Hidroquímica de ríos de montaña (Sierras de Córdoba, Argentina): elementos mayoritarios disueltos.

Autores/as

  • Karina L. Lecomte Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra / Centro de Investigaciones Geoquímicas y de Procesos de la Superficie (CICTERRA/CIGeS) CONICET/Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield 1611, X5016CGA, Córdoba. Argentina.
  • M. Gabriela García Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra / Centro de Investigaciones Geoquímicas y de Procesos de la Superficie (CICTERRA/CIGeS) CONICET/Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield 1611, X5016CGA, Córdoba. Argentina.
  • Stella M. Fórmica Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra / Centro de Investigaciones Geoquímicas y de Procesos de la Superficie (CICTERRA/CIGeS) CONICET/Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield 1611, X5016CGA, Córdoba. Argentina.
  • Pedro J. Depetris Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra / Centro de Investigaciones Geoquímicas y de Procesos de la Superficie (CICTERRA/CIGeS) CONICET/Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield 1611, X5016CGA, Córdoba. Argentina.

Resumen

Las Sierras Pampeanas de Córdoba constituyen un sitio importante para el estudio de sistemas hídricos por su importancia socio-económico-cultural. Allí se originan redes de drenajes muy importantes que proveen agua potable a la población del este y del oeste de las sierras. Litológicamente el área de estudio está representada por granitoides del Batolito de Achala (cuenca alta y media), y por gneises y sedimentos modernos aguas abajo. El clima es semiárido con precipitaciones medias anuales de ~750 mm. La clasificación geoquímica de los ríos y arroyos estudiados indica que, en general, son aguas diluidas y bicarbonatadas-mixtas a sódico-potásicas, con algunos ejemplos sin especie iónica dominante. El origen de los solutos está controlado por dos factores principales: las precipitaciones y la incipiente meteorización. La señal química de las precipitaciones prevalece en las cabeceras de los ríos, lo cual es notorio al analizar las señales de iones tales como Ca2+ y Cl-. El resto de los iones evidencian un aumento en las concentraciones en arroyos y vertientes de altura. La variación estacional de las precipitaciones ejerce un control principalmente sobre los elementos mayoritarios, cuyas concentraciones se diluyen en épocas húmedas y se incrementan durante el período seco, bajo condiciones de caudal de base. La dinámica de los iones mayoritarios se basa en los procesos geoquímicos que controlan el transporte de los mismos. Espacialmente se verifica un aumento en sus concentraciones (en especial del Ca2+) aguas abajo al igual que en el resto de los parámetros físico-químicos provenientes de la meteorización congruente e incongruente de los minerales presentes en el área de estudio. El modelo geoquímico propuesto (PHREEQC) para estos sistemas en particular evidencia que los principales procesos que explican la evolución química del agua en esta cuenca son la disolución y/o hidrólisis de minerales primarios presentes en las rocas aflorantes, tales como muscovita, oligoclasa, calcita, biotita y yeso y la formación de minerales secundarios tales como illita y caolinita. Para que se produzca esta meteorización química se consumen 4.10-3 moles de CO2 por litro de agua. Debido a la homogeneidad litológica y climática de las zonas serranas de la región de las Sierras Pampeanas, los resultados de este trabajo pueden ser extrapolados a la mayoría de los sistemas hídricos de la región, además de contribuir al conocimiento de la geoquímica de elementos mayoritarios en sistemas hídricos de alta montaña de otras regiones graníticas en el mundo.

Citas

Becker, A., 2005. Runoff processes in mountain headwater catchments: recent understanding and research challenges. En U.M. Huber (Ed.), Global Change and Mountain Regions. Springer: 283-295. Berlín.

Berner, R.A., A.C. Lasaga y R.M. Garrels, 1983. The carbonate- silicate geochemical cycle and its effect on atmospheric carbon dioxide over the past 100 millon years. American Journal of Science 284:641-683.

Brown, D.J., K. McSweeney y P.A. Helmke, 2004. Statistical, geochemical, and morphological analyses of stone line formation in Uganda. Geomorphology 62:217-237.

Capitanelli, R.G., 1979. Geomorfología. En J.B. Vasquez, R.A. Miatello y M.E. Roqué (Eds.), Geografía Física de Córdoba. Ed. Boldt: 213-296. Córdoba, Argentina.

Dai, Z. y J. Samper, 2006. Inverse modeling of water flow and multicomponent reactive transport in coastal aquifer systems. Journal of Hydrology 327:447-461.

Demange, M., J.O. Álvarez, L. López y J.J. Zarco, 1996. The Achala Batholith (Córdoba, Argentina): a composite intrusion made of five independent magmatic suites. Magmatic evolution and deuterical alteration. Journal of South American Earth Sciences 9(1-2):11-25.

Dorais, M.J., R. Lira, Y. Chen y D. Tingey, 1997. Origin of biotite-apatite-rich enclaves, Achala Batholith, Argentina. Contributions to Mineralogy and Petrology 130:31-46.

Drever, J.I., 1997. The Geochemistry of Natural Waters. Surface and Groundwater Environments, 2a Edición, Prentice Hall, New Jersey, 436 pp.

Drever, J.I. y J. Zobrist, 1992. Chemical weathering of silicate rocks as a function of elevation in the southern Swiss Alps. Geochimica et Cosmochimica Acta 56:3209-3216.

Dupré, B., C. Dessert, P. Oliva, Y. Goddéris, L.F. Viers, R. Millot y J. Gaillardet, 2003. Rivers, chemical weathering and Earth’s climate. C.R. Geoscience 335:1141-1160.

Eary, L.E., D.D. Runnels y K.J. Esposito, 2003. Geochemical control on ground water composition at the Cripple Creek Mining Dis- trict, Cripple Creek, Colorado. Applied Geochemistry 18:1-24.

Galliski, M.A., 1994. La Provincia Pegmatítica Pampeana. II: andesitic terrains, Dominica, Lesser Antilles. Geochimica et Cosmochimica Acta 74:85-103.

Gupta, H., G.J. Chakrapani, K. Selvaraj y S.J. Kao, 2011. The fluvial geochemistry, contributions of silicate, carbonate and saline–alkaline components to chemical weathering flux and controlling parameters: Narmada River (Deccan Traps), India. Geochimica et Cosmochimica Acta 75:800-824.

Henck, A.C., K.W. Huntington, J.O. Stone, D.R. Montgomery y B. Hallet, 2011. Spatial controls on erosion in the Three Rivers Region, southeastern Tibet and southwestern China. Earth and Planetary Science Letters 303:71-83.

Horton, R.E., 1945. Erosional Development of Streams and their Drainage Basins. Hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of American Bulletin 56:275- 370.

Hren, M.T., C.P. Chamberlain, G.E. Hilley, P.M. Blisniuk y B. Bookhagen, 2007. Major ion chemistry of the Yarlung Tsangpo– Brahmaputra river: Chemical weathering, erosion, and CO2 consumption in the southern Tibetan plateau and eastern syntaxis of the Himalaya. Geochimica et Cosmochimica Acta 71:2907-2935.

Jacobson, A.D., J.D. Blum, C.P. Chamberlain, D. Craw y P.O. Koons, 2003. Climatic and tectonic controls on chemical weathering in the New Zealand Southern Alps. Geochimica et Cosmochimica Acta 67(1):29-46.

Jarrett, R.D., 1992. Hydraulics of Mountain Rivers. En B.C. Yen (Ed.), Channel Flow Resistance: Centennial of Manning’s Formula. Water Resource Publication: 287-298. Littleton.

Kirschbaum, A., E. Martinez, G. Pettinari y S. Herrero, 2005. Weathering profiles in granites, Sierra Norte (Córdoba, Argentina). Journal of South American Earth Sciences 19:479- 493.

Lecomte, K.L., 2006. Control Geomorfológico en la Geoquímica de los ríos de Montaña, Sierras Pampeanas, Provincia de Córdoba, Argentina. Tesis Doctoral. CIGeS. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina, 312 pp. (inédito).

Lecomte, K.L., M.G. García y P.J. Depetris, 2005a. Fraccionamiento de los elementos químicos entre la fase soluble (<0,22 µm) y coloidal (comprendida entre 0,22 y 0,45 µm) en aguas de ríos de las sierras de Córdoba, Argentina. XVI Congreso Geológico Argentino, Tomo III: 737-744. La Plata.

Lecomte, K.L., A.I. Pasquini y P.J. Depetris, 2005b. Mineral Weathering in a Semiarid Mountain River: Its assessment through PHREEQC inverse modeling. Aquatic Geochemistry 11:173-194.

Lecomte, K.L., J.P. Milana, S.M. Formica y P.J. Depetris, 2008. Hydrochemical appraisal of ice- and rock-glacier meltwater in the hyperarid Agua Negra drainage basin, Andes of Argentina. Hydrological Processes. 22(13): 2180-2195.

Lecomte, K.L., M.G. García, S.M. Formica y P.J. Depetris, 2009. Influence of geomorphological variables on mountainous stream water chemistry (Sierras Pampeanas de Córdoba, Argentina). Geomorphology 110:195-202.

Leybourne, M.I. y W.D. Goodfellow, 2010. Geochemistry of surface waters associated with an undisturbed Zn-Pb massive sulfide deposit: Water–rock reactions, solute sources and the role of trace carbonate. Chemical Geology 279:40-54.

Lira, R. y A.M. Kirschbaum, 1990. Geochemical evolution of granites from Achala Batholith of the Sierras Pampeanas, Argentina. Geological Society of America, Special Paper 241:67-75.

McLennan, S.M., 2001. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust. Geochemistry Geophysics and Geosystems: Trabajo número 2000GC000109.

Millot, R., J. Gaillardet, B. Dupré y C.J. Allègre, 2003. Northern latitude chemical weathering rates: Clues from the Mackenzie River Basin, Canada. Geochimica et Cosmochimica Acta 67:1305-1329.

Nédeltcheva, T.H., C. Piedallu, J.C. Gégout, J.M. Stussi, J.P. Boudot, N. Angeli y E. Dambrine, 2006. Influence of granite mineralogy, rainfall, vegetation and relief on stream water chemistry (Vosges Mountains, north-eastern France). Chemical Geology 231:1-15.

Oliva, P., J. Viers y B. Dupré, 2003. Chemical weathering in granitic environments. Chemical Geology 202:225-256.

Oliva, P., B. Dupré, F. Martin y J. Viers, 2004. The role of trace minerals in chemical weathering in high-elevation granitic watershed (Estibère, France): Chemical and mineralogical evidence. Geochimica et Cosmochimica Acta 68:2223-2244.

Ollivier, P., B. Hamelin y O. Radakovitch, 2010. Seasonal variations of physical and chemical erosion: A three-year survey of the Rhone River (France). Geochimica et Cosmochimica Acta 74:907-927.

Parkhurst, D.L. y C.A. Apello, 1999. User´s guide to PHREEQC (versión 2) – a computer code program for speciation, bath- reaction, one- dimensional transport and inverse geochemical calculations. United States Geological Survey Water Resource Investigations, Report 99-4259.

Pasquini, A.I., L.B. Grosso, A.P. Mangeud y P.J. Depetris, 2002. Geoquímica de ríos de montaña en las Sierras Pampeanas: I. Vertientes y arroyos del Batolito de Achala, provincia de Córdoba, Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 57:437-444.

Pasquini, A.I., K.L. Lecomte y P.J. Depetris, 2004. Geoquímica de ríos de montaña en las Sierras pampeanas: II. El río Los Reartes, Sierra de Comechingones, provincia de Córdoba, Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 59:129-140.

Petelet-Giraud, E. y P. Negrel, 2007. Geochemical flood deconvo- lution in a Mediterranean catchment (Hérault, France) by Sr isotopes, major and trace elements. Journal of Hydrology 337:224-241.

Piper, A.M., 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analyses. American Geophysical Union Transactions 25:914-923.

Price, J.R. y M.A. Velbel, 2003. Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks. Chemical Geology 202:397- 416.

Rapela, C.W., 1982. Aspectos geoquímicos y petrológicos del Batolito de Achala, provincia de Córdoba. Revista de la Asociación Geológica Argentina 37:314-330.

Rapela, C.W., E.G. Baldo, R.J. Pankhurst y C.M. Fanning, 2008. The Devonian Achala batholith of the Sierras Pampeanas: F-rich, aluminous A-types granites. VI South American Symposium on Isotope Geology, CD-ROM, extended abstract: 53. San Carlos de Bariloche, Argentina.

Raymo, M.E. y W.F. Ruddiman, 1992. Tectonic forcing of Late Cenozoic climate. Nature 359:117-122.

Sharif, M.U., R.K. Davis, K.F. Steele, B. Kim, T.M. Kresse y J.A. Fazio, 2008. Inverse geochemical modeling of groundwater evolution with emphasis on arsenic in the Mississippi River Valley alluvial aquifer, Arkansas (USA). Journal of Hydrology 350:41-55.

Stallard, R.F. y J.M. Edmond, 1983. Geochemistry of the Amazon 2. The influence of geology and weathering environment on the dissolved load. Journal of Geophysical Research 88:9671- 9688.

Strahler, A.N., 1987. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. Section 4-II of Handbooks of Applied Hydrology, Mc Graw-Hill Book Co. New York, 585 pp.

Uliana, M.M. y J.M. Sharp, 2001. Tracing regional flow paths to major springs in Trans-Pecos Texas using geochemical data and geochemical models. Chemical Geology 179:53-72.

Wohl, E., 2000. Mountain Rivers. Water Resources Monograph 14. American Geophysical Union, Washington, D.C., 320 pp.

Wolff-Boenisch, D., E.J. Gabet, D.W. Burbank, H. Langner y J. Putkonen, 2009. Spatial variations in chemical weathering and CO2 consumption in Nepalese High Himalayan catchments during the monsoon season. Geochimica et Cosmochimica Acta 73:3148-3170.

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Publicado

2021-03-31

Cómo citar

Lecomte, K. L. ., García, M. G. ., Fórmica , S. M. ., & Depetris, P. J. . (2021). Hidroquímica de ríos de montaña (Sierras de Córdoba, Argentina): elementos mayoritarios disueltos. Latin American Journal of Sedimentology and Basin Analysis, 24(2), 43-62. Recuperado a partir de https://lajsba.sedimentologia.org.ar/index.php/lajsba/article/view/166

Número

Sección

Trabajos de investigación