Factors that control the geochemical evolution of hydrothermal systems of alkaline water in granites in Central Pyrenees (Spain)

La evolución geoquímica de las soluciones de los sistemas hidrotermales de Caldas de Boí, Artiés, Tredós y Les, situados en el Pirineo Central (Spain), muestra diferencias reflejadas en la concentración de sólidos disueltos y en la presencia de una situación de equilibrio o desequilibrio en profundidad de las soluciones respecto a la albita. La datación (14C) de las aguas pertenecientes a los distintos sistemas hidrotermales ha puesto de manifiesto que el tiempo de residencia no es el factor de control determinante de las diferencias existentes en el grado de evolución geoquímica alcanzado por las mismas, teniendo que contemplarse otro tipo de factores relacionados con la cinética de disolución de los minerales, como responsables de estas diferencias. El análisis de la influencia de los principales factores que controlan la tasa de disolución de los minerales y, más en concreto, de los feldespatos, muestra como las diferencias de temperatura de las soluciones en profundidad son capaces de justificar el distinto grado de evolución geoquímica, incluso en soluciones con tiempos de residencia muy similares

Pore water chemistry of a Paleogene continental mudrock in Spain and a Jurassic marine mudrock in Switzerland: Sampling methods and geochemical interpretation

Este trabajo resume una serie de metodologías y aproximaciones desarrolladas en CIEMAT durante los últimos 10 años con el objetivo de obtener información del agua intersticial de dos formaciones arcillosas: la Opalinus Clay procedente de Suiza y una formación de edad Oligoceno Mioceno española. Ambas tienen características bastante diferentes tanto desde el punto de vista de la metodología aplicada para su estudio como del origen sedimentario en sí mismo de las dos formaciones. La arcilla Suiza se estudió a través de la participación en el experimento DI-B en el laboratorio subterráneo de Mont Terri, en Suiza, uno de cuyos objetivos fue el muestreo y análisis in situ del agua intersticial de la arcilla. Las muestras de agua se recogieron después de desarrollar equipos y metodologías para conseguir una alteración mínima de los parámetros críticos del agua de la arcilla: pH, Eh, pCO2, Fe(II) y alcalinidad. La modelización geoquímica se utilizó como herramienta para interpretar y entender los principales procesos geoquímicos que controlan la química del agua y el estado actual del sistema. En relación con la arcilla española, el artículo muestra el desarrollo de una metodología integrada para caracterizar el agua intersticial de la formación arcillosa a partir de muestras de testigos correspondientes a un sondeo, denominados S1. El estudio trata de integrar todos los datos disponibles sobre la composición del agua intersticial obtenida mediante la técnica de compresión bajo presión (squeezing) y mediante extractos acuosos, con la caracterización mineralógica y geoquímica de los testigos. La modelización geoquímica se utilizó con dos objetivos principales: para valorar la consistencia de los datos analíticos del agua intersticial y para determinar la importancia relativa de los principales procesos que gobiernan la química del agua intersticial. Específicamente, la modelización se utilizó para simular los procesos que controlan la evolución redox del sistema. Se consideró equilibrio para los minerales reactivos como la calcita, dolomita, yeso y ferrihidrita. Además, se trató la degradación de la materia orgánica y la disolución oxidativa de la pirita desde un punto de vista cinético

Heterogeneous subsidence and paleogeographic elements in an extensional setting revealed through the correlation of a storm deposit unit (Aptian, E Spain)

Durante el Aptiense, en la Subcuenca de Las Parras (NW Cuenca del Maestrazgo) se depositó una unidad siliciclástica en un contexto tectónico extensional. Esta unidad se ha dividido en cuatro secuencias granocrecientes, de las cuales se analiza en detalle la tercera (S3) ya que presenta un alto potencial de correlación lateral. El análisis sedimentológico de la secuencia S3 ha permitido interpretar una evolución vertical de shoreface inferior con procesos de tormenta, a shoreface superior; también ha permitido correlacionar esta secuencia entre dos sectores de la subcuenca que presentan un desarrollo litológico considerablemente diferente. El techo de la secuencia S3 es una superfi cie erosiva menor con valor cronoestratigráfi co y se ha utilizado como datum de correlación para el análisis de la unidad siliciclástica. Las variaciones laterales de facies de la secuencia S3 permiten interpretar la proximidad de un sistema de descarga siliciclástico hacia el sureste, y se propone una zona de intersección de fallas normales, próxima al sector suroriental de la zona estudiada, como un elemento paleoestructural favorable para la entrada de un sistema de drenaje en la cuenca. En el sector suroriental, por encima del datum de correlación, la secuencia S4 presenta un desarrollo muy reducido debido a la ausencia de su parte inferior; esto ha permitido interpretar la presencia de una discontinuidad local intra-S4. Esta discontinuidad local se correlaciona con otra reconocida en el sector noroccidental. Debido a las diferencias de espesor y al grado de desarrollo de la discontinuidad intra-S4 se deduce que la historia de subsidencia de diferentes bloques de la cuenca no es exactamente la misma. Esta discontinuidad intra-S4 podría tener interés regional ya que separa sedimentos dominantemente siliciclásticos de sedimentos carbonatados y podría indicar una modifi cación importante del sistema sedimentario. Para uno de los bloques estudiados, las variaciones espaciales de espesor para cada secuencia podrían representar un desarrollo de la subsidencia alternando periodos con subsidencia diferencial atenuada y periodos con subsidencia diferencial acentuada, que pueden estar relacionados con la dinámica extensional

The spatial distribution of Palaeolithic human settlements and its influence on palaeoecological studies: A case from Northern Iberia

The aim of this study is to assess the influence of human site location choice on biogeographical and paleoecological studies based on archaeological remains, through a case study in north-western Spain. Data from an exhaustive literature survey and field trips were managed with GIS and subjected to statistical analyses. The results show that the influence of the different variables shifted through the Palaeolithic, although certain general preferences can be seen: low altitudes (median: 151ma.s.l.), South-facing surfaces, generally gentle slopes (median: 13°) and moderate distances to water courses (median: 297m). These choices were conditioned by geomorphological factors, with LGM glacier extent imposing an upper limit in the range of occupied altitudes and marine and fluvial terraces conditioning site location patterns. The results suggest that human site location patterns during the Palaeolithic were not random, conditioning the information available from archaeological remains. Our results allow us to identify some key areas where information on past faunal distributions, and more generally on biocoenoses, will be scarce or missing. © 2013 Elsevier Ltd.The authors are greatly indebted to Hodei Uzkeda for his help with aspect means and want to thank him emphatically. We are also grateful to the anonymous reviewers, who greatly helped improve our manuscript. This study has been supported by the Spanish National projectCGL2009-08279 and the Asturian regional government through project SV-PA-13-ECOEMP-41.Peer Reviewe

Comparison of speleothem fabrics and microstratigraphic stacking patterns in calcite stalagmites as indicators of paleoenvironmental change

In the necessary task of obtaining high-resolution paleoclimate series from speleothems, the characterization of their internal microstratigraphy is a useful tool for: a) improving geochronology, and b) reaching a more complete knowledge of the speleothem formation and evolution through time and thus obtaining additional paleoenvironmental information. However, the development of standardized methodologies for microstratigraphic characterization is a pending task. In this paper, two different approaches allow construction of microstratigraphic logs for three stalagmites retrieved from two different caves. The logs correspond to vertical variations in speleothem fabrics and in microstratigraphic stacking patterns. The “fabrics logs” essentially provide information about the drip rate (sometimes used as a precipitation proxy) and the regularity or irregularity of each drip in the short-term. The “microstratigraphic stacking patterns logs” can be interpreted to obtain information about the changes in drip rates in the mid- and long-term. The results show a broad correlation between both kinds of logs that supports their validity as paleoenvironmental proxies. Fabrics formed under relatively constant and regular drips (columnar compact, open and elongated) usually constitute aggradational or progradational microstratigraphic stacking patterns. On the other hand, retractional stacking patterns are usually related with fabrics precipitated under more irregular drips (dendritic and columnar microcrystalline). However, this relation is not rigid and the information obtained from the logs is not equivalent, but complementary. The combination of both logs allows reconstruction of the hydrological history for each drip site. As all the obtained information derives directly from the drip conditions, drip effects result to be very important and can, in some cases, overwhelm the paleoclimate information recorded in each stalagmite

Trace Elements in Speleothems as Indicators of Past Climate and Karst Hydrochemistry: A Case Study from Kaite Cave (N Spain

A stalagmite that grew during the Holocene (between 4.9 and 0.9 ka BP) in Kaite Cave (Ojo Guareña Karst Complex, Burgos, N Spain) has been analyzed by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) with the aim of reconstructing secular variations in the hydrochemistry of the karst system, in turn related to changes in the environment outside the cave. LIBS analyses yield significant changes in Mg/Ca and Sr/Ca intensity ratios through the stalagmite, which reveal consistent trends and patterns at decadal to centennial scales. The origin of the observed changes in Mg/Ca and Sr/Ca ratios is discussed in the framework of the cave system and the regional climatic variability, particularly the changes in precipitation

Variations in Trace Elements of Drip Waters in Kaite Cave (N Spain): Significance in Terms of Present and Past Processes in the Karst System

Drip-water chemistry in karstic caves can vary at seasonal to inter-annual scales in response to climatic factors such as temperature, rainfall, and seasonality, which determine changes in the hydrological and hydrochemical processes of the percolating waters in their paths from the atmosphere to the cave. In this paper the characterization of stalagmite forming drip-waters based on long-term (years) time-series data is presented as a key task for understanding the geochemical behavior of a specific system, the Kaite Cave (N Spain). The work focuses on the relationships between rainfall, drip rates, drip-water calcium concentration, and drip-water trace elements amount (e.g., Mg and Sr); as indicators of hydrologic processes defining the karst system and controlling speleothem growth and composition patterns