Hydrogeological origin of the CO2-rich mineral water of Vilajuïga in the Eastern Pyrenees (NE Catalonia, Spain).
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| Title: | Hydrogeological origin of the CO |
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| Alternate Title: | Procedencia hidrogeológica del agua mineral rica en CO2 de Vilajuïga en los Pirineos Orientales (NE de Cataluña, España). Origine hydrogéologique de l'eau minérale riche en CO2 de Vilajuïga dans les Pyrénées Orientales (NE Catalogne, Espagne). Origem hidrogeológica da água mineral rica em CO2 de Vilajuïga nos Pirenéus Orientais (NE Catalunha, Espanha). 西班牙Catalonia 东北部Eastern Pyrenees的Vilajuïga富含二氧化碳矿泉水的水文地质起源. |
| Authors: | Mas-Pla, Josep1,2 (AUTHOR) josep.mas@udg.edu, Brusi, David1 (AUTHOR), Roqué, Carles1 (AUTHOR), Soler, David1 (AUTHOR), Menció, Anna1 (AUTHOR), Costa, Josep M1 (AUTHOR), Zamorano, Manuel1 (AUTHOR), Meredith, Warren1 (AUTHOR) |
| Source: | Hydrogeology Journal. May2023, Vol. 31 Issue 3, p661-684. 24p. |
| Subjects: | Tritium, Minerals in water, Mineral waters, Metamorphic rocks, Igneous rocks, Hydrogeological modeling, Groundwater recharge |
| Geographic Terms: | Catalonia (Spain), Pyrenees |
| Abstract (English): | The mineral water of Vilajuïga village in Alt Empordà (NE Catalonia, Spain) owes its uniqueness to an emanation of geogenic CO2 that modifies groundwater hydrochemistry to produce a differentiated HCO3–Na- and CO2-rich groundwater among the usual Ca–HCO3 type found in this region. A hydrogeological conceptual model attributes its occurrence to the intersection of two faults: La Valleta and Garriguella-Roses. The former provides a thrust of metamorphic over igneous rocks, formed during the Paleozoic, over a layer of ampelitic shale that, from a hydrogeological perspective, acts as a confining layer. The Garriguella-Roses normal fault, which originated during the Neogene, permits the degassing of geogenic CO2 that is attributed to volcanic activity occurring in the Neogene. Groundwater mixing from the metamorphic and igneous rock units plus the local occurrence of CO2 creates a HCO3–Na water that still holds free-CO2 in solution. Interaction with the gas phase is restricted at the intersection of the two faults. Radiocarbon dating, after correcting for geogenic dead carbon, estimates an age of 8,000 years BP. The low tritium content (0.7 TU) indicates that Vilajuïga water is a mix of "older" groundwater recharged in the metamorphic rocks of the Albera range and "younger" groundwater from the igneous rocks of the Rodes range, over a recharge area of 45 km2 and a maximum elevation of 600 m. Given its origin as rare groundwater in the southern slope of the Eastern Pyrenees, purposeful monitoring is necessary to evaluate the groundwater vulnerability and anticipate impacts from nearby wells and climate-change effects. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Spanish): | Resumen: El agua mineral que se encuentra en Vilajuïga, en el Alt Empordà (NE de Cataluña, España), debe su singularidad a una emanación de CO2 geogénico que modifica la hidroquímica de las aguas subterráneas produciendo un agua diferenciada rica en HCO3–Na- y CO2 entre las habituales del tipo Ca–HCO3 que se encuentran en esta región. Un modelo conceptual hidrogeológico atribuye su aparición a la intersección de dos fallas: la Valleta y Garriguella-Roses. La primera presenta un empuje de rocas metamórficas sobre ígneas, formadas durante el Paleozoico, sobre una capa de pizarra ampelítica que, desde una perspectiva hidrogeológica, actúa como una capa confinante. La falla normal de Garriguella-Roses, originada durante el Neógeno, permite la desgasificación de CO2 geogénico que se atribuye a la actividad volcánica ocurrida en el Neógeno. La mezcla de aguas subterráneas procedentes de las unidades de rocas metamórficas e ígneas más la aparición local de CO2 genera un agua HCO3–Na que aún mantiene el CO2 libre en solución. La interacción con la fase gaseosa está restringida en la intersección de las dos fallas. La datación por radiocarbono, tras corregir el carbono geogénico inactivo, estima una edad de 8,000 años BP. El bajo contenido en tritio (0.7 TU) indica que el agua de Vilajuïga es una mezcla de aguas subterráneas "más antiguas" recargadas en las rocas metamórficas de la sierra de la Albera y ""más jóvenes" procedentes de las rocas ígneas de la sierra de Rodes, en un área de recarga de 45 km2 y una elevación máxima de 600 m. Dado su origen como agua subterránea poco frecuente en la vertiente sur de los Pirineos Orientales, es necesario un seguimiento específico para evaluar la vulnerabilidad de las aguas subterráneas y prever los impactos de los pozos cercanos y los efectos del cambio climático. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (French): | Résumé: L'eau minérale du village de Vilajuïga dans l'Alt Empordà (NE de la Catalogne, Espagne) doit son caractère unique à une émanation de CO2 géogénique qui modifie l'hydrochimie des eaux souterraines pour produire une eau souterraine différenciée riche en HCO3–Na- et CO2 parmi le type Ca–HCO3 habituellement trouvé dans cette région. Un modèle conceptuel hydrogéologique attribue sa présence à l'intersection de deux failles: la faille de la Valleta et la faille de Garriguella-Roses. La première donne lieu à un chevauchement de roches métamorphiques sur des roches ignées, formées au cours du Paléozoïque, sur une couche de schiste ampélitique qui, d'un point de vue hydrogéologique, agit comme une couche de confinement. La faille normale de Garriguella-Roses, qui a pris naissance au Néogène, permet le dégazage du CO2 géogénique qui est attribué à l'activité volcanique survenue au Néogène. Le mélange des eaux souterraines provenant des unités de roches métamorphiques et ignées et la présence locale de CO2 créent une eau HCO3–Na qui contient encore du CO2 libre en solution. L'interaction avec la phase gazeuse est limitée à l'intersection des deux failles. La datation radiocarbone, après correction du carbone mort géogénique, donne un âge estimé à 8,000 ans BP. La faible teneur en tritium (0.7 UT) indique que l'eau de Vilajuïga est un mélange d'eaux souterraines "plus anciennes" rechargées dans les roches métamorphiques de la chaîne des Albères et d'eaux souterraines "plus jeunes" provenant des roches ignées de la chaîne des Rodes, sur une zone de recharge de 45 km2 et une altitude maximale de 600 m. Étant donné son origine en tant qu'eau souterraine rare dans le versant sud des Pyrénées orientales, une surveillance ciblée est nécessaire pour évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines et anticiper les impacts des puits voisins et des effets du changement climatique. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Portuguese): | Resumo: A água mineral do vilarejo Vilajuïga no Alt Emporà (NE Catalunha, Espanha) deve sua singularidade a uma emanação de CO2 geogênico que modifica a hidroquímica das águas subterrâneas para produzir uma água subterrânea diferenciada rica em HCO3–Na e CO2 entre o tipo usual de Ca–HCO3 encontrado em esta região. Um modelo hidrogeológico conceitual atribui esta ocorrência a intersecção de duas falhas: la Valleta e Garrigulla-Roses. A primeira apresenta um impulso de rochas metamórficas sobre rochas ígneas, formadas durante o Paleozóico, sobre uma camada de xisto pelítico que, do ponto de vista hidrogeológico, funciona como uma camada confinante. A falha normal Garriguella-Roses, que se originou durante o Neógeno, permite a desgaseificação do CO2 geogênico atribuído à atividade vulcânica ocorrida no Neógeno. A mistura de águas subterrâneas das unidades de rochas metamórficas e ígneas mais a ocorrência local de CO2 cria uma água HCO3–Na que ainda contém CO2 livre em solução. A interação com a fase gasosa é restrita na interseção das duas falhas. A datação por radiocarbono, após correção do carbono morto geogênico, estima uma idade de 8,000 anos DP. O baixo teor de trítio (0.7 TU) indica que a água de Vilajuïga é uma mistura de águas subterrâneas "mais antigas" recarregadas nas rochas metamórficas da serra de Albera e águas subterrâneas "mais jovens" das rochas ígneas da serra de Rodes, numa área de recarga de 45 km2 e uma elevação máxima de 600 m. Dada a sua origem como águas subterrâneas raras na encosta sul dos Pirenéus orientais, é necessário um monitoramento proposital para avaliar a vulnerabilidade das águas subterrâneas e antecipar os impactos de poços próximos e os efeitos das mudanças climáticas. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Chinese): | 摘要: Alt Empordà(西班牙Catalonia 东北部E)Vilajuïga村的矿泉水归因于地质CO2的溢出，它改变了地下水水文地球化学，因此在该区域普遍Ca–HCO3型地下水中产生了差异化的HCO3–Na-和富含CO2的地下水。水文地质概念模型将其出现归因于两个断层的交汇:la Valleta和Garriguella-Roses。 前者在古生代火成岩和水文地质上相当于承压隔水的安培利岩页岩层之上的变质岩提供了动力。 起源于新金元期间的Garriguella-Roses正常断层允许地质CO2的逸出，这归因于新近纪发生的火山活性。从变质和火成岩单元中的地下水混合加上二氧化碳的局部发生会产生HCO3–Na水，该水仍然可以在溶液中保持自由CO2。与气相的相互作用在两个断层的交汇处受到限制。放射性碳定年校正了地球死碳后，估计年龄为8,000年BP。 低氚含量(0.7 TU)表明Vilajuïga水是Albera范围的变质岩石中补充的"较老"地下水与在Rodes范围的火成岩岩石范围内，在45 km2补给区和最大高度为600 m的"年轻"地下水混合。 鉴于其起源于Eastern Pyrenees南部坡度较少的地下水，有目的的监测对于评估地下水脆弱性并预估附近井和气候变化影响的影响是必要的。 [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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| Database: | Engineering Source |
| Abstract: | The mineral water of Vilajuïga village in Alt Empordà (NE Catalonia, Spain) owes its uniqueness to an emanation of geogenic CO2 that modifies groundwater hydrochemistry to produce a differentiated HCO3–Na- and CO2-rich groundwater among the usual Ca–HCO3 type found in this region. A hydrogeological conceptual model attributes its occurrence to the intersection of two faults: La Valleta and Garriguella-Roses. The former provides a thrust of metamorphic over igneous rocks, formed during the Paleozoic, over a layer of ampelitic shale that, from a hydrogeological perspective, acts as a confining layer. The Garriguella-Roses normal fault, which originated during the Neogene, permits the degassing of geogenic CO2 that is attributed to volcanic activity occurring in the Neogene. Groundwater mixing from the metamorphic and igneous rock units plus the local occurrence of CO2 creates a HCO3–Na water that still holds free-CO2 in solution. Interaction with the gas phase is restricted at the intersection of the two faults. Radiocarbon dating, after correcting for geogenic dead carbon, estimates an age of 8,000 years BP. The low tritium content (0.7 TU) indicates that Vilajuïga water is a mix of "older" groundwater recharged in the metamorphic rocks of the Albera range and "younger" groundwater from the igneous rocks of the Rodes range, over a recharge area of 45 km2 and a maximum elevation of 600 m. Given its origin as rare groundwater in the southern slope of the Eastern Pyrenees, purposeful monitoring is necessary to evaluate the groundwater vulnerability and anticipate impacts from nearby wells and climate-change effects. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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| ISSN: | 14312174 |
| DOI: | 10.1007/s10040-023-02601-0 |
