Modelización de transporte reactivo: aplicación a la dedolomitización

Resumen

Se han utilizado dos modelos numéricos de transporte reactivo para analizar el proceso de dedolomitización: reemplazamiento de dolomita por calcita debido a la infiltración de agua en un estrato dolomítico. Los resultados de sucesivos cálculos en diferentes escenarios se han comparado con observaciones preliminares en las "carniolas" desarrolladas en las dolomías del Triásico de Prades (Tarragona). El modelo basado en la hipótesis de equilibrio local entre el agua y la roca no predice el desarrollo de porosidad asociada al reemplazamiento. En cambio, el modelo basado en leyes cinéticas de disolución y precipitación mineral es capaz de predecir las proporciones de dolomita, calcita y porosidad observadas. El resultado de la modelización mediante leyes cinéticas es sensible a determinados parámetros como la velocidad del flujo, la composición química del agua de recarga y la superficie reactiva de los minerales. El desarrollo del reemplazamiento y porosidad asociada requiere caudales de infiltración superiores a 100 mm/año. El agua debe tener pH neutro a ligeramente alcalino, lejos del equilibrio con la atmósfera y con carbonatos, y concentraciones de calcio un orden de magnitud superior a la media de aguas superficiales, probablemente debido a la disolución de evaporitas. La superficie reactiva de la calcita que precipita se ha estimado a partir de la teoría de la nucleación y crecimiento cristalino. Esta superficie es al menos dos órdenes de magnitud inferior a la de la dolomita, estimada a partir de un modelo geométrico de fracturas. La diferencia entre la superficie reactiva de ambos minerales es un factor clave en el desarrollo de porosidad asociada a la disolución/precipitación. La dedolomitización y generación de porosidad tiene lugar sobre todo en el primer metro de una columna vertical de acuífero, mientras que aguas abajo el reemplazamiento se atenúa y no genera porosidad