked with 2H and/or 13C 
liquids  were  avoided  in  order  to  facilitate  at  different  molecular  sites  to  serve  as  future 
international  shipping  of  future  RMs.  In  most  isotopic site‐specific RMs. 
cases we are developing 2 or 3 isotopic variants of 
 
Origin of natural gas‐fed “eternal flames” in the Northern Appalachian Basin, 
USA 
A. SCHIMMELMANN1, G. ETIOPE2 AND A. DROBNIAK3 
1 Department of Geological Sciences, Indiana University, Bloomington, Indiana, USA 
2 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma, Italy, and Faculty of Environmental Science and 
Engineering, Babes‐Bolyai University, Cluj‐Napoca, Romania 
3 Indiana Geological Survey, Indiana University, Bloomington, Indiana, USA 
aschimme@indiana.edu   
 
Introduction  from deep shale source rocks, which makes this a 
Hydrocarbon gas seeps are surface expressions of  rare case  in contrast  to most Petroleum Seepage 
petroleum  seepage  systems,  whereby  gas  is  Systems  where  gas  derives  from  conventional 
ascending  through  faults  and  conduits  from  reservoirs. The main flaming seep releases about 1 
pressurised reservoirs that are typically associated  kg of methane per day and seems  to  feature  the 
with sandstones or limestones. The region around  highest  ethane  and  propane  (C2+C3) 
the  states  of  New  York  and  Pennsylvania marks  concentration ever reported for a natural gas (~35 
the birthplace of commercial gas production from  vol.  %).  The  same  gas  is  also  released  to  the 
shales dating back to the 19th century.   atmosphere  through  nearby  invisible  and  diffuse 
seepages  from  the  ground.  The  synopsis  of  our 
Methodology  chemical  and  stable  isotope  data  with  available 
We  sampled  and  analysed  two  burning  seeps  in  gas‐geochemical  data  of  reservoir  gases  in  the 
New  York  and  Pennsylvania  that  had  not  yet  region  and  the  stratigraphy  of  underlying  shales 
received  geochemical  scrutiny,  including  suggests that the thermogenic gas originates from 
compound‐specific  stable  isotope  ratios  of  Upper Devonian shales without  intermediation of 
hydrogen and carbon.   a conventional reservoir. A similar investigation on 
a second “eternal flame” in Pennsylvania suggests 
Results and Conclusions  that  gas  is  migrating  from  a  conventional 
A  spectacular  “eternal  flame”  in  western  New  sandstone pool and that the seep  is probably not 
York  State  marks  a  natural  gas  macroseep  of  natural  but  results  from  an  undocumented  and 
dominantly thermogenic origin emanating directly  abandoned gas or oil well. 
 
91 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
The stability of metal‐containing oxyanions under geothermal conditions  
T. M. SEWARD 
School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, Wellington, 
New Zealand 
terry.seward@vuw.ac.nz  
 
A number of group 6 transition metals (Cr, Mo and  The  transport  and  deposition  of  these  oxyanion 
W)  as  well  as  group  15  metals  such  as  As  (a  species  in hydrothermal fluids  in the Earth’s crust 
metalloid), Sb and Bi occur ubiquitously as  fellow  will  be  discussed  in  light  of  new  experimental 
travellers  in  geothermal  and  ore  depositing  data.  In  addition,  the  importance  of  thio‐  and 
systems  but  their  hydrothermal  chemistry/  halogenido‐substituted  analogues  will  also  be 
geochemistry  is  still poorly known. Of  interest as  considered. 
well,  is  the  well  known  association  of  these  Minubayeva, Z. and Seward, T.M. 2010. Molybdic 
elements  with  other  metals  such  as  gold  in  acid  ionisation under hydrothermal  conditions  to 
hydrothermal ore deposits.  300°C.  Geochimica  et  Cosmochimica  Acta  74: 
In aqueous solution at 25°C, the values of pK1 for  4365‐4374.  
As(OH)3(aq)  and  Sb(OH)3(aq)  ionisation  are  9.25  Tooth,  B.,  Etschmann,  B.,  Pokrovski,  G.S., 
and  11.28  respectively,  indicating  that  the  fully  Testemale,  D.,  Hazemann,  J.L.,  Grundler  P.  and 
protonated,  neutral  species  predominates  from  Brugger,  J.  2013.  Bismuth  speciation  in 
acid  to weakly  alkaline  pH’s.  At  300°C  however,  hydrothermal  fluids:  An  X‐ray  absorption 
pK1  for  As(OH)3  deceases  to  7.11  (Zakaznova‐ spectroscopy  and  solubility  study. Geochimica  et 
Herzog  et  al.,  2006),  suggesting  that  the  Cosmochimica Acta 101:156‐172.  
deprotonated  arsenite  species,  As(OH) O‐2 ,  may 
play  a  role  in  hydrothermal  arsenic  transport,  Wesolowski, D.J., Drummond,  S.E., Mesmer,  R.E. 
especially  in  fluids which  have  undergone  phase  and  Ohmoto,  H.  1984.  Hydrolysis  equilibria  of 
separation(boiling).  For  Sb  and  Bi  hydrolytic  tungsten(VI) in aqueous sodium chloride solutions 
equilibria  at  elevated  temperatures  (Zakaznova‐ to 300°C. Inorganic Chemistry 23:1120‐1132.  
Herzog and Seward, 2006; Tooth et al., 2013), the  Zakaznova‐Herzog,  V.P.  and  Seward,  T.M.  2006. 
fully  associated  Sb(OH)3(aq)  and  Bi(OH)3(aq)  Antimonous  acid  protonation/deprotonation  in 
predominate over the range of pH’s characteristic  hydrothermal  solutions  to  300°C.  Geochimica  et 
of  hydrothermal  fluids  in  the  Earth's  crust.  Cosmochimica Acta 70: 48‐60.  
However,  in  dilute  aqueous  molybdate  and 
tungstate solutions at elevated temperatures, the  Zakaznova‐Herzog,  V.P.,  Seward,  T.M.  and 
simple  H(Mo,W)O4‐  and  (Mo,W)O 2‐4   species  Suleimenov, O.M. 2006. Arsenous  acid  ionisation 
predominate  over  a  wide  range  of  pH’s  in  aqueous  solutions  from  25  to  300°C. 
(Minubayeva and Seward, 2010; Wesolowski et al.  Geochimica et Cosmochimica Acta 70: 1928‐1938.  
1984).    
 
 
 
 
 
 
92 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Application of hard and fuzzy clustering methods for interpretation and 
processing of geochemical data, Dalli Cu‐Au deposit 
S. SHAHRESTANI1, M. FATEHI1, A. R. MOKHTARI1, H. A. HAROONI1 AND D. R. COHEN2 (PRESENTER) 
1 Department of Mining Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran 
2 School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
s.shahrestani@mi.iut.ac.ir 
 
Proper  interpretation  of  geochemical  data  and  clustering  technique  that  is used  in  this paper) a 
subsequent  delineation  of  valid  anomalies  sample belongs simultaneously to more than one 
requires  application  of  new  multivariate  cluster. The  fuzzy c‐means algorithm assigns data 
techniques. Numerous multivariate methods have  points  to  each  cluster  by  using  fuzzy 
already  been  used  for  this  purpose,  such  as  memberships. The number of clusters  is specified 
principle component analysis (PCA), factor analysis  as a priori knowledge in these methods. Choosing 
and  so  on.  In  this  study,  the  hard  and  fuzzy  the wrong number of classes can lead to incorrect 
clustering methods  are  used  in  order  to  process  clustering.  In  this  paper we  have  used  the  Basic 
geochemical  soil  samples of  the Dalli  copper and  Sequential  Algorithmic  Schemes  (BSAS)  for 
gold deposit, which is located in Markazi province,  estimating the number of clusters. The estimated 
Iran. In this paper, K‐means clustering is used; this  numbers  of  clusters  are  used  as  a  priori 
is  considered  as  one  of  the most  applicable  and  knowledge  in  k‐means  and  fuzzy  c‐means 
fastest  hard  clustering  methods.  This  method  algorithms.  Ultimately,  clustering  results  are 
clusters  the  samples  to  a  certain  number  of  compared with  drilling  exploration  in  this  study. 
classes  based  on  similarity  and  dissimilarity  Comparisons  of  results  demonstrate  that  this 
criteria  (distance,  correlation  coefficient,  angle  method  is  acceptable,  simple  and  quick  for 
between  samples  and  clusters  center)  and  each  investigation  and  interpretation  of  geochemical 
sample belongs exclusively to a single cluster. But,  data.  
in  fuzzy  schemes  (such  as  the  fuzzy  c‐means 
 
Geology, mineralogy and geochemistry of the Chahnaly low sulfidation 
epithermal gold deposit, SE Iran 
A. SHOLEH1, E. RASTAD1, D. HUSTON2, B. GEMMELL3 AND R. D. TAYLOR4 
1 Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran 
2 Geoscience Australia, Canberra, Australian Capital Territory, Australia 
3 CODES ARC Centre of Excellence in Ore Deposits, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, Australia 
4 US Geological Survey, Denver Federal Centre, Denver, USA 
sholeha@gmail.com 
 
The  Chahnaly  low  sulfidation  epithermal  gold  electrum,  are present  in  a  series of  030°‐striking 
deposit is located to the northwest of the Bazman  sub‐vertical  siliceous  veins  and  hydrothermal 
semi‐active  stratovolcano  at  the western  end  of  breccias that are temporarily and spatially related 
the Makran  Volcanic  Arc.  Chahnaly  is  hosted  by  to  chalcedony‐adularia  alteration  assemblages 
early  Miocene  syn‐subduction,  calk‐alkaline  within  altered  volcaniclastic  rocks.  40Ar‐39Ar 
volcanic‐volcaniclastic  rocks  of  the  Bazman  geochronology of ore stage adularia suggests that 
volcano. Lack of a significant negative Eu anomaly,  the  alteration  and  mineralisation  at  Chahnaly 
listric  shaped  LREE patterns  and moderate  La/Yb  appears to be up to 1.5 million years younger than 
ratios  of  the  host  suit  rocks may  indicate  a  high  volcanic host assemblage.  
magmatic  water  content  of  the  source  magma. 
Gold  minerals,  including  free  gold  and  Au‐rich 
93 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Petrographic  studies  followed  by  LA‐ICP‐MS  350.2°C,  and  salinities  range  from  0.17  to  1.82 
analyses  of  pyrites  show  that  there  are  at  least  wt% NaCl equiv. The δ34S values of pyrite samples 
three  generation  of  pyrites  in  the  Chahnaly  host  are between ‐0.1 to 4.2 per mil, consistent with a 
suit  rocks, with  the second and  third generations  magmatic source for sulfur. Oxygen isotope values 
carrying  high  gold  contents.  Analyses  by  LA‐ICP‐ of gold bearing quartz samples range  from 1.5  to 
MS show that gold occurs as nanoparticles  in the  4.5  per mil. Moderate  temperature,  low  salinity 
pyrite  lattice  and  as  inclusions  in  pyrite  when  and  the  absence  of  detectable  gases  by  laser 
concentrated  at  higher  levels.  Additionally  gold  Raman  spectroscopy  in  quartz  hosted  primary 
minerals  are  hosted  by  quartz  in  siliceous  veins  fluid  inclusions,  as  well  as  the  quartz  oxygen 
within the hydrothermal breccia.   isotope values  suggest a meteoric  source  for  the 
Homogenisation  temperatures  of  fluid  inclusions  hydrothermal fluids.  
in gold bearing quartz range between 132.5°C and 
 
Handheld X‐Ray fluorescence spectrometry in the exploration and 
development of carbonatite‐related niobium deposits: An example from Aley 
Carbonatite, British Columbia, Canada 
G. J. SIMANDL1, 2, S. PARADIS3, R. S. STONE1, R. FAJBER1, R. KRESSALL4, K. GRATTAN5, J. CROZIER6 AND 
L. J. SIMANDL7 
1 British Columbia Geological Survey, Victoria, British Columbia, Canada  
2 School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, Victoria, British Columbia, Canada 
3 Geological Survey of Canada, Sidney, British Columbia, Canada 
4 Department of Earth Sciences, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada 
5 Elemental Controls Limited, Toronto, Ontario, Canada 
6 Hunter Dickinson Inc., Vancouver, British Columbia, Canada 
7 Department of Electrical & Computer Engineering, University of Victoria, Victoria, British Columbia, 
Canada 
george.simandl@gov.bc.ca 
 
This  study  evaluates  the  suitability  of  handheld  the effect of heterogeneities on  typical drill core, 
(hXRF),  the Thermo Scientific Niton XL3t GOLDD+  but this method  is  inferior to hXRF pulp analyses, 
analyser, in the exploration for carbonatite‐hosted  and to hXRF scanning for determining ore grades.  
pyrochlore‐  columbite‐fersmite  containing  The hXRF drill core scanning (single beam)  is non‐
deposits.  Results  obtained  by  conventional  destructive  (no  sample  preparation)  and  can  be 
sampling  and  laboratory  methods  (CSLM)  are  done  in  the  field.  The  scanning  reduces  wide 
compared  to: 1)  results of hXRF on selected pulp  variations  associated with  spot  analyses,  but  the 
samples; 2) results of averaged multiple hXRF spot  data  quality  is  limited  by  the  inability  of  the 
analyses directly on 10‐15 cm  long pieces of drill  operator to maintain constant scanning speed. At 
core; and 3) results of drill core scanning.   Aley,  the  scanning  results  correlate  well  with 
The  best  correlation  exists  between  hXRF  CSLM for Nb (r2=0.88), Th (r2=0.80), Fe (r2=0.84), Sr 
measurements  on  rock  pulps  and  CSLM  for  Nb  (r2=0.74),  Ba  (r2=0.73),  Y  (r2=0.59),  and  Zn 
(r2=0.99),  La  (r2=0.97),  Ce  (r2=0.67),  Y  (r2=0.93),  (r2=0.75). The r2 for La, Ce, Pr, and Nd were 0.31, 
and P (r2=0.89). The values of r2 for Pr and Nd are  0.26,  0.01  and  0.03,  respectively.  These  low  r2 
0.19 and 0.38.   values  are  due  to  combination  of  low  REE 
The  multiple  spot  analyses  directly  on  the  drill  concentrations and erratic distribution of REE‐rich 
core  are  used  to  confirm  the  presence  of  ore‐ fluorocarbonates and zircon throughout the core. 
bearing minerals and for determining the grade of  The hXRF methods are not a substitute  for CSLM 
homogeneous  materials.  Averaging  of  multiple,  in ore reserve calculations; however, they provide 
regularly‐spaced spot readings partially eliminates  interpretable  and  instantaneous  results  for  field‐
based decision making.  
94 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Portable X‐ray fluorescence instrument in exploration and development of 
rare earth element deposits  
G. J. SIMANDL1,2, S. PARADIS3, R. S. STONE1 AND K. GRATTAN4  
1 British Columbia Geological Survey, Victoria, British Columbia, Canada 
2 School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, Victoria, British Columbia, Canada  
3 Geological Survey of Canada, Sidney, British Columbia, Canada  
4 Elemental Controls Limited, Toronto, Ontario, Canada  
george.simandl@gov.bc.ca 
 
Portable X‐ray fluorescence (pXRF) provides rapid,  (California,  USA),  Bayan  Obo  (Inner  Mongolia), 
non‐destructive  chemical  analyses  in  the  field.  Wicheeda  Lake,  St.  Honoré,  and  Eldor  (Canada) 
This  study  evaluates  the  merits/limitations  of  and peralkaline intrusion‐related deposits, such as 
pXRF  technology  in  exploration  of  REE‐bearing  Kipawa,  Nechalacho  and  Strange  Lake  (Canada). 
deposits.  It  is  based  on  the  Thermo  Scientific  By  extension,  the  pXRF  is  also  suitable  for  the 
Niton XL3t GOLDD+ analyser, Standard Reference  exploration  of  apatite‐monazite  veins,  such  as 
Material NIST 2780  from the National  Institute of  Steenkampskraal  (South  Africa).  A  commercial 
Standards  and  Technology  (Gaithersburg,  USA),  pXRF, without a radioactive source, can analyse a 
Certified  Reference  Material  “TRLK”  Rare  Earth  wide range of elements from Mg to U (including Y) 
Ore  “CGL  124”  from  the  Mongolia  Central  however  it  cannot  analyse  most  of  the  heavy 
Geological  Laboratory,  Reference  Niobium  Ore  lanthanides. Yttrium  can be used as a pathfinder 
OKA‐1  (CANMET),  and  a  99.8%  silica  blank  from  for  these  elements.  Limited  but  effective  use  of 
Alpha Aesar  (Ward Hill, USA). Each  standard was  pXRF  in  exploration  of  ion  adsorption  clay 
analysed more than 100 times. These analyses,  in  deposits, such as those of Xinxui and Heling areas 
combination  with  orientation  surveys,  an  (China) that can grade as low as 500 ppm total REY 
inventory of chemical signatures of  the main REE  also appears possible. The pXRF can definitely be 
deposits,  and  the  ore  grades  reported  from  37  used for delineation of REE‐enriched zones within 
advanced REE projects outside of China,  indicate  sedimentary phosphate deposits and probably for 
that the pXRF is suitable for use in exploration and  estimation of REY concentrations in quartz‐pebble 
development  of  carbonatite‐related  lanthanides  conglomerate  type uranium deposits  (Elliot  Lake, 
and  Y  (REY)  deposits,  such  as  Mountain  Pass  Canada).  
 
Vein textures in the world‐class epithermal Waihi vein system, New Zealand 
E. G. SKINNER1, J. L. MAUK2 AND H. LOWERS2 
1 School of Environment, The University of Auckland, Auckland, New Zealand 
2 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA  
eski009@aucklanduni.ac.nz 
 
The  Waihi  vein  system  occurs  within  Hauraki  Amaranth,  Trio  and  Union  veins  contain 
goldfield as a series of adularia‐sericite epithermal  predominantly  massive  and  crustiform  textures 
Au‐Ag  veins,  including  the  world‐class  Martha  with  minimal  colloform  and  cherty  quartz  and 
mine. Critical comparison of quartz textures within  black  quartz  fill,  and  these  veins  are  also 
eight  major  veins  of  the  Waihi  district  show  commonly coarser grained. Observed textures are 
significant  textural  variations  among  veins.  The  consistent with  formation  of  the  Amaranth,  Trio 
western  (Martha)  and  eastern  (Favona,  and Union veins at a deeper structural  level  than 
Moonlight, Cowshed  and  Silverton)  veins  contain  western  or  eastern  veins.  Scanning  electron 
abundant  colloform,  cherty,  and  black  quartz  fill  microscopy‐cathodoluminescence  (SEM‐CL)  was 
textures,  with  minor  crustiform  and  massive  used to further evaluate textures in the Waihi vein 
quartz.  Between  these  two  groupings,  the  system.  Common  textures,  including  zonal 
95 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
patterns  in  coarse‐grained  euhedral  quartz,  are  intense  deformation  and  subsequent  annealing. 
seen  in  CL  and  petrographically,  and  previous  Careful  examination  of  the  CL  zonation  may 
studies  elsewhere  have  shown  that  CL  zonation  suggest that at least some trace element zonation 
typically  reflects  fine‐scale  variations  in  the  patterns  in  hydrothermal  quartz  can  survive  the 
concentrations  of  trace  elements  such  as  Al,  Li,  annealing  process.  Furthermore,  previously 
Na,  K,  and  Sb.  Cathodoluminescence  also  shows  unrecognised brittle  fractures may have provided 
brittle  deformation  in Waihi  samples  that  is  not  areas  of  significant  permeability  that  enhanced 
apparent under  the microscope;  combined  these  hydrothermal fluid flow during vein formation and 
textures  suggest  that  quartz  veins  experienced  mineralisation.  
 
Determining a constituent release index from overburden material via 
laboratory weathering experiments  
J. SKOUSEN, J. ODENHEIMER AND L. M. MCDONALD  
West Virginia University, Morgantown, West Virginia, USA  
jskousen@wvu.edu 
 
The Appalachian  coal  industry  is  currently  under  Method 3051) using nitric and hydrochloric acids 
scrutiny  for  water  quality  issues  related  to  high  was performed to provide the upper  limit on TDS 
concentrations  of  total  dissolved  solids  (TDS).  release. Supernatants were extracted and filtered 
Current  recommendations of blending  acidic  and  to be analysed for pH, electrical conductivity (EC), 
alkaline  overburden  have  successfully minimised  cations (Al3+, Fe3+, Mn2+, Mg2+, Ca2+, P, Na+ and K+) 
water  quality  issues  such  as  acid mine  drainage;  by  Inductively  Coupled  Plasma‐Optical  Emission 
however  this  practice  can  actually  increase  TDS  Spectroscopy,  as  well  as  anions  (Br1‐,  Cl1‐,NO 1‐3 , 
release.  Although  the  coal  industry  has  been  PO 3‐4 ,  and  SO 2‐4   )  by  Ion  Chromatography.  ABA 
successful  in developing  technologies  to  identify,  parameters, which measure  percent  sulfur  (%  S) 
handle,  treat,  and  isolate  overburden  material  and neutralisation potential (NP), were compared 
that  may  promote  acid  mine  drainage,  to  results  from  our  weathering  tests.  Results 
technologies  for  predicting  TDS  do  not  currently  showed  that  predictions  of  TDS  from  the  ABA 
exist.  Our  objective  was  to  develop  quick  were similar  to  the actual  release of constituents 
laboratory  methods  for  predicting  TDS  release  in our weathering  study.  Samples highest  in %  S 
from  overburden  materials  in  the  Appalachian  and  NP  released  the  highest  concentrations  of 
region by comparing two extracting solutions and  elements,  including  Fe,  Al,  and  Mn,  and  Ca. 
one digestion  technique  to Acid‐Base Accounting  Samples  with  lower  sulfur  and  NP  contents 
(ABA) parameters, Virginia Tech leaching columns,  released  lower quantities of TDS. Samples shaken 
and University of Kentucky field studies. Forty‐one  with dilute HNO3  released  two  to  six  times more 
overburden  samples were  collected  from  surface  constituents  than  samples  shaken  with  EDTA. 
mines  in  West  Virginia,  Virginia,  and  Kentucky.  Microwave  digestion  on  average  released  three 
Ground  samples were mixed with  a  dilute  nitric  orders  of magnitude more  constituents  than  the 
acid  (HNO3  0.016  M)  solution  or  two  shaking  solutions,  however  this may  be  the 
Ethylenediaminetetraacetic  acid  (EDTA  0.5  M)  quickest  test  for  predicting  the  relative  TDS 
solution,  and  shaken  for  up  to  one  week  to  release potential of overburden material.  
simulate weathering. Microwave digestion (USEPA 
 
96 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Crystal growth morphology versus composition: 3D depiction of geochemical 
data 
E. SLABY1, K. LISOWIEC1,2 AND M. SMIGIELSKI2 
1 Institute of Geological Sciences PAS, Research Center Warsaw, Warsaw, Poland 
2 Geological Faculty, University of Warsaw, Warsaw, Poland 
e.slaby@twarda.pan.pl 
 
The  growth  morphology  resulting  from  proposed  normalisation  employs  a  threshold 
crystallisation  in  a  geochemically  heterogeneous  separating  the  local  minimum  from  the 
environment  is  defined  by  growth  zones.  These  neighbouring  local maximum, and can be used to 
may  be  modified  by  hydrothermal  processes  determine  the  degree  of  spatial  concordance  or 
producing  an  overprinting  re‐growth  pattern.  discordance  in  the  behaviour  of  two  elements, 
Trace element geochemical data may be used  to  where they exhibit similar or different behaviours, 
develop raster‐based digital distribution models to  respectively. Thus, crystal areas can be  identified 
show  the  heterogeneity  of  element  as  having  concordant  or  discordant  element 
concentrations  resulting  from  environmental  behaviours. Using the boolean spatial distribution 
changes  during  crystal  growth.  of  ‘positively’  and  ’negatively’  correlated  values, 
Cathodoluminescence  can  also  be  used  to  an  output model  can  be  constructed  identifying 
illustrate  such  changes. During  crystal  formation‐ areas  of  mutually  concordant  and  discordant 
transformation  processes,  chemical  exchange  behaviours. This model has been used to measure 
between  the  environment  and  the  crystal  the  intensity  of  hydrothermal  changes  within  a 
proceeds at different rates for different elements.  single  phase,  enabling  the  understanding  of 
Simultaneous  measurements  of  their  individual element behaviours during crystal‐fluid 
concentrations,  inter  alia  by  LA‐ICP‐MS,  and  interaction and the calculation of the approximate 
further  data  processing  enables  the  tracking  of  composition  of  the  fluid  from  which  the  crystal 
such differences. However, because elements are  grew. 
partitioned  into  the  crystal  with  different  This work has been  supported by  IGS PAS project 
concentration,  their  absolute  concentrations  are  “Lotny”.  
not  the  best  measure  of  such  differences,  and 
normalisation  is  commonly  required.  The 
 
Geochemical prospecting using the superfine fraction analysis method under 
complex landscape conditions  
S. V. SOKOLOV, O. V. PETROV AND S. S. SHEVCHENKO  
A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute (VSEGEI), St. Petersburg, Russia  
sergey_sokolov@vsegei.ru  
 
In  closed  areas  characterised  by  thick  Aqua regia is used as the extraction reagent in the 
unconsolidated  sediments  overlying  MASF technique because it dissolves salt, sorption 
mineralisation,  special  mineral  exploration  and  metal  forms  of  elements.  Thus,  the  MASF 
techniques  are  used  to  identify  superimposed  technique may identify both the sorption‐salt and 
secondary haloes from data of mobile or sorption  secondary  mechanical  dispersion  halos.  The 
forms of elements occurring in the unconsolidated  method  has  been  used  in  varying  landscape 
cover.  The  superfine  fraction  analysis  method  conditions  to  identify  mineral  occurrences  of  a 
developed at FGUP VSEGEI  (2003)  is among  such  wide range of elements in open and closed areas.  
techniques (MASF). 
97 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
In  open  areas,  the  success  of  the method  from   the  correlation  of  halos,  and  identification  of 
mechanical haloes with a bulk analysis of element  the presence of geochemical structures both in 
concentrations, is confirmed by:   open and closed sections of a specific area; and  
 selective analysis of ore minerals that is similar   agreement of predicted results obtained by the 
to  that  predicted  by  mineralogical  and  MASF  technique with  results  from drilling and 
geochemical methods; and  mining. 
 analysis  of  bulk  contents  in  the  superfine  In  the  past  10  years,  many  geochemical 
fraction of unconsolidated sediments.  anomalies,  ore  occurrences  and  deposits, 
In closed areas, the success of the method based  prospective  for  economic  mineralisation  were 
on  the  study  of  sorption‐salt  forms  is  confirmed  identified in Russia using the MASF technology. 
by:    
 the  regular  location  of  sorption‐salt  halos  in 
geological space;  
 
 
Lithogeochemical exploration in the Pioneer‐Pokrovskoe gold cluster (Far 
East, Russia) 
S. V. SOKOLOV AND YU. YU. YURCHENKO (PRESENTER)  
A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute (VSEGEI), St. Petersburg, Russia  
yuri_yurchenko@vsegei.ru, yuri.yu.yurchenko@gmail.com 
 
Studies  in  the  Pioneer‐Pokrovskoe  gold  cluster  (bogginess,  thick  Quaternary  sediments). 
(the  Upper  Amur  Region)  allowed  the  Therefore,  to  find gold mineralisation  in  the area 
identification of some geochemical characteristics  of  the  deposits,  lithogeochemical  soil  sampling 
of the gold mineralisation location:  (horizon  B)  was  carried  out  using  the  superfine 
1.  The  main  gold  trace  elements  have  been  fraction  method  to  identify  the  superimposed 
identified  based  on  chemical  analyses  of  ore  sorption‐salt  haloes  of  gold  and  trace  elements 
samples (ICP MS). So, for example,  in the Pioneer  (MASF  technology).  The  identified  mineralised 
deposit,  the  ore  association of  the Bakhmut  and  zones are  fixed by haloes of centripetal elements 
Andreevsky ore zones  is  similar:  it  is  represented  supply (Au, Ag, Sb, As, Bi, Cu, Hg, Pb, Mo, Bi) and 
by Au, Ag, As, Sb, with a  subordinate  role of Pb,  haloes  of  centrifugal  elements  removal  (Ti, Mn, 
Hg, Mo, Bi, but the Bakhmut zone is dominated by  Zn,  Co,  Cr,  V).  The  mineralised  zones  are  most 
Au and  the Andreevsky zone by Ag. Ti, Co, V, Zn,  reliably  established  from  haloes  of  complex 
Cr and Ni contents are lower than the background.  geochemical  indicators  such  as  TiMnZn, 
Geochemically,  the  Zheltunak  ore  occurrence  TiVCoCrMnZn  (for  haloes  of  removal)  and 
(Krest  Prospect)  is  characterised  by  the  principal  AuAgAsSbCuHg,  AuAgAsSbCuHg/TiVCoCrMnZn 
geochemical  association  of  Au,  As,  Sb,  Ag,  with  (for haloes of supply). In addition, cut‐off values of 
subordinate  Hg,  Mo,  W,  sharply  reduced  U,  Bi,  these  indicators  were  determined  to  identify 
Mn,  Th  contents  relative  to  the  background  potential gold‐bearing zones and bodies. 
concentration (according to A.P. Vinogradov), and  The geochemical criteria  listed above allowed the 
slightly lower Pb and Sn contents.  identification  of  noble  metal  ore‐bearing  zones 
2. The study area  is characterised by complicated  (Au, Ag),  some of which have been confirmed by 
landscape  conditions  of  the  geochemical  surveys  geological surveys.   
 
98 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
In‐situ measurements of soil helium to detect leakage patterns through 
transported regolith 
K. SORMAZ, D. R. COHEN AND B. F. KELLY  
School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia 
z3271476@student.unsw.edu.au 
 
Elevated  He  is  commonly  associated  with  density traverses at the soil surface and in subsoil 
hydrocarbon and some U‐bearing deposits. Being  (70‐80 cm depth) using thin tubes hammered into 
chemically  inert, He  tends not  to be absorbed by  the ground. Helium values ranged from ~ 5 ppm to 
mineral  material  and  is  highly  mobile.  Helium  >500  ppm.  The  spatial  patterns  suggest  He  is 
movement  through  sedimentary  rocks  and  leaking  (vertically)  through  the  alluvium  along 
regolith  is  largely  controlled  by  permeability  but  conjugate  fault  structures.  There  is  high 
may  be  affected,  at  various  time‐frames,  by  the  correlation but  large differences between surface 
amount of pore water or soil moisture and other  and  subsoil  values.  Irrigation  of  the  fields 
climatic  factors  such  as  air  pressure.  Faults  and  suppressed the He soil concentrations, but did not 
fractures can act as preferential pathways for the  affect  the  general  trends  in  the  He  patterns.  By 
migration  of  He.  This  study  compares  soil  He  comparison, maximum  He  in  similar  surveys  run 
contents over hydrocarbon‐rich sedimentary units  over  major  hydrocarbon  deposits  covered  by 
in  various  regolith  settings.  The  study  area  near  different  transported regolith  types at study sites 
Dalby in southern Queensland contains a series of  in Corsicana, Texas displayed peak values of <100 
hydrocarbon deposits  (mainly  coal‐bed methane)  ppm,  though  there  are  again  large  differences 
hosted in deformed sedimentary units. Most areas  between  surface  and  subsoil, whereas  in  various 
are overlain by alluvium with depths up  to 50 m.  study sites  in W. Siberia,  there was  less variation 
The  land  is  used  for  agricultural  purposes  and  is  between  surface  and  subsoil  values  but  distinct 
regularly  ploughed.  In‐situ  measurement  of  He,  spatial  patterns  that  appear  to  reflect  buried 
using  a  (portable)  Varian  PHD‐4  detector,  were  structures.  
made  on  a  200x200‐m  grid  and  at  some  higher 
 
Geochemistry of pediment over the Toki porphyry copper deposit, Atacama 
Desert, Chile 
C. R. STANLEY1, L. CHISTE1, J. MURIMBOH2 AND B. TOWNLEY3 
1 Department of Earth & Environmental Science, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
2 Department of Chemistry, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
3 Depto. de Geología, Universidad de Chile, Santiago, Chile 
cliff.stanley@acadiau.ca 
 
The absence of vegetation in arid portions of Chile  that  are  loosely  bound  to  the  surfaces  of  soil 
allows visual inspection and satellite imagery to be  particles. These metals are most likely transported 
successful  in  locating  gossans  developed  over  from PCDs at depth by  circulating  groundwaters, 
exposed  porphyry  copper  deposits  (PCDs).  and  thus  produce  anomalies  with  geochemical 
Unfortunately,  deposits  covered  by  pediment  or  contrasts  that  are  higher  than  those  obtained 
pyroclastic  materials  are  more  difficult  to  using total digestions.  
discover.  Over  the  past  15  years,  exploration  In  this  research,  fine‐grained  (<125  µm)  soil 
techniques  have  been  developed  to more  easily  samples were digested using total (fusion/ICP) and 
locate  buried  deposits;  one  such  technique  is  partial  (aqua  regia  and mineral  deionised water) 
partial  digestion  pedogeochemistry.  This  methods.  Samples  were  collected  every  10  cm 
procedure  uses weak  reagents  to  extract metals 
99 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
down  trenches  up  to  2.5 m  deep  that were  dug  aqua  regia  analyses  of  deeper  samples  exhibit 
into pediment up  to 60 m  thick over/adjacent  to  geochemical anomalies defining  the  classic metal 
the  Toki  PCD  near  Calama,  Chile.  Aqua  regia  zoning  pattern  observed  at  PCDs.  Fusion/ICP 
results  indicate  that  pediment  is  strongly  results  illustrate  that  calcite  and  gypsum  are 
contaminated  in  Cu  and weakly  contaminated  in  important  caliche minerals  above  and  below  50 
Mo,  Pb,  Zn,  Ni,  Ag,  Cd,  and  Bi  to  a  depth  of  cm depth, respectively; subordinate natron is also 
approximately 50 cm, probably due to wind‐blown  present.  These  observations  suggest  that  caliche 
dust  from  nearby  PCDs,  mines,  concentrators,  minerals  precipitated  due  to  evaporation  of 
and/or  smelters.  This  contamination  masks  any  groundwaters  brought  to  the  surface  either  by 
surface  anomalies  that  might  exist  above  the  capillary  action,  or  by  hydraulic  head  from 
underlying  Toki  PCD.  If  contaminated  samples  adjacent uplands.  
(from  less than 50 cm depth) are not considered,   
 
Lithogeochemistry of host rocks to the Bisha and Harena Cu‐Zn‐Au volcanic 
hosted massive sulphide deposits, Eritrea 
C. R. STANLEY1 AND R. MASSAWE2 
1 Department of Earth & Environmental Science, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
2 Department of Geology, University of Dar Es Salaam, Dar Es Salaam, Tanzania 
cliff.stanley@acadiau.ca 
 
The  Bisha  mining  camp  is  hosted  by  the  amphibolite  metamorphism  and  hydrothermal 
Neoproterozoic  Western  Nafka  Terrane  of  the  alteration, and so allow identification of precursor 
Arabian‐Nubian  Shield  in  western  Eritrea,  and  rock  compositions  in an effective and  compelling 
contains  four  volcanic  hosted  massive  sulphide  manner,  so  they  can  be  traced  across  sections 
deposits (Bisha, Harena, Bisha NW, and Hambok).  through  the deposits. Molar element  ratios were 
The  largest deposit  (Bisha)  is partially weathered,  then  used  to  investigate  and  understand  the 
containing  27.3  M  tonnes  (measured  and  compositional controls  in mafic,  intermediate and 
indicated)  in:  (i)  an  oxide  zone  of  4.8 M  tonnes  felsic  volcanic  rocks,  to  identify  the  different 
grading 7.0 g/t Au and 30 g/t Ag; (ii) a supergene  hydrothermal  alteration  styles  present  in  these 
zone of 7.5 M  tonnes grading 4 % Cu, 0.7 g/t Au  rocks,  and  to  quantify  their  intensities.  Results 
and 32 g/t Ag; and (ii) a hypogene zone of 15.0 M  indicate that the Bisha and Harena deposits do not 
tonnes grading 6 % Zn, 1 % Cu, 0.7 g/t Au and 48  occur  at  the  same  stratigraphic  level. 
g/t  Ag.  Hydrothermal  alteration,  metamorphic  Nevertheless,  both  hangingwalls  are  muscovite 
recrystallisation,  and  deformation  impede  altered  and  both  footwalls  exhibit  chlorite 
identification  of  primary  volcanic  compositions  alteration.  A  new  ‘aluminous’  alteration  zone  in 
and  textures  in host  rocks  to  these deposits, and  the  immediate  footwall  of  the  Harena  VHMS 
thus complicate correlation of stratigraphy across  deposit  is  quartz  deficient,  and  consists  of 
the  mining  camp.  Conserved  element  ratios,  chloritite  or  an  andalusite‐chlorite‐muscovite‐
constrained  by  petrographic  observations,  were  calcite assemblage. This new alteration style is the 
used  to  evaluate  the  lithogeochemical  data  and  most  intense  and  proximal  hydrothermal 
assist in recognition of the lithologies. These ratios  alteration zone observed in the camp. 
are  unaffected  by  lower  greenschist  to   
 
 
100 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Detecting fine‐grained gold in pedogeochemical samples from the Fifteen 
Mile stream gold property, Nova Scotia 
C. STANLEY1, J. WILLSON1 AND J. MURIMBOH2 
1 Department of Earth & Environmental Science, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
2 Department of Chemistry, Acadia University, Wolfville, Nova Scotia, Canada 
cliff.stanley@acadiau.ca 
 
Pedogeochemical exploration  for gold  is  impeded  pedogeochemical  exploration.  Gold  grain  size 
by  the  ‘nugget  effect’,  a  sampling  error  that  distributions were determined  in 15  soil  samples 
causes  extremely  variable  Au  grades  due  to  the  using  14  size  fractions  (from  0  to  250  µm),  and 
presence  of  large,  rare  gold  nuggets.  Thus,  the  sixteen  small  (0.3  g)  replicate  samples  were 
‘nugget  effect’  adds  noise  to  geochemical  data  analysed  from  these  same  samples.  Results 
that  obscures  dispersal  patterns  and  makes  confirm  that  small  samples  exhibit  a  ‘nugget 
exploration  for  gold  extremely  challenging.  A  effect’  smaller  than  that  observed  in  large 
conventional  method  that  avoids  the  nugget  samples.  Because  small  samples  lack  large 
effect  involves  collection  and  analysis  of  large  nuggets,  they  also  under‐estimate  grade,  and  so 
samples, as these likely contain numerous coarse‐ exhibit  lower  geochemical  contrasts. 
grained  gold  nuggets,  and  thus  exhibit  Unfortunately,  the  smaller nugget effect  in  small 
reproducible  grades.  An  alternative  method,  samples  is  still  large  enough,  relative  to 
developed  in China  for  regional  stream  sediment  geochemical  contrast,  to  impede  data 
gold  exploration  involves  a  different  rationale  interpretation. This prevents the small soil sample 
whereby  fine‐grained  fractions  of  small  samples  strategy  from out‐performing  conventional  (large 
are analysed. This method ostensibly circumvents  sample)  analysis  in  gold  exploration.  A  possible 
the  ‘nugget effect’, by  lowering the probability of  explanation  for  this  contradiction  between  soils 
including  large,  rare  gold  nuggets  in  samples.  In  and  stream  sediments  is  that  hydraulic 
this  research  the  small  sample  method  was  segregation  in  streams may  alter  gold  grain  size 
applied  to B‐horizon soil samples developed over  distributions such that a small sample Au analysis 
a  known  Au  anomaly  to  determine  if  the  small  exploration  strategy  can  be  effective  in  stream 
sample  approach  can  be  used  effectively  in  sediments but not in soils. 
 
Using oxygen isotopes in vein calcite to map the distribution of fluid flux in 
exhumed fault systems:  An example from the Dar Al Baydah fault system, 
northern Oman 
P. STENHOUSE1,2, S.F. COX1 (PRESENTER), M. ARNDT3, S. VIRGO3 AND J. URAI3 
1 Research School of Earth Sciences, The Australian National University, Canberra, Australian Capital 
Territory, Australia 
2 Now at: SRK Consulting (UK) Limited, Cardiff, Wales, United Kingdom  
3 RWTH‐Aachen University, Structural Geology, Tectonics and Geomechanics, Aachen, Germany 
pstenhouse@srk.co.uk 
 
When  fault  ruptures  breach  overpressured  fluid  evolve  during  successive  seismic  cycles.  Oxygen 
reservoirs,  fluid  pathways  are  controlled  by  the  isotope  signatures  in  fault‐related  veins  provide 
distribution  of  fracture‐permeability  in  rupture  potential  for  exploring  the  spatial  and  temporal 
zones  and  hydraulic  connectivity  of  high  distribution of flow in these systems. 
permeability  sites  to  fluid  reservoirs.  Little  is  The Dar Al Baydah (DAB) Fault, and an associated 
known  about  the  geometry  and  distribution  of  array  of  smaller  faults,  is  exposed  within  a 
fault‐controlled  fluid  pathways  and  how  they  limestone  sequence  in NE Oman.  The DAB  Fault 
101 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
has  a  strike  extent  of  30  km,  is  segmented  at  slip,  the  formation  of  low  δ18O  vein  calcite,  and 
various scales, and has a maximum dip separation  high  fluid  flux,  was  localised  preferentially  at 
of  800 m.  The  early  slip  history  involved  normal  major  fault  segment  boundaries  and  fault 
slip, whereas later activity involved sinistral strike‐ terminations.  During  subsequent  sinistral 
slip.  The  fault  system  exhibits  widespread  reactivation,  the  distribution  of  low  δ18O  vein 
development  of  calcite  fault‐fill  veins  along with  calcite and high  fluid  flux was more variable. The 
calcite  extension  veins  in  lateral  damage  zones.  low  displacement  part  of  the  network  also  was 
The exposed  structural  levels of  the  fault  system  connected  to  the  external  fluid  reservoir  and 
record  deformation  at  depths  of  approximately  hosted  significant  fluid  flux.  Reactivation  of 
10‐13 km, and temperatures up to 250 °C.  normal  fault  relays  as  dilatant  and  contractional 
Vein calcite from the DAB Fault is 18O‐depleted by  jogs  during  late  sinistral  slip  in  the  low 
up  to  12‰  relative  to  limestone  host  rock,  displacement  fault network has played a key role 
indicating  the  fault  breached  a  deeper‐level,  in  localising  permeability  enhancement  and  fluid 
externally‐buffered  fluid  reservoir. During normal  flow late in the evolution of the fault system.  
 
A summary of recent isotopic investigations employed for ore genesis and 
environmental purposes at the Navachab Gold Mine, Namibia 
N. STEVEN1, B. EGLINGTON2, J. MILLER3, K. WULFF4 AND A. KISTERS3  
1 Rockwater Consulting, Namibia 
2 University of Saskatchewan, Canada 
3 Stellenbosch University, South Africa 
4 AngloGold Ashanti, Guinea 
nsteven@mweb.co.za 
 
The  aim of  this  abstract  is  twofold:  i)  to present  Au‐Bi  minerals  at  the  late‐stage  peak  of  the 
the  latest Re‐Os molybdenite dating of Navachab  Damaran  HTLP  tectonothermal  event  is 
and; ii) to discuss a stable (D/H, O) and Sr isotope  considered  likely.  The  “standard”  greenschist 
data set used for aquifer fingerprinting.   dewatering  model  (Groves  ‐  Goldfarb)  cannot 
Navachab  is  the  largest  non‐Witwatersrand  gold  explain the ore‐forming process at Navachab. 
resource  in  southern  Africa.  A  late‐kinematic,  An  87Sr/86Sr  groundwater  and  rock  database 
auriferous, quartz‐vein  swarm and associated Ca‐ (spanning  the  Sturtian  and  Rapitan  cryogenic 
Mg‐Fe‐Mn  skarn  (sensu  lato)  alteration  crosscut  events),  as well  as  rain,  sump  and  groundwater 
the  Neoproterozoic  Damara  Sequence  stable  isotope  values  (O, D/H) were  collected  as 
(Adelaidean  equivalent),  which  comprises  the  part  of  a  groundwater  monitoring  program. 
metamorphic  equivalents  (upper  amphibolite‐ Hydrogeological  management  of  the  centrally 
facies grade) of continental quartzites, glaciogenic  located  ~100  m‐thick  quasi‐karstic  Okawayo 
mixtites and pelite ± carbonate shelf rocks. Re‐Os  Formation  (also  a  fractured‐rock  aquifer),  is 
dating  (by Geospec Consultants) of  rare  traces of  essential to minimise water ingress into the mine. 
molybdenite  in  a  sphalerite+pyrite‐bearing  aplite  Strontium  (rock  87Sr/86Sr value  range of 0.707777 
yielded Cambrian Re‐Os ages (2) of 525 ± 2.4 Ma  to  0.903491)  and  stable  isotope  signatures  of 
and  523  ±  2.1  Ma.  Molybdenite‐bearing,  NNE‐ waters  in  the most  important  hydrological  units 
dipping,  extensional  auriferous  can  be  used  for  aquifer  discrimination.  The 
quartz+bismuth+pyrite+pyrrhotite  veins  (garnet  sheeted  quartz  vein  and  reduced,  deep‐level, 
selvage) have Re‐Os ages (2) of 520 ± 2.1 Ma and  pyrrhotite‐dominated  gold  skarn  orebody  have 
519.4  ±  2.1  Ma.  The  gold‐mineralising  event  relatively low sulphide contents and groundwaters 
occurred slightly after the collisional metamorphic  are  buffered  by  voluminous  carbonate  aquifers. 
peak  at  530  Ma,  but  subsequent  gold  Therefore,  environmental  liabilities  at  Navachab 
redistribution and even ore mineral melting of the  are low compared to other gold deposit types.  
 
102 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Comparative analysis of three types of insect nest structure as a sample 
medium for the discovery of ore deposits  
A. D. STEWART AND R. R. ANAND 
CSIRO Earth Science and Resource Engineering, Perth, Western Australia, Australia 
aaron.stewart@csiro.au 
 
Previous  research  has  demonstrated  that  small  Tumulitermes  tumuli, which  forms  small mounds 
mounds  of  the  termite  Tumulitermes  tumuli  to 60  cm  in height, had up  to 7.4 ppb Au  in  the 
(Froggatt) can successfully be used as geochemical  mound  material.  The  subterranean  termite 
sample  media  for  the  discovery  of  Au  deposits  (Schedorhinotermes  actuosus)  had  up  to  8.4  ppb 
(Stewart et al., 2011). This finding is in contrast to  in  the  sheath  material,  and  an  ant  species 
the typical use of large mound forming species for  (Rhtidoponera mayri) recorded Au up to 24.4 ppb 
exploration in northern Australia and Africa. Large  in  the  nest  material.  Vertical  movement  of  the 
areas  of  Australia  not  only  have  small  mound  anomaly from at least 1.4 m deep is supported by 
forming  termites  present  but  also  have  evidence  in  the  form of XRD  studies and mineral 
subterranean  termites.  These  termites  can  have  grain  counts  of  nests.  These  show  vertical 
large  nests  hidden  sub‐surface.  When  foraging  movement of calcite associated with elevated Au.  
they  sheath  their  food  sources  in  earthen  This  is  the  first  investigation  of  the  suitability  of 
material. We  investigate  the use of  this material,  subterranean  termites  for  use  in  mineral 
along with  nest material  from  an  ant  species  as  exploration.  Results  suggest  that  along  with 
sampling  media  for  mineral  exploration  in  the  mound  forming  ants  and  termites  they  are 
Yilgarn Craton, Western Australia.  potentially useful for mineral exploration.  
We  collected  samples  of  all  three  sample  types  Stewart,  A.D.,  Anand,  R.R.  and  Balkau,  J.,  2012. 
along a transect at the Garden Well Au deposit  in  Source  of  anomalous  gold  concentrations  in 
the Duketon Belt of the Yilgarn Craton in Western  termite  nests,  Moolart  Well,  Western  Australia: 
Australia.  Elevated  Au  concentrations  (above  a  implications  for  exploration.  Geochemistry: 
background level ~2 ppb) were found in all 3 nest  Exploration, Environment, Analysis 12, 327‐337.  
structure  types  over  the  mineralisation. 
 
Volcanic ash impacts on urban areas: Hazards from leachable elements 
C. STEWART1, S. J. CRONIN2 AND T. M. WILSON3 
1 Joint Centre for Disaster Research, GNS Science/Massey University Wellington Campus, Wellington, 
New Zealand  
2 Volcanic Risk Solutions, Massey University, Palmerston North, New Zealand 
3 Department of Geological Sciences, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand 
stewart.carol@xtra.co.nz 
 
An  estimated  nine  percent  of  the  world’s  However, volcanic eruptions tend to be infrequent 
population  lives within  100  km  of  a  historically‐ and  somewhat  exotic  occurrences  and  in  many 
active  volcano,  with  this  proportion  likely  to  cases  civil  authorities  may  not  have  devoted 
increase in the future. Although volcanic eruptions  serious  consideration  to  management  of  a 
can  produce  a  wide  range  of  hazards,  with  volcanic crisis.  
phenomena  such  as  pyroclastic  density  currents  As  part  of  the  immediate  emergency  response, 
and  surges,  lahars  and  ballistics  block  being  the  there  should  be  rapid  dissemination  of 
most  destructive  and  dangerous,  volcanic  ash  is  information  about  the  physical  and  chemical 
the  most  widely‐distributed  product  and  can  properties of the ash and  its hazardous potential. 
affect  large  numbers  of  people  because  of  the  However,  there  is  a  wide  range  of  components 
large  areas  than  can  be  covered  by  ashfall. 
103 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
that can be tested for which can lead to confusion  elements.  The  purpose  of  this  protocol  is  to 
about whether  or  not  a  health  threat  exists.  To  recommend clear, standard and  reliable methods 
help  address  this  uncertainty,  an  international  for  the  rapid  assessment  of  hazards  from 
working  group  has  recently  developed  a  hazard  leachable elements. This presentation will outline 
assessment  protocol  for  the  analysis  of  volcanic  the  new  protocol  and  describe  its  application  to 
ash  samples  to assess  the hazard  from  leachable  recent eruptions that have affected urban areas.  
 
The biogeochemical expression of bedrock in a regolith dominated 
environment: An example from regional surveying on Kangaroo Island, 
South Australia  
K. A. STOATE1 AND S. M. HILL2 
1 Geology & Geophysics, University of Adelaide, Adelaide, South Australia, Australia 
2 Department for Manufacturing, Innovation, Trade, Resources and Energy, Adelaide, South Australia, 
Australia  
katherine.stoate@adelaide.edu.au 
 
Although  Kangaroo  Island  has  a  relatively  well  strong  localised  expression  of  previously  known 
constrained  basement  geology  determined  from  base  metal  and  gold  mineralisation,  mostly 
geophysical techniques and coastal exposures, the  associated with the Cygnet‐Snelling Fault Zone.  In 
majority of the  Island has a thick  layer of regolith  some cases  these are a more  repeatable method 
which  obscures  the  full  characterisation  of  of  surveying  than  the  ferricretes  (”laterites”)  on 
bedrock.  The  regolith  includes  deep  weathering  the  island,  which  are  limited  by  their  variable 
profiles  as well  as  Permian  to  recent  sediments,  availability and greater chemical heterogeneity. In 
typical  of  many  of  the  transported  cover  the  areas  away  from  the  known  mineralisation 
exploration  frontiers  of  Australia.  Regional  scale  there  is  the  possibility  of  the  expression  of  the 
biogeochemical  surveys  have  been  undertaken  buried  bedrock  geochemistry  being  expressed  in 
across  Kangaroo  Island,  South  Australia, with  an  the  ‘background  levels’  of  the  biogeochemistry. 
aim  of  identifying  the  expression  of  the  buried  This  has  important  implications  for  defining  the 
bedrock  geochemistry  and  associated  mineral  broad geological  settings associated with mineral 
systems.  The  main  plant  types  sampled  include  systems  and  broad  scale  exploration  targeting. 
Eucalyptus  trees  and  the  grass  tree  Xanthorrea,  Other  major  advantages  of  biogeochemical 
mostly  from  remnant  vegetation  along  roadside  techniques on the island have been their time and 
verges.  The  plant  biogeochemical  results  show  a  cost efficiency and low environmental impact.   
 
The importance of redox condition in the formation of the Archean Red Lake 
gold deposit, Ontario, Canada 
E. D. STOCK, G. M. DIPPLE, F. BOUZARI AND R. M. TOSDAL 
1 Mineral Deposit Research Unit, Department of Earth and Ocean Sciences, The University of British 
Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada 
estock03@gmail.com 
 
Archean  lode‐gold  deposits  are  a  significant  to provide new information about its geochemical 
source of gold, but exploration for these deposits  evolution  and  genesis,  using mineral  and  whole 
is  hindered  by  their  poorly  understood  rock  chemistry.  Red  Lake  is  an  Archean  basalt‐
geochemical  features. The Red Lake gold deposit,  hosted lode‐gold deposit with an estimated 49 Mt 
located  in northern Ontario, Canada, was studied  of material  at 19  g/t Au,  and  is  characterised by 
104 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
superimposed  hydrothermal  and  metamorphic  zones with abundant ankerite‐calcite‐quartz veins 
events. Three distinct events are  identified. First,  hosting  pyrrhotite‐pyrite‐arsenopyrite‐magnetite‐
an early widespread  (>7 km) hydrothermal event  gold‐quartz with Mg‐biotite  alteration  halos.  The 
is characterised by a  reduction of  the basalt with  ore‐forming  fluids  caused  enrichment  in  CaO, 
FeO, MgO, K2O, SiO2 and S enrichment  that  likely  MgO,  SiO2,  K2O,  Au,  Ag,  and  Sb  in  the  basalt. 
represents  a  seafloor‐hydrothermal  event.  The  Mineralised  samples  of  basalt  are  furthermore 
interaction  of  seawater  and  magmatic‐ characterised  by  a  lower  Fe2+/Fetotal  molar  ratio 
hydrothermal  fluids  with  the  basalt  caused  compared  to  barren  greenschist‐amphibolite 
formation of Fe‐chlorite‐carbonate and advanced  equivalents. This change  in Fe2+/Fetotal molar ratio 
argillic  alteration  assemblages  respectively.   reflects oxidation of Fe2+ in the host basalt to form 
Second, subsequent peak‐regional metamorphism  a  more  Fe3+‐rich  ore  assemblage  consisting  of 
created a greenschist‐amphibolite facies from the  pyrrhotite and magnetite. The association of gold 
chlorite‐carbonate  alteration  and  a  quartz‐ with  the  pyrrhotite‐magnetite  assemblage 
muscovite‐andalusite  assemblage  from  the  indicates  that  the  interaction  of  a  relatively 
advanced  argillic  alteration.  Finally,  a  post‐peak  oxidised ore‐forming  fluid with  the  Fe2+‐rich host 
regional  metamorphic  event  of  structurally‐ basalt  was  the  main  influence  on  gold 
controlled hydrothermal alteration along a narrow  precipitation at Red Lake.   
corridor  (1‐km‐wide),  formed  <10‐m‐wide  ore 
 
Geochemistry of ore‐forming fluids at the Tui Zn‐Pb‐Cu epithermal deposit, 
Hauraki goldfield, New Zealand 
S. STRMIC PALINKAS1, M. P. SIMPSON2, J. L. MAUK1,3 AND R. BODNAR4 
1 School of Environment‐Geology, The University of Auckland, Auckland, New Zealand 
2 GNS Science – Wairakei Research Centre,Taupo, New Zealand 
3 US Geological Survey, Denver, USA 
4 Department of Geosciences, Virginia Tech, Blacksburg, USA 
s.strmic‐palinkas@auckland.ac.nz 
 
The  Tui  deposit  in  the  Hauraki  goldfield,  North  respectively.  Lithium,  Sb,  As,  and  Ba  occur  in 
Island, New Zealand produced 163,000  tonnes of  quartz‐  and  sphalerite‐hosted  inclusions  at 
ore at 17% Zn, 7% Pb, 0.6% Cu, and 36.5 g/t Ag; it  concentrations up to 1114, 471, 109, and 33 ppm, 
is a deep‐level adularia‐sericite epithermal deposit  respectively. Quartz‐hosted  inclusions  contain up 
hosted  by  hydrothermally  altered  andesite.  The  to  1900,  69,  and  34  ppm  Zn,  Cu,  and  Pb, 
two  main  veins,  the  Champion  and  Ruakaka,  respectively.  Homogenisation  temperatures  for 
contain  coarsely‐crystalline  quartz  that  is  primary,  pseudosecondary,  and  most  secondary 
brecciated  and  cemented  by  sphalerite,  galena,  inclusions  in  sphalerite  and  quartz  overlap  and 
chalcopyrite,  and  pyrite.  Base  metal  sulphide  range  from  253°  to  291°C  and  240°  to  287°C, 
minerals  are  also  brecciated  and  cemented  by  respectively.  Final  ice melting  temperatures  (Tm) 
cryptocrystalline  and  later  comb  quartz  with  for  quartz  range  from  0.0°  to  ‐4.0°C  and 
minor cinnabar and barite.   correspond  to  salinities  up  to  6.4  wt.  %  NaCl 
Microthermometry,  Raman  microspectroscopy,  equiv.  In contrast, Tm values  for sphalerite  range 
and  laser  ablation‐inductively  coupled‐plasma  from  ‐2.6°  to  ‐8.2°C  showing  that  ore‐forming 
mass spectrometry (LA‐ICP‐MS) have been used to  fluids contained 4.3 to 11.8 wt. % NaCl equiv. The 
determine the temperature, apparent salinity, and  greater  salinity  values  for  the  sphalerite‐hosted 
composition  of  fluids  trapped  in  individual  fluid  inclusions,  combined  with  previously  published 
inclusions in sphalerite and quartz.   stable  isotope  data,  are  consistent  with  base 
metal  sulphide  mineralisation  from  periodic 
Sphalerite and quartz were deposited  from Na‐K‐ incursion of a magmatic‐hydrothermal fluid  into a 
Ca‐Cl aqueous solutions with no detectable CO2 or  hydrothermal  system  that  was  predominantly 
other volatiles. Na/K and Na/Ca molar ratios range  meteoric water.   
from  0.6  to  149.8  and  from  0.7  to  932.0, 
105 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical and microbiological factors leading to increased arsenic release 
during uranium bioremediation  
V. K. STUCKER1,2, D. R. SILVERMAN2, K. H. WILLIAMS3, J. O. SHARP2 AND J. F. RANVILLE2  
1 GNS Science, Lower Hutt, New Zealand 
2 Colorado School of Mines, Golden, Colorado, USA 
3 Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, USA 
V.Stucker@gns.cri.nz  
 
Bioremediation  has  been  the  strategy  employed  wells  exhibiting  the  highest  concentrations  of 
at  the  former mill  site  in Rifle, Colorado, USA  to  arsenic  (r  =  ‐0.91, p  <  .001).  Thioarsenic  species, 
immobilise uranium.  Acetate injections were used  which  were  found  to  form  from  arsenite  and 
to  stimulate  microbial  growth  and  reduction  of  sulphide, dominated speciation during this arsenic 
mobile  U(VI)  to  immobile  U(IV).  While  bio‐ release.  Laboratory columns using field sediments 
stimulation was successful in attenuating uranium  did not produce  levels of arsenic as significant as 
below the maximum contaminant level of the site,  some  of  the  field  wells  (<2  µM).  However,  the 
the  subsurface  change  in  redox  conditions  results were  analogous  to wells  receiving  limited 
resulted  in  arsenic  concentrations  increasing  acetate  concentrations,  exhibiting  stronger 
several‐fold over  the background  (up  to 9 µM vs.  correlations  of  arsenic  release  to  the  reductive 
<1  µM).  Groundwater  samples  were  collected  dissolution of Fe(III) minerals. Disparities between 
from 10 wells down gradient of the injection wells  field and laboratory column data indicated factors 
and  analysed  for  general  water  chemistry  contributing  to  the observed  increase  in aqueous 
constituents  and  arsenic  speciation  to  provide  arsenic  concentrations;  these  include  arsenic 
insight  into the reason for, and nature of, arsenic  source,  redox  chemistry,  active  microbial 
released  during  bioremediation.  Laboratory  communities,  and  mineral  precipitation.  To 
experiments  were  conducted  to  evaluate  the  successfully  remediate  the  mill  site  in  Rifle, 
effects of  iron, sulphate and microbial activity on  Colorado  using  bio‐stimulation,  care  should  be 
arsenic release  in bach systems and  flow‐through  taken to optimise in situ levels of acetate in order 
columns  designed  to  simulate  conditions  at  the  to reduce uranium without creating the conditions 
field  site.  It was  found  that  arsenic  release was  favourable for thioarsenic formation and release.  
strongly  correlated  with  sulphate  reduction  in 
 
SGH – Spatiotemporal Geochemical Hydrocarbons self‐organise to display 
the hydrocarbon flux pathways from effects of the electrochemical cell in 
redox zones to locate mineralisation 
D. A. SUTHERLAND AND E. L. HOFFMAN 
Activation Laboratories Ltd, Ancaster, Ontario, Canada 
dalesutherland@actlabs.com 
 
Projections  indicate  that  the  supply  of  mineral  growth.  Experiments  have  proven  that  in  the 
resources will  be  insufficient  in  the  near  future,  death  phase  of  the  life  cycle  of  these microbes, 
thus new technologies for exploration are needed  cell  membranes  decompose  and  intracellular 
to  locate  resources under deep and exotic cover.  hydrocarbons  are  released.  The  hydrocarbons 
Research has proven  that bacteria are ubiquitous  migrate  to  the  surface  and  provide  a  forensic 
and  are  associated  with mineral  and  petroleum  signature for identification of their food source as 
targets.  Their  growth  depends  on  the  use  of  the  type  of  mineralisation  or  petroleum  target 
inorganic  elements  which  catalyse  reactions  to  found  at  depth.  It  is  accepted  that  redox 
synthesise  organic  hydrocarbons  to  support  conditions  in the overburden and the subsequent 
106 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
electrochemical  cell  is  associated  with  buried  ultra‐trace  concentrations  from  samples  in  a 
geological bodies, however the detection of redox  survey  grid  has  illustrated  highly  symmetrical 
cells is not sufficient evidence to pursue expensive  anomalies that provide a control to interpretation 
drill programs. Over  fifteen years of observations  of  these  spatiotemporal  geochemical 
has  resulted  in  an  understanding  of  the  hydrocarbons  at  a  very  high  level  of  confidence. 
relationship  of  the  electrochemical  cell  and  its  This  3D‐SGH  interpretational  approach,  coupled 
effect  on  migration  of  these  hydrocarbons.  As  with  the  hydrocarbon  signature  of  mineral 
relatively  neutral  species,  the  fluxes  of  identification, has resulted  in a geochemistry that 
hydrocarbons  is  shaped  by  electro‐potential  has accumulated a history of a very high  level of 
gradients  that  self‐organise  into  predictable  success  in  independent  reviews.  This  deep 
chemical  class  zonations  dependent  on  the  penetrating geochemistry confidently  locates and 
residence  time  of  migration  through  the  identifies blind mineral and petroleum targets. 
overburden.  The  analysis  for  hydrocarbons  at 
 
SGH – The ultimate geochemistry for sampling in difficult surface terrain and 
areas of exotic overburden 
D. A. SUTHERLAND AND E. L. HOFFMAN 
Activation Laboratories Ltd, Ancaster, Ontario, Canada 
dalesutherland@actlabs.com 
 
Although  the  Soil  Gas  Hydrocarbon  (SGH)  name  from the decomposition of bacteria at the end of 
implies  the  exclusive  use  of  soils,  this  their  life  cycle.  From  a  'you  are  what  you  eat' 
geochemistry  is  also  able  to  use  other  sample  perspective,  the 162 specific hydrocarbons  in  the 
media such as humus, peat, sand, till, submerged  C5  to  C17  carbon  series  range  provide  an 
sediment, etc., in the same survey.  Snow surveys  information‐rich  forensic  signature  of 
can  also  be  done.  As  these  hydrocarbons  are  identification  from  the  biofilms  of  bacteria  that 
relatively neutral species, the state of the flow of  feed  and  grow  on  a  wide  variety  of  mineral 
hydrocarbons  that  migrate  and  deposits.  
geochromatographically  disperse  through  the  The  forensic  signature of hydrocarbons  in  this na 
overburden  can be  captured by  the  surface  area  noscale  geochemistry  can  dramatically  delineate 
of a wide variety of sample media. This capability  and  identify mineralisation  through barriers  such 
is  vital  in  areas  of  difficult  terrain  where  a  as a basalt cap and permafrost and has been able 
complete sample survey may cover swamps, lakes,  to  help  differentiate  geophysical  targets  such  as 
peaty areas or conversely forests, sand dunes, and  between  barren  and  ore‐bearing  conductors  and 
caliche. This multi‐media survey can be processed  for  those  of  kimberlites  from  naturally  occurring 
and  mapped  together  without  data  leveling,  signals from granite gneiss or dunite.  
thereby  significantly  reducing  the  bias  in  the 
interpretation due to survey areas where sampling  SGH  is a robust geochemistry  that  is very easy  to 
was traditionally not able to be conducted due to  sample regardless of terrain, has highly confident 
the limitations of other geochemistries.   results,  and  allows  a  more  economic  sampling 
program. 
The  SGH  geochemistry  has  been  scientifically 
shown  to  detect  those  hydrocarbons  released 
 
107 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Use of field portable XRF in assessing the biogeochemical response to 
contamination from the Woodlawn Cu‐Pb‐Zn deposit, New South Wales 
M. SUTTON, D. R. COHEN (PRESENTER) AND F. HEMMINGS  
School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Sydney, New South 
Wales, Australia  
d.cohen@unsw.edu.au 
 
Mining  waste  is  a  major  source  of  trace  metal  extending up to 1 km away from the tailing ponds. 
contamination  in  the  surface  environment  that  There  is  a  close  correlation  between  trace 
may  affect  soils,  groundwater  and  various  elements  in  the  leaves  and  twigs,  but  weaker 
organisms such as plants. Vegetation is a sampling  correlation  between  those  organs  and  bark,  in 
medium  that  offers  potential  to map  the  extent  both  ore  and  non‐ore‐related  elements.  Trace 
and  level  of  such  elevated  metal  patterns.  This  elements are  typically more elevated on  the  side 
study examined the spatial distribution of selected  of  the  trees  facing  the  tailings  ponds  than  away 
metals  in  vegetation around  the Woodlawn base  from  it and  there are  correlations between  trace 
metal  deposit  in  southern  NSW.  An  fpXRF  was  and major elements, indicating the main source of 
used  for  in  situ  analysis  of  organs  of  Acacia  metals  in  the  bark  to  be  derived  from  dust. 
mearnsii  (Black  Wattle)  and  A.  dealbata  (Silver  Laboratory tests indicate the penetration distance 
Wattle)  in the (former) Woodlawn Mine area and  for  X‐rays  from  the  fpXRF  to  be  in  the  order  of 
surrounding  region. High  levels of  contamination  3 mm  for  compressed  leaves  or  bark.  There  is  a 
for  a number of elements  related  to  the deposit  close  correlation  for most elements between  the 
itself  (Cu, Pb, Zn, Ag) occur  in  the bark  in a zone  fpXRF and laboratory‐based XRFs. 
 
Arsenic behavior in lacustrine sediments of the Bolivian Altiplano of Oruro  
J. S. TAPIA1, B. TOWNLEY2 AND S. AUDRY3  
1 Departamento de Ingeniería en Minas, Universidad de Antofagasta, Antofagasta, Chile 
2 Departamento de Geología, Universidad de Chile, Santiago, Chile 
3 GET OMP, Toulouse, France 
joseline.tapia@uantof.cl 
 
Oruro Department  is  located  in the Bolivian high‐ partitioning (SSP) of As. Arsenic quantification was 
plains  at  3800  m.a.s.l.  and  is  one  of  the  most  performed by ICP‐MS. 
unexplored, mineralised and historic mining towns  Interstitial  water  behaviour  and  diffusive  fluxes 
of the world. The Altiplano experiences high inter‐ suggested  that  lake  Uru  Uru  sediments  are  an 
annual and seasonal climatic variations, which has  arsenic  source  to  the  water  column.  In  the 
been linked to El Nino events (ENSO).  reference  site, As  is  found  in  residual  (immobile) 
To  determine  arsenic  behavior  in  sediments  and  and  Fe‐Mn  oxy‐hydroxides  fractions.  In  northern 
interstitial waters of Oruro, two coring campaigns  lake Uru Uru, sediments are sensitive to seasonal 
were performed, during the wet (WS) and the dry  changes  and  there  are  also  changes  in  the  solid 
seasons  (DS).  Northern  and  southern  borders  of  state  partitioning  of  As  between  dry  and  wet 
the  lake  Uru  Uru  (Altiplano,  contaminated  site)  seasons as the water column is not present during 
and Cala Cala lagoon (Eastern Cordillera, reference  the  dry  season.  In  southern  lake  Uru  Uru,  solid 
site)  were  sampled,  obtaining  a  total  of  91  state partitioning of As  is similar during both, dry 
sediment  and  222  interstitial  water  samples.  and  wet  seasons  because  this  area  does  not 
Sediments  were  subjected  to  selective  single  experience  the  absence  of  the  water  column 
digestions  to  determine  the  solid  state  during the dry season.  
108 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
As  a  consequence  of  the  intricate  and  complex  column and  that  the  fate of  the dissolved As will 
redox  processes  and  climatic  variability  of  the  depend on  the  competition between  its  removal 
Altiplano,  we  conclude  that  lake  Uru  Uru  and transport in the water column.   
sediments  work  as  an  As  source  to  the  water 
 
Impact of volcanic ash on REE, Zr, Nb, Hf, and Th input into seawater from 
glacial meltwater rivers  
N. TEPE AND M. BAU  
Earth and Space Sciences Program, Jacobs University Bremen, Bremen, Germany 
n.tepe@jacobs‐university.de 
 
One  of  the  consequences  of  climate  change  is  similarities, indicating that REE and HFSE bound to 
retreating  glaciers.  These  melting  glaciers  are  colloids and nanoparticles dominate the dissolved 
connected  to  the  ocean  via  glacial  meltwater  trace element distribution  in  Icelandic   meltwater 
rivers.  The  chemical  composition  of  glacial  rivers.  
meltwater rivers  in  Iceland  is affected by volcanic  We  then did  laboratory mixing experiments with 
eruptions  due  to  the  input of  colloid‐  and  nano‐ 0.2 µm‐filtered glacial meltwater from Markarfljöt 
particles from volcanic ashes. In 2010, we sampled  River and seawater. Admixture of minute amounts 
river  waters  and  volcanic  ashes  from  southern  of seawater  (resulting  in a salinity of 3.4) already 
Iceland to characterise the geochemistry of glacial  has  a  strong  impact  on  the  REE  and  Y  (REY) 
meltwaters  (especially  the  behaviour  of  REE  and  signature  of  the  water.  Besides  a  significant 
other  high‐field‐strength‐elements,  HFSE),  to  decrease  of  REY  concentrations,  the  REY  input 
investigate  the  impact  of  colloids  and  develops  all  the  features  typical  of  the  REY 
nanoparticles  from  volcanic  ashes  on  water  distribution  in  seawater  as  salinity  progressively 
chemistry, and to study the behaviour of REE and  increases.  After  the  initial  drop,  REY 
HFSE during  estuarine mixing.  The REE  and HFSE  concentrations  tend  to  increase  again  with 
are  highly  particle‐reactive  and  show  low  increasing salinity, probably due to REY desorption 
solubilities,  and  are  therefore not  truly dissolved  from  or  incongruent  dissolution  of  aggregated 
in  surface  waters,  but  associated  with  particles.  former  colloids  and  nanoparticles.  Our  results 
Comparison  of  the  trace  element  distribution  of  strongly suggest that the REY input into the ocean 
river  particulates  (>0.45  µm  filter  residues)  and  is  characterised  by  a  specific  REY  distribution 
volcanic  ash  to  that  of  the  respective  glacial  pattern that is rather independent of the lithology 
meltwater  (<0.45 µm  filtrates)  reveals  very  close  of the catchment.  
 
Strong increases in rare earth elements as emerging contaminants in drinking 
water: Increasing anthropogenic gadolinium levels in tap water of Berlin, 
Germany, between 2009 and 2012 
N. TEPE, M. ROMERO AND M. BAU 
Earth and Space Sciences Program, Jacobs University Bremen, Germany 
n.tepe@jacobs‐university.de 
 
Xenobiotics  and  high‐tech  metals  have  become  contamination  of  surface  waters  with 
emerging  contaminants  of  the  hydrosphere.  In  anthropogenic Gd has become a typical feature of 
this  study  we  focus  on  the  distribution  and  industrialised  countries  with  highly  developed 
behaviour  of  the  rare  earth  elements  (REE),  health care systems. The sources of anthropogenic 
especially gadolinium  (Gd),  in tap water of Berlin,  Gd are Gd‐based contrast agents used in magnetic 
Germany. First reported in German rivers in 1996,  resonance  imaging  (MRI).  Gd‐based  contrast 
109 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
agents  are  injected  into  the  bloodstream  of  levels  in  the  Havel  River  have  increased 
patients and are released in urine within 48 hours.  significantly  in  the  past decade,  it was predicted 
Since  these  highly  stable  and  water‐soluble  Gd‐ that  the contamination of Berlin’s  tap water with 
complexes  cannot  be  removed  in  waste  water  anthropogenic Gd would  continue  to  increase  in 
treatment plants,  they are  transferred  to  surface  the near future. Updating the study from 2009, we 
and ground waters, and eventually into tap water.  report  results  for  tap  water  samples  taken  in 
Anthropogenic  Gd  is  therefore  a  tracer  for  the  December  2012.  Between  2009  and  2012 
presence  of  waste  water‐derived  substances,  anthropogenic  Gd  increased  significantly.  The 
which  may  have  a  high  (eco‐)toxicity.  An  initial  smallest  increase  was  observed  in  Zehlendorf 
study  from  2009  reported  shale‐normalised  REE  (1.5 times)  in  the  western  districts,  while  the 
patterns in tap water from the western districts of  maximum increase was observed at Jungfernheide 
Berlin,  with  large  anthropogenic  positive  Gd  (11.5 times). The strong increase of anthropogenic 
anomalies.  In  contrast,  the  eastern  districts  Gd  in  tap  water  between  2009  and  2012 
exhibited  no  distinct  anomalous  Gd  behaviour,  demonstrates  the  increasing  impact  of  high‐tech 
indicating  the  absence  of  waste  water‐derived  metals, such as the REE, on the environment.  
contaminants. Considering that anthropogenic Gd 
 
Regional background concentrations of indicator and pathfinder elements in 
soil: A case study from the Hauraki Goldfield, New Zealand  
R. B. THERON1,2, P. NADOLL3 AND J. L. MAUK4  
1 School of Environment, University of Auckland, Auckland, New Zealand 
2 Newmont Waihi Gold, Waihi, New Zealand 
3 CSIRO‐ARRC, Earth Science and Resource Engineering, Kensington, Western Australia, Australia  
4 US Geological Survey, Denver, Colorado, USA 
robert.theron@newmont.com 
 
Soil  geochemistry  is  an  important  exploration  the  known  areas  of  hydrothermal  alteration  has 
method employed  in  the detection of  subsurface  been  established  in  this  study  for  the  first  time 
mineralisation.  Critical  parts  of  interpreting  soil  and represents a foundation that may be used for 
geochemical  data  lie  in  determining  background  comparative purposes during  regional‐  and  local‐
ranges, threshold values and  in the recognition of  scale  mineral  exploration.  The  threshold  values 
geochemical anomalies. At  the Hauraki Goldfield,  that  have  been  calculated  provide  a measure  of 
where epithermal Au‐Ag deposits are present, soil  the  minimum  background  concentration  within 
samples from sites where bedrock lithologies have  the  southern  Hauraki  Goldfield.  Element 
not  been  hydrothermally  altered  during  concentration  values  that  are  significantly 
mineralising  events  were  analysed  for  19  elevated in comparison to this threshold database 
pathfinder  elements  by  ICP‐MS,  following  may be  considered  as  significant. B Horizon  soils 
dissolution  by  Aqua  Regia.  The  soil  profile  typically show element enrichment relative to the 
including A, B and C horizons have been sampled  A and C Horizons. Threshold values  for B Horizon 
at each of these sites. The geochemical data have  soils developed over unaltered andesite bedrock, 
been treated with classical statistical methods and  determined  by  the median  +  2 median  absolute 
exploratory  data  analysis  techniques  to  define  deviation  method  (expressed  as  ppm  except 
regional  background  ranges  for  the  19  key  where noted as pbb or %) are: Ag (0.09), As (9.9), 
pathfinder  elements  and  to  calculate  threshold  Au  (0.10  ppb),  Ba  (217.5),  Bi  (0.41),  Cu  (23.25),  
concentrations  above which  these  elements may  Fe  (0.45%),  Hg  (0.29),  Mn  (0.04%),  Mo  (1.53),  
be  considered  as  anomalous. Within  the Hauraki  Pb (21.72), S (0.09%), Sb (0.28), Se (1.8), Te (<LDL), 
Goldfield  a  regional  geochemical  background  Tl (0.23), U (2.5), W (0.1), Zn (48.3). 
database  founded  on  samples  collected  beyond 
 
110 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Biogeochemical “fingerprinting” of Voisey’s Bay Ni‐Cu‐Co sulphide 
mineralisation, northern Labrador, Canada 
G. M. THOMPSON1, D. H. C. WILTON2, D. EVANS‐LAMSWOOD3 AND P. NYADE2  
1 Office of Applied Research, College of the North Atlantic, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada 
2 Department of Earth Sciences, Memorial University, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada 
3 Vale Newfoundland and Labrador, St. John's, Newfoundland and Labrador, Canada  
gary.thompson@cna.nl.ca 
 
In  areas  with  exotic  overburden,  by  definition  usefulness of biogeochemistry as an aid  in Ni‐Cu‐
there  is  no  geochemical  relationship  between  Co  exploration.  Twigs with  needles,  and  bark  of 
mineralised  bedrock  and  the  overlying material.  black spruce, Picea mariana, were collected  from 
Some  species  of  vegetation,  however,  have  the  a  series  of  traverses  extending  over  areas  of 
capacity to absorb metals from groundwater, and  mineralisation and background. The dried samples 
hence underlying bedrock, via their root systems.  were ashed and analysed by ICP‐MS for a suite of 
Metals can be concentrated  to varying extents  in  44  elements.  The  results  indicate  strongly 
needles,  leaves,  twigs  and  bark.  The  analysis  of  anomalous  responses  to  mineralisation  in  the 
vegetation  may,  therefore,  be  used  to  locate  twigs, bark and needles. Metals are preferentially 
hidden mineral deposits. The Voisey’s Bay (VB) Ni‐ concentrated in twigs relative to bark and needles. 
Cu‐Co  sulphide  deposits  in  Labrador,  Canada,  On  the basis of  these  results  it  is  concluded  that 
were  originally  discovered  as  a  gossan  in  an  till‐ biogeochemistry  constitutes  a  viable  exploration 
covered  area.  The  sulphide  mineralisation  is  procedure  in  the  search  for  sulphide 
hosted  by  a  troctolite  dyke  feeder  and  magma  mineralisation in areas of shallow exotic till where 
chamber system, the Voisey’s Bay Troctolite (VBT),  conventional  methods  have  proved  to  be  of 
which  intruded older gneiss. An  investigation was  limited use.  
undertaken over  the VB deposits  to establish  the 
 
Nano gold nuggets in natural arc volcanic glasses 
C. TIMM1, D. LAYTON‐MATTHEWS2, A. REYES1, S. GILL2, M. LEYBOURNE3, C. E. J. DE RONDE1, 
R. W. HENLEY4 AND R. J. WYSOCZANSKI5 (PRESENTER) 
1 GNS Science, Lower Hutt, New Zealand  
2 Department of Geological Sciences & Geological Engineering, Queen’s University, Kingston, Ontario, 
Canada 
3 ALS Geochemistry, British Colombia, Canada  
4 Research School of Earth Sciences, Australian National University, Canberra, Australian Capital Territory, 
Australia 
5 National Institute of Water and Atmospheric Research, Wellington, New Zealand  
c.timm@gns.cri.nz 
 
Most  seafloor  massive  sulfide  deposits  contain  Monowai,  Brothers,  Healy,  Cotton,  Rumble  II 
significant  proportions  of magma‐derived metals  West,  Rumble  III  and  Clark.  The  new  data  show 
(i.e. Au, Ag, Cu, Mo, Bi, Sb, As), which relate to the  that  most  glasses  have  an  order  of  magnitude 
composition  of  the  associated  (host)  magmatic  higher  metal  contents  compared  to  whole  rock 
rocks. The composition of the host rock therefore  analyses  of  the  same  element.  But  more 
must have a strong  influence on  the composition  importantly,  nano‐sized  nuggets with  high metal 
of  the  seafloor  massive  sulfide  deposit.  We  contents  were  identified  during  time‐integrated 
present  new  EMPA  major  and  LA‐ICPMS  trace  laser  ablation  analyses.  LA‐ICPMS  mapping  of 
element  data  from  submarine  volcanic  glasses  respective  glass  charts  revealed  that  the  nano‐
recovered from the Kermadec arc volcanic centers  nuggets  are mostly  located  along  imperfections, 
111 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
such as glass‐microlite boundaries, which may act  localised occurrence and different composition of 
as  nucleation  sites.  Field  and  experimental  the  nano‐nuggets  also  suggest  heterogeneous 
evidence suggest that gases exsolve from magmas  metal content in the exsolved gas phases, which is 
and  accumulate  as  bubbles,  and  act  as  metal  likely  to  relate  to  a  heterogeneity  in  the  carried 
carriers.  Due  to  changes  of melt  characteristics,  gas  composition.  This  early  metal  deposition 
flow  regime,  temperature  and  pressure  during  process  is  likely  to  represent  a  syn‐eruptive 
ascent and quenching,  the bubbles may collapse,  process and may  indicate ore forming capabilities 
subsequently  depositing metals  in  the  glass.  The  of magmatic sources.  
 
Landscape and regolith evolution in hyper arid regions of northern Chile: 
Implications to geochemical exploration in areas of transported overburden  
B. TOWNLEY1,2, L. LOPEZ2, R. LUCA2 AND A. PUIG3 
1 Advanced Mining Technology Center & Department of Geology, University of Chile, Santiago, Chile 
2 GeoAnalytical Vision S.A., Santiago, Chile 
3 Codelco – Chile, Santiago, Chile 
btownley@ing.uchile.cl 
 
In northern Chile mining exploration has  reached  develop  geochemical  variance  and  eventually 
a mature state of development; most outcropping  contrast  that  could  lead  to  discovery.  However, 
and  obvious  exploration  targets  have  been  long  contrast  from  such  processes  tends  to  be  subtle 
explored  and  evaluated.  Well  known  giant  and  hard  to  discriminate  from  other  sources  of 
porphyry copper districts occur along north‐south  variance and contrast. At the Inca de Oro porphyry 
(NS)  metallogenic  belts,  among  these,  the  copper deposit,  located  in the Atacama region,  in 
Paleocene  and upper  Eocene  to  lower Oligocene  order  to  better  interpret  sources  of  natural 
porphyry copper belts. Within the belts, porphyry  variance,  geochemical  and  mineral  studies  of 
copper  districts  occur  mostly  as  clusters,  with  regolith  were  carried  out.  Seven  regolith/gravel 
large  expanses  of  land  between  them.  Despite  units  were  recognised,  each  with  unique 
obvious  NS  exploration  trends,  much  of  these  mineralogical  associations  and  geochemical 
expanses are covered by transported overburden,  signatures. These units  cut and cross each other, 
and  indirect  exploration  methods  are  required,  from  youngest  to  oldest,  implying  geochemical 
including  conceptual  geology  of  surroundings,  variance  associated  with  regolith  and  landscape 
evaluation of NS linear trends of main fault and/or  evolution  processes.  Geochemical  and  mineral 
metallogenic  trends,  and  use  of  geophysics  and  characterisation  of  regolith  may  aid  the 
geochemistry.  Indirect  geochemistry  relies  on  interpretation  and  application  of  exploration 
soil/cover  samples  and  is  based  on  the  geochemistry.  In  particular,  this  characterisation 
development  of  geochemical  signatures  at  provides  insight  on  surface  dispersion  processes 
surface, from deposits beneath cover, by means of  and  recognition  of  surface  related  regolith/ 
metal migration to surface, be it by hydromorphic,  landscape  geochemical  patterns,  both  important 
gaseous,  tectonic  pumping,  electrochemical  or  in discriminating surface regolith expressions from 
other  mechanisms.  Resulting  geochemical  that generated by underlying mineralisation.   
signatures  at  surface  from  such  sources  may 
 
112 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Antimony removal by two passive treatment techniques – sulphate‐reducing 
bioreactors and adsorption chambers, Globe Progress Mine, West Coast, 
New Zealand  
D. TRUMM AND S. HAY 
CRL Energy Limited, Christchurch, New Zealand  
d.trumm@crl.co.nz 
 
Two passive  treatment methods  for  the  removal  HRTs of only 3 min and were up  to 95% at HRTs 
of  antimony  from  mine  water  discharge  were  greater than 2.5 h. As the experiment progressed, 
tested in field trials at a gold mine in New Zealand.  removal  rates  by  the  adsorption  chamber 
One  involved  adsorption  onto  iron  oxides  decreased  with  time  suggesting  that  adsorption 
consisting  of  a  precipitate  of  goethite  and  capacity was being approached. Removal  rates  in 
ferrihydrite  from  AMD  at  an  abandoned  coal  the  bioreactor  were  greater  than  80%  at  HRTs 
mine.  The  other  method  involved  sulphate  above 15 h. The greatest removal rate was 98% at 
reduction  and  formation  of  antimony  sulphide  an HRT of 30 h,  lowering Sb concentrations  from 
(stibnite)  using  a  sulphate‐reducing  bioreactor.  1.7 to 0.014 mg/L. Even at short HRTs of only 2 h, 
Each system was contained  in a 1000 L  tank. The  removal  rates  were  up  to  81%,  lowering  Sb 
loading  ratio  of  iron  oxide  in  the  adsorption  concentrations  from  0.75  to  0.14 mg/L.  Analysis 
chamber was 253 g precipitate per L of water. The  by XRD confirmed  the presence of stibnite  in  the 
bioreactor  contained  equal  parts  of  post  peel,  bioreactor.  Contrary  to  the  adsorption  chamber, 
bark  and  compost  and  a  small  amount  of  bioreactor  performance  continued  to  improve 
inoculant.  Inlet  antimony  concentrations  ranged  with time, likely due to multiplication of sulphate‐
from 0.3  to 2.3 mg  /L. Hydraulic  residence  times  reducing bacteria,  resulting  in  increased  sulphate 
(HRTs)  ranged  from  3  min  to  14  h  (adsorption  reduction  rates.  These  results  show  that  passive 
chamber)  and  2  h  to  30  h  (bioreactor).  Removal  treatment can be a  successful  treatment method 
rates  in  the  adsorption  chamber  were  14%  at  for antimony at gold mine sites.   
 
Discovery of the Mesel, Batu Hijau and Elang deposits, Indonesia: Results of 
successful greenfields exploration  
S. J. TURNER 
Newmont Asia Pacific, Subiaco, Perth, Western Australia, Australia 
stephen.turner@newmont.com 
 
In  1986,  Newmont  identified  three  blocks  of  auriferous  conglomerates  were  subsequently 
favourable  terrane  in  Indonesia;  in  North  recognised on ridge tops.  With this understanding 
Sulawesi,  Lombok  and  Sumbawa  islands  in  the  it  was  easy  to  rapidly  assess  the  remaining 
eastern  Banda  Arc,  and  Bengkulu  Province  in  anomalies,  and  terminate  the  Contract  of Work 
southwest  Sumatra.  A  comprehensive  multi‐ (COW) when no primary sources for the gold were 
method,  multi‐element,  regional‐scale  drainage  located.  
sampling  program  was  implemented  to  ensure  Work  on  the  North  Sulawesi  COW  commenced 
that a single visit would be sufficient for most sites  with both a regional drainage survey, and detailed 
sampled.  exploration around an historic Dutch mine at Hais. 
In  Bengkulu,  it was  recognised  at  an  early  stage  This zone hosted epithermal veins and visible gold, 
that  the  abundant  gold  anomalies  generated  by  which  generated  strong  stream  sediment 
the  drainage  survey were  not  being  reflected  in  anomalies  and  extensive  surface  eluvial  gold 
the  local  geology.  Coarse  pannable  gold  and  deposits, which were exploited by  the Dutch and 
erratic  anomalies  indicated  placer  gold,  and  then by thousands of local miners. In contrast, the 
113 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
carbonate‐hosted, micron‐size gold  in  jasperoidal  epithermal  overprint  on  the  margins  of  a  very 
silica at the Mesel deposit had a very weak stream  large porphyry Cu‐Au deposit at Elang.  Elang is at 
sediment  anomaly  and  restricted  outcrop. Mesel  a resource definition stage.  
was  mined  between  1996  and  2004,  and  Discovery of Batu Hijau  in West Nusa Tenggara  in 
resources are now exhausted.   1990  was  based  on  the  persistent  follow‐up  of 
The  initial  regional  drainage  survey  in  Nusa  rare  copper‐stained  diorite  float.  Batu  Hijau  is  a 
Tenggara Barat  generated 36  anomalous  clusters  classically  zoned  porphyry  deposit  which 
of  drainages.  The  top‐ranked  target was  around  commenced  operation  in  2000  and  continues 
Bukit Ladam, which subsequently proved to be an  today. 
 
Diurnal trace element cycles at Champagne Pool, Waiotapu, New Zealand: 
Control of sulfur on the solubility and speciation of antimony and arsenic 
M. ULLRICH1, J. G. POPE2, T. M. SEWARD3, N. WILSON1,4 AND B. PLANER‐FRIEDRICH1 
1 Environmental Geochemistry Group, University of Bayreuth, Germany 
2 CRL Energy Ltd, Christchurch, New Zealand 
3 School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, Wellington, 
New Zealand 
4 Golder Associates, Auckland, New Zealand 
maria.ullrich@uni‐bayreuth.de 
 
Champagne Pool,  a  sulfidic hot  spring  associated  suggest  that  the  observed  diurnal  cycle  is 
with  the  Waiotapu  Geothermal  System  in  New  governed  by  phototrophic  sulfur‐oxidising 
Zealand,  exhibits  distinct  diurnal  variations  in  bacteria. These bacteria catalyse  the oxidation of 
antimony  (Sb)  and  arsenic  (As)  concentrations.  sulfide  and  the disproportionation of  thiosulfate, 
Total  Sb  concentrations  increase during daytime,  leading  to  increasing  concentrations  of  sulfate 
while  As  concentrations  experience  a  decrease  and,  as  suggested  by  modelling  with  PhreeqC, 
over  the  course  of  the  day.  To  investigate  the  elemental  sulfur  during  the  day.  As  a  result  of 
trigger for these diurnal cycles and their potential  sulfide  consumption  during  the  day,  the 
link to the sulfur (S) redox chemistry in this sulfidic  geothermal  fluid  becomes  undersaturated  with 
environment,  we  sampled  the  waters  of  respect  to antimony  sulfides and additional  Sb  is 
Champagne Pool over a  full 24 hour  cycle. Every  released  into  the  fluid.  Compared  to  Sb,  diurnal 
two  hours,  filtered  and  unfiltered  samples were  variations  for  As  were  found  to  have  a  more 
taken at  five  sites  from  the pool  itself as well as  pronounced  effect  on  the  actual  speciation  than 
along  the  drainage  channel.  Total  trace  element  on  the  total  As  concentration.  During  the  day, 
concentrations  were  analysed  by  ICP‐MS  and  monothioarsenate  forms  from  arsenite  and 
speciation of Sb, As and S was determined by  IC‐ elemental sulfur. At night however, As speciation 
ICP‐MS.   is  dominated  by  the  formation  of  di‐  and 
Sulfur speciation was found to undergo significant  trithioarsenate  from  sulfide,  which  accumulates 
diurnal  variations,  with  thiosulfate  and  sulfide  due  to  the  inactivity  of  phototrophic  bacteria. 
dominating  in  the  fluid  at  night  and  sulfate  Sulfur  speciation  was  thus  identified  as  a  key 
dominating  during  the  day.  The  daylight  factor  in controlling both  total concentration and 
dependent  transformations  among  S  species  speciation of Sb and As in geothermal fluids. 
 
114 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Hydrothermal evolution of the Titiribi Mining District, Columbia 
C. URIBE MOGOLLÓN1 AND T. BISSIG2 
1 Department of Geology, EAFIT University, Medellin, Colombia 
2 Mineral Deposit Research Unit, University of British Columbia, Vancouver, Canada 
curibem@eafit.edu.co 
 
The  Titiribi  mining  district  is  located  on  the  and  breccia  samples  from  Chisperos  deposit 
western margin  of  the  central  cordillera,  70  km  record  a  widespread  propylitic  alteration  zone 
south west of Medellin, Colombia. It is part of the  characterised  by  the  association  of  epidote  + 
Middle  Cauca  metallogenic  belt,  which  contains  chlorite  +  carbonate,  overprinted  by  sericitic 
Cerro  Vetas,  Chisperos,  Porvenir,  Juntas  and  El  alteration  characterised  by  sericite  +  carbonate. 
Zancudo deposit. Cerro Vetas, Porvenir and Juntas  Calcite,  quartz  ±  chlorite  veins  hosted  in  the 
deposit  have  shown  feautres  in  common  with  breccia  unit,  and  associated  with  the  sericitic 
porphyry‐copper  systems.  Hydrothermal  alteration,  contain  Ag‐Pb‐Zn‐Sb  ore  mineral 
alteration  in Cerro Vetas consists of a deep sodic‐ assemblages  including  sphalerite  (Fe‐rich and  Fe‐
calcic alteration zone characterised by actinolite +  poor),  galena,  stibnite,  electrum  and  silver 
albite  +  magnetite,  and  a  widspread  area  of  sulfosalts. At the El Zancudo deposit, an alteration 
potassic alteration marked by biotite + K‐feldspar.  mineral  assemblage  of  quartz  –  illite  is  present. 
Mineralisation  consists  mainly  of  disseminated  Vein mineralogy consists of quartz, carbonate, Fe‐
magnetite,  pyrite,  chalcopyrite,  with  minor  rich  sphalerite,  pyrite  and  arsenopyrite, which  is 
amounts  of  galena  and  Ag‐sulfosalts.  Juntas  and  consistent  with  low  sulfidation  epithermal 
Porvenir  have  a  potassic  alteration  zone  mineralisation.  
characterised  by  biotite  + magnetite  overprinted  Considering the elevation differences between the 
by  a  chlorite‐sericite  alteration  zone,  in  turn  low sulfidation epithermal systems (Chisperos and 
locally  overprinted  by  smectite.  Mineralisation  Zancudo  deposits)  and  porphyry  systems  (Cerro 
consists  of  pyrite,  magnetite,  Fe‐rich  sphalerite,  Vetas,  Porvenir  and  Juntas),  a  tectonic  event  of 
and  trace  amounts  of  chalcopyrite,  ?covellite,  exhumation and subsequent erosion between the 
galena and Ag‐telluride.   two  hydrothermal  events  is  suggested.  A  later 
The  Chisperos  and  El  Zancudo  deposits  exhibit  epithermal  event  may  have  overprinted  the 
hydrothermal  alteration  characteristic  of  a  low  porphyry  style mineralisation  introducing  part  of 
sulfidation  epithermal  system.  Diorite  porphyry  the precious and base metal content. 
 
Performance of sulphate‐reducing bioreactors treating mine influenced 
waters using waste mussel shells  
B. USTER1, A. D. O’SULLIVAN1, J. POPE2 AND D. TRUMM2  
1 Department of Civil and Natural Resources Engineering, University of Canterbury, Christchurch, 
New Zealand 
2 CRL Energy Ltd, Christchurch, New Zealand 
benjamin.uster@pg.canterbury.ac.nz 
 
The ability of sulphate‐reducing bioreactors using  as  well  as  two  different  reactive  substrates 
waste mussel  shells  to  treat  acid mine  drainage  containing  a mixture  of  organic materials  (Pinus 
from  an  active  coal  mine  has  been  evaluated.  radiata bark, compost and bark mulch) and either 
Eight bioreactors  (each 30 L) were  tested using a  mussel shells or limestone as a source of alkalinity 
semi‐continuous  upward  flow‐through  was monitored.  Several physical and biochemical 
experimental  design.  The  effect  of  two  different  properties  of  the  substrate  mixtures  were 
hydraulic  retention  times  (2.2 days and 6.6 days)  examined  before  the  experiments  commenced. 
115 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Numerous geochemical analyses were performed  retention  time generate more alkalinity. Effective 
on  influent, effluent and pore‐water samples (pH,  sulphate  and metal  removal  is  observed  in  each 
ORP,  EC,  alkalinity,  COD,  metals,  sulphate  and  system.  Assessment  work  on  the  bioreactors 
sulfide  concentrations)  to  evaluate  the  ability  of  includes mineralogical analyses of the precipitates 
the  different  systems  to  increase  the  pH  and  to  (SEM  and  sequential  extractions),  geochemical 
remove  the  metals  and  sulphate.  Preliminary  modelling of  the  aqueous phase using PHREEQC, 
results  show  that  all  systems  are  effective  at  and  characterisation  of  the  different  organic 
increasing pH and alkalinity, with those containing  fractions of the substrate mixture  (pre‐ and post‐
mussel  shells  and/or  with  a  longer  hydraulic  treatment).  
 
Post‐glacial processes causing upward element migration from a buried 
massive sulphide source 
P. W. G. VAN GEFFEN1, T. K. KYSER2, C. J. OATES3 AND C. IHLENFELD4 
1 ioGlobal Solutions Inc., Vancouver, British Columbia, Canada  
2 Queen’s University, Kingston, Ontario, Canada  
3 Applied Geochemistry Solutions, Buckinghamshire, United Kingdom 
4 Anglo American plc, London, United Kingdom  
pim.vangeffen@ioglobal.net 
 
For  geochemistry  to  be  applied  effectively  in  provides an alternative mechanism and a plausible 
mineral  exploration,  it  is  essential  that  all  the  explanation  for  the  observed  phenomena  at  the 
processes  acting  in  a  given  environment  are  Talbot  Lake  prospect:  During  deglaciation,  the 
understood and  tested  for  in orientation  studies.  glacial  load  is removed much faster than  isostatic 
Furthermore,  as  exploration  efforts  are  rebound  of  the  lithosphere  can  compensate  for. 
increasingly  focusing  on  deep  targets  and  under  As  a  result,  remnant  hydrostatic  pressure  on 
transported  cover,  the  targeted  geochemical  buried  aquifers  remains  very  high  until  the 
signals at  the  surface become  increasingly  subtle  overlying  strata  become  permeable,  either 
and  distinguishing  their  source  becomes  more  through  opening  structures  or  through  the 
complicated.  A  study  of  the  multi‐element  melting  of  permafrost.  In  such  an  event,  deep 
geochemistry  and  Pb‐isotope  ratios  of  various  groundwater  is  propelled  upwards  along 
sample media  from  the  Talbot  Lake  prospect  in  permeable pathways,  transporting materials both 
the Flin Flon‐Snow Lake terrane was conducted to  in  solution  and  in  suspension,  and  depositing 
identify  pathfinders  from  a  Proterozoic  sulphide  them  in  the  near‐surface  environment.  Influx  of 
source,  through  Paleozoic  carbonates,  in  the  pathfinder elements and Pb‐isotope ratios  typical 
overlying till and organic media. The results of this  of  VMS mineralisation  into  the  till,  directly  over 
research  cannot  be  explained  by  conventional  structures in the carbonate cover, is supportive of 
methods of element migration as described in the  the proposed mechanism having occurred  at  the 
geochemical  literature.  A  process  described  in  Talbot Lake prospect.   
hydrological  studies of  glacial moraine  formation 
 
116 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Assessing the usability of geochemical data originating from multiple 
databases for mapping the background concentration of metal in soil at 
regional scale 
A. VANDEUREN, B. PEREIRA AND P. SONNET  
Université catholique de Louvain, Earth and Life Institute ‐ Environmental sciences (ELIE) Croix du Sud, 
Belgium 
aubry.vandeuren@uclouvain.be 
 
When  undertaking  mapping  of  trace  metal  can  therefore be a  tricky  task. Here we outline a 
concentrations  in  the  soil at a  regional  level,  it  is  generic  procedure  and  the  series  of  guidelines 
often  found  that  several databases already exist.  that proved to be useful for this purpose.  
These  databases,  usually  quite  large,  were  The procedure consists  in  two  sets of checks:  (1) 
obtained  for  instance  because  of  an  relevance  checks,  and  (2)  accuracy  checks.  The 
environmental  protection  regulation  (requiring  latter also comprises the correction of the dataset, 
soil  analysis)  or  in  the  course  of  geochemical  if  needed.  The  checks  for  relevance  pertain  to 
characterisation  surveys.  The  use  of  all  the  analytical  protocol,  georeferencing,  temporal 
available databases  is often a necessity  if one has  variability,  spatial  structure  and  the  presence  of 
to  provide  high  resolution  maps  of  the  censored  values. The  checks  for accuracy  involve 
pedogeochemical background.   testing  the existence of  interlaboratory bias by a 
However,  analyses  from  these  geochemical  method  that  takes  into  account  the  geochemical 
databases were generally carried out by different  characteristics  of  the  study  area.  An 
laboratories  at  different  time  periods.  Although  interlaboratory  bias  correction  method  is 
these  laboratories  are  required  to  follow  strict  proposed  and  discussed.  The  procedure  is 
protocols  and  quality  control  procedures,  the  illustrated  with  a  soil  geochemical  database  of 
precision  and  the  accuracy  of  a  particular  about  17,000  georeferenced  analyses  of  trace 
laboratory  can  vary  in  time.  This  can  be  due  to  metal  elements  carried  out  by  13  different 
variations  in  the  analytical  equipment,  the  laboratories  in  Wallonia  (South  Belgium).  The 
analytical  procedure  or  the  analyst.  In  addition,  cases of Cd (atmospheric deposition), Ni (geogenic 
there  may  also  be  interlaboratory  biases.  origin) and Zn (both origins) are discussed.   
Exploiting multi‐laboratory geochemical databases 
 
Integration of geochemical data from handheld XRF analyser, ICP‐OES and 
AAS with mineralogical techniques to characterise a porphyry Cu‐Mo deposit 
in Chile  
R. T. VARGAS1 AND B. TOWNLEY2  
1 Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, 
Chile 
2 Departamento de Geología, Universidad de Chile, Santiago, Chile 
rocvarga@ing.uchile.cl 
 
The mining  of  porphyry  copper  deposits  in  Chile  information that contributes to the understanding 
enables  its mining  sector  to  stand out  as one of  of  the  geology  of  the  deposits  and  enables  the 
the largest worldwide. To maintain this position, it  establishment  of  relationships  between  the 
is  necessary  to  optimise  the  mineral  extraction  nature  of  the  material  and  processing  features. 
processes. This may be assisted by the integration  This  knowledge  may  be  used  to  predict  the 
of  geological,  mineralogical  and  geochemical  behaviour of the material and generate models to 
117 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
optimise mine  planning  and mineral  processing.  microscopy).  The  description  of  lithological  and 
The gangue mineralogy is particularly important in  alteration  mineralogy  present  at  the  site,  in 
determining  the  behaviour  of  the  rock  during  conjunction  with  analyses  of  bulk  geochemical 
mineral processing.  assay data using statistical tools, allows the linking 
This  study,  using  samples  from  the  Relincho  of  the  geochemical  distribution  of  elements  and 
Porphyry  Cu‐Mo  deposit,  investigates  the  specific qualitative and quantitative characteristics 
application  of  a  variety  of  analytical  techniques  of the rock. A multivariate study is done to define 
that,  in  conjunction,  provide  a  comprehensive  relationships of elements, using the handheld XRF 
geometallurgical  model.  In  our  study,  analyser,  and  compared with  ICP  and  AAS  data. 
hydrothermal  alteration  and  lithology  are  The geochemical contrasts and ratios are analysed 
analysed  using  portable  XRF,  AAS  and  ICP‐OES.  to  indicate  a  change  in  the  geological  features, 
The mineralogy  is  characterised qualitatively  and  such  as  hydrothermal  alteration,  mineralisation 
quantitatively  by  core  logging,  petrographic  and  lithology,  supported  by  the  mineralogical 
techniques  and  QEMSCAN®  (Quantitative  description  of  the  rock,  integrating macroscopic, 
Evaluation  of  Minerals  by  SCANning  electron  petrographic and automated techniques.  
 
QEMSCAN analysis of core samples to characterise paragenesis, 
hydrothermal alteration and mineralisation in the Relincho porphyry Cu‐Mo 
deposit in Chile: Potential applications in geometallurgy  
R. T. VARGAS1 AND B. TOWNLEY2  
1 Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, 
Chile 
2 Departamento de Geología, Universidad de Chile, Santiago, Chile 
rocvarga@ing.uchile.cl 
 
Chile  is  the  world's  largest  copper  producer,  and  particle  size,  mineral  association  and 
primarily  through  production  from  porphyry  elemental  distribution.  The  resulting  information 
copper  deposits.  To  maintain  economic  may  be  used  to  predict  the  geometallurgical 
production  it  is necessary  to optimise  the mining  response  of  the  material  to  be  processed.  The 
and mineral extraction processes.  Information on  analysis  shows  that  the  mineralisation  consists 
the ore geology, mineralogy and geochemistry can  essentially  of  primary  copper  ores,  such  as 
be  critical  in  this  endeavour.  In  our  study,  the  chalcopyrite  and  bornite,  and  some  traces  of 
qualitative  and  quantitative mineralogy  of  rocks  chalcocite  and  covellite.  There  is  no  strong 
from  the  Relincho  Porphyry  Cu‐Mo  deposit  in  association  with  copper  oxides  or  secondary 
Chile  were  characterised  via  core  logging,  sulphides,  which  is  convenient  for  the  flotation 
petrographic  techniques  and  QEMSCAN®  process.  Other  positive  features  are  the  low 
(Quantitative Evaluation of Minerals by SCANning  content of pyrite and the presence of molybdenite 
electron  microscopy)  analyses.  Representative  as  the  molybdenum  ore.  The  principal  gangue 
samples  were  obtained  from  drill  cores  and  minerals  are  potassium  feldspar,  quartz, 
examined  petrographically  in  thin  section.  plagioclase,  chlorite,  epidote,  calcite,  muscovite 
Subsequently,  the  polished  thin  sections  were  and clays. The data provide valuable quantitative 
analysed with QEMSCAN®,  in  Fieldscan mode,  to  information  on  the  mineralogical  association  of 
provide  information  on  the modal mineralogy  of  copper and  in particular,  the minerals  that  could 
the samples, ore characterisation, estimated grain  interfere with its extraction.  
 
118 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Geochemical exploration in carbonatitic and felsic xenoliths associated with 
pegmatites, NW of Sierra El Roble, Cordillera de la Costa, Atacama region, 
Chile 
D. VENEGAS AND W. GRIEM 
Department of Geology, Universidad de Atacama, Copiapó, Chile 
dgvenegas@gmail.com  
 
The  study  area  is  located  at  about  26°  56’S,  70°  diorites, amphibole monzodiorites, quartz‐bearing 
37’W  in  the  Cordillera  de  la  Costa,  Chile.  The  diorites, and  tonalites containing hornblende and 
Cordillera  de  la  Costa  is  along    the  western  biotite.  The  quartz‐bearing  diorites  have 
continental margin of  the Atacama  region, and  is  phaneritic  texture  and  subhedral  to  anhedral, 
predominantly  composed  of  Devonian  to  holocrystalline  phenocrysts.  The  tonalites  have 
Carboniferous  rocks  that  have  been  microcrystalline,  holocrystalline,  inequigranular, 
metamorphosed  to  low  grade  conditions  in  an  and  poikilitic  textures,  and  contain  crystals  of 
accretionary  prism  and  intruded  by  granitoids  of  hornblende and medium to coarse grained biotite 
late  Permo‐Triassic  to  Jurassic  age.  Activation  of  that  vary  from  subhedral  to  anhedral.  There  are 
the  subduction  zone  in  the  early  Jurassic  caused  two  xenoliths  in  Pluton  Sierra  El  Roble,  one  of 
the  emplacement  of  the  intrusive  bodies, which  carbonatitic  composition  and  the  other  of  felsic 
include  a  variety  of  tonalites,  diorites,  granites,  composition  associated  with  post‐magmatic 
and gabbros. Intrusive bodies of Middle Jurassic to  processes,  Pegmatitic‐neumatolitic  stages, where 
Lower  Cretaceous  age  in  the  study  area  are  crystals of biotite are approximately 20 cm across, 
classified  as  calc‐alkaline,  metaliminous,    I‐type  have been identified.  
granitoids  with initial Sr isotope ratios of 87Sr/88Sr  Lithogeochemical  exploration  in  both  xenoliths, 
0.07041‐0.7059,  indicating  great  compositional  using  a portable  analyser  (FRX, Bruker  S1 TITAN) 
variability.   has  revealed  important  concentrations  of  rare 
Pluton Sierra El Roble  (Jmtd)  is an  intrusive body  earth  elements, mainly  yttrium,  lanthanum,  and 
with variable composition,  including melanocratic  cerium.   
 
The application of partial extraction geochemistry for base metal exploration 
in thick loess covered region, Gansu 
WANG MINGQI, WU HE, LIAO YAN AND FANG FANG  
Department of Earth Sciences, China University of Geosciences, Beijing, China 
mingqi@cugb.edu.cn  
 
Loess  covers  c.  630  000  km2  in  northern  China.  by  IGGE  for  extracting  geochemical  phases, 
The Jiaolongzhang polymetallic deposit, located in  including  both  exchangeable  and  carbonate‐
Eastern Gansu, is under loess, varying in thickness  bound, did not reveal responses before 2008.  
from <50 m  to >200 m. The mineralisation zones  Following  the 2008  studies,  to decipher  selective 
are totally covered by loess and by a red soil layer.  leaching  geochemistry  in  loess  terrain,  different 
A soil survey along Line 48, sampling at a depth of  leachants  and  leaching  procedures  for  top  soil 
30 cm, and employing a total digestion technique,  were tested and over 30 elements were analysed 
gave no response for the deposit‐related elements  by ICP‐MS. A specific leachant (so called SE‐A) was 
Pb,  Zn,  Cu,  and  Ag.  Although    results  of  a MSG  found  to  be  very  effective  for  indicating  buried 
(metals in soil gas) survey showed that Cu, Pb and  mineralisation.  The  results  show  strong  multi‐
Bi exhibit  strong anomalies above  the buried ore  point  anomalies  for  a  dozen  elements  over 
bodies  (Wang  et  al.,  2008),  selective  leaching  of  concealed orebodies. The highest Cu, Pb, and Zn 
soil by conventional procedures in use at that time 
119 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
concentrations  in  anomalous  samples  reach  to  Interestingly,  most  pH  values  of  soil  in  the 
800, 2000, and 8000 ppb, respectively, while these  background samples are higher than 8.45 but the 
elements  in  background  soils  are  homogeneous  pH  values  for  anomalous  samples  above  the 
with concentrations around 200, 70, and 400 ppb,  buried  bodies  are  lower  than  8.45,  which 
respectively.  The  elemental  distribution  patterns  corresponds with  a pattern of  reduced  chimneys 
identically  correspond  with  MSG  results.  (Hamilton, 1998).   
 
Nano‐scale insights into the migration mechanism of gold and copper 
through cover 
WANG XUEQIU  
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang, Hebie, China 
wangxueqiu@igge.cn 
 
Deep‐penetrating  geochemical  surveys  have  ordered arrangements of atoms indicate that they 
revealed  that  anomalies  do  exist  at  the  surface  originated  from  the concealed endogenetic Cu‐Ni 
overlying mineral deposits covered by transported  deposit. A migration model  is therefore proposed  
regolith.  We  do  not  yet  fully  understand  the  that  suggests  that  nanoparticles  have  properties 
migration mechanism.  Recently,  nanoparticles  of  that  may  overcome  gravity  to  float  in  a  liquid, 
metals were widely  observed  in  gases,  soils  and  have  high  surface  area  to  volume  ratios  to 
ore  rocks  at  copper  and  gold  deposits  using  a  maintain  a  tremendous  force  adsorbed  onto 
transmission electron microscope (TEM) equipped  surface of gas bubbles for diffusion, and which are 
with  an  energy  dispersive  spectroscope  (EDS).  migrated with an ascending  flow of gas or water 
Particle diameters range from 10 to 200 nm, with  bubbles  upward  to  the  surface.  Once  at  the 
crystal  structures  observed  by  the  TEM.  The  surface,  part  of  the  particles  persist  in  the  soil 
particles  tend  to  form  assemblages  that  are  gases  whereas  others  are  trapped  by  soil 
shaped like a grape cluster. In situ analysis by EDS  geochemical  barriers.  The  findings provide nano‐
shows  that  the  particles  from  the  copper‐nickel  scale  insights  into  the migration mechanisms  of 
deposit  are  composed  of  native  copper  and  metals.  This  new  method  for  separation  of 
compound metals of Cu‐Fe, Cu‐Fe‐Mn, Cu‐Ag,Cu‐ nanoparticles  from  soils  is  important  for  deep‐
Cr,Cu‐Ni  with Si, Al, Ca, O, P. Compounds from the  penetrating  geochemistry  and  the  search  for 
gold deposit are Au, Cu‐Au, Cu‐Fe, and Cu‐Ti. The  concealed deposits.   
nanoscale copper particles with crystal shape and 
 
How to use geochemical baselines to quantify environmental changes? 
WANG XUEQIU, WANG WEI AND LIU XUEMIN 
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang, China 
wangxueqiu@igge.cn 
 
Geochemical  databases  and  accompanying  1995  and  China  Geochemical  Baselines  project 
element  distribution  maps  represent  a  (CGB)  in  2008‐2012  for  example  to  quantify 
geochemical  baseline  against  which  can  be  environmental changes. Heavy metals such as As, 
quantified  future  human‐induced  or  natural  Cd,  Cr,  Cu,  Hg,  Ni,  Pb  and  Zn,  and  CaO  were 
changes  to  the  chemistry  of  the  Earth. How  can  selected  for  study.  The  results  show  that  1)  The 
“Geochemical  Baselines”  be  used  to  quantify  medians  for  each  element  are  consistent.  The 
these changes? The authors take the datasets and  median  ratios of CGB  to EGMON  range  from 0.9‐
maps obtained by the Environmental Geochemical  1.20. This  implies slight bias  in  terms of sampling 
Monitoring  Networks  project  (EGMON)  in  1994‐ and  analysis  between  the  two  projects.  2)  The 
120 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
contents of heavy metals  in  top soils significantly  decreases  from 0.53%  to 0.41%, area of Cao <1% 
increased,  for example  average  values of Cd  and  from  872,000  km2  to  1.073,000  km2,  increasing 
As  by  the  CGB  are  2.7  and  1.6  times  that  by  23%,  due  to  leaching  of  CaCO3  by  acid  rains 
EGMON  respectively.  3)  The  percentages  of  induced  particularly  by  coal  burning.  The  facts 
anomalous  areas  relative  to  the  total  surveyed  show  that  geochemical  baselines  by  using 
areas  significantly  increase,  for  example Cd  from  comparison  data  (values)  and  distribution  maps 
10.9% to 22.7%, Hg from 24.4% to 30.7%, As from  (area  of  anomalies)  can  be  applied  to  quantify 
5.8% to 10.7%, Cu 4.3% to 11.8%, Ni 3.9% to 7.1%,  environmental  changes  induced  by  human 
Zn  5.8%  to  8.3%.  4)  The  average  concentration  activity.   
 
Geochemistry for improved environmental management at mining 
operations 
P. A. WEBER1 AND M. H. PIZEY2  
1 O’Kane Consultants (NZ) Ltd, Christchurch, New Zealand  
2 Solid Energy New Zealand Ltd, Christchurch, New Zealand 
pweber@okc‐sk.com 
 
The  mining  industry  is  in  an  arena  of  constant  Geochemical  research  has  included  fundamental 
environmental  responsibility  and  scrutiny.    This  geochemistry  principles  of  AMD  formation, 
has  resulted  in  longer  timeframes  required  for  improvement of acid base accounting  techniques 
project  approval  associated  with  greater  and  long‐term  kinetic  testing  ranging  from 
consideration  of  environmental  effects.  This  has  benchtop  laboratory  trials  (2 kg)  through  to  field 
cascaded into increasing costs associated with the  based  instrumented  operational  engineered 
approval  process,  operational  management,  landforms (> 400,000 bcm) to understand the acid 
monitoring,  and  reporting  of  performance  and  mine drainage evolution profile. 
compliance.  Applied  geochemistry  practitioners  Prevention  techniques  (low  permeability  covers) 
are  an  essential  part  of  the  mining  industry  have  been  developed  to  reduce  AMD  formation 
providing  answers  and  solutions  that  facilitate  based on reduced oxygen  flux. Passive and active 
better environmental management outcomes and  AMD  water  treatment  technologies  have  been 
significant cost reductions.  developed where,  in one catchment alone, up  to 
A  key  issue  facing  the mining  industry globally  is  8,000  tonnes  per  annum  of  acidity  are  treated 
acid  and  metalliferous  drainage  (AMD)  annually.  Research  into  the  beneficial  reuse  of 
manifesting  as  a  multi‐billion  dollar  challenge  waste streams have enabled  the recycling of coal 
worldwide.  It  is  a  common,  yet  complex  ash,  cement  kiln  dust,  mussel  shells,  and  high‐
geochemical  issue  at  many  coal  mining  grade biosolids.  
operations.  Understanding  the  geochemical  This  paper  discusses  a  decade  of  geochemical 
complexities  of  AMD  at  Solid  Energy  mines,  research at Solid Energy New Zealand Ltd and how 
including  the  likely  occurrence,  forecasting  acid  this  has  contributed  to  improved  environmental 
loads,  prevention,  treatment,  and  closure  outcomes.  Further  research  should be  vigorously 
planning  has  involved  significant  input  from  pursued  as  this  is  an  area  of  opportunity  to 
research students, academic experts, consultants,  improve performance and reduce costs.   
and Solid Energy’s environmental team. 
 
121 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Understanding the biogeochemical contributors of oil sand tailings materials 
for successful reclamation  
C. G. WEISENER  
University of Windsor, Windsor, Ontario, Canada 
weisener@uwindsor.ca  
 
The  recovery  of  bitumen  from  Alberta Oil  sands  will function long term. In this research we apply a 
generates enormous volumes of oil sands process  combination of field investigations in parallel with 
material  (OSPM).  After  bitumen  extraction,  laboratory  microcosms  to  predict  the 
tailings  are pumped  into  retention ponds, where  biogeochemical  development.  Novel  micro‐
the sand fraction settles, and most of the aqueous  electrodes  and molecular  tools  (i.e.  T‐RFLP  with 
slurry  (i.e.  fines  consisting  of  silts,  clays  and  qPCR;  Terminal  Restriction  Fragment  Length 
residual  hydrocarbons)  slowly  densifies  which  is  Polymorphism with quantitative polymerase chain 
termed fluid fine tailings (FFT). Both the chemistry  reaction) have been used  to  assess  the  chemical 
and  the microbial community structure within oil  and biological evolution of several oil sands tailing 
sands  tailings  material  is  complex  and  not  well  ponds  over  time.  These  results  will  be  used  to 
understood.  There  is  a  clear  need  for  detailed  optimise  treatment  based  on  biogeochemical 
systematic studies bridging the governing physical  responses to waste type and will contribute to the 
(mineralogy)  and  chemical  (redox  chemistry  development  of  future  prediction  models  being 
cycling  of  Fe  and  S)  components  with  the  developed  for  large end pit  lake  systems. Details 
microbial  ecology  for  accurate  long  term  of this research project will be discussed.   
predictive  models  on  how  these  settling  basins 
 
Bacteria mineral‐metalloid interactions: Investigating redox transformations 
of selenium 
C. G. WEISENER1, R. FRANZBLAU1 AND N. LOICK2 
1 Great Lakes Environmental Institute for Research, University of Windsor, Windsor, Canada 
2 Rothamsted Research Institute, North Wyke, United Kingdom 
weisener@uwindsor.ca 
 
A  number  of  metal  species,  including  selenium  selenate  in  jarosite  minerals  (NaFe3(SO4)X(SeO4) 
(Se),  can  be  incorporated  into  the  jarosite  2‐X(OH)6). Under certain environmental conditions 
structure.  Selenium  can  be  found  as  a  trace  (e.g.  pH,  ionic  strength,  anaerobic  environment), 
nutrient  in  some environmental  systems and  can  bacteria  will  use  these  metals  as  potential 
be  toxic  in  relatively  low  doses  to  humans,  electron acceptors increasing the mobilisation and 
microbes, and other fauna. Selenium geochemical  reduction  of  the  jarosite  mineral  compounds. 
behavior  is  similar  to  arsenic,  and  can  exist  in  Several species of bacteria have been observed to 
aqueous  systems  since  it will  readily  form as  the  reduce Se oxyanions to nanoparticulate elemental 
oxyanions, selenate and selenite (SeO 2‐4  & SeO 2‐3 ).  Se, which  is  insoluble under most  environmental 
As  in  the  case  of  As,  Se  behavior  in  mining  conditions.  This  pathway  potentially  poses  a 
environments  is still not well understood. Since  it  vector  for  mobilisation  and  transport  at  Se‐
will  form as an oxyanion  it has a  tendency  to be  contaminated sites. The mechanisms pertaining to 
incorporated  into  a  range  of  low  temperature  this research along with toxicity thresholds to the 
geochemical  mineralisation  reactions  in  these  model  organism  used  will  be  discussed  in  the 
exotic  mining  environments.  For  example  the  presentation. 
sulphate group can be completely substituted  for 
 
122 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Modelling the distribution and abundance of calcium carbonate in the 
Australian regolith using environmental covariates  
J. WILFORD1, P. DE CARITAT1 (PRESENTER) AND E. BUI2 
1 Geoscience Australia, Canberra, Australian Capital Territory, Australia  
2 CSIRO Land and Water, Canberra Australian Capital Territory, Australia  
patrice.decaritat@ga.gov.au  
 
Regolith  carbonate  or  secondary  carbonate  is  a  10%  validation  splits  of  the  input  data.  Results 
key  component  of  the  regolith,  particularly  in  present  an  average  coefficient  of  determination 
many Mediterranean,  arid  and  semi‐arid  regions  (R2)  of  0.56  on  the  validation  dataset.  The 
of Australia. National maps of  regolith  carbonate  covariates  used  in  the  prediction  are  consistent 
distribution  have  been  compiled  from  regional  with  our  understanding  of  the  controls  on  the 
soil, regolith and geological mapping with varying  sources  (inputs), preservation  and distribution of 
degrees  of  confidence  and  consistency. Here we  regolith  carbonate  within  the  Australian 
apply  a  decision  tree  approach  based  on  a  landscape.  The  model  produces  a  continuous, 
piecewise linear regression model to estimate and  quantitative  prediction  of  regolith  carbonate 
map  the  near‐surface  regolith  carbonate  abundance  in  surficial  regolith  at  a  resolution  of 
concentration at the continental scale. The model  90  m  with  associated  estimates  of  model 
is  based  on  relationships  established  from  the  uncertainty.  The  model‐derived  map  is  broadly 
1311  field  sites  of  the  National  Geochemical  consistent  with  our  current  knowledge  of  the 
Survey  of  Australia  (NGSA)  and  49  national  distribution of  carbonate‐rich  soil  and  regolith  in 
environmental  covariate  datasets.  Regolith  Australia.  This  methodology  allows  the  rapid 
carbonate concentration (weight %) was averaged  generation  of  an  internally  consistent  and 
from  the  <2 mm  grain  size‐fractions  of  samples  continuous  layer  of  geoinformation  that may  be 
taken from two depth ranges (0‐10 cm and ~60‐80  applicable  to  other  carbonate‐rich  landscapes 
cm) at each NGSA site.  globally. The methodology used  in  this  study has 
The final model is based on the average of 20 runs  the  potential  to  be  used  in  predicting  other 
generated by randomly selecting 90% training and  geochemical constituents of the regolith.  
 
The Taupo Volcanic Zone: An introduction 
C. J. N. WILSON  
School of Geography, Environmental and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, Wellington, New 
Zealand 
colin.wilson@vuw.ac.nz 
 
The  Taupo  Volcanic  Zone  (TVZ)  represents  the  following.  (1)  Rapid  (for  an  arc  setting)  rates  of 
southern,  continental  termination  of  the  Tonga‐ rifting (7‐14 mm/yr); (2) a thin (15‐16 km) quartzo‐
Kermadec  arc  system,  and  is  divisible  into  three  feldspathic  upper  crust  overlying  a  more  mafic 
segments.  The  northern  and  southern  segments  lower crust; (3) a dominance (~90 %) of rhyolite in 
are  conventional, with andesite‐dacite  composite  the  eruption  products;  (4)  a  rapid  frequency  of 
cones and limited geothermal activity. The central  rhyolite  eruptions  (~1  per  900  yr  over  the  past 
~120 km segment is an extraordinary area of silicic  61 kyr); and (5) a wide range of eruption volumes, 
volcanism  and  associated  magmatism  that  from <0.01 to >2000 km3, including four of the ten 
matches  Yellowstone  in  its  productivity.  The  known global Quaternary supereruptions. Magma 
average magma eruption rate for the  last ~61 kyr  bodies  that  feed  the  volcanic  and  geothermal 
exceeds 12 km3/kyr, and the modern thermal flux  systems  are  scattered  spatially  throughout  the 
through  geothermal  systems  is  around  4.5  GW.  central  TVZ,  but  the  two  highly  active  volcanic 
Notable  features  of  the  central  TVZ  include  the  systems (Taupo, Okataina) are at  its northern and 
123 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
southern  extremities.  Between  Taupo  and  and  little  surface  faulting.  There  are  inter‐
Okataina  is  a  ~75  km  by  ~40  km  area  where  relationships between magmatism, volcanism and 
volcanism has been sparse  in  the  last 50‐100 kyr,  tectonism  on  a  range  of  temporal  and  spatial 
but  is highly active magmatically and tectonically.  scales,  including syn‐eruptive tectonic modulation 
The western  side  of  this  area  has  relatively  low  of  large  eruptions.  Despite  decades  of  research, 
heat  flow,  but  abundant  surface  faulting  (Taupo  many  still  unanswered  questions  remain  about 
Fault Belt), while the eastern side (Taupo‐Reporoa  how the central TVZ operates.   
Basin) has an exceptionally high heat flux (~2 GW)   
 
2013 Review of the Waikato Regional Geothermal Geochemistry Monitoring 
Programme (REGEMP II) 
N. WILSON1 AND K. LUKETINA2  
1 Golder Associates (NZ) Limited, Auckland, New Zealand  
2 Waikato Regional Council, Hamilton, New Zealand 
nwilson@golder.co.nz 
   
Waikato Regional  Council  recently  commissioned  Spatial analyses have revealed difference not only 
the  third  four‐yearly  review  of  its  Regional  between  broad  areas  (e.g.,  sites  north  of  the 
Geothermal Geochemistry Monitoring Programme  Taupo  Volcanic  Zone  (TVZ)  compared  to  sites 
(REGEMP),  which  was  re‐established  in  2006.  In  north of the TVZ), but on a smaller scale, such as 
this  third  review,  emphasis was  placed  on  three  the  influence of Hauraki Rift Zone. Although data 
dimensional spatial analysis and an assessment of  records for some sites stretch back to the turn of 
temporal  trends  at  sites  for  which  relatively  the  20th  century,  interpretation  of  temporal 
complete long‐term records are available. Despite  trends  was  restricted  by  infrequent  and 
a  difference  in  approach,  the  results  of  spatial  incomplete  data  records  for  many  sites. Where 
analysis of REGEMP data in three dimensions were  long  term  records  are  available,  the  trends  for 
consistent  with  those  reported  in  previous  most  parameters  at  most  sites  indicate  that 
reports, principally because  the drivers of  spatial  geochemical  states  of  Waikato  surface  features 
trends were the depth of source waters, magmatic  have been  relatively  stable over  at  least  the  last 
intrusion  and  saline  influences.  The  relative  60 years. The overall outcome of the review is that 
influence  of  these  drivers  was  evident  in  the  the  REGEMP  is  generally  comprehensive.  As  the 
results  of  hierarchal  analyses,  in  which  Kawhia,  programme develops greater  insight  into regional 
which is strongly influenced by saltwater intrusion  geothermal geochemistry trends is anticipated.  
was  shown  to  be  distinct  from  other  features. 
 
124 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Isotopic monitoring of carbon sequestration within hydromagnesite and 
hydrotalcite‐group minerals in mine tailings from the Mount Keith nickel 
mine, Western Australia  
S. A. WILSON1, A. L. HARRISON2, G. M. DIPPLE2, I. M. POWER2, S. L. L. BARKER3, K. U. MAYER2, 
S. J. FALLON4, M. RAUDSEPP2 AND G. SOUTHAM5 
1 School of Geosciences, Monash University, Victoria, Australia 
2 Mineral Deposit Research Unit, The University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada 
3 Department of Earth and Ocean Sciences, The University of Waikato, Hamilton, New Zealand 
4 Research School of Earth Sciences, The Australian National University, Canberra, Australian Capital 
Territory, Australia 
5 School of Earth Sciences, The University of Queensland, St Lucia, Queensland, Australia 
sasha.wilson@monash.edu  
 
At  the  Mount  Keith  Nickel  Mine,  Western  Atmospheric CO2 may also be sequestered within 
Australia,  the  hydrated  Mg‐carbonate  mineral,  hydrotalcite‐group  minerals,  such  as  iowaite 
hydromagnesite  [Mg5(CO3)4(OH)2 4H2O],  pre‐ [Mg Fe3+6 2Cl2(OH)16 4H2O],  which  are  common  at 
cipitates within mine tailings as a result of mineral  Mount  Keith.  Anion‐exchange  experiments  on 
processing.  We  have  used  quantitative  iowaite  indicate  that  complete  exchange  of 
mineralogical results, the three‐isotope system of  interlayer Cl‐  for dissolved  inorganic  carbon  (DIC) 
13C,  18O  and  F14C,  and  reactive  transport  is achieved within 46 hours in stirred‐tank reactors 
modeling  to quantify  fixation of atmospheric CO2  open  to  CO2  exchange with  the  atmosphere.  All 
within  hydromagnesite  and  to  study  the  experiments  produced  pyroaurite 
mechanism  by  which  it  forms.  Quantitative  [Mg6Fe3+2CO3(OH)16 4H2O]  via  uptake  of 
mineralogical results and simulations indicate that  atmosphere‐derived  DIC.  Although  F14C  data 
hydromagnesite  production  is  governed  by  the  clearly  indicate a modern atmospheric  source  for 
abundance  of  brucite  [Mg(OH)2]  within  tailings  carbon  in  this mineral,  experimentally  produced 
and the rate of brucite dissolution. Stable isotopic  pyroaurite shows a marked depletion in 13C. Stable 
results  indicate  that  dissolution  of  atmospheric  isotopic  fractionation  factors have not previously 
CO2  into mine  tailings water  is kinetically  limited,  been  measured  for  hydrotalcite‐group  minerals; 
which  suggests  that  the  passive  rate  of  carbon  however,  this may  reflect  a  preference  for  light 
mineralisation  in  hydromagnesite  could  be  carbon and/or a kinetic control on carbon capture 
accelerated.  Based  on  our  assessment,  during this anion exchange process. Consequently, 
approximately 39,800 t/yr of atmospheric CO2 are  CO2 uptake  into hydrotalcite‐group minerals may 
being trapped and stored  in the tailings at Mount  best  be  recognised  using  radiocarbon  data  and 
Keith,  which  represents  an  offsetting  of  could potentially be accelerated  to  further offset 
approximately  11%  of  the  mine’s  annual  greenhouse gas emissions at Mount Keith. 
greenhouse gas emissions.     
 
 
 
 
125 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Quantitative mineralogy of sulfide mineral breakdown and glacial transport 
at the Voisey's Bay Ni‐Cu‐Co deposits, Labrador, Canada 
D. H. C. WILTON1 AND G. THOMPSON2 
1 Department of Earth Sciences, Memorial University of Newfoundland, St. John's, Newfoundland, Canada 
2 NSERC‐Vale‐CNA chair, College of the North Atlantic, Prince Phillip Drive Campus, Newfoundland, Canada 
dwilton@mun.ca 
 
The  Voisey's  Bay  nickel‐copper‐cobalt  sulfide  Using  SEM‐MLA  (Mineral  Liberation  Analyser) 
deposits are hosted by feeder dykes of the ca. Ma  analytical  techniques  we  have  examined:  (i)  the 
Voisey's Bay Troctolite. The bowl‐shaped (~300 m  'sealing' of Ovoid;  (ii)  the breakdown of  sulphide 
in  diameter)  Ovoid  deposit  was  buried  beneath  phases  during weathering  in  a  complete  section 
20 m of till, and geological models suggest that  it  from massive sulphide ore through till cover in the 
was  much  larger,  but  the  upper  portion  was  Mini‐Ovoid  Deposit;  and  (iii)  the  distribution  of 
essentially  sliced  off  and  removed  by  the  last  sulphide  (and  other)  indicator  minerals  in  till 
glacial advance. Glacial transport was to the east,  samples  from  split‐spoon  drill‐holes  in  the 
but previous attempts to identify any remnants of  immediate vicinity of  the Ovoid Pit  , a sonic hole 
this sulphide mineralisation  in  tills down‐ice have  drilled  to bedrock  from north of  the Ovoid,  and, 
failed  as  the  sulphide  minerals  seem  to  have  drill‐core  samples  through  the  Disco  Hill  gossan. 
essentially  been  destroyed. When  the  surface  of  Results  indicate  that:  1)  the  differential 
the Ovoid was exposed  in preparation for mining,  breakdown of  sulphide phases  in gossan  through 
however,  it  was  found  to  be  remarkably  intact,  till  samples  can  be  mapped;  2)  there  is  a 
with  no  alteration/oxidation  whatsoever,  quantifiable presence of different sulphide phases 
compared  to nearby gossans associated with  the  in  till cover down‐ice  from  the Ovoid; and 3)  the 
Disco Hill deposit. In fact, glacial grooves/straie on  glacial clay seal on the Ovoid surface  is cemented 
the  massive  sulphide  surface  of  the  Ovoid  ore  by calcite. 
body  were  preserved,  and  thus  the  Ovoid  was   
sealed off from not only the atmosphere, but also 
from circulating, oxidised groundwaters.  
 
SEM‐MLA (Scanning Electron Microprobe – Mineral Liberation Analyser) 
analysis of indicator minerals in till surveys from Labrador, Canada 
D. H. C. WILTON1, L. S. WINTER2, J. MORGAN2 AND A. DEVEREAU2 
1 Department of Earth Sciences, Memorial University of Newfoundland, St. John's, Canada 
2 Altius Resources Inc, St. John’s, Canada 
dwilton@mun.ca 
 
Standard  geochemical  exploration  techniques  in  exploration  can  be  directed  to  trace  back  to  a 
northern Canada are based on the examination of  hidden source. The standard analytical procedure 
indicator minerals  in Heavy Mineral Concentrates  for  indicator minerals  involves the  field collection 
(HMCs) from tills collected in regional surveys. The  of 25‐40 kg samples, sieving the samples, and then 
rationale  being  that  unique  robust  indicator  concentration  of  a  HMC  from  0.5‐2  mm  size 
minerals  associated  with  different  styles  of  fractions  through gravity  settling and  then heavy 
mineralisation  can  survive  glacial  transport,  and  liquids.  The  resultant  HMC  would  then  be 
can  be  concentrated  in  a  till  HMC  due  to  their  examined  under  a  binocular  microscope  by  an 
relatively  high  density  and  abundance.  Hence,  if  analyst who would manually count and  then pick 
the correct indicator minerals are detected in a till  the grains of  interest  in  the HMC;  in general,  the 
HMC, and knowing  the glacial directions, mineral  survey would be designed to only look for specific 
126 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
indicator minerals. We have developed MLA‐SEM  mineral  phases  present  within  a  given  grain 
techniques  that  evaluate  and  identify  robust  mount.  The  SEM‐MLA will  routinely  analyse  and 
indicator  minerals  in  an  automated,  systematic  identify  7,000  to  20,000 particles  in  the  125‐180 
fashion  such  that  quantitative  mapping  of  the  µm  grain  size  fraction  from  an  individual  grain 
mineral  phases  from  a  till HMC  separate  can  be  mount.  Also  a  range  of  minerals,  including 
accomplished  in a sample; essentially providing a  sulfides,  uraninites  and  REE‐bearing  phases,  that 
digital  point  count  of  all mineral  phases,  and  in  are  generally  destroyed  in  the  glacial  transport 
particular  indicator  minerals.  The  SEM‐MLA  environment  have  been  found  to  survive  as 
detects the presence of a  large range of  indicator  inclusions encased within more robust phases. 
minerals  in  a  single  sample  and  quantifies  all 
 
 
Comparison of catchment/floodplain sediment geochemical datasets 
obtained by global‐scale projects in Australia, China and Europe 
LIU XUEMIN AND WANG XUEQIU 
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang, China 
liuxuemin8944@gmail.com 
 
Integrated data are critical to the generation of a  elements  range  from  0.98  to  1.94, whereas  the 
global  geochemical  baseline map.  In  this  paper,  median  ratios of NGSA  to FOREGS or EGMON  for 
catchment/floodplain  sediment  geochemical  soluble elements such as CaO, Na2O, MgO, K2O, Zn 
datasets  from  Australia  (NGSA),  China  (EGMON)  and As are more  than 2. These  soluble elements 
and Europe (FOREGS) were compared  in terms of  are easily migrated with water and depleted in the 
sampling media,  elements determined,  analytical  floodplain  sediments  collected  by  China  and 
methods,  detection  limits  and  percentage  of  Europe  in  relatively  wet  regions.  However,  the 
reportable  values,  and  certified  reference  soluble  elements  in  the  catchment  sediments 
materials. Twenty eight elements  (As, Ba, Ce, Co,  collected  in Australia are not significantly  leached 
Cr, Cu, La, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, Th, V, W, Y, Zn, Zr,  in relatively dry terrains.  
Al2O3,  CaO,  K2O,  MgO,  MnO,  Na2O,  P2O5,  SiO2,  In  order  to  get  globally  comparable  datasets  for 
TFe2O3,  TiO2)  are  comparable  from  the  35  establishing global geochemical baselines, unified 
elements  analysed  by  all  the  three  projects  sample media should be collected, detection limits 
according to the criteria proposed in this paper for  must be  lower  than  the  crust  abundance  values, 
selecting elements with global comparability.   and international or exchanged standard materials 
The  medians  of  28  elements  in  three  datasets  are  greatly  recommended  to  be  analysed  in  the 
have  the  relationship  of NGSA>FOREGS>EGMON,  future new geochemical mapping projects.  
except Zr, SiO2 and TiO2 (NGSA<FOREGS<EGMON).   
The median  ratios  of  EGMON  to  FOREGS  for  28 
 
   
127 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
Soil selenium distribution and its influencing factors in main farming areas of 
China 
ZHONGFANG F. YANG1, T. YU1, Q. Y. HOU1, M. LI2 AND X. H. XI2  
1 China University of Geosciences, Haidian District, Beijing, People’s Republic of China  
2 China Geological Survey, Xicheng District, People’s Republic of China 
Zfyang@up‐point.com  
 
Selenium  (Se)  is  an  essential  nutrient  of  Se‐moderate,  52%  is  Se‐sufficient,  9%  is  Se‐rich 
fundamental  importance  to  both  human  and  and 0.04% is Se‐excess.  
animal health, but has a low threshold in terms of  The distribution of Se  in surface soil  is  influenced 
toxic  concentration.  Based  on  data  from  the  by many factors, e.g. parent rocks, soil types, land 
National  Multi‐Purposes  Regional  Geochemical  use  types,  atmospheric  precipitation  and  the 
Survey  project,  this  paper  discusses  the  contents  of  iron  and  aluminum  oxides  etc.  The 
distribution of Se and its controlling factors in soil  type of parent rocks is one of the main reasons for 
in the main farming areas of China.   fractionation  of  Se. At  the  same  time, we  found 
The results show that that the mean value of total  that the distribution of Se content in Se‐rich areas 
Se  concentration  in  surface  soil was  0.22 mg/kg.  was related  to  the content of  iron and aluminum 
The  surface  soil  in  Central‐south  China  has  the  oxides  in  soil.  It  was  also  found  that  the 
highest mean  value of  Se  content  in  the  studied  bioavailability of Se is controlled by several factors 
areas,  reaching 0.31 mg/kg. North China has  the  including soil pH, Eh, texture, soil organic matter, 
lowest,  about  0.18  mg/kg.  According  to  the  Fe and Al oxides etc. Higher content of soil organic 
recommended standard by Tan's research, 12% of  matter would  reduce  the  bioavailability  of  Se  in 
the  farmland  is  classified  as  Se‐deficient,  21%  is  the Kaschin‐beck and Keshan disease area.  
 
Landscape zoning in accordance with conditions of geochemical studies using 
GIS and remote sensing data (case study of the southern Far East, Russia) 
YU. YU. YURCHENKO AND S. V. SOKOLOV 
A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute (VSEGEI), St. Petersburg, Russia 
yuri_yurchenko@vsegei.ru, yuri.yu.yurchenko@gmail.com 
 
In  the  south of  the Russian  Far  East,  exploration  functionality of this approach became possible by 
aimed  at  identifying  not  only  ore  deposits  (gold,  using  remotely  sensed  data.  Radar  and 
base  metals),  but  also  oil  and  gas  has  been  hyperspectral survey data provide  information on 
actively  carried out  in  recent decades. A peculiar  the  Earth's  surface  with  high  accuracy  (up  to 
feature of geological and geochemical activities in  several  tens  of meters),  describing,  for  example, 
the  area  is  complicated  geological  structure  areas  of  hot  springs  and  volcanic  activity, 
(geological  formations  of  different  ages,  thick  anthropogenic  impact  areas,  topographical  and 
Quaternary sediments (up to 200 m), neotectonic  geological  structures,  landforms  etc.  Based  on  a 
processes,  etc.)  and  specific  climatic  conditions  comprehensive analysis of  spatial data using GIS, 
(widespread  bogs,  thick  forest  coverage,  landscape  zones  were  characterised.  Their 
permafrost). At present, geochemical exploration  morphometric  and  spectral  parameters  were 
is  widely  used  to  evaluate  the  prospectivity  of  given; the features and distribution of some types 
different areas for various types of mineralisation.  of  Quaternary  sediments  and  soil  cover  were 
Previous  studies  showed  the  possibility  of  using  refined  that  allowed  assessment  at  a  new  and 
morphometric  analysis  of  relief  for  the  zoning  qualitative level, of the most suitable geochemical 
based  on  the  use  of  GIS  technologies  with  the  methods  at  regional  stages  of  studying  mineral 
digital model of the topography (DMT). Enhanced  resources  and  during  detailed  exploration.  In 
128 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
conclusion,  the proposed procedure of  landscape  other  GIS  systems,  allowing  the  extension  of 
zoning  in  accordance  with  conditions  of  original  databases  and  possibilities  of 
geochemical  studies  based  on  the  analysis  of  comprehensive analysis of geological information.  
spatial data using GIS can be easily integrated into 
 
LA‐ICP‐MS analysis of major and trace element compositional variations in 
simple solid solutions through cross‐correlation with an EPMA‐characterised 
working standard 
G. F. ZELLMER1, P. DULSKI2 AND Y. IIZUKA3 
1 Institute of Natural Resources, Massey University, Palmerston North, New Zealand 
2 Helmholtz Centre Potsdam, GFZ German Research Centre for Geosciences, Telegrafenberg, Potsdam, 
Germany 
3 Institute of Earth Sciences, Academia Sinica, Nankang, Taipei, Taiwan 
g.f.zellmer@massey.ac.nz 
 
Determining  correlated major  and  trace  element  relative uncertainty on XAn  is a  factor of  (1‐XAn) 
zoning  profiles  is  an  important  goal  in  modern  smaller  than  the  relative  uncertainty  on  Ca/Na. 
microanalysis,  and  is  critical  to  some  Using a concentrically  zoned bytownite crystal as 
geospeedometric  applications.  It  will  be  shown  an  example, we  compare  reproducibilities  of  FE‐
that a precise determination of relative variations  EPMA  and  W‐EPMA  analyses  with  2  µm  beam 
in  major  element  compositions  of  simple  solid  diameter  and  LA‐ICP‐MS  with  16  µm  beam 
solutions  is  possible  by  LA‐ICPMS,  and  that  low  diameter.  While  the  accuracy  of  LA‐ICP‐MS 
accuracy  can  be  corrected  for  through  cross‐ analyses  is  low  (analytical  bias),  the  precision  of 
correlation  with  EPMA‐characterised  working  LA‐ICP‐MS analyses  is  slightly higher  than  that of 
standards.  Further,  it  will  be  shown  that  the  FE‐EPMA data and  comparable  to  that of  the W‐
relative  uncertainties  on  binary  or  quasi‐binary  EPMA  data.  EPMA‐corrected  LA‐ICP‐MS  data  can 
solid solution endmember proportions are always  thus  be  used  to  characterise  major  oxide 
lower  than  the  relative uncertainties on  the  ratio  compositional  variations  and  potential 
of the principle substituting elements by at least a  covariations with trace elements within  individual 
factor of 2.  In calcic plagioclase,  for example,  the  crystals. 
 
The geochemical exploration model of the Jiama polymetallic copper 
deposit, Tibet  
JUN‐CHENG ZHANG1 AND JU‐XING TANG2  
1 Sichuan Xinshun Mineral Co Ltd, Chengdu High‐tech Zone No.23, China 
2 Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, China  
zlj_zjc4567@126.com  
 
The exploration of  the  Jiama polymetallic  copper  Exploration by  the China National Gold Group  in 
deposit achieved a major breakthrough  in a short  the  vicinity  of  the  Jiama  mine    and  81  ranch 
timeframe  through  the  application  of  scientific  prospect, within the area of permits held by Tibet 
research  to  prospecting  in  the  Gangdese  Huatailong Mining Development Co. Ltd, consisted 
metallogenic  belt.  The  understanding  of  the  of  systematic  field  sampling,  geological mapping, 
deposit  genesis  evolved  from  its  initial  and drilling with geochemical analyses of samples. 
interpretation as a Sedex type deposit to that of a  Our  study  examined  the  geochemistry  of  the 
porphyry‐skarn  type  deposit,  and  this  has  been  Jiama copper polymetallic deposit,  to explain  the 
the key to successful exploration of Jiama.  formation  mechanism  of  the  geochemical 
129 
ABSTRACTS/INVITED SPEAKERS 
anomalies,  and  combining  this  with  information  Bi‐Ag‐Te).  R‐type  factor  analysis  shows  that 
on the deposit genesis, to establish a geochemical  peripheral  element  associations  related  to  the 
exploration model and apply  it to the exploration  mineralisation are  factor F4  (S, Cu, Mo) at  Jiama, 
in the prospect area. Results obtained include the  and factors F7 (Li, Zn, S, Cu) and F8 (Mo, Sb, As) in 
following:  the 81 ranch prospect. 
(1)  Identification  of  single‐element  geochemical  (3)  Development  of  a  geochemical  exploration 
anomalies for Cu, Mo, Pb, Zn, W, Sn, Ag, As, Sb, Bi,  model  and  delineation  of  three  potential 
S, Li, Ni, Co, Sr, V, Ba, Be, Cr, Ga, Nb ,Y, Cd, Ce, Cs,  prospecting  areas  (A‐type  Mogulang,  B‐type 
Ge, In, La, Ta, Te, Th, Tl, U.  Zhisuolang  and  C‐type  Xiangbeishan  South) 
(2)  Cluster  analysis  identification  of  five  element  through  analysis  of  the  geochemical  data, 
associations  at  Jiama  (As‐Sb,  Zn,  Pb‐W‐Bi‐Te‐Ag‐ including  profile  and  surface  rock  element 
Se, Cu‐S, and Mo) and four element associations in  distributions.  
the 81 ranch prospect (Zn‐Cd‐In, S‐Se, Mo, and Cu‐  
 
REE geochemical provinces in the world's largest REE deposit of Bayan Obo, 
China 
JIAN ZHOU, XUEQIU WANG AND LANSHI NIE 
Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang, 
Hebei, China, 
zhoujian@igge.cn  
 
‘Green energy futures’ are driving unprecedented  enrichment  were  delineated.  One  of  these 
demand  for  rare  earth  elements  (REE),  and  coincides with and surrounds Bayan Obo and  the 
rekindling  significant  REE  exploration  activity  other  two provinces were delineated  to  the west 
worldwide.  Only  the  single  REE  element  La  was  of Bayan Obo. The rare earth distribution patterns 
analysed by the Regional Geochemistry ‐ National  of the anomalies are generally similar to those at 
Reconnaissance  Programme  (RGNR)  in  China,  Bayan  Obo.  However,  there  are  significant 
although  the  project  has  covered  more  than  differences  in  Eu  anomalies  between  the  new 
7 million  sq.  kilometers  in  the  past  30  years  in  provinces and Bayan Obo. Samples  from the new 
China.  The  project  provided  limited  information  provinces  show  significant negative Eu anomalies 
for  finding  REE  deposits,  and  no  regional  while  those  from  the Bayan Obo province  shows 
geochemical  data  are  available  for  the  world's  only  slightly  negative  Eu  anomalies.  The  REE 
largest  REE  deposit  of  Bayan  Obo,  in  Inner  patterns at Bayan Obo  imply  that  the anomalous 
Mongolia,  China.  The  China‐Mongolia  source  is  from  ore‐bearing  dolomitic  rocks.  In 
Geochemical  Mapping  project  (CMGM)  was  contrast,  anomaly  patterns  in  the  two  new 
carried  out  across  the  boundary  regions  at  a  provinces  suggest  that  the  REE  are  related  to 
density of one sample per 100 km2  from 2006  to  alkaline  granitoids,  which may  have  ore‐bearing 
2012 and 16 REE elements were analysed. Three  potential  for  a  new  class  of  REE  deposits  in  this 
significant geochemical provinces containing LREE  area.   
 
 
130