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Article Dans Une Revue Canadian journal of earth sciences Année : 2005

87 Sr/ 86 Sr of brines from the Fennoscandian Shield: a synthesis of groundwater isotopic data from the Baltic Sea region

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Résumé

High salinity Ca–Na–Cl brines occur in Sweden and Finland. The complex geological history of the Fennoscandian Shield is reflected by the wide range of saline waters whose chemical compositions have been explained by local water–rock interaction, simple evolution of relict sea water, or freezing of sea water during glacial periods. This study deals with the present knowledge of Sr isotopes in groundwater from the Fennoscandian Shield to better constrain the origin of their deep saline component. Two different mixing trends are seen between Äspö Island groundwater and the Baltic Sea. The first trend links the North Sea to rivers through various dilution levels in the Baltic; the second trend is a simple linear relationship through Äspö groundwaters, agreeing with a binary mixing between a Baltic end-member and a highly Sr-concentrated fluid. Strontium isotope compositions are presented for precipitation in Finland and Sweden, the Baltic Sea, and the river waters draining the Fennoscandian Shield, and for groundwaters from several sites in the Fennoscandian Shield. At least six mixing lines between rain-and-snow input and surface waters can be drawn in each region around the Baltic Sea, reflecting a first step of water–rock interaction. A second series of calculated lines links the surface end-members and the deep brines, and defines a range of 87 Sr/ 86 Sr ratios for the deep brines at each site. All sites show a specific 87 Sr/ 86 Sr signature and the large 87 Sr/ 86 Sr variations is site specific. The well-constrained 87 Sr/ 86 Sr signatures in deep brines should correspond to a large, well-mixed, and homogeneous water reservoir.
Des saumures fortement concentrées, de type Ca–Na–Cl, existent en Finlande et Suède. L'histoire géologique complexe du bouclier Fennoscandien se traduit par une grande diversité géochimique de ces saumures dont l'origine a été interprétée soit comme le résultat d'interactions eau-roche, soit de l'évolution d'anciennes eaux marines ou bien du gel d'eaux marines au cours des dernières glaciations. Cette étude présente l'état des connaissances des isotopes du strontium dans les eaux souterraines du bouclier Fennoscandien afin de mieux contraindre l'origine de leur composante salée profonde. Deux systèmes de mélange différents sont mis en évidence entre les eaux souterraines d'Äspö et la Baltique. Le premier relie la Mer du Nord aux fleuves; le deuxième correspond à une régression linéaire entre les eaux souterraines d'Äspö, montrant un mélange binaire entre la baltique et un fluide fortement concentré. Une synthèse des isotopes du Sr des pluies en Finlande et en Suède, de la mer Baltique et des rivières drainant le bouclier Fennoscandien, ainsi que des eaux souterraines de plusieurs sites sur ce bouclier est présentée. Au moins 6 droites de mélange entre les pluies et les eaux de surface peuvent être identifiées, reflétant une première étape d'interactions eau-roche. Une seconde série de droites de mélanges calculées relie les eaux de surface avec les saumures profondes. Ces droites de mélanges définissent une gamme de rapports 87Sr/86Sr pour les saumures profondes spécifique à chacun des sites. La gamme des signatures 87Sr/86Sr des eaux souterraines profondes corresponds à un réservoir relativement homogène.
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Dates et versions

hal-03763138 , version 1 (29-08-2022)

Identifiants

Citer

Philippe Négrel, Joël Casanova, Runar Blomqvist. 87 Sr/ 86 Sr of brines from the Fennoscandian Shield: a synthesis of groundwater isotopic data from the Baltic Sea region. Canadian journal of earth sciences, 2005, 42 (3), pp.273-285. ⟨10.1139/E04-103⟩. ⟨hal-03763138⟩

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