Saline ground waters and brines in the Canadian Shield: Geochemical and isotopic evidence for a residual evaporite brine component

Bottomley, D.J.; Grégoire, D. Conrad; Raven, Kenneth G.

doi:10.1016/0016-7037(94)90551-7

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“…The correlation between bromide and chloride (Fig. 4) supports a marine origin for this groundwater (Bottomley et al, 1994;Carpenter, 1978;Freeman, 2007). The simplest mechanism that explains the high chloride concentration observed is a marine component related to the last transgressions.…”

Section: Origin Of Chloridesmentioning

confidence: 56%

“…4). This strongly sug- gests that the saline fluids in the Armorican basement are of marine origin and correspond to paleoseawater diluted by meteoric waters (Bottomley et al, 1994;Casanova et al, 2001;Frape et al, 1984;Fritz, 1997;Gascoyne and Kamineni, 1994;Nordstrom et al, 1989).…”

Section: Origin Of Chloridesmentioning

confidence: 96%

“…In several places, these fluids have been considered as old seawater introduced into aquifers during marine transgressions (Aquilina and Dreuzy, 2011;Beaucaire et al, 1999;Bottomley et al, 1994Bottomley et al, , 1999Douglas et al, 2000;Greene et al, 2008;Louvat et al, 1999;Négrel and Casanova, 2005). Two alternative origins related either to glacial recharge of brines due to cryogenic mechanisms (Starinsky and Katz, 2003) or to anthropogenic sources (Kelly et al, 2008;Mullaney et al, 2009;Panno et al, 2006;Perera et al, 2013) have also been proposed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Timescales of regional circulation of saline fluids in continental crystalline rock aquifers (Armorican Massif, western France)

Landes

Aquilina

Davy

et al. 2015

Hydrol. Earth Syst. Sci.

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Abstract. In recent decades, saline fluids have been sampled worldwide at great depths in continental basements. Although some of them have been attributed to marine transgressions, the mechanisms allowing their circulation are not understood. In this paper, we describe the horizontal and vertical distributions of moderately saline fluids (60 to 1400 mg L −1 ) sampled at depths ranging from 41 to 200 m in crystalline rock aquifers on the regional scale of the Armorican Massif (northwestern France). The horizontal and vertical distributions of high chloride concentrations are in good agreement with both the altitudinal and vertical limits and the succession of the three major transgressions between the Mio-Pliocene and Pleistocene ages. The mean chloride concentration for each transgression area is exponentially related to the time spanned until the present. It defines the potential laws of leaching (displacement) of marine waters by fresh meteoric waters. The results of the Armorican aquifers provide the first observed constraints for the timescales of seawater circulation in the continental crystalline basement and the subsequent leaching by fresh meteoric waters. The general trend of increasing chloride concentration with depth and the time frame for the flushing process provide useful information to develop conceptual models of the paleofunctioning of Armorican aquifers.

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Section: Origin Of Chloridesmentioning

confidence: 56%

Section: Origin Of Chloridesmentioning

confidence: 96%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Timescales of regional circulation of saline fluids in continental crystalline rock aquifers (Armorican Massif, western France)

Landes

Aquilina

Davy

et al. 2015

Hydrol. Earth Syst. Sci.

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“…Donc, la concentration en chlore étaye l'hypothèse d'eaux salines diluées présentes dans la mine. La source d'un enrichissement en chlore dans des environnements de roches cristallines a été attribuée à une variété de processus géologiques incluant le relâchement à partir des amphiboles et/ou des inclusions fluides (Nordstrom et al, 1989 ;Kamineni et al, 1992), la dissolution d'anciens sels matriciels dans les pores de la roche (Kotzer et al, 1998), un enrichissement en fonction de la perte d'eau durant une production radiolytique de deuterium dans le sous-sol (Vovk, 1987), la concentration de l'évaporation de l'eau de mer paléozoïque (Bottomley et al, 1994), l'infiltration de l'eau du bassin protérozoïque (Guha et Kanwar, 1987) et l'expulsion d'un soluté pendant un cycle de gel de l'eau de mer (Bein etArad, 1992).…”

Section: Contenu En CLunclassified

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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“…Des environnements aquifères associés aux roches cristallines sont connus dans divers endroits du monde et sont généralement exposés par les boucliers composés de roches magmatiques et métamorphiques d'âge précambrien (Gustafson et Krâsny, 1994). Des cas de salinité élevée sont aussi retrouvés dans les sédiments (Barth, 2000) et dans certains cas, une origine marine est démontrée pour expliquer le fort contenu en chlorures de certaines eaux souterraines (Bottomiey, 1994).…”

Section: Introductionunclassified

eaux souterraines à salinité élevée autour du lac Saint-Jean, Québec :

Walter¹

2010

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RESUMELes eaux souterraines dans le socle cristallin grenviilien de la région du SaguenayLac-Saint-Jean sont l'objet d'une première étude géochimique et isotopique portant principalement sur des eaux de salinité élevée. Les Les résultats permettent de définir deux principaux faciès hydrochimiques sur les portions du territoire à l'étude : un type (Na-Ca)-HCO 3 dont le TSD moyen est de 300 mg/L et un type (Na-Ca)-Ci dont le TSD moyen est de 4000 mg/L. Les corrélations ioniques avec les chlorures suggèrent une signature marine pour 30 échantillons parmi les 62 échantillons de type (Na-Ca)-CI. Ces échantillons sont tous du type Na-CI. Leur localisation aux endroits où sont présentes les argiles de la Mer de Laflamme (10 000 ans BP) tend à confirmer la participation de l'eau de mer à la salinité des échantillons. La relation entre le calcium et le strontium des 32 autres échantillons suggère une origine crustale des ions dissous; la salinité serait alors acquise par l'interaction entre l'eau et la roche, soit la dissolution. Une anomalie locale en bore et en lithium à Chambord suggère que la composante marine identifiée pour ces échantillons provient de l'interaction avec les roches sédimentaires paléozoïques d'origine marine (calcaires et shale) présentes à cet endroit. L'ensemble de ces observations corréiées à la géologie locale apporte des pistes de réflexion sur l'écoulement des eaux souterraines autour du lac Saint-Jean et permet d'expliquer en partie les variations dans la qualité naturelle des sources souterraines d'eau potable.

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Saline ground waters and brines in the Canadian Shield: Geochemical and isotopic evidence for a residual evaporite brine component

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Timescales of regional circulation of saline fluids in continental crystalline rock aquifers (Armorican Massif, western France)

Timescales of regional circulation of saline fluids in continental crystalline rock aquifers (Armorican Massif, western France)

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

eaux souterraines à salinité élevée autour du lac Saint-Jean, Québec :

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