• Age and shape of paleo-seawater intrusions in the semi-arid coastal aquifer of Sonora Desert, northern Mexico

Age and shape of paleo-seawater intrusions in the semi-arid coastal aquifer of Sonora Desert, northern Mexico

Anna Szynkiewicz
Google Scholar Anna Szynkiewicz
Magdalena Modelska
Google Scholar Magdalena Modelska
Miguel Rangel Medina
Google Scholar Miguel Rangel Medina
G. Lang Farmer
Google Scholar G. Lang Farmer
Pedro Hernandez Rabago
Google Scholar Pedro Hernandez Rabago
Rogelio Monreal
Google Scholar Rogelio Monreal
Publikacja:

Abstrakt

The Costa de Hermosillo aquifer has been contaminated by paleo-seawater intrusions over a distance of ~20–32 km from the modern coastline of the Gulf of California due to over pumping of the aquifer for agricultural purposes. In the most contaminated portion of this aquifer, the paleo-seawater intrusions were characterized by high values of electric conductivity 3.3 to 41.7 mS/cm, higher delta 2H and delta 18O values of water –6.1 to –1.0 ‰ and –45 to –18 ‰ respectively, sulfate depletion down to < 1 mg/L and high delta 34S values of sulfate +20.0 to +32.0 ‰ similar as found in marine sediments with active zones of microbial sulfate reduction. The salinization appears to be caused by mobilization of the relicts of paleo-seawater residing in the blue clays strata deposited during the Mio-Pliocene transgression. The paleo-seawater had lower 87Sr/86Sr ratio 0.708326 compared to modern seawater of the Gulf of California 0.709181 which is indicative of groundwater-rock interaction during a long residence time of paleo-seawater in the aquifer.

At present, the paleo-seawater intrusions show different stages of dilution by meteoric water and occur in the form of saline lenses that reside at the current groundwater table of ~ –30 meters. The spatial, stratigraphic and geochemical relationships suggest that lithospheric deformation, related to the opening of the Gulf of California, led to isolation of some portions of the Mio-Pliocene seawater in the studied aquifer and prevented subsequent flashing out by freshwater recharge in the subsequent events. Tectonic subsidence is likely an important factor controlling the storage of paleo-seawater wedges in the rift-type coastal aquifers.



Ze względu na przeeksploatowanie warstw wodonośnych do celów rolniczych, zbiornik wód podziemnych Costa de Hermosillo został zdegradowany przez wystąpienie intruzji wód reliktowych pochodzenia morskiego, w odległości ~ 20–32 km od linii brzegowej Zatoki Kalifornijskiej. W najbardziej zmienionej części tego zbiornika, wody intruzji cechowały wysokie wartości przewodności elektrycznej właściwej 3,3 do 41,7 mS/cm, wysokie wartości delta 2H i delta 18O cząsteczki wody odpowiednio –6,1 do –1,0 ‰ i –45 do –18 ‰, spadek stężeń siarczanów do < 1 mg/l i wysokie wartości delta 34S w jonie siarczanowym 20,0 do 32,0 ‰, jakie notuje się dla osadów morskich z aktywnymi strefami mikrobilogicznej redukcji siarczanu. Zasolenie wód spowodowane zostało prawdopodobnie przez mobilizację wód reliktowych z warstw niebieskich łupków zdeponowanych podczas transgresji mioceńsko-plioceńskiej. Wody reliktowe pochodzenia morskiego wykazywały niższy współczynnik 87Sr/86Sr 0,708326 w porównaniu ze współczesną wodą morską Zatoki Kalifornijskiej 0,709181, co wskazuje na oddziaływanie woda–skała podczas długiej stagnacji tych wód w warstwie wodonośnej.
Obecnie poszczególne intruzje wód reliktowych są efektem różnych etapów ich rozcieńczenia przez wody pochodzenia meteorycznego i występują w postaci soczewek solankowych towarzyszących wodom zwykłym, które lokalizują się w na głębokości ok. –30 metrów. Relacje przestrzenne, stratygraficzne i geochemiczne wskazują, że deformacje litosfery, związane z otwieraniem się Zatoki Kalifornijskiej, doprowadziły do izolacji części wody morskiej wieku mioceńsko-plioceńskiego w badanym zbiorniku wód podziemnych i zapobiegły, w późniejszym czasie, usunięciu ich z sytemu wodonośnego przez zasilanie wodami zwykłymi. Zjawiska tektoniczne mogą być więc istotnym czynnikiem kontrolującym retencję wód reliktowych w przybrzeżnych zbiornikach wód podziemnych o genezie ryftowej.

Pobierz artykuł PDF

Zamierzasz pobrać artykuł darmowy. Tutaj znajdziesz informacje o zasadach pobierania darmowych artykułów z bazy.