Technischer Bericht NTB 91-30

Hydrochemische Synthese Nordschweiz:Buntsandstein-, Prem- und Kristallin-Aquifere

Après la publication de la synthèse hydrochimique des aquifères du Tertiaire et du Malm (NTB 88-07), les résultats du groupe principal des aquifères du Buntsandstein, du Permien et du Crystallin sont présentés dans ce rapport. Les données de base pour cette étude proviennent des forages profonds et du programme régional de la Nagra, ainsi que de sources externes (= «Fremde Analysen», forages à autres intentions, littérature). En plus, des analyses d'eaux des aquifères du Buntsandstein, du Permien et du Crystallin d'Allemagne ainsi que des analyses de lacs salés récents sont prises en considération à des fins de comparaison.

Les analyses hydrochimiques ont permis de distinguer quatre types d'eaux principaux, c'est-à-dire un type hydro­carbonaté calcique et magnésien, un type hydrocarbonaté sodique, un type sulfaté sodique et finalement un type chloruré sodique.

Dans le Buntsandstein et dans les parties supérieures des formations au mur, on a trouvé des eaux du type sulfaté sodique et chloruré sodique. Les eaux souterraines profondes du type sulfaté sodique possèdent des propriétés hydrochimiques spécifiques à cette formation et se distinguent des eaux du même type trouvées dans le socle crystallin. Les eaux souterraines profondes du type chloruré sodique montrent des affinités avec les eaux sulfatées sodiques de cette même formation. A Siblingen, aucune eau typique du Buntsandstein n'a pu être observée, parce qu'à ce site-là, l'eau du Crystallin monte dans le Buntsandstein.

Dans le Rotliegend du fossé permo-carbonifère du nord de la Suisse, des eaux souterraines profondes fortement salées du type chloruré sodique ont pu être détectées. Elles sont caractérisées par des propriétés hydrochimiques typiques de cette formation et se distinguent des eaux du même type trouvées dans le socle crystallin et dans le Buntsandstein. Leur caractère hydrochimique a de fortes ressemblances avec quelques lacs salés récents. Très probablement, les eaux souterraines profondes du Rotliegend contiennent encore des reliques d'eaux connées (ou des précipitations de sels connées dissolues) des saumures continentales permiennes, ou des solutions interstitielles qui sont melangées avec des eaux du cycle hydrologique, mais n'ont pas pu être déplacées complètement par celles-ci durant les dernières 250 Ma. Ces faits indiquent une circulation d'eau extrêmement lente dans les sédiments permiens. Une influence supplémentaire des interactions roche-eau sur la chimie originale de ces eaux ne peut pas être exclue. Une eau souterraine similaire a également été trouvée dans le Rotliegend au nord du fossé permo-carbonifère.

Dans le Crystallin de la Forêt Noire méridionale et du nord du fossé permocarbonifère, un système hydrologique a pu être mis en évidence par une séquence évolutive hydrochimique et des données isotopiques. Cette séquence débute par les jeunes eaux souterraines du type bicarbonaté calcique et magnésien de la Forêt Noire méridionale, est suivie par les eaux souterraines profondes du type bicarbonaté sodique rencontrées à Siblingen, et se termine par les eaux souterraines profondes du type sulfaté sodique trouvées dans la région entre Zurzach et Säckingen, où les eaux atteignent des temps de résidence souterraine de plus de 10 à plusieurs 10 ka.

Dans le Crystallin au-dessous et a côté du fossé permocarbonifère, des eaux souterraines profondes du type chloruré sodique ont été rencontrées, indiquant probablement l'influence du fossé voisin. Pour ces eaux, on observe une séquence de dilution qui passe des eaux chlorurées sodiques du Rotliegend par les eaux chlorurées sodiques du Crystallin aux eaux sulfatées sodiques du Crystallin. Les eaux du Crystallin possèdent probablement des temps de résidence très longs, mais néanmoins moins longs que les eaux du fossé lui-même.

A Säckingen, une séquence de dilution particulière a été rencontrée. On y observe un mélange entre une jeune eau souterraine du type connu du Crystallin de la Forêt Noire méridionale et une eau souterraine profonde évoluée du Crystallin.

Les eaux bicarbonatées sodiques avec du dioxide de carbone magmatique présentent une particularité. Il s'agit d'eaux dont la provenance des composants est égale à celle des autres eaux du Crystallin, mais dont le chimisme original a subi une influence supplémentaire par des quantités élevées de dioxide de carbone magmatique.