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Technical Report NTB 90-24

Chemical and isotopic composition of groundwaters and their seasonal variability at the Osamu Utsumi mine and Morro do Ferro analogue study sites, Poços de Caldas, Brazil

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Während drei Jahren wurden an den zwei Untersuchungsgeländen für natürliche Analoga, der Osamu Utsumi-Uranmine und dem Morro do Ferro Thorium/Seltene Erden-Lager von Poços de Caldas, Brasilien, Grundwasser- und teilweise auch Oberflächenwasserproben entnommen. Diese Proben wurden auf ihren Gehalt an Hauptbestandteilen, verschiedenen Spurenelementen, Tritium, Deuterium und 18O untersucht. Ziel dieser Untersuchungen war es, hydrochemische Daten für Modellierverfahren, wie sie im Rahmen natürlicher Analogstudien definiert werden, bereitzustellen. Die Grundwasserproben sind vom Typ K-Fe-SO4, und damit von höchst ungewöhnlicher Zusammensetzung im Hinblick auf die Verwitterung eines hydrothermal veränderten, mineralisierten Komplexes von vulkanischen bis sub-vulkanischen Phonoliten.

Eine Auswahl von Lösungsparametern wie (Fe[II], Fe[total), SO4, pH, Eh, Alkalinität, F und U) wurden verfolgt, um Aufschluss über ihr saisonal bedingtes Verhalten zu erlangen. Saisonale Verhaltensmuster waren nur aus den Daten von oberflächennahem Grundwasser ersichtlich; dagegen zeigt das Tiefengrundwasser aus der tiefstgelegenen ProbensteIle eine kontinuierliche Zunahme an gelösten Feststoffen und deutet damit auf eine wachsende Ausbreitungszone von Grundwasser, das durch Pyritoxidation verändert aber membralisiert wurde. Tritium-, Deuterium- und 18O-Messungen zeigen, dass alle Grundwässer meteorischen Ursprungs sind und unbedeutend beeinflusst werden durch Verdunstung oder durch Wasser/Gesteins-Wechselwirkungen. Grundwässer an beiden Untersuchungsstellen lassen auf Infiltration vor weniger als ungefähr 35 Jahren schliessen, während Tiefengrundwässer unter 1 TU liegen, aber in den meisten Fällen noch nachweisbare Spuren von Tritium enthalten. Diese Tiefengrundwässer sind wahrscheinlich 35 – 60 oder mehr Jahre alt und resultieren meist aus einer Mischung von jüngerem mit älterem Grundwasser und/oder weisen auf den Einfluss von unterirdisch produziertem Tritium hin.

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