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Titre	Origin and geochemistry of saline spring waters in the Athabasca Oil Sands region, Alberta, Canada
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Auteur	Gue, A; Mayer, B; Grasby, S E
Source	Applied Geochemistry; Applied Geochemistry vol. 61, 2015 p. 132-145, https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2015.05.015 Accès ouvert
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Année	2015
Séries alt.	Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20140367
Éditeur	Elsevier BV
Document	publication en série
Lang.	anglais
DOI	https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2015.05.015
Media	papier; en ligne; numérique
Formats	pdf
Province	Alberta
SNRC	74E
Région	Athabasca
Lat/Long OENS	-112.0000 -110.0000 58.0000 57.0000
Sujets	géochimie des eaux souterraines; pollution de l'eau souterraine; ressources en eau souterraine; sources salées; géochimie des sources thermales; sources thermales; carbonates; évaporites; isotopes d'oxygène; datation au radiocarbone; datations au tritium; sulfate; strontium; méthane; géologie de l'environnement; combustibles fossiles; hydrogéologie; Dévonien
Illustrations	cartes de localisation; graphiques; croquis cartographiques; tableaux
Programme	Les géosciences pour les sources d'énergie du futur
Diffusé	2015 10 01
Résumé	(disponible en anglais seulement) Large-scale industrial development in the Athabasca oil sands region (AOSR) in northeastern Alberta (Canada) area has inspired efforts to distinguish between natural and anthropogenic effects on water quality of the Athabasca River and its tributaries. Naturally saline groundwaters of Na-Cl water type are known to discharge in some locations throughout the AOSR into river systems. In this study, the geochemistry of saline spring waters discharging from Devonian carbonate rocks into the Athabasca and Clearwater rivers was characterized using a comprehensive suite of analytical parameters including concentrations of major ions, trace elements, dissolved gases, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). In addition, stable isotope analyses of H2O, SO4, dissolved inorganic carbon (DIC), Sr, and CH4 were used to trace the sources of spring waters and their dissolved solutes, and to identify subsurface processes affecting water chemistry. The spring waters had d18O values as low as -23.5¿, suggesting they are composed of up to 75% Laurentide glacial meltwater. This interpretation is supported by tritium and radiocarbon age-dating results, which revealed that the median age of the saline groundwaters ranged from 24,300 to 25,700 years before present. The high salinty of the spring waters (TDS 7,120 to 51,800 mg/L) was explained by dissolution of Devonian evaporite and carbonate deposits in the subsurface. Spring waters were affected by bacterial (dissimilatory) sulfate reduction, methanogenesis, and methane oxidation. Trace elements were present in spring waters at varying concentrations, with only one spring containing several predominant oil sands metals (As, Fe, Mo, Ni, Se, Zn) suggesting bitumen as a source. Five springs contained elements (Al, As, B, Fe, Se) at concentrations exceeding water quality guidelines for the protection of aquatic life. Seven PAHs were detected in spring waters (total PAH concentrations ranged from 7.3 to 273.6 ng/L), but most springs contained a maximum of two PAHs (phenanthrene and naphthalene), with more PAHs being detected in springs along the Athabasca River. This geochemical characterization of the saline groundwater discharging from the Devonian carbonates underlying oil sands deposits contributes to the knowledge of baseline groundwater chemistry in the AOSR which is of critical importance as the question of environmental effects of oil sands development in the AOSR continues to be explored.
Sommaire	(Résumé en langage clair et simple, non publié) L'apport naturel de l'eau souterraine saline dans les rivières de la Région des sables bitumineux de l'Alberta (RSBA) est peu documenté, mais il pourrait expliquer en partie la présence des matières dissoutes qui ont antérieurement été associées à l'activité humaine. La présente étude fournit une caractérisation géochimique exhaustive des sources d'eau souterraine saline dans la région. On a conclu que les sels provenaient de la dissolution du carbonate et des évaporites trouvées sous les gisements de sables bitumineux. De plus, de faibles concentrations de métaux-traces et de HAP ont été découvertes. La datation indique que l'âge médian de l'eau souterraine saline serait de 24 300 à 25 700 ans avant aujourd'hui, ce qui signifie que les eaux ont créé les conditions naturelles qui existaient avant le début des travaux d'exploitation. Cette caractérisation géochimique des sources d'eau souterraine saline permet d'approfondir les connaissances des conditions naturelles de base de l'apport des eaux souterraines dans la rivière Athabasca et ses affluents, et nous aide à combler des lacunes clés au chapitre des connaissances de la RSBA. Ce projet était une activité conjointe des scientifiques d'Environnement Canada, de RNCan et de l'Université de Calgary.
GEOSCAN ID	295660