Geoscience Notes

Editors’ foreword

Anna Pietranik — Fri, 16 Jan 2015 00:00:00 +0100

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

Fri, 16 Jan 2015 00:00:00 +0100

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.

Variable Pb sources found in garden soils in Szklary Górne and Szklary Dolne Lower Silesia

Anna Pietranik, Jakub Kierczak, Magdalena Modelska, Rafał Tyszka, Vojtěch Ettler — Fri, 16 Jan 2015 00:00:00 +0100

Garden soils from the vicinity of Szklary Górne and Szklary Dolne Lower Silesia have variable Pb isotope composition consistent with at least two sources of Pb contamination. The profiles from Szklary Dolne have similar Pb isotope characteristic, which can be attributed to the atmospheric contamination by mixed pollution coming from coal burning and ore smelting. The 206Pb/207Pb ratios in these soils are 1.17–1.18, similar to those observed in various soils from Lower Silesia. This confirms that such an isotope ratio is characteristic of the predominant atmospheric Pb source, which is of the anthropogenic origin. On the other hand, the soils in the vicinity of Szklary Górne have variable isotope characteristic with two profiles having 206Pb/207Pb ratios below 1.17. The low values and the variability could be attributed to pollution from leaded gasoline, as the traffic is more intense close to Szklary Górne than Szklary Dolne, because the active quarry is situated in the close proximity to Szklary Górne. Alternatively, the source of Pb may be related to construction works, because a cable was found at the bottom of the profile with the lowest 206Pb/207Pb ratios. The implication of this local study is that the garden soils off er a detailed insight into potential pollution sources present in the area, which help to identify and characterize sources that are masked by more general pollution signal in the regional scale.

Gleby ogrodowe w pobliżu Szklar Górnych i Szklar Dolnych Dolny Śląsk mają zróżnicowany skład izotopów ołowiu, który mógł powstać wskutek zanieczyszczenia z co najmniej dwóch źródeł. Profile ze Szklar Dolnych mają podobną charakterystykę izotopową, którą można przypisać zanieczyszczeniom atmosferycznym związanym ze spalaniem węgla i hutnictwem. W tych glebach stosunek izotopowy 206Pb/207Pb wynosi 1.17-1.18 i jest zbliżony do stosunku 206Pb/207Pb zbadanego w innych, zanieczyszczonych glebach Dolnego Śląska. To może dowodzić, że taki stosunek jest związany z zanieczyszczeniami atmosferycznymi i jest pochodzenia atmosferycznego. Profile z okolic Szklar Górnych mają różne charakterystyki izotopowe, a w dwóch z nich stosunek izotopowy 206Pb/207Pb opada poniżej wartości 1.17. Niskie wartości i zmienność stosunków izotopowych mogą być przypisane zanieczyszczeniu gleb benzyną ołowiową, ponieważ ze względu na bliskość czynnej kopalni ruch samochodowy jest większy w okolicy Szklar Górnych niż w okolicy Szklar Dolnych. Inną możliwością jest kontaminacja gleby związana z robotami ziemnymi w tym rejonie. W odkrywce o najniższym stosunku izotopowym ołowiu na dnie znajdował się przewód elektryczny/światłowodowy. Nasze badania wskazują na możliwość wykorzystania terenów takich jak przydomowe ogrody do prowadzenia szczegółowych badań nad źródłami zanieczyszczeń gleb. Często te źródła zanieczyszczeń nie są możliwe do zidentyfikowania w badaniach składu izotopowego gleb w skali regionalnej.

Clinopyroxene megacrysts from basanite of Ostrzyca Proboszczowicka in Lower Silesia SW Poland

Magdalena Matusiak-Małek, Jacek Puziewicz, Theodoros Ntaflos, Danuta Lipa — Fri, 16 Jan 2015 00:00:00 +0100

Cenozoic basanite forming the Ostrzyca Proboszczowicka Hill in SW Poland contains 1.5 — 3.0 cm long clinopyroxene “megacrysts.” Th ey contain intergrowths of euhedral apatite up to 7 mm long and older clinopyroxene grains. Th e megacrysts have the composition of aluminian-sodian diopside Mg# 0.61–0.70, their REE contents are slightly 1–10 x greater than those of primitive mantle. The REE patterns of megacrysts are enriched in light REE relative to heavy REE. Trace element patterns exhibit strong positive Zr, Hf and Ta anomalies and pronounced negative Sr and Ti anomalies. Apatite has composition of fluor-apatite. The REE concentrations in apatite reach up to 1000 x primitive mantle values for LREE, while trace element patterns are characterized by strong negative anomalies of HFSE and Pb. Megacrysts come from the not solidified coarse-grained cumulate, which was formed at mid-crustal level from the fractionated silicate alkaline magma batch. The new pulse of primitive basanitic magma entrained the megacrysts and brought them to the surface.

W obrębie kenozoicznego bazanitu budującego wzgórze Ostrzyca Proboszczowicka SW Polska występują liczne „megakryształy” klinopiroksenu osiągające długość od 1,5 do 3 cm. Megakryształy zawierają wrostki euhedralnego apatytu długości do 7 mm i starszego klinopiroksenu. Klinopiroksen tworzący megakryształy ma skład glinowo-sodowego diopsydu mg# 0,61–0,70 a zawartość REE jest nieznacznie 1–10 razy wyższa od ich zawartości w prymitywnym płaszczu. Diagramy pajęcze dla REE wykazują wzbogacenie w lekkie ziemie rzadkie. Klinopiroksen wykazuje pozytywne anomalie zawartości Zr, Hf i Ta oraz negatywne anomalie zawartości Sr i Ti. Apatyt ma skład apatytu fluorowego i jest silnie wzbogacony w pierwiastki ziem rzadkich do 1000 wartości w prymitywnym płaszczu. Apatyt wykazuje silne negatywne anomalie w zawartości HFSE i Pb. Megakryształy klinopiroksenu pochodzą z niekonsolidowanego, gruboziarnistego kumulatu, który wykrystalizował ze sfrakcjonowanej magmy alkalicznej na głębokościach opowiadających środkowej skorupie. Nowy puls prymitywnej magmy bazanitowej spowodował dezintegrację kumulatu i wyniósł jego fragmenty na powierzchnię.

Strony tytułowe

wuwr wuwr — Fri, 16 Jan 2015 00:00:00 +0100