Water-rock interaction and chemistry of groundwaters from the Canadian Shield

Frape, Shaun K.; Fritz, P.; McNutt, Robert H.

doi:10.1016/0016-7037(84)90331-4

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“…Either it is related to ancient recharge by paleo rains that occurred in different climatic conditions, or it is due to the water-rock interaction process, or both of them. Frape et al (1984) describe a similar situation in fractured aquifers in Canada. In the referred to aquifer, fresh water occurs in the shallow parts (depth <650 m) and saline water in the deep parts (depth >650 m).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 88%

“…The authors also made analysis of the 87 Sr/ 86 Sr ratio and the samples of saline water showing a strong correlation with the samples of weathered rocks showing water-rock interaction. Finally, the authors concluded that the saline waters have undergone an intense process of water-rock interaction and that the isotopic sign observed can reflect either a recharge in a different climate or the process of water-rock interaction (Frape et al 1984).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

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Relationships of stable isotopes, water-rock interaction and salinization in fractured aquifers, Petrolina region, Pernambuco State, Brazil

et al. 2018

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Relationships of stable isotopes, water-rock interaction and salinization in fractured aquifers, Petrolina region, Pernambuco State, Brazil AbstractThe Petrolina County, Pernambuco State, Brazil, presents specificities that make it unique from a hydrogeological point of view. Water resource scarcity is both a quantitative and qualitative issue. The climate is classified as semiarid, having low precipitation, along with high temperatures and evapotranspiration rates. Aquifer zones are related to low connected fractures resulting in a restricted water flow in the aquifer. The recharge is limited and the groundwater salinity is high. Stable isotope analyses of H and O were developed in groundwater samples (with different electrical conductivity) and surface water collected in a bypass channel flowing from the São Francisco River. The results were plotted in a δD ‰ versus δ 18 O ‰ graph along with the curves of the global and local meteoric water line. Groundwater samples showed unexpected results showing a lighter sign pattern when compared to the meteoric waters. More negative δD and δ 18 O values indicate an enrichment in light isotopes, which show that this process is not influenced by surface processes, where the enrichment occurs in heavy isotopes due to evaporation. The isotopic signature observed is interpreted either as resulting from the water-rock interaction, or as resulting from recharge from paleo rains. The waters are old and show restricted flow. So the water-rock contact time is extended. In the rock weathering processes, through the hydration of feldspars, there is preferential assimilation of heavy isotopes at the expense of the lighter ones that remain in the water. Analyses of the 87 Sr/ 86 Sr ratio and isotopic groundwater dating assist in the interpretations.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 88%

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Relationships of stable isotopes, water-rock interaction and salinization in fractured aquifers, Petrolina region, Pernambuco State, Brazil

et al. 2018

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“…Le gradient de salinité qui s'établit avec la profondeur est dû à la dilution des eaux profondes par des eaux météoritiques, ce que des études isotopiques mettent en évidence (Frape et Fritz, 1987 ;Pearson, 1987 ;Gascoyne et al, 1987).…”

Section: Généralitésunclassified

“…Dans les études de caractérisation des eaux souterraines dans les mines, les auteurs procèdent le plus souvent à une classification des eaux selon leur salinité, c'est-à-dire selon leur teneur en sels dissous (Fetter, 1994 ;Frape et Fritz, 1987 ;Fritz, 1997 ;Fritz et Frape, 1982 ;Gascoyne et al, 1987 ;Geological Survey of Canada, 1967). Les eaux les plus profondes sont généralement les plus chargées en substances dissoutes.…”

Section: Chimisme Des Eaux Souterrainesunclassified

“…Les eaux souterraines de cette étude ont des caractéristiques majeures (valeurs de TSD, concentration en éléments majeurs) d'eaux de surface. Cependant, des tendances similaires à celles définies pour les eaux salines du Bouclier canadien (Fetter, 1994 ;Frape et Fritz, 1987 ;Fritz, 1997 ;Fritz et Frape, 1982 ;Gascoyne et al, 1987) Un des enjeux majeurs a été de reconnaître le ou les facteurs critiques contrôlant l'évolution géochimique des eaux : par exemple, est-ce la profondeur ou bien la valeur en total des sels dissous ? En effet plus la valeur en TSD est élevée, plus l'eau souterraine de la mine se rapproche des eaux salines du Bouclier canadien, de par ses concentrations relatives en éléments majeurs et mineurs.…”

Section: Identification D'un Facteur De Contrôleunclassified

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Étude géochimique des eaux souterraines à la mine Joe Mann, Chibougamau, Québec /

Boutin¹

2001

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RÉSUMÉLe but de la maîtrise était de caractériser les eaux souterraines qui circulent dans la mine Joe Mann (à 60 kms au sud de Chibougamau). La mine exploite un gisement filonien d'or-cuivre dans des roches archéennes principalement mafiques.Un phénomène de dilution global pour tous les sites d'échantillonnage (81 échantillons d'eau) a été révélé par les données géochimiques. Les eaux prélevées ont un total en sels dissous qui n'excède pas les 1300ppm, indépendamment de la profondeur à laquelle elles ont été prélevées. Les échantillons mettent donc en jeu deux membresformateurs, à savoir : une composante eau saline et une autre eau météorique. Des tendances en enrichissement, notamment en strontium, pourraient traduire des échanges eau-roche plus en profondeur. Cependant, le temps de résidence des eaux souterraines est court ; ainsi, les eaux de surface infiltrées dans le massif rocheux de la mine Joe Mann ne peuvent pas s'enrichir par des interactions eau-roche. Les eaux prélevées sont le résultat d'une dilution d'eaux salines «résidantes» dans la mine par des eaux de surface. La tendance d'augmentation de la teneur en chlore des eaux avec la profondeur démontre qu'une composante eau saline est à l'origine des eaux diluées (le chlore n'est pas présent dans les eaux naturelles météoriques). Des caractéristiques similaires à celles définies pour les eaux souterraines du Bouclier canadien ressortent.Le degré d'interaction entre les eaux de surface et les eaux souterraines est variable. Le système hydrogéologique de la mine Joe Mann est caractérisé par la présence d'un patron de failles majeures plus ou moins abondantes au sein d'une matrice relativement imperméable. Les failles sont ubiquistes et participent à l'infiltration des eaux en profondeur.Les différents éléments ressortis dans l'étude nous amènent à supposer le scénario suivant : l'eau du lac Norhart s'infiltre possiblement dans le massif rocheux via une connexion qui n'est pas directe avec la zone faillée, mais surtout, le phénomène de dilution est reconnu comme omniprésent sur le site d'échantillonnage, quelque soit la profondeur considérée. Finalement, différents types d'eaux correspondant à une évolution hydrogéochimique ont été définis selon leur position spatiale et notamment, des eaux chlorées dans les niveaux les plus profonds de la mine. Je remercie toutes les personnes que j'ai connues lors de mon séjour au Québec, les étudiants en Sciences de la Terre ainsi que les professeurs du département pour l'amitié qu'ils m'ont offerte. Tant de gens ont contribué à mon assimilation comme «maudite française»!

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2018

Hydrogeochemistry Fundamentals and Advances

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Water-rock interaction and chemistry of groundwaters from the Canadian Shield

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Relationships of stable isotopes, water-rock interaction and salinization in fractured aquifers, Petrolina region, Pernambuco State, Brazil

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