Published January 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
Evaluation of the Potential for Dissolved Oxygen Ingress into Deep Sedimentary Basins during a Glaciation Event
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 2. University of British Columbia
- 3. University of New Brunswick
Description
Geochemical conditions in intracratonic sedimentary basins are currently reducing, even at relatively shallow depths. However, during glaciation-deglaciation events, glacial meltwater production may result in enhanced recharge (Bea et al., 2011; and Bea et al., 2016) potentially having high concentrations of dissolved oxygen (O 2 ). In this study, the reactive transport code Par-MIN3P-THCm was used to perform an informed, illustrative set of simulations assessing the depth of penetration of low salinity, O 2 -rich, subglacial recharge. Simulation results indicate that the large-scale basin hydrostratigraphy, in combination with the presence of dense brines at depth, results in low groundwater velocities during glacial meltwater infiltration, restricting the vertical ingress of dilute recharge waters. Furthermore, several geochemical attenuation mechanisms exist for O 2 , which is consumed by reactions with reduced mineral phases and solid organic matter (SOM). The modeling showed that effective oxidative mineral dissolution rates and SOM oxidation rates between 5 × 10 −15 and 6 × 10 −13 mol dm −3 bulk s −1 were sufficient to restrict the depth of O 2 ingress to less than 200 m. These effective rates are low and thus conservative, in comparison to rates reported in the literature. Additional simulations with more realistic, yet still conservative, parameters reaffirm the limited ability for O 2 to penetrate into sedimentary basin rocks during a glaciation-deglaciation event.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الظروف الجيوكيميائية في الأحواض الرسوبية داخل الكراتونيك آخذة في الانخفاض حاليًا، حتى في الأعماق الضحلة نسبيًا. ومع ذلك، أثناء أحداث الانهيار الجليدي، قد يؤدي إنتاج المياه الذائبة الجليدية إلى إعادة تغذية معززة (Bea et al.، 2011 ؛ و Bea et al.، 2016) يحتمل أن يكون لها تركيزات عالية من الأكسجين المذاب (O 2 ). في هذه الدراسة، تم استخدام رمز النقل التفاعلي Par - MIN3P - THCm لإجراء مجموعة مستنيرة وتوضيحية من عمليات المحاكاة لتقييم عمق تغلغل الملوحة المنخفضة، والغنية بالأكسجين، والشحن تحت الجليدي. تشير نتائج المحاكاة إلى أن الطبقات المائية للحوض على نطاق واسع، إلى جانب وجود محاليل ملحية كثيفة في العمق، تؤدي إلى سرعات منخفضة للمياه الجوفية أثناء تسرب المياه الذائبة الجليدية، مما يحد من الدخول الرأسي لمياه التغذية المخففة. علاوة على ذلك، توجد العديد من آليات التوهين الجيوكيميائية لـ O 2 ، والتي تستهلكها التفاعلات مع الأطوار المعدنية المنخفضة والمادة العضوية الصلبة (SOM). أظهرت النمذجة أن معدلات ذوبان المعادن المؤكسدة الفعالة ومعدلات أكسدة الجسيمات بين 5 × 10 −15 و 6 × 10 −13 مول ديسيمتر −3 كتلة s −1 كانت كافية لتقييد عمق دخول O 2 إلى أقل من 200 متر. هذه المعدلات الفعالة منخفضة وبالتالي متحفظة، مقارنة بالمعدلات المذكورة في الأدبيات. تؤكد عمليات المحاكاة الإضافية ذات المعلمات الأكثر واقعية، والتي لا تزال محافظة، القدرة المحدودة لـ O 2 على اختراق صخور الأحواض الرسوبية أثناء حدث انهيار الجليد.Translated Description (French)
Les conditions géochimiques dans les bassins sédimentaires intracratoniques se réduisent actuellement, même à des profondeurs relativement faibles. Cependant, lors d'événements de glaciation-déglaciation, la production d'eau de fonte glaciaire peut entraîner une recharge accrue (Bea et al., 2011 ; et Bea et al., 2016) potentiellement avec des concentrations élevées d'oxygène dissous (O 2 ). Dans cette étude, le code de transport réactif Par-MIN3P-THCm a été utilisé pour effectuer un ensemble de simulations informées et illustratives évaluant la profondeur de pénétration de la recharge sous-glaciaire riche en O 2 à faible salinité. Les résultats de la simulation indiquent que l'hydrostratigraphie à grande échelle du bassin, en combinaison avec la présence de saumures denses en profondeur, entraîne de faibles vitesses de l'eau souterraine pendant l'infiltration de l'eau de fonte glaciaire, limitant l'entrée verticale des eaux de recharge diluées. En outre, plusieurs mécanismes d'atténuation géochimique existent pour l'O 2 , qui est consommé par des réactions avec des phases minérales réduites et de la matière organique solide (MOS). La modélisation a montré que les vitesses de dissolution minérale oxydative efficaces et les vitesses d'oxydation SOM entre 5 × 10 −15 et 6 × 10 −13 mol dm −3 bulk s −1 étaient suffisantes pour limiter la profondeur d'entrée de l'O 2 à moins de 200 m. Ces taux effectifs sont faibles et donc conservateurs, par rapport aux taux rapportés dans la littérature. Des simulations supplémentaires avec des paramètres plus réalistes, mais toujours conservateurs, réaffirment la capacité limitée de l'O 2 à pénétrer dans les roches des bassins sédimentaires lors d'un événement de glaciation-déglaciation.Translated Description (Spanish)
Las condiciones geoquímicas en las cuencas sedimentarias intracratónicas se están reduciendo actualmente, incluso a profundidades relativamente bajas. Sin embargo, durante los eventos de glaciación-desglaciación, la producción de agua de deshielo glacial puede resultar en una recarga mejorada (Bea et al., 2011; y Bea et al., 2016) que potencialmente tiene altas concentraciones de oxígeno disuelto (O 2 ). En este estudio, se utilizó el código de transporte reactivo Par-MIN3P-THCm para realizar un conjunto informativo e ilustrativo de simulaciones que evalúan la profundidad de penetración de la recarga subglacial de baja salinidad, rica en O 2. Los resultados de la simulación indican que la hidroestratigrafía de cuenca a gran escala, en combinación con la presencia de salmueras densas en profundidad, da como resultado bajas velocidades de agua subterránea durante la infiltración de agua de deshielo glacial, restringiendo el ingreso vertical de aguas de recarga diluidas. Además, existen varios mecanismos de atenuación geoquímica para el O 2 , que es consumido por reacciones con fases minerales reducidas y materia orgánica sólida (SOM). El modelado mostró que las velocidades efectivas de disolución mineral oxidativa y las velocidades de oxidación de SOM entre 5 × 10 −15 y 6 × 10 −13 mol dm −3 a granel s −1 fueron suficientes para restringir la profundidad de ingreso de O 2 a menos de 200 m. Estas tasas efectivas son bajas y, por lo tanto, conservadoras, en comparación con las tasas informadas en la literatura. Simulaciones adicionales con parámetros más realistas, pero aún conservadores, reafirman la capacidad limitada del O 2 para penetrar en las rocas de las cuencas sedimentarias durante un evento de glaciación-desglaciación.Files
9475741.pdf.pdf
Files
(16.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2e7024454ee4de9e466d3a80887fad78
|
16.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم احتمالية دخول الأكسجين الذائب إلى الأحواض الرسوبية العميقة أثناء حدث التجلد
- Translated title (French)
- Évaluation du potentiel d'entrée d'oxygène dissous dans les bassins sédimentaires profonds lors d'un événement glaciaire
- Translated title (Spanish)
- Evaluación del potencial de ingreso de oxígeno disuelto en cuencas sedimentarias profundas durante un evento de glaciación
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2802532881
- DOI
- 10.1155/2018/9475741
References
- https://openalex.org/W1616990910
- https://openalex.org/W1619164700
- https://openalex.org/W1776679437
- https://openalex.org/W1965337882
- https://openalex.org/W1984617729
- https://openalex.org/W1985394238
- https://openalex.org/W1991646968
- https://openalex.org/W2001648913
- https://openalex.org/W2015694353
- https://openalex.org/W2025597872
- https://openalex.org/W2026923643
- https://openalex.org/W2031180241
- https://openalex.org/W2031376235
- https://openalex.org/W2035695555
- https://openalex.org/W2037075514
- https://openalex.org/W2045524872
- https://openalex.org/W2049845903
- https://openalex.org/W2053047171
- https://openalex.org/W2055943444
- https://openalex.org/W2063373558
- https://openalex.org/W2070155685
- https://openalex.org/W2072543581
- https://openalex.org/W2073864707
- https://openalex.org/W2076168539
- https://openalex.org/W2083612741
- https://openalex.org/W2085021994
- https://openalex.org/W2087811204
- https://openalex.org/W2088097382
- https://openalex.org/W2093997608
- https://openalex.org/W2097835873
- https://openalex.org/W2160978328
- https://openalex.org/W2414031859
- https://openalex.org/W2648468563
- https://openalex.org/W3097920577
- https://openalex.org/W4210993513