Junger Vulkanismus in der Hochkordillere der Provinz Antofagasta (Chile)

Zusammenfassung Untersuchungen in dem bisher unbekannten Vulkangebiet in der Hochkordillere Nord-Chiles zwischen dem Salar von Atacama und dem Salar von Ascotán ergaben, daß die jüngsten Teile der als formación liparítica bezeichneten Deckenergüsse in Wirklichkeit Dazite sind. Es wird ein Überblick über Zahl, Anordnung und Zusammensetzung der Stratovulkane im Osten der Dazite gegeben. Sie liegen in Reihen angeordnet im chilenisch-bolivianischen Grenzgebiet zwischen dem 21. und 23. Grad südlicher Breite.Die Dazite sind älter (subsequenter Vulkanismus), die Stratovulkane jünger (finaler Vulkanismus). Die Hauptaktivität der Stratovulkane dürfte an der Grenze Plio-Pleistozän gelegen haben. Fast alle Vulkane sind heute erloschen, nur wenige befinden sich im Solfataren-Stadium.

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Resumen Durante investigaciónes efectuadas como huésped de la Universidad de Chile, Santiago, se realizó, en la primavera del año 1956, un reconocimiento geológico en la alta cordillera chilena, entre los salares de Atacama y Ascotán (Provincia de Antofagasta).La zona está formada exclusivamente de volcanitas modernas y el área no había sido investigada científicamente hasta la fecha.Los estudios demostraron que los miembros más jóvenes de la formación liparítica en este sector están formados en realidad por dacitas, no habiéndose encontrado por ahora ingnimbritas.Los estratovolcanes al oriente de las efusiones daciticas están ordenados en lineas paralelas. Entre los 21 y 23 grados de latitud sur existen por lo menos 71 volcanes de alturas fluctuantes entre 5000 y 6500 metros. La actividad actual es reducida y sólo se encuentran todavia algunos volcanes en la etapa solfatárica.Muchos restos de volcanes demuestran que durante y hacia el término de la actividad principal — en la frontera Plioceno-Pleistoceno — predominaron los procesos explosivos. Las efusiones más viejas de los estratovolcanes están compuestas por andesitas, mientras que las lavas mas jóvenes están ubicadas, tanto química como mineralógicamente, entre andesitas y basaltos. Algunas azufreras en la cercanía de los cráteres están actualmente en explotación.Se darán informaciones petrográficas más amplias, teniendo como base los análisis químicos y trabajos de terreno más detallados que se realizarán en el futuro.Durante el trabajo en el terreno, me asistieron los señoresErik Klohn H. yArturo Thomas N., del Instituto de Geología de la Universidad de Chile. Agradesco también al Director del Instituto de Geología, DonJorge Muñoz Cristi, por su interés en el progreso del conocimiento de este problema.

     

Zur Geologie der nordchilenischen Kordilleren

Zusammenfassung Die Arbeit enthält Ergebnisse von Geländeuntersuchungen in den nordchilenischen Kordilleren. In dem geologisch wenig bekannten Raum der Provinzen Atacama und Antofagasta wurden neue stratigraphische Tatsachen entdeckt, u. a. in der Küstenkordillere ein über 1000 m mächtiges Paläozoikum und eine Lias-Transgression, sowie in der Hochkordillere ausgedehnte Vorkommen präkambrischer Gneise und Glimmerschiefer und Lias mit reicher Fossilführung.Die seit der Trias geförderten Ergußgesteine und die Rolle des mittelkretazischen Andenplutons werden geschildert. Ferner wird auf die Beziehungen zwischen magmatischen und tektonischen Ereignissen in Nordchile eingegangen.Der Bau der Küstenkordillere seit der Trias wird vorwiegend von Bruchverformung geprägt. Faltung ist fast ausschließlich auf prämesozoische Serien beschränkt. Die Platznahme des Andenplutons in der Mittelkreide kann hier mit keiner Faltungsphase in Verbindung gebracht werden. Die Faltungsintensität in der Hochkordillere ist zwar stärker, wirklich alpinotype Verformungen werden jedoch selten erreicht.

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Resumen En este trabajo se da una visión general sobre estudios geológicos realizados en la cordillera del norte de Chile, entre los 22 y 26 grados de latidud sur. Estos estudios los realizó el autor en el año 1956, en calidad de huésped de la Universidad de Chile.En la Cordillera de la Costa entre Chañaral y Taltal, y en un perfil por la Cordillera al Este de Vallenar, pude comprobar una serie de novedades en el campo de la estratigrafía.En la Cordillera de la Costa, aflora una potente serie paleozóica (1000 m de potencia), probablemente Silúrico Superior o Devónico, la que se muestra intensamente plegada. Por otra parte pude datar como perteneciendo al Paleozóico una transgresión liásica entre Bahia Cifuncho y Las Bombas.En la Alta Cordillera, al Sur-Este de El Transita, existen espesores considerables de gneises y esquistos precámbricos. En la quebrada de Pinto y quebrada Chanchoquin, afloran sedimentos de la parte alta del Liásico inferior y Liásico medio, los que son muy fosiliferos. Dentro de los sedimentos liásicos se depositaron concordantemente coladas de porfiritas. También aparecen volcanitas postliásicas.Pudieron determinarse dos generaciones de roca plutónica: una vieja, compuesta principalmente de material diorítico que muestra ordenación de petrofabric, y una intrusión mas moderna compuesta de granito fresco no deformado. Este material está claramente intruido en la formación porfirítica en el valle del rio El Carmen entre el Alto del Carmen y San Félix. Es probable que este granito sea más jóven que el batolito mesocrétácico de la Cordillera de la Costa.Finalmente se discuten las relaciones entre procesos tectónicos y magmáticos en las Cordilleras del norte de Chile. Diversos croquis y figuras ilustran los puntos tratados.Por la ayuda prestada en la preparación de los trabajos de campo, le agradezco al Señor Jorge MuñozCrsti, Director del Instituto de Geología de la Universidad de Chile. En los trabajos de campo me asistió el Ingeniero SeñorAntonio Pena.

     

Zur Stratigraphie des Devons in Asturien (Nordspanien)

Zusammenfassung Die Bearbeitung der durchCharles Barrois (1882) klassisch gewordenen Küstenprofile Asturiens führte zu einer Anzahl neuer stratigraphischer Erkenntnisse. So gehört die bisher in den übergang Ludlow/Devon gerechnete Folge der klastischen Furada-Zone noch ganz in das Gotlandium, während die Kalke und Mergel der Nieva-Schichten das tiefere Devon repräsentieren. In die EmsStufe zu stellen sind die überwiegend schiefrigen Ferroñes- und wahrscheinlich der Hauptanteil der Aguión-Schichten. Das Eiflium besteht aus Kalken (Basis- und Moniello-Kalke), darüber liegt die mächtige Serie desGosseletia-Sandsteins. Im Givet sind massige Korallen-Hydrozoen-Kalke mitStringocephalus burtini Defr. entwickelt (Untere Candás-Kalke). Bis zum Mittleren Frasnium reichen die stärker tonigen Oberen Candás-Kalke. Oberes Frasnium, Famennium und ein gro\er Teil des Unterkarbons werden durch die geringmächtigen Eisensandsteine von Piñeres vertreten, denen konkordant und offenbar ohne grö\ere Schichtlücke Goniatiten-Knollenhalke (Marbre griotte) des Oberen Visé aufliegen.

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Resumen Recientes estudios sobre la costa asturiana nos han proporcionado nuevos conocimientos estratigráficos. Las capas de Furada que hasta el presente eran consideradas como eslabón entre el Ludlow y el Devónico hay que encuadraclas en el Gotlandiense. Las calizas de Nieva representan el punto de partida del Devoniano. Los estratos de Ferroñnes y probablemente la mayor parte de los de Aguión pertenecen al Emsiense. El Eifeliense se compone en su base de calizas sobre las que se extiende la imposante serie de areniscas deGosseletia. En el Givetiense se han desarrollado calizas masivas de corales en que se contiene elStringocephalus burtini Defr. (calizas inferiores de Candás). Las calizas superiores de Candás, mas arcillosas que los anteriores, llegan hasta el Frasniense medio. Las arensiscas ferríferas de Piñeres representan el periodo Frasniense superior, el Famenniense e incluso gran parte del carbonifero inferior, sobre estas capas, sin interrupciones estratigráficas y concordando con ellas descansan la calizas de goniatites del Viséense superior (Mabre griotte).

     

Basic magmas in the early evolution of the Southernmost Patagonian Batholith,Chile

Basic magmas played an important role in the early evolution of a segment of the Patagonian Batholith (141 to 34 m.y.) exposed south of Tierra del Fuego, Chile. The basic magmatism lasted 40 m.y. to possibly 60 m.y. (141 to 84 m.y.). It is represented by early gabbros and hornblendites (141 to 103 m.y.) and by synplutonic dikes and some of the numerous basic inclusions in the granitoids of a Cretaceous (113 to 84 m.y.) plutonic group. Some of the inclusions are interpreted as the disrupted portions of synplutonic dikes.Available data indicate that basaltic to rhyolitic volcanism which took place in the area during the Early Cretaceous was contemporaneous with the basic magmatism reported here and during its latest stage, with granitoid magmas. Therefore, gabbros apparently formed part of the roots of the island arc during the early stages of its evolution, whilst granitoids may have had a greater participation at a later stage in the root system.

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Zusammenfassung Basische Magmen spielten eine bedeutende Rolle bei der frühen Entwicklung eines Abschnittes des Patagonischen Batholithen (141-34 Mio. J.), der südlich Tierra del Fuego, Chile, aufgeschlossen ist. Der basische Magmatismus dauerte 40 bis etwa 60 Millionen Jahre (141-84 Mio. J.). Er besteht aus frühen Gabbros und Hornblenditen (141-103 Mio. J.) und aus synplutonischen Gängen und einigen der zahlreichen basischen Einschlüsse in dem Granitkomplex der kretazischen Plutonit-Gruppe (113-84 Mio. J.). Einige der Einschlüsse werden als isolierte Anteile von synplutonischen Gängen gedeutet.Die zur Verfügung stehenden Daten belegen, daß der basaltische bis rhyolitische Vulkanismus, der sich in diesem Gebiet während der frühen Kreide ereignete, gleichzeitig mit dem hier vorgestellten basischen Magmatismus und in dessen letztem Stadium zusammen mit granitischen Magmen ereignete. Daher waren offensichtlich Gabbros an den Wurzeln des Inselbogens während der frühen Entwicklungsstadien beteiligt, während Granotioide mit größerem Anteil an dem späterem Stadium des Wurzelsystems beteiligt waren.

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Resumen Magmas básicos tuvieron un importante rol en la historia temprana del segmento del Batolito Patagónico (141 a 34 M a) que se expone al sur de Tierra del Fuego, Chile. El magmatismo básico tuvo una duración de unos 40 Ma y hasta unos 60 Ma (141 a 84 Ma). Este magmatismo está representado por gabros y hornblenditas (141 a 103 Ma), por diques sinplutónicos y por algunas de las numerosas inclusiones básicas en los granitoides pertenecientes a un grupo plutónico del Cretácico (113 a 84 Ma). Algunas de las inclusiones se interpretan como partes de diques sinplutónicos.La información existente permite indicar que el volcanismo basáltico y riolítico que tuvo lugar en la región, durante el Cretácico Inferior, fue contemporáneo con el magmatismo básico del que se informa en este artículo. Aparentemente, la etapa final de este volcanismo habría sido coetáneo con un importante magmatismo granítico. En consecuencia, aparentemente, en las etapas iniciales de la evolución de la cadena volcánica, los gabros habrían constituído parte de su raíz, mientras que posteriormente habría habido mayor participación de granitoides.

     

Die W-Sn-Lagerstätte Chojlla,Cordillera Real,Bolivien Teil 1: Nebengestein und Tektonik

The W, Sn ore deposit of Mina Chojlla is situated in the Cordillera Real to the NE of La Paz within a thick pile of Lower Paleozoic slates near the contact to the alkaligranitic and granodioritic Taquesi-Mururata Batholith of Upper Triassic age. Due to the intrusion the slates, which during the Paleozoic had slightly been folded, became low grade metamorphic and were metasomatically turmalinized. The slates, which uniformly dip to the NE, are cut at right angle by a system of parallel orebearing quartz veins, which dip to the SW. They evidently are tensional features, but opening of joints was made possible only through a special orientation of stratification parallel to the tensional stress and normal to the compressional stress. The stress pattern was generated in a shear zone as a consequence of an upward motion of the batholith with respect to its surroundings. Younger Andean tectonics first caused frequently repeated small bedding plane faults, and lateron a system of reversed faults.

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Resumen El yacimiento de wolfram y estaño de la mina Chojlla está ubicado en la Cordillera Real al Noreste de la Paz dentro de una secuencia muy potente de pizarras del Paleozoico inferior y cerca del contacto con el granito alcalino y la granodiorita del batolito Taquesi-Mururata de edad triásica superior. Debido a la intrusión, las lutitas ya levemente plegadas durante el ciclo hercínico fueron sometidas a un metamorfismo de bajo grado y a una turmalinización metasomática. Una serie de vetas mineralizadas, que están inclinadas hacia el SW, corta perpendicularmente a las pizarras inclinadas hacia el NE. Resultan de grietas de extensión, las cuales pudieron abrirse sólo por consecuencia de una orientación especial de la estratificación paralela al esfuerzo extensivo y perpendicular al esfuerzo compresivo. Estos esfuerzos pueden explicarse como componentes de un sistema de cizalla producido por un levantamiento tardío del batolito. La tectónica más reciente produjo primero frecuentes fallas en el plano de estratificación y luego un sistema tranversal de fallas inversas.

     

Sedimentation in der Magallanes-Geosynklinale mit besonderer Berücksichtigung des Flysch

Zusammenfassung Der Bau des südlichen Abschnittes der Anden wird knapp skizziert. Geländearbeiten in Magallanes, Chile, ergaben neue Vorstellungen über die Sedimentation und das Alter sowie die Fazies einiger Schichtfolgen in Unter- und Oberkreide.Die Entstehung der Konglomerate der Serie Lago Sofia ist nicht auf eine Vereisung in der Oberkreide zurückzuführen, sondern es handelt sich um eine Grobschüttung, die nach fluviatilem Transport deltaförmig in einen Flachwasserbereich gelangte. Das Alter der Konglomerate ist Campan/Grenze Maastricht. Damit ist die Serie Lago Sofia mit den Konglomeraten der Serie Valdez in Feuerland zu parallelisieren. Eine Nord-Süd-Störung innerhalb der Geosynklinale besteht zumindest im Raum zwischen Cerro Toro und Cerro Cazador nicht.Der oberkretazische Flysch in Süd-Chile ist nicht in einem eigenen Trog entwickelt, sondern stellt eine zeitlich gebundene Fazies innerhalb der Geosynklinale dar. In Fazies, Petrographie und Fauna wird eine weitgehende Übereinstimmung mit dem ostalpinen Flysch festgestellt. Der Hinweis auf eine einheitliche Flyschzone, die von der mittleren Magallanes-Geosynklinale bis zum Grahamland reicht, stützt die von O.Wilckens mehrfach postulierte Einheitlichkeit des Süd-Antillen-Bogens.

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Resumen Después de una ojeada a la constitución tectónica y a la estratigrafía del geosinclinal medio de Magallanes, se proporcionan algunos datos sobre la sedimentación. Con mayor detenimiento son estudiadas la composición, génesis y situación estratigráfica de los conglomerados de la Serie Lago Sofia.El flysch del cretácico superior que se halla entre el Lago Sarmiento y el Golfo Almirante Montt, presenta una considerable coincidencia con el flysch de los Alpes orientales, así como con la zona de flysch de la Tierra del Fuego y de las Antillas meridionales. La zona de flysch señalada desde el geosinclinal inedio de Magallanes, pasando por la Tierra del Fuego hasta Grahamlandia, apoya la tesis de la unidad del arco de las Antillas meridionales, defendida repetidamente por O.Wilckens.

     

Structural control and history of origin of hydrothermal metallogeny in western Cuba

The main structural-lithological factors responsible for the localization of hydrothermal mineralization on a regional, as well as on a local scale in the metallogenic province of western Cuba are summarized. The supply function of regional fault structures extending towards depth is emphasized and light is thrown on the localization of hydrothermal veins in fissures of the folded San Cayetano Formation. Stress has been laid on the genetic and chronological independence of pyrite bodies and hydrothermal veins. Six mineralization stages have been defined and their general succession in the metallogenic area under consideration has been determined.

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Resumen Los factores principales litológico-estructurales, que causan la predisposición de la localización de los yacimientos hidrotermales en las dimensiones regionales y locales en la region de Cuba occidental, están sumarizados. La importancia de las dislocaciones regionales para el aporte de las soluciones hidrotermales está subrayada y las causas de la localización de las vetas hidrotermales en las ac-grietas de la formacion plegada de San Cayetano están aclaradas. La independencia genética y cronológica de los cuerpos de pirita y de las vetas hidrotermales polimetálicas está discutida. Seis estados de la mineralización hidrotermal están identificados y la succesión de la validez general para toda la region metalogenética de Cuba occidental está construida.

     

Arsenic in groundwater of the Bengal Basin, Bangladesh: Distribution, field relations, and hydrogeological setting

Arsenic contaminates groundwater across much of southern, central and eastern Bangladesh. Groundwater from the Holocene alluvium of the Ganges, Brahmaputra and Meghna Rivers locally exceeds 200 times the World Health Organisation (WHO) guideline value for drinking water of 10 µg/l of arsenic. Approximately 25% of wells in Bangladesh exceed the national standard of 50 µg/l, affecting at least 25 million people. Arsenic has entered the groundwater by reductive dissolution of ferric oxyhydroxides, to which arsenic was adsorbed during fluvial transport. Depth profiles of arsenic in pumped groundwater, porewater, and aquifer sediments show consistent trends. Elevated concentrations are associated with fine-sands and organic-rich sediments. Concentrations are low near the water table, rise to a maximum typically 20–40 m below ground, and fall to very low levels between about 100 and 200 m. Arsenic occurs mainly in groundwater of the valley-fill sequence deposited during the Holocene marine transgression. Groundwater from Pleistocene and older aquifers is largely free of arsenic. Arsenic concentrations in many shallow hand-tube wells are likely to increase over a period of years, and regular monitoring will be essential. Aquifers at more than 200 m below the floodplains offer good prospects for long-term arsenic-free water supplies, but may be limited by the threats of saline intrusion and downward leakage of arsenic.

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Resumen El arsénico ha contaminado gran parte de las aguas subterráneas en el Sur, centro y Este de Bangla Desh. Su concentración en las aguas subterráneas del aluvial Holoceno de los ríos Ganges, Brahmaputra y Meghna supera localmente en un factor 200 el valor guía del arsénico en el agua potable, establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 10 µg/L. Aproximadamente, el 25% de los pozos de Bangla Desh superan el estándar nacional de 50 µg/L, afectando al menos a 25 millones de personas. El arsénico ha llegado a las aguas subterráneas por la disolución reductora de hidróxidos férricos a los que se adsorbe durante el transporte fluvial. Los perfiles del arsénico en las aguas subterráneas bombeadas, agua de poro y sedimentos del acuífero muestran tendencias coherentes. Las concentraciones elevadas están asociadas a arenas finas y sedimentos ricos en materia orgánica. Las concentraciones de arsénico son bajas cerca del nivel freático, se incrementan hasta un máximo que se localiza generalmente a entre 20 y 40 m bajo la cota del terreno, y disminuyen a valores muy pequeños entre alrededor de 100 y 200 m. El arsénico se encuentra sobretodo en las aguas subterráneas existentes en la secuencia de sedimentación que tuvo lugar en el valle durante la transgresión marina del Holoceno. Las aguas subterráneas del Pleistoceno y acuíferos más antiguos están mayoritariamente libres de arsénico. Es probable que las concentraciones de arsénico aumenten en los próximos años en muchos pozos de tipo tubo perforados manualmente, por lo que será esencial efectuar un muestreo regular. Los acuíferos ubicados a más de 200 m bajo las llanuras de inundación ofrecen buenas perspectivas de abastecimiento a largo plazo sin problemas de arsénico, pero pueden estar limitados por las amenazas de la intrusión salina y de la precolación de arsénico desde niveles superiores.

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Résumé Larsenic contamine les eaux souterraines dans la plus grande partie du sud, du centre et de lest du Bangladesh. Les eaux des nappes alluviales holocènes du Gange, du Brahmapoutre et de la Meghna dépassent localement 200 fois la valeur guide donnée par lOMS pour leau de boisson, fixée à 10 µg/l darsenic. Environ 25% des puits du Bangladesh dépassent la valeur standard nationale de 50 µg/l, affectant au moins 25 millions de personnes. Larsenic a été introduit dans les nappes par la dissolution par réduction doxy-hydroxydes ferriques sur lesquels larsenic était adsorbé au cours du transport fluvial. Des profils verticaux darsenic dans leau souterraine pompée, dans leau porale et dans les sédiments des aquifères montrent des tendances convergentes. Les concentrations élevées sont associées à des sédiments à sable fin et riches en matières organiques. Les concentrations sont faibles au voisinage de la surface de la nappe, atteignent un maximum typiquement entre 20 et 40 m sous le sol, puis tombent à des niveaux très bas entre 100 et 200 m. Larsenic est surtout présent dans les eaux souterraines de la séquence de remplissage de vallée déposée au cours de la transgression marine holocène. Les eaux souterraines des aquifères pléistocènes et plus anciens sont très largement dépourvus darsenic. Les concentrations en arsenic dans de nombreux puits creusés à la main doivent probablement augmenter au cours des prochaines années ; aussi un suivi régulier est essentiel. Les aquifères à plus de 200 m sous les plaines alluviales offrent de bonnes perspectives pour des alimentations en eau sans arsenic à long terme, mais ils peuvent être limités par les risques dintrusion saline et la drainance descendante de larsenic.

     

Use and abuse of the urban groundwater resource: Implications for a new management strategy

Various human activities threaten the groundwater quality and resource under urban areas, and yet residents increasingly depend on it for their livelihood. The anticipated expansion of the worlds urban population from 3 to 6 billion in the coming 50 years does not only pose a large water management threat but also provides an opportunity to conserve groundwater in a better way than up to now. The authors argue for a new way to manage urban activities in order to conserve the precious groundwater resource. The focus is on the quality of the discharged water after use in households. Restrictions on what is added to water while using it, e.g. detergents, excreta, paint residues, oils, and pharmaceuticals, are important to simplify the treatment and reuse of used water. Avoiding mixing different wastewater flows has the same positive effect. If increased volumes of wastewater can be treated and reused, the demand on the groundwater resource is reduced, as also occurs with demand management measures. Reduced discharge of polluted water to the environment from households and utilities also conserves the quality of groundwater and reduces sophisticated treatment costs.

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Resumen La urbanización lleva a una demanda elevada y concentrada de agua de calidad adecuada, acompañada por el vertido de volúmenes análogamente mayores de aguas residuales. Los alimentos se importan a ciudades donde los microorganismos y nutrientes de los excrementos humanos son descargados a ríos, lagos y, también, aguas subterráneas. Más aún, gran número de los bienes de consumo son eliminados vía las tuberías de las cloacas. Las deudas medioambientales, es decir, el empobrecimiento de las condiciones medioambientales, que requerirán de aportaciones humanas y económicas para rehabilitarlas, son comunes a todas las ciudades, sobretodo en el Hemisferio Sur, donde, según la Valoración Global de Suministro de Agua y Saneamiento (OMS y UNICEF), la mayor parte de las aguas residuales urbanas no son tratadas (65% en Asia, 86% en Latinoamérica, 100% en África). La tarea pendiente consiste en proteger los recursos de aguas subterráneas para que estén disponibles de forma rápida para los habitantes urbanos también el futuro. En los próximos 50 años, se espera que la población urbana aumente de 3,000 a 6,000 millones de personas, según estimaciones de las Naciones Unidas, por lo que es imperativo dejar de contaminar las aguas subterráneas existentes bajo las nuevas áreas urbanas en construcción. En este artículo, se escudriña la calidad de las aguas subterráneas y su protección a la luz de los cambios recientemente introducidos en las políticas del agua, esto es, desde la gestión de los abastecimientos de agua a la gestión de la demanda y, eventualmente, hastaa la gestión de la reutilitzación.

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Résumé Lurbanisation conduit à une demande élevée et concentrée deau de qualité adéquate, accompagnée du rejet dimportants volumes correspondants deaux usées. La nourriture est importée dans les villes tandis que les micro-organismes et les nutriments provenant des excrétas humains sont rejetés dans les rivières, les lacs et aussi les eaux souterraines. De plus, une large gamme de biens de consommation est évacuée par les égouts. Les créances environnementales, cest-à-dire lappauvrissement des conditions environnementales qui demandera des apports humains et économiques pour la réhabilitation, sont habituelles dans toutes les villes, et pas seulement dans lhémisphère sud, comme cela est indiqué dans le rapport sur lalimentation en eau et la santé publique du monde (publié par lOMS et UNICEF), établissant que la plupart des eaux résiduaires des zones urbaines reste non traitée (65% en Asie, 86% en Amérique latine et 100% en Afrique). La tâche à réaliser pour lhomme est de protéger les ressources en eau souterraine en sorte quelle reste disponible pour les habitants des villes dans le futur. Dans les prochaines 50 années, il faut sattendre à ce que la population urbaine saccroisse de 3 à 6 milliards de personnes selon les estimations des Nations Unies; aussi il est impératif de ne pas continuer à polluer les eaux souterraines sous les nouvelles zones urbaines en cours de construction. Dans cet article, nous analyserons la qualité des eaux souterraines et leur protection à la lumière des récents changements de politique de leau, cest-à-dire de la gestion de lalimentation en eau jusquà une gestion de la demande et en abordant éventuellement la période de gestion du recyclage.

     

Hydrogeological mapping as a basis for establishing site-specific groundwater protection zones in Denmark

The water supply in Denmark is based on high-quality groundwater, thus obviating the need for complex and expensive purification. Contamination from urban development and agricultural sources, however, increasingly threatens the groundwater resource. In 1995 the Danish Government thus launched a 10-point plan to improve groundwater protection. In 1998 this was followed by a decision to instigate spatially dense hydrogeological mapping of the groundwater resource within the 37% of Denmark designated as particularly valuable water-abstraction areas. The maps will be used to establish site-specific groundwater protection zones and associated regulation of land use to prevent groundwater contamination. Traditional mapping based solely on borehole data is too inaccurate for this purpose. The work will take 10 years and cost an estimated DKK 920 million, equivalent to 120 million euro (€). To fund this, consumers will pay a € 0.02 surcharge per m³ of drinking water during the 10-year period. This review of the Danish strategy to protect the groundwater resource demonstrates why dense mapping with newly developed geophysical measurement methods in large contiguous areas accords geophysics a highly central role in the forthcoming hydrogeological mapping. It is illustrated by examples of spatially dense, large-scale geophysical mapping carried out in the Aarhus area.

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Resumen El abastecimiento de agua en Dinamarca está basado en agua subterránea de alta calidad, evitando de esta manera la necesidad de una purificación compleja y cara. Sin embargo, la contaminación a través del desarrollo urbano y de fuentes agrícolas, ha incrementado la amenaza para el recurso de agua subterránea. Entonces en 1995 el gobierno lanzó un plan de 10 puntos para mejorar la protección del agua subterránea. Este fue seguido en 1998 por la decisión para promover una cartografía hidrogeológica espacialmente detallada, para el recurso agua subterránea dentro del 37% de las áreas de extracción consideradas por Dinamarca con una importancia especial. Los mapas serán usados para establecer zonas específicas de protección para puntos de agua subterránea y una regulación asociada al uso del territorio, para prevenir la contaminación del agua subterránea. La cartografía tradicional basada exclusivamente en datos de la perforación es muy inexacta para este propósito. Este trabajo tomará 10 años y costará aproximadamente DKK 920 millones, equivalentes a 120 millones de Euros (€). Para financiar esto los consumidores pagarán un sobreprecio de € 0.02 por m³ de agua potable durante un periodo de 10 años. Este análisis de la estrategia Danesa para proteger el recurso agua subterránea, demuestra porque la cartografía detallada, hecha con nuevos avances en métodos de medición geofísica, aplicados a grandes áreas aledañas, otorgan a la geofísica un papel altamente importante en el futuro de la cartografía hidrogeológica. Esto está ilustrado con ejemplos de cartografía geofísica a gran escala y espacialmente detallada, llevados a cabo en el área de Aarhus.

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Résumé Lalimentation en eau au Danemark suppose une haute qualité des eaux souterraines, en éliminant ainsi le coûteux processus dépuration. Néanmoins, la qualité des sources souterraines est menacée par la pollution provoquée par le développement urbain et agricole. En 1995 le gouvernement danois a lancé un plan en 10 points pour améliorer la protection des eaux souterraines. En 1999 ce plan a été suivi par la décision de promouvoir une cartographie hydrogéologique à grande densité sur 37% du territoire du Danemark où se trouvent des zones de captages importantes. Les cartes seront utilisées pour établir les zones de protection des eaux souterraines, en tenant compte des conditions locales du site ainsi que des règlements conjoints dutilisation des territoires, afin de prévenir la pollution des eaux souterraines. La cartographie traditionnelle, basée seulement sur les données des forages, est trop imprécise pour ce but. Les travaux vont durer 10 ans avec un coût estimé à 120 millions deuros (€). Pour ces travaux les consommateurs vont payer une surcharge de € 0.02 par m³ deau potable, ceci pendant 10 ans. Cette révision de la stratégie du Danemark concernant la protection des ressources en eaux souterraines a démontré les raisons pour lesquelles on a accordé un rôle central aux nouvelles méthodes géophysiques dans la future cartographie hydrogéologique de vaste régions. On présente un exemple de cartographie géophysique réalisée dans la région dAarhus.

     

Behavior of the fresh- and saline-water phases in an urban area in Western Buenos Aires Province, Argentina

Given the particular hydrogeological setting at Salliqueló County, Western Buenos Aires Province, Argentina, this paper places attention on the lens that supplies fresh water to its capital, Salliqueló. This lens constitutes the most important fresh-water reservoir in the county. It overlies saline waters, and is recharged through high-permeability sandy sediments at a rate that exceeds by far the actual water demand. Restrictions in exploitation are not limited by the total requirement but rather by the flows extracted from individual wells that may generate up-coning of saline waters, with a resulting overall deterioration in quality of the pumped water. The variations in the position of the interface between saline and fresh waters, as related to the change in extraction rates, were obtained by means of a simulation of the flow of two fluids of different densities. Finally, based on the general hydrogeological characterization and on the simulation results, various methods for the management of these fresh-water resources are proposed, such as the deactivation of urban supply wells, the monitoring of the saline interface position, and the establishment of a protection perimeter for the water-supply wells.

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Resumen Enmarcado dentro de las características hidrogeológicas generales del partido de Salliqueló, oeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina, este trabajo se centra en la lente que abastece de agua dulce a Salliqueló, la capital del partido. Esta lente constituye la reserva de agua dulce más importante del partido, se ubica sobre aguas salinas y es recargada a través de sedimentos arenosos de alta permeabilidad a una tasa que excede grandemente los requerimientos de la población. Sin embargo, las restricciones en la explotación no están dadas por las demandas totales sino por las extracciones en perforaciones individuales, que pueden generar ascensos de agua salina con el consiguiente deterioro en la calidad del agua extraída. Las variaciones de la posición de la interfase respecto de los cambios en la explotación fueron obtenidas por medio de la simulación del flujo de dos fluidos de diferente densidad. Finalmente, con base en la caracterización hidrogeológica general y en los resultados de la simulación, se proponen varias medidas para la protección del recurso hídrico, tales como: la desactivación de los pozos de abastecimiento en el ámbito urbano, el control de la posición de la interfase salina y la definición de perímetros de protección de los pozos de abastecimiento, entre otras.

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Résumé Etant donné les particularités hydrogéologiques de la région de Salliqueló, ouest de la province de Buenos Aires, Argentine, cet article traite de la lentille deau douce alimentant en eau potable la capitale, Salliqueló. Cette lentille constitue la réserve la plus importante deau douce de la région. Elle se superpose aux eaux salées et est rechargée via les sédiments sableux et perméables, à un taux dépassant largement la demande actuelle en eau. Les restrictions dans lexploitation ne sont pas limitées par la demande totale mais par les débits extraits des forages privés, qui pourraient générer des rabattements induisant des arrivées deaux salées, arrivées qui peuvent dégrader la ressource pompée. Les variations de la position de linterface eau douce–eau salée, en relation avec les taux dexploitation, ont été obtenues en simulant lécoulement de deux fluides de différentes densités. Finalement, sur base dune caractérisation hydrogéologique et des résultats de la simulation, des méthodes variées pour la gestion de la ressource en eau douce sont proposées, entre autre, la désactivation de pompages urbains, suivi de linterface eau douce–eau salée, et la mise en place de zones de protections des captages deau souterraine.

     

Ein Intrusivdiabas im Altpaläozoikum der Montes de León in Nordwestspanien und seine autometamorphen bis epizonal regionalmetamorphen Einformungen

Zusammenfassung In klastischen Schichten des Oberkambriums der Montes de León in Nordwestspanien steht in Lagergangzügen ein intrusiver, körniger, sekundär veränderter Diabas an.Seine stabile derzeitige Mineralassoziation umfaßt Albit bis Oligoklas —Chlorit, — Hornblenden — Epidot — Quarz. Auch Varianten mit Olivia, mit ehemaliger Glasbasis und mit stärkerem Hornblendeanteil treten auf. Ausgehend von Reliktstrukturen worden die mineralfaziellen Umsetzungen diskutiert, wie Albitisierung, Chloritisierung. Saussuritisierung. Diese Umwandlungen haben vorwiegend schon im Endstadium der Magmenerstarrung hydrisch-autometamorph begonnen. Sie wurden später epizonal-regionalmetamorph verstärkt. Genetisch bedeutsame Schlüsselstellung nimmt die Epidotbildung bei Plagioklaszerfall ein; sie wird nicht fortgesetzt bei tektonischer Beanspruchung.Der Diabas ist vorwiegend ein Derivat einer melagabbrodioritischen Schmelze. Er drang präorogen in den nordiberischen, kambrischen Geosynklinaltrog ein, mit Kontaktwirkung, ohne Effusiverscheinungen. In die variszische Orogenese wurde er mit einbezogen.Eine von spanischer Seite erfolgte Benennung als Diorit und als Monzonit wird revidiert.

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In cambrian sediments of the Mountains of León/Northwestern Spain dikes of an intrusive diabase occure.Their mineral assemblage. secondarily alterated, consists of albite - chlorite - amphibole — epidote — quartz (greenschist-facies of metamorphism). Modal analyses are presented. Relicts demonstrate the alterations to have begun at the end of rock-crystallization (autometamorphically) and to be intensified by a subsequent epizonal dislocation. A genetic key-position is held by the formation of epidote as a product of replacement of plagioclases.The diabase is a preorogenic, initial and intrusive magmatite with basic chemical composition.A former nomination called diorite and monzonite is checked in favour of diabase.

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Resumen En estratos cambrianos de los Montes de León. Noroeste de España, se encuentra dikes de rocas diabasicas intrusivas.Sus componentes mineralógicos. muy alterados, son los siguentes — albita —clorita — hornablenda — epidota — cuarzo (Grünschieferfacies del metamorfismo). Restos de la primera mineralización muestran que las alteraciones empezaron en et final de la eristalización y aumentaron en una dislocación sucesiva en poco grado metamórfico. Mucha importancia para et desarrollo de las alteraciones tiene la saussuritisazión de los feldespatos.Las rocas eruptives son preorogénico de edad, las son initial y intrusivo y tienen la composición chimica del typo basico.Clasificaciones anteriores Como de diorita y de monzonita son revisadas al favor del nombre diabas.

     

Recharge areas and geochemical evolution of groundwater in an alluvial aquifer system in the Sultanate of Oman

A regional hydrogeochemical model was developed to evaluate the geochemical evolution of different groundwaters in an alluvial aquifer system in the Interior of Oman. In combination with environmental isotopes the model is able to extract qualitative and quantitative information about recharge, groundwater flow paths and hydraulic connections between different aquifers. The main source of water to the alluvial aquifer along the flow paths of Wadi Abyadh and Wadi Muaydin in the piedmont is groundwater from the high-altitude areas of the Jabal Akhdar and local infiltration along the wadi channels. In contrast, the piedmont alluvial aquifer along Wadi Halfayn is primarily replenished by lateral recharge from the ophiolite foothills to the east besides smaller contributions from the Jabal Akhdar and local infiltration. Further down gradient in the Southern Alluvial Plain aquifer a significant source of recharge is direct infiltration of rain and surface runoff, originating from a moisture source that approaches Oman from the south. The model shows that the main geochemical evolution of the alluvial groundwaters occurs along the flow path from the piedmont to the Southern Alluvial Plain, where dedolomitization is responsible for the observed changes in the chemical and carbon isotope composition in these waters.

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Resumen Un modelo hidrogeoquímico regional fue desarrollado, para evaluar la evolución geoquímica de diferentes aguas subterráneas en un sistema acuífero aluvial ubicado en el interior de Omán. El modelo, en combinación con isótopos ambientales, es capaz de obtener información cualitativa y cuantitativa sobre recarga, direcciones de flujo de agua subterránea y sobre las conexiones hidráulicas entre diferentes acuíferos. La fuente principal de agua para el acuífero aluvial en el piedemonte son las aguas subterráneas, a lo largo de las direcciones de flujo del Wadi Abyadh y del Wadi Muaydin, desde las áreas de gran altura de Jabal Akhdar y como infiltración local a lo largo de los canales del wadi. En contraste, el acuífero aluvial del piedemonte a lo largo del Wadi Halfayn, esta alimentado principalmente por recarga lateral desde las partes bajas de las montañas de ofiolitas hacia el Este, además por pequeñas contribuciones desde el Jabal Akhdar e infiltración local. Siguiendo gradiente abajo en el acuífero de la Llanura Aluvial del Sur, allí tanto la infiltración directa de lluvia, como la escorrentía superficial constituyen fuentes significativas de recarga, las cuales se originan en una fuente de humedad que llega a Omán proveniente del Sur. El modelo muestra, que la evolución geoquímica principal de las aguas subterráneas en el aluvión, sucede a lo largo de la dirección de flujo, que va desde el piedemonte hacia la Llanura Aluvial Sur, en donde el proceso de des-dolomitización es el responsable de los cambios observados en la composición química y también del contenido de isótopos de carbono en estas aguas.

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Résumé On a développé un modèle régional hydrogéochimique pour évaluer lévolution géochimique des différentes eaux souterraines dans le système aquifère de lintérieur dOman. Avec la contribution des isotopes denvironnement, le modèle est capable de fournir des informations qualitatives et quantitatives sur la recharge, les directions découlement et sur les connections hydrauliques entre les différents aquifères du système. La source principale pour laquifère situé au long de la direction découlement des oueds de Abdyah et de Muaydin dans le piémont est leau souterraine provenant des zones de haute altitude de Jabal Akhbar ainsi que linfiltration locale au long des canaux de loued. Par contre, à part dune petite contribution provenant des infiltrations locaux et de Jabal Akhbar, l aquifère alluvial de Wadi Halfayan est en principal alimenté par la recharge latérale provenant des ophiolites situées dans la partie est. Les plus importantes sources de recharge dans laval de laquifère de la Plaine Alluviale sont linfiltration directe et le ruissellement provenant dune source dhumidité qui sapproche dOman par le sud. Le modèle montre que la principale évolution géochimique se produise au long de la direction découlement qui part de piémont de la Plaine Alluviale du Sud, où le procès de dédolomisation est responsable pour les changements observés dans la composition géochimique et en carbone des eaux.

     

Corona textures in Proterozoic olivine melanorites of the Equeefa Suite,Natal Metamorphic Province,South Africa

Summary Olivine-plagioclase and phlogopite-plagioclase coronas have been identified from olivine melanorites of the Mid- to Late Proterozoic Equeefa Suite in southern Natal, South Africa. Olivine, in contact with plagioclase, is mantled by a shell of clear orthopyroxene, in turn rimmed by pale green (pargasitic) clinoamphibole. Locally a third rim, composed of a fine pargasite-spinel symplectite is developed adjacent to the plagioclase. The second corona reaction has produced greenish-brown pargasite at phlogopite-plagioclase interfaces. A third, less obvious reaction, between olivine and phlogopite is also noted. Analytical data of all the mineral phases present, along with the coronas, are given. Two-pyroxene thermometry yields magmatic core temperatures ( 1120°C), with rim compositions indicating equilibration at 850°C. Consistent with this, the modelled olivine-plagioclase reaction occurs between 830–1050°C with a_waterbetween 0.1 and 1.0 at 7 kbar. The three reactions took place during a prolonged history of cooling and partial hydration of the magmatic olivine melanorites from over 1000°C down to 600°C. The P-T conditions indicated by the reactions suggest this cooling process was essentially isobaric, indicating that the area was not subjected to rapid uplift or burial throughout this entire period.

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Korona-Texturen in proterozoischen Olivin-Melanoriten der Equeefa Suite, Natal Metamorphic Province, Südafrika

Zusammenfassung Aus Olivin-Melanoriten der mittel- bis spätproterozoischen Equeefa Suite im südlichen Natal, Südafrika, wurden Olivin-Plagioklas und Phlogopit-Plagioklas-Koronartexturen beobachtet. Olivin, der mit Plagioklas im Kontakt steht, wird von einem klaren Saum vom Orthopyroxen ummantelt, der seinerseits von blaßgrünem (pargasitischem) Klinoamphibol umsäumt wird. Stellenweise ist ein dritter Saum, bestehend aus feinkörnigem symplektitischem Pargasit-Spinell im Kontakt mit Plagioklas ausgebildet. Die zweite koronabildende Reaktion resultiert in Bildung eines grünbraunen Pargasites an Phlogopit-Plagioklas Kornkontakten. Eine dritte, weniger auffällige Reaktion zwischen Olivin und Phlogopit wurde ebenfalls beobachtet. Zwei-Pyroxen-Thermometrie ergab magmatische Temperaturen der Kernbereiche ( 1120°C) und belegt eine Gleichgewichtseinstellung in den Randzonen bei ca. 850°C. Olivin-Plagioklas-Modellreaktionen liegen ebenfalls in einem Temperaturbereich von 830–1050°C bei Wasseraktivitäten von 0.1 bis 1.0 und einem Druck von 7 kbar. Die drei Reaktionen liefen im Zuge einer länger andauernden Abkühlung unter teilweiser Hydratisierung der magmatischen Melanorite in einem Temperaturbereich von 1000°C bis ca. 600°C ab. Die aus den Reaktionen ableitbaren P-T-Bedingungen sprechen für eine im wesentlichen isobare Abkhlungsgeschichte und zeigen, daß dieses Gebiet wáhrend dieser gesamten Periode keiner raschen Hebung bzw. keiner Versenkung unterworfen worden ist.

     

Significance of enhanced infiltration due to groundwater extraction on the disappearance of a headwater lagoon system: Toluca Basin, Mexico

Mexico City relies significantly on groundwater resources drawn from the Sistema Lerma well field located in the Toluca Basin, Mexico. Enhanced infiltration caused by groundwater extraction is suspected to be both a prime factor in the disappearance of a lagoon system at the Toluca Basin and a potential risk to long-term groundwater quality. A combined approach of field investigation and numerical modeling was adopted to assess the groundwater-surface water interactions within the lagoon system. Potentiometric data indicate that current downward vertical hydraulic gradients below the lagoon and surrounding wetland area are extremely low suggesting very slow infiltration rates. Geochemical and isotope data from surface water and groundwater sampling also indicate that very little surface water infiltration has occurred. Numerical simulations demonstrate that enhanced surface water infiltration is unlikely to be the primary cause in the significant reduction in size of the lagoon system. Other factors such as modifications to the surface water drainage system and capture of spring flow from the surrounding mountainous regions are likely more significant. Simulations also suggest that contaminants originating in the lagoon system are currently entering nearby production wells although the total contaminant mass flux to the wells is still very low and significantly diluted.

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Resumen La Ciudad de México depende significativamente de los recursos de aguas subterráneas obtenidos del campo de pozos Sistema Lerma ubicado en la Cuenca Toluca, oeste de la Cuenca de México. Se sospecha que la infiltración estimulada causada por extracción intensiva de aguas subterráneas es un factor principal en la desaparición de un sistema de lagunas en la cabeceras del Río Lerma en el centro de México y un riesgo potencial para la calidad de aguas subterráneas a largo plazo en la región. Se adoptó un enfoque combinado de investigación de campo y modelizado numérico para evaluar las interacciones de agua superficial-agua subterránea dentro del sistema de lagunas. Datos potenciométricos indican que los gradientes hidráulicos verticales descendentes actuales, ubicados por debajo de la laguna y vecina área de humedales, son extremadamente bajos sugiriendo ritmos de infiltración muy lentos. Datos geoquímicos e isotópicos provenientes del muestreo de agua superficial y subterránea también indican que ha ocurrido muy poca infiltración de agua superficial. Las simulaciones numéricas demuestran cuantitativamente que no es probable que la infiltración estimulada de agua superficial sea la causa principal en la reducción significativa del tamaño del sistema de lagunas en la cabecera. Otros factores tal como modificaciones al sistema superficial de drenaje de agua y captura de flujo de manantial en las regiones montañosas vecinas son probablemente más significativos. Las simulaciones también sugieren que los contaminantes que se originan en el sistema de lagunas están actualmente ingresando a pozos de producción cercanos aunque el flujo de masa contaminante total a los pozos es aún muy bajo y diluido significativamente en los volúmenes grandes de extracción. La magnitud de la amenaza a largo plazo a la calidad del agua subterránea en los pozos de producción Sistema Lerma proveniente de contaminantes infiltrados es una preocupación y amerita estudios futuros.

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Résumé La Cité de Mexico dépend significativement des ressources en eau souterraine pompées au site de captages de Sistema Lerma, dans le Bassin de Toluca, à lOuest du Bassin de Mexico. Laugmentation de linfiltration, causée par lextraction extensive des eaux souterraines, est suspectée dêtre à la fois un facteur primaire de la disparition dun système de lagons en amont de la rivière Lerma au centre de Mexico, et un risque potentiel à long-terme pour la qualité de leau souterraine dans la région. Uen approche combinée détudes de terrain et de modélisation numérique a été adoptée pour estimer les interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines, au sein du système de lagons. Les données potentiométriques indiquent que les gradients hydrauliques verticaux descendants sont très bas au niveau des lagons, ce qui suppose un taux dinfiltration faible. Les données géochimiques et isotopiques provenant des eaux de surface et souterraines, indiquent également que peu deau de surface sinfiltrent. La simulation numérique démontre quantitativement que laugmentation de linfiltration des eaux de surface nest probablement pas la première cause de réduction des lagons. Dautres facteurs, tels que les modifications du drainage des eaux de surface, laménagement en captage des sources situées aux pieds des montagnes environnantes, sont probablement plus importants. Les simulations suggèrent également que les contaminants provenant des lagons se retrouvent également dans les captages les plus proches, bien que le flux total de contaminants entrant dans les captages reste faible. Les volumes dextraction étant très important ils diluent effectivement les contaminants. Les effets à long-terme de lextraction critique au niveau des forages de Sistema Lerma et de la dégradation de la qualité des eaux souterraines par les contaminants, nécessite une grande attention pour le futur.

     

Sedimentation im Amazonasgebiet

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit behandelt die Sedimentationsvorgänge im Amazonasgebiet, die an die Tätigkeit der Flüsse gebunden sind.Für die 3 verschiedenen amazonischen Flußtypen: Weißwasser-, Klarwasser- und Schwarzwasserflüsse, werden die jeweiligen Eigenheiten der Sedimentation gesondert geschildert. Zur Erklärung der sich allmählich vollziehenden Auffüllung der flußseenartigen Unterläufe vieler Klarwasserflüsse mit rezenten Flußalluvionen werden die positiv eustatische Bewegung des Meeresspiegels seit der letzten Eiszeit sowie senkrechte Bewegungen der Erdkruste von gewissen Teilen Unteramazoniens herangezogen.Die Entstehung der eigenartigen Verhältnisse im Labyrinth von Inseln und Kanälen der sog. Estreitos von Breves, zwischen dem Festlande und der Insel Marajó, wird ebenfalls von der Hebung des Meeresspiegels zusammen mit ständiger Auflagerung von Sedimenten sowie möglicherweise von durch diese Sedimentlast verursachtem Absinken des Landes abgeleitet.Den Schluß bildet ein kurzer Hinweis auf Zusammenhänge zwischen Qualität der rezenten Sedimentböden (Várzeas), wie sie in ihrer Fruchtbarkeit zum Ausdruck kommt, und Chemismus der Flußwässer, denen die jeweiligen Sedimente entstammen.     

Hydrogeology in North America: past and future

This paper is a retrospective on the evolution of hydrogeology in North America over the past two centuries, and a brief speculation of its future. The history of hydrogeology is marked by developments in many different fields such as groundwater hydrology, soil mechanics, soil science, economic geology, petroleum engineering, structural geology, geochemistry, geophysics, marine geology, and more recently, ecology. The field has been enriched by the contributions of distinguished researchers from all these fields. At present, hydrogeology is in transition from a state of discovering new resources and exploiting them efficiently for maximum benefit, to one of judicious management of finite, interconnected resources that are vital for the sustenance of humans and other living things. The future of hydrogeology is likely to be dictated by the subtle balance with which the hydrological, erosional, and nutritional cycles function, and the decision of a technological society to either adapt to the constraints imposed by the balance, or to continue to exploit hydrogeological systems for maximum benefit. Although there is now a trend towards ecological and environmental awareness, human attitudes could change should large parts of the populated world be subjected to the stresses of droughts that last for many decades.

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Resumen Este articulo es una retrospectiva sobre la evolución de la hidrogeología en Norte América en los pasados dos siglos, y una breve especulación de su futuro. La historia de la hidrogeología está marcada por desarrollos en muchos campos diferentes tal como hidrología de aguas subterráneas, mecánica de suelos, ciencia del suelo, geología económica, ingeniería del petróleo, geología estructural, geoquímica, geofísica, geología marina, y más recientemente, ecología. El campo se ha enriquecido por las contribuciones de investigadores distinguidos en todos esos campos. Actualmente, la hidrogeología se encuentra en transición de un estado de descubrir nuevos recursos y explotarlos eficientemente para un beneficio máximo, a un estado de gestión juiciosa de recursos finitos, interconectados, que son vitales para el sustento de humanos y otras cosas vivientes. El futuro de la hidrogeología posiblemente esté determinado por el balance sutil con el cual funcionan los ciclos nutricionales, erosionales e hidrológicos, y la decisión de una sociedad tecnológica para ya sea adaptarse a las restricciones impuestas por el balance o para continuar con la explotación de los sistemas hidrogeológicos para un beneficio máximo. Aunque existe actualmente una tendencia hacia la conciencia ambiental y ecológica, las actitudes humanas podrían cambiar en caso de que grandes partes del mundo poblado estén sujetas a las presiones de sequías que duran por muchas décadas.

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Résumé Cet article est une rétrospective de lévolution de lhydrogéologie en Amérique du Nord sur les deux derniers siècles, et une brève évaluation de son futur. Lhistoire de lhydrogéologie est marquée par le développement de plusieurs techniques de terrain telles, lhydrologie des eaux souterraines, la mécanique des sols, les sciences du sol, la géologie économique, l ingénierie pétrolière, la géologie structurale, la géochimie, la géophysique, la géologie marine et plus récemment lécologie. La science a été enrichie par la contribution de plusieurs chercheurs distingués, provenant de toutes ces branches. A présent, lhydrogéologie est à la transition entre la volonté de découvrir de nouvelles ressources et l exploitation la plus bénéfique au possible, et un management judicieux des ressources finies, interconnectées, qui sont vitales pour l approvisionnement des hommes et autres formes de vie. Le futur de l hydrogéologie sera dicté par la balance subtile dans laquelle intervient les cycles de lhydrologie, de lérosion, de la nutrition, et la décision dune société technologique qui sadapterait aux contraintes de la balance, ou qui continuerait dexploiter les systèmes hydrologiques pour un bénéfice maximum. Par ailleurs il y a une nette tendance à inclure les aspects écologiques, les aspects environnementaux, et les changements humains qui pourraient être influencés par les modifications hydrogéologiques observées depuis une dizaine dannées.

     

Hydrogeochemistry of the Goulburn Valley region of the Murray Basin, Australia: implications for flow paths and resource vulnerability

Groundwater in the Goulburn region of the Murray Basin (Australia) contains solutes derived mainly from evapotranspiration of rainfall-derived marine aerosols, silicate dissolution, and ion exchange. ¹⁴C data indicate that groundwater in the Shepparton Formation recharges vertically across the region, whereas groundwater in the Calivil–Renmark Formation shows a greater component of lateral flow. The overall pattern of geochemical and stable isotope variations implies that long-term vertical groundwater flow into the Calivil–Renmark Formation has occurred over thousands of years. Elevated C, N, and F concentrations, together with variable Cl/Br ratios and ¹⁸O values, suggest that short-term (years to decades) flow of surface water into the Calivil–Renmark Formation also occurs locally. The high degree of vertical flow implies that the high-quality groundwater resources of the Calivil–Renmark Formation are vulnerable to surface contamination. Groundwater in both the Shepparton and Calivil–Renmark Formations yields ¹⁴C ages of up to 20 ka that imply that, overall, recharge rates are low and that, consequently, the groundwater resource in both formations could be impacted by over abstraction.

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Resumen Las aguas subterráneas de la región de Goulburn, en la cuenca del río Murray (Australia), contienen solutos procedentes principalmente de la evaporación de agua de lluvia, disolución de silicatos e intercambio iónico. Aunque la variabilidad espacial de la hidrogeoquímica es reducida, el contenido total de sales disueltas en las aguas subterráneas de la formación no confinada de Shepparton es generalmente mayor que el del acuífero inferior confinado de la Formación Calivil–Renmark. Los datos de ¹⁴C, ³H y geoquímica sugieren que la recarga del acuífero de la Formación Shepparton es por infiltración (vertical) en toda la región, mientras que la Formación Calivil–Renmark tiene una mayor proporción de aportes laterales. Sin embargo, a escala local se produce recarga vertical en la Formación Calivil–Renmark, hecho que indica que este recurso es vulnerable a la contaminación. Las aguas subterráneas de ambas formaciones tienen edades de hasta 20.000 años, según datos de ¹⁴C, lo que implica que las tasas de recarga son bajas y, en consecuencia, que podría haber impactos asociados a la sobreexplotación del recurso. Las aguas subterráneas recientes de la región se caracterizan por relaciones molares muy variables de Cl/Br (de 50 a 1.200), reflejando la química de una precipitación semiárida que se ve modificada posteriormente por disolución de halita, asociada con terrenos secos y riego con aguas salinas. Las aguas subterráneas más profundas presentan relaciones más uniformes de Cl/Br (entre 500 y 800), y probablemente reflejan que la recarga se produjo en condiciones climáticas más húmedas que las actuales.

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Résumé Les eaux souterraines de la région de Goulburn dans le bassin de Murray (Australie) contiennent des solutés provenant essentiellement de lévaporation des pluies, de la dissolution de silicates et déchanges dions. Alors quil y a peu de variations spatiales du chimisme des eaux souterraines, les concentrations en sels dissous totaux des eaux souterraines de laquifère libre de la formation de Shepparton sont en général plus élevées que celles des eaux souterraines de laquifère captif sous-jacent de la formation de Calivil-Renmark. Des données de carbone-14, de tritium et de géochimie indiquent que laquifère de la formation de Shepparton est rechargé verticalement dans toute la région, tandis que laquifère de la formation de Calivil-Renmark présente une plus forte composante découlement latéral. Toutefois, localement, il se produit une recharge verticale de laquifère de la formation de Calivil-Renmark, ce qui indique que cette ressource est vulnérable à la contamination. Les eaux souterraines des formations de Shepparton et de Calivil-Renmark présentent toutes deux des âges carbone-14 de plus de 20 ka, ce qui implique des taux de recharge très faibles et, par conséquent, que leur ressource peut être affectée par des prélèvements excessifs. Les eaux souterraines récentes dans cette région sont caractérisées par un rapport molaire Cl/Br très variable (de 50 à 1200), qui reflète le chimisme de pluies en région semi-aride modifié en conséquence par la dissolution de la halite associée à la salinité due aux terres sèches et à lirrigation. Les eaux souterraines plus profondes possèdent des rapports Cl/Br plus uniformes (de lordre de 500 à 800) et reflètent probablement des eaux de recharge sous des conditions climatiques plus humides que les conditions actuelles.

     

Pattern classification using tabu search to identify the spatial distribution of groundwater pumping

Pattern classification and Tabu Search are integrated to optimize the zonation and associated average groundwater pumping rates. A simulated problem analogous to the Choushui Creek Alluvial in Janghauh county of Taiwan is used to examine the proposed method. Three problems are tested including (1) optimizing zonation patterns with known pumping rates and number of zones, (2) optimizing pumping rates and zonation patterns with a predetermined number of zones, and (3) optimizing all pumping rates, number of zones, and zonation. The results indicate that the proposed method successfully identifies spatial patterns of groundwater pumping for all three cases. However, some initial zonations result only in local optimums. Thus, using more than one initial zonation to increase search diversification is recommended. Application to different problems such as the spatial distribution of hydraulic conductivity values and area weighting of rainfall stations, is encouraged.

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Resumen El patrón de clasificación y la búsqueda tabú están integrados para optimizar la zonificación y las tasas promedio de bombeo de aguas subterráneas asociadas. Se ha utilizado un área diseñada análoga al arroyo aluvial Choushui en la provincia Janghauh en Taiwan para examinar el método propuesto. Se han probado tres problemas que incluyen (1) la zonificación únicamente con las tasas de bombeo y número de zonas dadas, (2) tasa de bombeo y zonificación con un número predeterminado de zonas, y (3) todas las tasa de bombeo, número de zonas y zonificaciones. Los resultados indican que el método propuesto identifica exitosamente los patrones espaciales de bombeo de las aguas subterráneas en los tres casos. Sin embargo, Algunas zonificaciones iniciales solamente resultan en óptimos locales. Por esta razón se recomienda utilizar más de una zonificación inicial para incrementar la diversificación de la búsqueda. Se sugiere la aplicación a problemas diferentes tales como la distribución espacial de conductividades hidraúlicas y la ponderación de áreas de estaciones de monitoreo de precipitación.

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Résumé La classification des patrons et la recherche Tabu sont intégrés pour optimiser la zonation et la moyenne associée du taux de pompage de leau souterraine. Une région analogue à lalluvion du ruisseau Choushui de la région Janghauh en Taiwan a été recrée afin dexaminer la méthode proposée. Trois problèmes sont évalués, incluant loptimisation de (1) la zonation avec seulement un taux de pompage et un nombre de zones donnés, (2) le taux de pompage et la zonation avec un nombre prédéterminé de zones, et (3) tous les taux de pompage, nombre de zones et la zonation. Les résultats indiquent que la méthode proposée identifie avec succès les patrons de pompage de leau souterraine dans les trois cas. Toutefois, certaines zonations initiales résultent seulement en optimums locaux. Par conséquent, lutilisation de plus dune zonation initiale afin daugmenter la diversification de la recherche est recommandée. Lutilisation de la méthode est suggérée pour la résolution de différents problèmes tels que la distribution spatiale de la conductivité hydraulique et la pondération des stations de mesure de précipitations.