Hydrogeological characterization of the aquifers of the Salitre region through stable isotopes (δD and δ 180) and geochemistry

Abstract

Abstract

The important aquifers of the Salitre basin are encompassed within the geological framework of the metasedimentary rocks of the Chapada Diamantina Group and in the carbonate rocks of the Una Group and Caatinga Formation. For fifty five water samples from carbonate aquifers, δD values varied from −43‰ to −10‰, and δ ¹⁸O values from −5.9‰ to −3.3‰, with high concentrations of dissolved total salts. The variability allowed us to discern three process of salinization: i) samples with more negative isotope values are produced primarily by transpiration and/or dissolution in the evaporitic rocks; ii) samples with less negative isotopic values indicate that evaporation is predominant; and iii) samples from metasedimentary aquifers, with low concentrations of dissolved total salts and δD values ranging from −36‰ to −20‰ and δ ¹⁸O values from −5.4‰ to −3.5‰ indicated low evaporation. The piezometric map indicated that the groundwater flow flux is from both the east and west towards the center of the basin and that the general direction of surface water flux is from south to north, where the water level is closer to the surface.

Keywords: Carbonate rocks, semiarid region, hydrochemistry, stable isotopes, karst aquifer.

Caracterização hidrogeológica da bacia do rio Salitre por meio de isótopos estáveis (δD and δ 18o) e geoquímica

Resumo

Os aquíferos importantes da bacia do Salitre estão abrangidos dentro do arcabouço geológico metassedimentares do Grupo Chapada Diamantina e nas rochas carbonáticas do Grupo Una e da Formação Caatinga. Para cinquenta e cinco amostras de água dos aquíferos carbonatados, os valores de δD variaram de −43 ‰ a −10 ‰ e os valores de δ ¹⁸O de −5,9 ‰ a −3,3 ‰, com altas concentrações de sais totais dissolvidos. A variabilidade indica três processos de salinização: i) amostras com mais valores de isótopos negativos são produzidas primariamente por transpiração e/ou dissolução nas rochas evaporíticas; ii) amostras com menos valores isotópicos negativos indicam que a evaporação é predominante; e iii) amostras de aquíferos metassedimentares, com baixas concentrações de sais totais dissolvidos e valores de D variando de −36 ‰ a −20 ‰ e valores de δ ¹⁸O de −5,4 ‰ a −3,5 ‰ indicaram pouca evaporação. O mapa piezométrico indicou que o fluxo subterrâneo é tanto do Leste quanto do oeste em direção ao centro da bacia e que a direção geral do fluxo de superfície é do sul para o norte, onde o nível freático está mais próximo da superfície.

Palavras-chave: Rochas carbonáticas, região semiárida, hidroquímica, isótopos estáveis, aquíferos cársticos.