Reconnaissance de la signature géochimique des eaux microporales de l'aquifère de la Craie (Bassin de Paris) : origine(s) et évolution(s)
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The Chalk, which is an important groundwater source for water supply in NW Europe, has been extensively studied, mainly for the description of the macroporosity water. Previous studies describing the interstitial water are rare because this water is not easily extractible. However, it represents 98 % of the total water content of the aquifer. This paper deals with a geochemical approach of the interstitial water features. This interstitial water is a mixing between three different waters : the first one is a meteoric water, the second one a seawater which consists of 2 % of the water content and the third one is the adsorbed water on the solid phase which presents a delta-value enrichment of 60-70 % in delta18O and delta2H. The proportion of this latter end-member in the mixing increases downward due to the reduction of pore diameter and can explain the interstitial water enrichment with depth. A model of the evolution of the water from a seawater to the modem water determines a diffusion in the microporosity and an influence downward of the macroporosity water. The time required to reach the modern concentration of the interstitial water is 50 to 65 millions years. The chemical study permits to determine rock-water interaction processes. The geochemical features of the solid phase allow for the determination of the composition of the major secondary precipitation phases, and mainly for the definition of an early diagenetic origin of the dolomitic level. The study of 234U/238U highlights water-rock interaction relatively recent (< to 1 million year), this interaction having not been shown by stable isotopes.
Abstract FR:
L'eau microporale de cet aquifère est difficilement extractible, et, par voie de conséquence, ses origine et caractéristiques chimiques demeurent très peu étudiées. Toutefois, l'eau microporale est extrêmement importante car elle correspond à 98 % de la teneur en eau de l'aquifère. Ce travail consiste en une étude géochimique de l'eau microporale contenue dans 600 m de Craie. Elle a permis de définir l'eau microporale comme étant la résultante d'un mélange entre 3 eaux : (i) le premier pôle consiste en une eau météorique, (ii) le second pôle qui représenterait au maximum 2 % de l'eau microporale actuelle, serait une eau marine, et (iii) le troisième pôle serait l'eau adsorbée sur la phase solide présentant une composition très enrichie (60 à 70 % plus enrichie que le reste de l'eau interstitielle). La proportion de ce troisième pôle augmente avec la profondeur, et permet d'expliquer la composition isotopique très enrichie de l'eau interstitielle. Une modélisation de l'évolution de l'eau microporale d'une eau marine à l'eau actuelle a permis de déterminer que la circulation de l'eau se faisait essentiellement par diffusion dans la microporosité. Toutefois l'eau microporale en profondeur semble également être influencée par l'eau circulant dans les fractures. Au vu de ces hypothèses, la mise en place du système actuel nécessiterait de 50 à 65 millions d'années. L'étude chimique, quant à elle, a permis de déterminer également une interaction de l'eau avec la roche encaissante. L'étude de la phase solide a permis de déterminer (i) la composition des principales phases de recristallisations et (ii) l'origine diagénétique précoce pour la formation du niveau dolomitique caractéristique du forage étudié. L'étude du rapport 234U/238U a mis en évidence des interaction eau-roche récentes entre l'eau microporale et la roche, interactions qui n'avaient pas pu être tracées par les isotopes stables des carbonates.