Early diagenesis in biogenic carbonates of temperate and shoal waters (Cadiz Bay and adjacent continental shelf)

Because of the chemical reactivity of biogenic carbonates in shallow waters, there is increasing interest in those early diagenesis processes that imply an alteration or variation of the composition of original material. This paper presents the preliminary results of a study concerning the compositional variations that have taken place in the skeletons or skeletal remains of bryozoans and echinoids. This variation, which includes an aragonite-calcite transformation, has been checked by means of the Rietveld method, using the Fullprof program. This transformation is caused by an in situ dissolution-recrystallisation process, due to aragonite's metastability. Moreover, the presence of specific authigenic minerals helps to delimit early diagenetic processes, which are, in turn, indicative of the path and the extension of the diagenetic reactions that take place in the sediment column.Debido a que los carbonatos biogénicos de aguas someras son químicamente muy reactivos, existe cada vez mayor interés por conocer los procesos de diagénesis temprana que conllevan una alteración o modificación de la composición del material original. En este trabajo se presentan los resultados iniciales sobre las variaciones de composición que han tenido lugar en los caparazones o restos del esqueleto de equinodermos y briozoos. Esa variación, incluida la transformación aragonito-calcita, ha sido chequeada mediante el método Rietveld, programa Fullprof. Dicha transformación ocurre por un proceso de disolución-recristalización debida a la metaestabilidad del aragonito. Además, la presencia de una asociación de minerales neoformados implica procesos diagenéticos tempranos indicativos de las reacciones que tienen lugar en la columna del sedimento.Instituto Español de Oceanografí

Las glauconitas de la plataforma continental gallega: indicadores geoquímicos del grado de evolución.

La interpretación estratigráfica de unidades que contienen glauconita requiere de una adecuada caracterización del grado de evolución, definido a partir del concepto de madurez (Amorosi, 1995). Su utilización es útil para determinar la duración de periodos asociados a bajas tasas de sedimentación o para caracterizar condiciones paleoceanográficas y paleoambientales en la interfase sedimento-agua del mar. En este tipo de estudios se asume implícitamente que la glauconita actúa como un sistema abierto, susceptible de continuos cambios en la estequiometría, como resultado del intercambio de cationes con el agua del mar que, a su vez, inducen reajustes estructurales. La determinación del grado de evolución de glauconitas está asociada habitualmente a la presencia de determinados marcadores, algunos de tipo cualitativo como es el color o bien asociados a la variación de alguna de sus propiedades físicas, como es la susceptibilidad magnética o composicionales y estructurales, como son la determinación del contenido en K+ o la distancia entre las reflexiones 001, 020 en diagramas de difracción de rayos X. Sin embargo, una caracterización adecuada del proceso evolutivo en glauconita que pueda ser aplicada de forma general debe ser capaz de establecer una relación precisa entre los cambios químicos con el medio durante el proceso de creci 233 S. Fernández-Bastero et al. Las glauconitas de la plataforma continental gallega... miento y la tendencia hacia una mayor estabilidad termodinámica, conectada con modificaciones estructurales, desde una etapa inicial de formación, casi amorfa, hasta alcanzar los últimos términos de la solución sólida, más ordenados. En este sentido, este trabajo se ha planteado con una doble finalidad: en una primera etapa se ha determinado la variabilidad composicional en glauconitas de la plataforma continental gallega y en segundo lugar, estos valores han sido comparados con la variabilidad estructural al objeto de establecer patrones de comportamiento durante las diferentes etapas del proceso evolutivo. El desarrollo de este estudio está basado en el análisis cuantitativo de los diagramas de difracción de rayos X de 50 muestras de sedimento superficial, mediante el método de Rietveld. Con este fin, se ha desarrollado una aplicación particular de este procedimiento de análisis, basada en el ajuste simultáneo de los factores de ocupación para las distintas sustituciones en lugares tetraédricos y octaédricos, así como en las intercapas de la estructura. De este modo, las modificaciones en la estequiometría, inducidas por los procesos de intercambio catiónico entre la superficie mineral y el agua del mar se pueden relacionar con cambios estructurales asociados a las diferentes etapas del proceso evolutivo. Como resultado de este análisis, ha sido posible la elaboración de mapas de contenido geoquímico que reflejan la distribución espacial, tanto para la variabilidad composicional como para la cristalinidad en las glauconitas asociadas a sedimentos superficiales de la plataforma continental gallega

Tasas de erosión, transporte y sedimentación en un medio estuárico: el Río Miñor (Ría de Vigo, Pontevedra)

The Miñor river is one o f the 35 minor currents entering the Ría de Vigo (Pontevedra) at Baiona Bay,; close to the SE margin o f the Ría. The present study was carried out over two periods: from May 97 to July 98 and from May 00 to May 01. In this paper we carry out a hydraulic and sedimentologic approach o f the Miñor river, making an estimation of the total fresh-water discharge and sediment input transported as suspended and dissolved loads. The final aim of this study is to calculate erosion rates at the catchment, sediment yield, transport and the nature of the sediments accumulated at the estuarine area. In view of the average discharge for both periods o f time (2.7 m3/s y 6.7 m3/s) and the catchment area (75.6 m2) is possible to estimate suspended and dissolved sediment yields. Mean values for suspended sediments are 25.76 t/km2a for 97/98 and 139.74 t/ km2a for 00/01 and those for dissolved loads of 109 t/km2a y 204 t/km2a, respectively. Finally, considering an average rock density of 2 .7 g/cm3 we can estimate mechanical denudation rates of 9.54 m3/km2a during 97/98 and 51.76 m3/km2a during 00/01. Chemical denudation rates are 40.46 m3/km2a for the first period and 75.56 m3/km2a for the second. Data obtained during 00/01 interval can be considered as maximum values, bearing in mind the very unusually high rainfall conditions

Chemical factors controlling the steady-state distribution of mixed carbonate-siliciclastic sediments in Bayona Bay (northwest Spain)

The relative space distributions of single mineral constituents in mixed terrigenous-carbonated sediments of the Bayona Bay have been analysed. In order to determine the existence of different mixing mechanisms, a study comparing the general sedimentary trends resulting from the average patterns and the single mineral behaviour, reflected in the single-mineral mapping, was carried out. The relative abundance of all mineral phases in surface sediment samples was first determined by quantitative X-ray powder diffraction data, using the Rietveld method. This procedure enabled us to create specific maps for both the minerals forming the terrigenous fraction and the different calcium carbonate polymorphs involved in the carbonatic component. A cross-linked behaviour between the carbonate facies and the terrigenous minerals involved in the calcium carbonate generation was found, suggesting the existence of a chemical control mechanism which, through dissolution-crystallization processes, constrains the mixed environment's long-term evolution. In the general framework of the region studied, these relations operate for the relative amount of plagioclase to calcium carbonate. The existence of dissolution and growth between both minerals, favoured by the high rate of removal, is proposed, yielding a final crossed pattern, representative of the steady-state. Furthermore, a specific analysis, restricted to the region of low rate of material removal and maximum amount of intermixed sediments, clearly shows an anisotropic distribution for every calcium carbonate polymorph (calcite and aragonite). These correlate with the biotite distribution, and can be connected to local variations in seawater Mg/Ca ratio, induced by biotite weathering.En este trabajo se analiza de forma específica la distribución espacial de cada uno de los minerales involucrados en sedimentos mixtos terrígenos-carbonatados de la bahía de Bayona y se compara con la distribución global de sedimentos, tal como resulta de análisis granulométricos, con el fin de determinar la existencia de diferentes mecanismos de mezcla entre los minerales de ambas fracciones. El contenido porcentual en peso de cada fase mineral, en muestras superficiales de sedimento, se determinó a partir de datos cuantitativos de DRX, empleando el método de Rietveld. Este procedimiento nos ha permitido realizar mapas específicos de distribución, tanto para cada mineral de la fracción terrígena como para cada uno de los diferentes polimorfos de carbonato cálcico en la componente carbonatada. Como resultado de este estudio comparativo, se ha encontrado una correlación, en la distribución espacial y granulométrica, de las facies carbonatadas y los minerales terrígenos implicados en la generación de carbonato cálcico. Un posterior análisis de este resultado sugiere la presencia de mecanismos químicos de control que regulan la interacción entre siliciclastos y carbonatos mediante procesos de disolución-cristalización mediados por el agua del mar. El estudio se ha realizado a dos escalas. En el ámbito general de la bahía de Bayona, las relaciones de distribución observadas entre plagioclasas y carbonato cálcico pueden ser explicadas, dentro del balance global del Ca³⁺ disuelto en el agua del mar, mediante la meteorización química de las plagioclasas y la consiguiente generación de carbonatos. En este caso, los patrones de distribución reflejan la aproximación a un estado estacionario mediante sucesivos eventos de mezcla asociados a la alta removilización material en el medio, tanto para la distribución porcentual en peso como para la distribución granulométrica entre ambos minerales. Finalmente, se realiza un análisis particularizado en una región con baja tasa de removilización y donde la interacción entre sedimentos de ambas fracciones es máxima. El resultado muestra claramente una distribución espacial anisótropa para cada uno de las fases de carbonato cálcico (calcita y aragonito). La abundancia relativa de cada uno de los polimorfos, así como el contenido en Mg³⁺ de la calcita, ha sido correlacionado con la distribución de la biotita y explicado a partir de las diferencias de solubilidad en función de la alta relación Mg³⁺ /Ca³⁺ en el agua de mar que resulta, localmente, de la meteorización química de dicho mineral.Instituto Español de Oceanografí

A window to the sea: environmental indicators for coastal risk management under the RAIA observatory (NW-Iberian Peninsula)

ECSA 59 Using the best scientific knowledge for the sustainable management of estuaries and coastal seas, San Sebastian (Spain), 5th–8th September 2022The international RAIA Observatory (www.marnaraia.org) resulted from the effort of 12 research and academic institutions and public agencies (Spanish and Portuguese) working in the field of meteorology and oceanography. The RAIA Observatory serves the main maritime activities of the Galicia-Northern Portugal Euroregion and contributes to collaborative observational networks. Under the framework of coastal risk management, environmental indicators are fundamental tools for the evaluation and mitigation of environmental risks, showing the current state and helping to predict future changes on ecosystem health regarding environmental risks. In last years, the different partners of the RAIA Observatory have identified 38 environmental indicators, in which 12 key risks affecting the ecosystem services of the Galicia-Northern Portugal Euroregion are being evaluated. Data was analyzed and compiled by the various partners of the RAIA Observatory and the development and optimization of the environmental indicators has been done according to the specifications provided by the European Environmental Agency (EEA) and the International Panel for Climate Change (IPCC). The resulting environmental indicators are included and shared on a publicly-accessible Web service, georeferenced and accompanied by plots (https://marrisk.inesctec.pt/public/#!/indicators). So far, the current status of the indicators has allowed us to establish risk assessment protocols for the Euroregion, and identify critical gaps in a temporal and spatial coverage. The inclusion of the environmental indicators in the RAIA Observatory is of great relevance for national and international data exchange and promotes future collaborationsN

Spatial and temporal facies evolution of a Lower Jurassic carbonate platform, NW Tethyan margin (Mallorca, Spain)

The variety of depositional facies of a Lower Jurassic carbonate platform has been investigated on the island of Mallorca along a transect comprising six stratigraphic profiles. Twenty-nine facies and sub-facies have been recognized, grouped into seven facies associations, ranging in depositional environment from supratidal/terrestrial and peritidal to outer platform. Spatial and temporal (2D) facies distribution along the transect reflects the evolution of the carbonate platform with time showing different facies associations, from a broad peritidal platform (stage 1) to a muddy open platform (stage 2), and finally to a peritidal to outer carbonate platform (stage 3). Stage 1 (early Sinemurian to earliest late Sinemurian) corresponds to a nearly-flat peritidal-shallow subtidal epicontinental platform with facies belts that shifted far and fast over the whole study area. The evolution from stage 1 to stage 2 (late Sinemurian) represents a rapid flooding of the epicontinental shallow platform, with more open-marine conditions, and the onset of differential subsidence. During stage 3 (latest Sinemurian), peritidal and shallow-platform environments preferentially developed to the northeast (Llevant Mountains domain) with a rapid transition to middle-outer platform environments toward the northwest (Tramuntana Range domain). Stages 1 and 3 present facies associations typical of Bahamian-type carbonates, whereas stage 2 represents the demise of the Bahamian-type carbonate factory and proliferation of muddy substrates with suspension-feeders. The described platform evolution responded to the interplay between the initial extensional tectonic phases related to Early Jurassic Tethyan rifting, contemporaneous environmental perturbations, and progressive platform flooding related to the Late Triassic–Early Jurassic worldwide marine transgression and associated accommodation changes

A window to the sea: environmental indicators for coastal risk management under the RAIA observatory (NW-Iberian Peninsula)

Poster.-- International Ocean Data Conference 2022, Sopot, Poland, 14-16 February 2022Environmental indicators are fundamental tools for the evaluation and mitigation of environmental risks, showing the current state and helping to predict future changes on ecosystem health regarding environmental risks The framework of the RAIA observatory www marnaraia org identified 38 environmental indicators, in which 12 key risks affecting the ecosystem services of the Euroregion Galicia Northern Portugal have been evaluated The objective of this initiative is to optimize and analyze the environmental indicators identified for the Euroregion and make them available through a Web service that allows users to get information on the current state and evolution of the ecosystem healthThis contribution has been funded by the European Union MarRISK project Adaptación costera ante el Cambio Climático conocer los riesgos y aumentar la resiliencia (0262_MarRISK1_E) through EP-INTERREG V A España-Portugal (POCTEP) programN

Geochemical potentiality of glauconitic shelf sediments for sequestering atmospheric CO2 of anthropogenic origin

An experimental analysis was made of the glauconite dissolution rate as a function of pH. The results were used to model the geochemical evolution of glauconitic shelf sediments injected with CO2 and estimate the possibilities and limitations for sequestering CO2 in the form of minerals through carbonation reactions. The experimental results show how, under acidic conditions, glauconite is slightly more soluble than other silicates, producing more insoluble carbonated products. The dissolution mechanism is incongruent at very acidic pH values and tends to be congruent at intermediate and neutral values. The reactive surface decreases during the process as a result of the formation of an amorphous residue. Kinetic data were used to model the reactions of carbonation in marine sediments using reaction/speciation calculations. This study shows that, in the case of glauconite, the efficiency of CO2 sequestration depends primarily on two factors: the dissolution/speciation kinetics of CO2 in sediments and the kinetics of Fe2+ release. The greatest limitation for the implementation of this process is that pH evolves to more acidic values. The results suggest that, in the medium term, this process could be technically optimized by modifying the neutralization response of sediments through the injection of alkalinizing agents and by appropriately selecting the mode of injection as well as the composition of the sediments and of the most favourable diagenetic zones

Interacciones reacción-transporte en sedimentos mixtos siliclástico-carbonatados de la Ría de Vigo y bahía de Baiona.

Las pautas generales de sedimentación en ambientes mixtos siliciclásticoscarbonatados, son normalmente analizadas a partir de variables vinculadas con procesos dinámicos, considerados como los principales factores que, actuando sobre ambas fracciones, siliciclástica y carbonatada, dan lugar a una distribución espacial promedio, caracterizada por el tamaño de grano. Sin embargo, la mezcla entre sedimentos siliciclásticos y carbonatados incluye gran variedad de procesos no solo sedimentarios sino, además, biológicos y químicos, de forma que un modelo exclusivamente basado en la distribución de tamaños de grano, supone una simplificación del problema. En ese sentido, para determinar la existencia de los diferentes mecanismos de mezcla entre los minerales involucrados en ambas fracciones, es necesario realizar un estudio comparativo entre el patrón general de sedimentación, caracterizado por la granulometría promedio, y los patrones correspondientes a cada mineral considerado de forma individual. Si partimos de la consideración de que la evolución en el tiempo del patrón de sedimentación puede ser entendida como el resultado de la interacción entre múltiples sistemas. En cada uno de ellos, la influencia de los mecanismos de 249 T. García et al. Interacciones reacción-transporte en sedimentos mixtos... control locales se ha de manifestar como una desviación de las tendencias de sedimentación general. Siguiendo este punto de vista, y partiendo de la realización de mapas detallados que describen el comportamiento de cada mineral de forma individualizada, en este estudio se pretende analizar la existencia de mecanismos de control específicos sobre el proceso de mezcla, entre minerales involucrados en ambas fracciones que tiendan a generar una distribución espacial auto-organizada y que puedan ser, a su vez, relacionados con procesos de disolución-crecimiento con una cinética específica, en función de cada mineral y de su tamaño de grano.The general sedimentation trends, leading a particular space-distribution in mixed siliciclastic-carbonated environments are usually explained as resulting from the interplay between several dynamical processes, affecting to both, the siliciclastic and the carbonated fractions and given rise to an average spatial distribution mainly determined by the grain size. Nevertheless, together the dynamical factors, the mixing of siliciclastic and carbonated sediments involves a great variety of sedimentological, biological and chemical processes that are understimated when the depositional models take into account exclusivately mechanical variables as the forcing parameters determining a particular grain-size distribution. In order to assess the existence of different mixing processes, for every mineral involved on both, the siliciclastic and carbonate constituents, a comparative study between the general sedimentary pattern and the single mineral behaviour is needed. This procedure may help to evidence control mechanisms opperating between processes and products in this kind of mixing environments. Therefore, the time evolution of the general sedimentary pattern can be considered as the result of a multi-source system, where the signature of local controls are shown by deviations on the average trends. Consequently, in this work we have evaluated the chemical control factors that can interplay with the hydrodinamical ones to give self-organised configuration of sedimentary patterns during the mixing between the siliciclastic and carbonatic fractions. In particular, these mechanisms are related to the dissolution-precipitation processes taking place between minerals through the seawater and following specific rate laws for every mineral and grain-size