ModelaciÃ³n del transporte reactivo en los yacimientos de ... - UPC

UPC 

MODELACIÓN DEL 

TRANSPORTE REACTIVO EN LOS 

YACIMIENTOS DE URANIO DE LA 

CUENCA DE FRANCEVILLE 

(Oklo-Okélobondo, Gabón) 

Joaquín Salas Navarro

¿Qué es Oklo? 

Oklo (Gabón) yacimiento U: 

*sedimentario 

*edad Proterozoico inf. 

Gabón 

Únicos paleorreactones 

nucleares naturales 

Ecuador 

Port Gentil 

300 km 

Libreville 

Oklo 

Franceville 

12º49'E 13º12'E 13º35'E 

Lastourville 

N 

Macizo 

de 

Chaillu 

10 km 

Boyindzi 

Mounana 

identificados en el Mundo (2·10 9 a) 

producto desencadenamiento reacciones fisión nuclear 

Sedim entos post-FA 

Formación FA (> 500 m) 

Zócalo arcaico 

Diques de dolerita 

Fallas 

OKLO 

Kiene 

Bangombé 

Mikouloungou 

Franceville 

1º00' 

S 

1º19'S 

1º38'S

¿Qué es Oklo? 

15 

1 

2 6 

34 - 5 

N 

1-2Oklo 

3-6 

7-9 

13 

W-E 

350 m 

7-9 

100 m 

10,16,OK 84b 

13 

16 

10-11 

FB: niveles arenoso-dolomíticos 

FB: pelitasnegras 

FA, serie C1 y reactores 

FA: areniscasy conglomerados 

Zócalo plutónico 

50 

300 

300 m 

100 

OK 84b 

Arenisca mineralizada 

Diquedolerita 

Reactor aflorante 

Reactor subterráneo 

Talud 

Derrubios 

100 

ProfundidadFA-FB 

16 paleorreactores 

*a cielo abierto (explotados excepto reactor 2) 

*galerías de prospección

Motivación y objetivos de la tesis 

Conservación y preservación de productos fisiogénicos 

Amb. hidrogeológico favorable: estanqueidad depósito 

Paleorreactores: análogos naturales 

*Objetivos: 

1) Mecanismos hidrogeológicos movilización U 

(a) formación del yacimiento 

(b) alteración actual paleorreactor de Okélobondo 

2) Comprobar funcionamiento instrumentos simulación numérica

Contenido 

1º Contexto geológico. Hipótesis bibliografía 

2º Modelación paleoflujo 2D 

-descartar hipótesis 

3º Modelación paleoflujo 3D 

-escenarios hidrogeológicos 

4º Modelación transporte reactivo 

-mecanismos geoquímicos y observaciones 

5º Oxidación paleorreactor Okélobondo 

- modelación transporte reactivo y validación

Contexto geológico de los yacimientos 

de uranio de la cuenca de Franceville

FE 

FD 

FC 

Zona móvil de Ogooué 

50 km 

Booué 

Plateau des 

Abeilles 

Macizo de 

Chaillu 

Estratigrafía y estructura 

Lastourville 

Oklo 

Serie Franceviliense 

Cuencas hundimiento FA-FB 

Okondja 

Franceville 

N 

Cuenca de 

Okondja 

Cuencas de Franceville 

-Lastoursville 

100 m 

W-E 

FB 2 

FB 1 

FB: pelitas negras 

Mineralización-reactores 

FA 


FA 

Arcaico 

U 

Dolomías 

Pelitas reductoras 

Areniscas 

5 km 

Oklo 

Zócalo 

Mounana 

Magna

Mineralización 

*Arenisca mineralizada típica (2.41·10 4 tm): 

0.1-1% U 

silificada y hematítica 

matriz: illita, clorita y sulfuros 

*Oklo (1.73·10 4 tm): 

15% U: hidrofracturación 

mat. org., calcita, sulfuros y uraninita 

600 micras 

FA 

FB 

1m 

*Paleorreactores: 

20-80% U 

ganga arcillosa desilificada 

trazas el. fisiogén. y min. accesorios

Ideas previas. Hipótesis (1) 

Bibliografía 

W-E 

a) No acuerdo: 

-datación relativa 

-mecanismos advectivos 

-fuente primaria U 

1 km 

? 

b) Acuerdo modelo geoquímico conceptual: 

-solución oxidante transporta U(VI) 

-interacción medio reductor: U(VI)= U(IV)


Mineralización en: 

1) arenisca mineralizada silificada y fracturada 

2) presencia hidrocarburos 

3) frentes redox no mineralizados 

Indica evento posterior a: 

1) Fase diagenética silícica y etapa tectónica 

2) Maduración mat. orgánica 

3) Oxigenación atmosférica


Fuente del U 

a) uranotoritas FA descartadas 

b) mat. volcánico series superiores (poco probable) 

c) zócalo plutónico (se evaluará) 

d) dep. uraninita detrítica 

Balance de masas: sist. convectivo 

Solubilidad uraninita: [U] max =10 -6 -10 -7 mol·L -1 

Otros dep. uraníferos: t min = 10 5 a 

|q| v min. zona yacimiento: 

4·10 -7 m3·m-2·s-1

Recapitulación: historia geológica 

Tiempo 

(·10 9 a) B.P. 

2.30-2.00 Sedimentación Franceviliense 

2.20-2.10 Oxigenación atmosférico ? 

2.10 Diagénesis silícica 

2.05 Máximo hundimiento cuenca 

Fase tectónica 1. Denudación 

Formación del yacimiento 

1.97-1.95 Reacciones fisión 

Actualidad 

Explotación y oxidación de la mineralización

Modelación 2D del paleoflujo regional

Objetivos 

1.-Analizar hipótesis 

(modelo de flujo compatible y cuantit. suficiente) 

2.-Comparar flujo diferentes sistemas advectivos 

a) convección térmica natural (CODE_BRIGHT) 

b) consolidación sedimentos (BASIN) 

c) conv. forzado gradiente topográfico (CODE_BRIGHT)

Convec. térm. natural: modelo conceptual 

WSW-ENE 

Reg. sedimentación marina 

Máximo hundimiento cuenca 

4000 m 

5 km 

FB 

FA 

Falla 

Yacimiento 

Gradiente geotérmico: 

0.04ºC·m -1 

FB-pelitas 

Hidrocarburos 

Mineralización de uranio 

FA: areniscas y pelitas 

FA: conglomerados basales 

Dep. detríticos 

uraninita basales 

3 

2 

FB 4 

FA 

WSW-ENE 

1 6 

1000 m 

5 

Parámetros hidrológicos: 

a) bibliografía cuencas profundas 

b) afloramientos litologías francevilienses

Convección térmica natural: resultados 

Profundidad (m) 


20 

40 

0 

2000 

4000 

0 

2000 

4000 

60 

WSW-ENE 

Ra=41 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

80 

100 

T (ºC) 

120 

140 

160 

180 

Distancia (km) 

Ra=72 

|q| (m 3 ·m -2 ·s -1 ) 

|q| (m 3 ·m -2 ·s -1 ) FA-FB 

1E-7 

1E-8 

1E-9 

1E-10 

1E-11 

6E-9 

5E-9 

4E-9 

3E-9 

2E-9 

1E-9 

10 

40 

(+) (-) (+) (-) (+) 

Ra=41 

Ra 

Ra=72 

Máximo FA 

Promedio FA 

1 1' 

Promedio series superiores 

50 60 70 80 

Ra=60 

Ra=50 

12 14 16 18 20 


Flujo claramente insuficiente (muy elevadas K para FA y FB)

Convec. térmica natural: resultados fallas 

3-4·10 -8 m 3·m -2·s -1 con cierta independencia K fm basales 

1E-7 

Máximo falla 

WSW-ENE 


0 

1000 

2000 

3000 

4000 

|q| (m 3·m -2·s -1 ) 

1E-7 

1E-8 

1E-9 

1E-10 

FB2 1E-11 

FB1 

FA 

FA-FB interfase 

Ra=23 

|q| (m 3·m -2·s -1 ) 

1E-8 

1E-9 

1E-10 

1E-11 

20 

Promedio series superiores 

Promedio FA sist. con falla 

30 40 

50 

Ra 

60 70 80 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 


20 

40 

60 

80 

100 

120 

140 

160 

180 

T (ºC) 

Máximo flujo obtenido 1 orden magnitud inferior Oklo

Convección forzada gradiente topográfico (1) 


Chaillu 

WSW-ENE 

C. de Franceville 

Lastoursville 

Mole de 

Ondili-Dambi 

Cuenca de Okondja 

Macizo del 

N Gabón 

20 km 

Depósitos volcánicos submarinos 

Fm. sedimentaria post FA 

Fm. FA 


Convección serie sedimentaria 

Topografía variable 

Cota (m) 

0 

-2000 

-4000 

-6000 

FC-FD-FE 

FB 

FA 


Convección zócalo plutónico 

Topografía variable, papel fallas 

Cota (m) 

2000 

0 

-2000 

-4000 

-6000 


Macizo de Chaillu 

FE 

FD 

FB 

FA 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 


-8000 

Yacimiento 

Fallas 

0 10 20 30 4 0 50 

Distancia (km)


-Origen U: dep. basales FA 


-2000 

-4000 

-6000 

+1200 m 

+550 m 

0 

WSW-ENE 

+1200 m 

0 20 40 60 80 


-Flujo suficiente zona yacimiento: 

a) grad. topográfico hacia el E 

b)> 0.1095 m·m -1 

+2700 m 

25 

75 

100 

120 

140 

160 

180 

200 

220 

240 

260 

280 

300 

320 

T (ºC) 


0 

-1000 

-2000 

-3000 

-4000 

-5000 

-6000 

FE 

FC-FD 

FB 2 

FB 1 

FA 

zócalo 

1E-10 

1E-8 

1E-11 1E-9 1E-7 

|q| (m 3·m-2·s-1 ) 

*No grad. topog. hacia E 

infiltración a través FD y FB 1 !!!!!!


4000 

2000 

WSW-ENE 

25 

50 

Cota (m) 

0 

-2000 

100 

150 

200 

250 

T (ºC) 

Flujo zócalo insuficiente 

(10 -9 m 3·m -2·s -1 ) 

-4000 

-6000 

300 

350 

400 

Poca sensibilidad grad. topog. 

Descarga límite fm superiores 

450 

-8000 

0 5 10 15 20 25 30 35 


1E-7 

500 

Flujo fallas suficiente 

(10 -7 m 3·m -2·s -1 ) 

Incompatibilidad geoquímica 

|q| (m 3·m -2·s -1 ) 

1E-8 

1E-9 

1E-10 

1E-11 

-2200 

Cota (m) 

-3300 

-5600 

0 5 10 

15 20 25 30 35 

Distancia (km)

Flujo por consolidación 

BASIN (Bitzer, 1996,1997) 

5.0 km 

q v yacimiento=3·10 -10 m3·m-2·s-1 

3 órdenes mag. inferior q Oklo 

despreciable frente conv. grad. topog. 

Hundimiento cuenca: 

invasión fluidos reductores FB hacia techo FA 

(creación frentes redox sin anomalías uraníferas)

Conclusiones (1) 

1.- Flujo conv. termica natural 

grad. topog. zócalo 

consolidación sedimentos 

2.- Flujo conv. Grad. topográfico 

litologías sedimentarias 

Insuficientes 

(10 5 años) 

Incompatible 

paleogeografía 

geoquímica 

3.- Fallas concentradoras del flujo local


12º49'E 13º12'E 13º35'E 

Lastoursville 

N 

Macizo 

de 

Chaillu 

25 km 

Oklo 

post-FA 

FA (>500 m) 

Franceville 

1º00'S 

1º19'S 

1º38'S 

Evidencias: 

a) oxidación base FA Lastoursville 

b) frentes redox Oklo 

c) arenisca reducida Franceville 

Flujo regional NW-SE!!! 

Estr. geológicas distribución flujo 

Análisis 3D

Modelación 3D del paleoflujo regional

Objetivos 

1.-Construir modelo numérico acuífero basal 

2.-Identificar escenarios hidrogeológicos 

3.-Estudiar influencia estructuras geológicas 

(sedimentológicas, estratigráficas y tectónicas)

2000 m 

Falla Yeye-Kaya-Kaya 

N 

Pelitas FB 

Areniscas FA 

Granitoides 

NW-SE 

10 km 

CUENCA FRANCEVILLE 

Léyou-Mounana 

CUENCA DE 

LASTOURSVILLE 

Falla de 

20 km 

2000 m 

Ondili 

CUENCA 

FRANCEVILLE 

10 km 

SW-NE 

Introducción 

CUENCA 

LASTOURSVILLE 

Umbral Lastoursvi 

lle 

PLATEAU DES 

ABEILLES 

Nord Léyou 

Mounana 

N 

FC: jaspes y dolomías 

FB: pelitas y dep. turbidíticos 

FA: conglomerados, areniscas y limos 


Falla de Léyou-Mounana 

N 

Oklo 

FB 

FA 

F. Léyou-Mounana 

Cuencas 

sedimentarias 


FC, FD y FE 


Chaillu 

10 km 

2000 m

Modelo numérico 

SW-NE 

9512 nudos 

8176 elem. hexaédricos ocho nodos 

NW-SE 

10 km 

Gradientes topográficos: 

FD-FE 

FE 

FB 

FA 

SW-NE 

Cuenca de Franceville Cuenca de Lastoursville 

SE-NW 

10 km 

5 km 

Falla de Léyou-Mounana 

Macizo Chaillu: 0.083 m·m -1 C. Lastoursville: 0.019 m·m -1 

Fallas hidráulicamente no conductivas

Resultados 

x (km) 

0 5 10 15 20 25 

Zócalo Ondili 

FA-FB1 Franceville 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

c* 

Base FA 

Lastoursville 

(z=1500-2000 m) 

|q| (m 3·m -2·s -1 ) 

y (km) 

1.0E-8 

2.0E-8 

3.0E-8 

4.0E-8 

5.0E-8 

7.5E-8 

1.0E-7 

5.0E-7 

Zócalo Chaillu 

SE-NW 

5 km 

(·10 -9 ) |q| (m 3·m -2·s -1 ) 

50 

25 

10 

5 

0 

SW-NE 

750 m 

SE-NW

Conclusión 

N 

OKLO 

5 Km 

FRANCEVILLE 

LASTOURSVILLE 

Falla L-M 

Flujo vert.: 5·10 -7 m3·m-2·s-1 

(sin fallas cond. y grad. topog. menores) 

suficiente para formar Oklo: 

t=10 5 a 

[U]=10 -6 -10 -7 mol·L -1

Modelación del transporte reactivo 

durante la formación del yacimiento

Objetivos 

1.-Caracterizar geoquímicamente el acuífero (distribución U) 

2.-Verificar posibilidad transporte U, a nivel de cuenca, 

condiciones hidrogeológicas profundas 

SE-NW 

z (m) 

4000 

(c) 

(a) 

(b) 

x= 8050 m 

5 10 15 20 25 30 

y (m) 

(·10 -9 ) |q| (m 3·m-2·s-1 ) 

2000 

0 

Integración datos geoquímicos: 

inclusiones fluidas 

paragénesis minerales 

cuencas profundas actuales 

0 5 10 25 50 75 100 200 300 500 800

Metodología y modelo conceptual (1) 

539 nudos 

538 elementos lineales 

∆x (m) 

LASTOURSVILLE 

FRANCEVILLE 

∆x 

M4 

x=0 km 

5 

10 

25 

50 

100 

200 

x=19 km 

x=21 km 

x=23 km 

x=26 km 

x=28 km 

x=35 km 

Mat. 

M1 

M3 

M1 M2 M2 

Casos 2 y 3 

ºC 

190 

100 

Caso 1 

Temperaturas 

150 

135 

Caso 4

Metodología y modelo conceptual (2) 

Aguas contorno 

Log fO 2 (g) 

14 especies primarias 

40 complejos acuosos 

16 minerales 

10 

0 

-10 

-20 

-30 

-40 

-50 

T=135ºC 

FeCl 2 

+ 

USO 4 

2+ 

UO 2 

2+ 

uraninita 

UO 2 OH + 

Fe 2+ 

Caolinita 

UO 2 (CO 3 ) 2 

2- 

calcita 

Moscovita 

Hematites 

Siderita 

K-feldespato 

UO 2 (CO 3 ) 3 

4- 

-60 

2 3 4 5 6 7 

pH

Resultados (1) 

T (ºC) 

190 

150 

135 

100 

2·10 -7 

-1 

m3·m-2·s Arenisca 

Disol. (-) / Precipit. (+) 

(mol·m -3 roca) 

7E-4 

5E-4 

3E-4 

hematítica FA 

Dep. uraníticos detríticos 

Lastoursville - Franceville 

35 km 

5E-5 

0E+0 

-5E-5 

Km 20 Km 25 

1E-4 

-1E-4 

-1E-4 Hematites 

Uraninita 

-2E-4 

0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 



1) Precipitación inicial hematites (eq. Fe 2+ -Fe 2 O 3 (s)) 

disolución dolomita: pH=4.5-5.0 

Concentr. tot (mol·L -1 ) 

Log fO 2 (g) 

1E-2 

1E-3 

1E-4 

1E-5 

1E-6 

Fe 

1E-7 

1E-8 

U 

1E-9 

1E-10 

0 5 10 15 20 25 30 35 

-22 

-24 

-26 

-28 

-30 

-32 

-34 

-36 

t=5·10 3 años 


0 5 10 15 20 25 30 35 


2) Disolución uraninita (eq. UO 2 (CO 3 ) 2 

2- 

-UO 2 (s)) [U]=2·10 -7 mol·L -1 

bajada redox disolución hematites (eq. Fe 2+ -Fe 2 O 3 (s)) [Fe]=4·10 -7 mol·L -1

Resultados (2) 

T (ºC) 

2·10 -7 

190 

150 

135 

100 

Lastoursville - Franceville 

35 km 

m 3·m -2·s -1 Km 20 Km 25 Km 28 

Arenisca hematítica FA 

Depósitos uraníticos detríticos 

Litologías ricas en materia orgánica 



0.0E+0 

-5.0E-3 

-1.0E-2 

-1.5E-2 

Materia orgánica 

6E-4 

4E-4 

2E-4 

0E+0 

Uraninita 

-2.0E-2 

-2E-4 

0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 

Concentr. tot. (mol·L -1 ) 

Log fO 2 (g) 

1E-2 

1E-3 

1E-4 

Fe 

1E-5 

1E-6 

1E-7 

1E-8 

1E-9 

U 

1E-10 

0 5 10 15 20 25 30 35 


-20 

-24 

-28 

-32 

-36 

-40 

-44 

-48 

-52 

0 5 10 15 20 25 30 35 




6E-6 

5E-6 

4E-6 

3E-6 

2E-6 

1E-6 

Pirita 

0E-0 

-1E-6 

0 5 10 15 20 25 30 35 


0.01 

0.00 

-0.01 

-0.02 

-0.03 

Hematites 

-0.04 

0 5 10 15 20 25 30 35 




9E-3 

7E-3 

5E-3 

3E-3 

1E-3 

Calcita 

-1E-3 

0 5 10 15 20 25 


30 35


1.- Lixiviación litologías margen W cuencas Lastoursville-Franceville 

[U] max ~ 5·10 -7 mol·L -1 

+ 

q ~ 2·10 -7 m3·m-2·s-1 

+ 

T ~ 10 5 años 

yacimiento Oklo 

2.- Lixiviación litologías centro de cuenca 

[U] max < 10 -7 mol·L -1 

+ 

dep. 

q < 2·10 -7 m3·m-2·s-1 

Bangombé, Mikouloungou, Kiéné


3.- Reproducción observaciones: 

a) Ausencia depósitos U: cuenca Lastoursville 

base FA cuenca Franceville 

fm. superiores franceviliense 

b) Ausencia acumulaciones hematíticas c. Franceville 

(ni FA ni fm. superiores) 

c) Presencia impregnaciones uraníferas arenisca basal FA 

(c. Franceville)

Mecanismos de oxidación actual 

del paleorreactor de Okélobondo

Introducción (1) 

Reactor OK84b: condiciones de repositorio 

350 m de profundidad 

bajo litologías reductoras 

W-E 

350 m 

OK84b 

200 m


NW-SE 

Observación: 

Agua capaz disolver UO 2 (s) 

profundidades de repositorio 

[U] (mol·L -1 ) 

8.3e-9 

4.0e-10 

6.6e-9 

1.1e-8 

6.3e-9 

2.0e-9 

5.7e-9 

2.0e-8 

1.2e-8 

4.2e-7 1.3e-6 

1.8e-7 

400 

300 

200 

100 

0m 

1) Agua tipo I: zona NW y superior 

reductora y neutra-básica (sat. uraninita) 

NW-SE 

2) Agua tipo II: zona profunda 

oxidante y básica (subs. uraninita) 

0.46 

4.6 

0.04 

7.3 

0.09 

6.7 

400 

300 

0.27 Eh 

7.5 pH 

0.28 

6.1 

0.24 0.34 

6.6 7.7 

0.32 

8.3 

0.05 

7.2 0.29 

0.32 8.6 

8.1 0.31 

0.44 8.0 

7.6 

200 

100 

0m


Eh (volts) 

1.25 

1.00 

0.75 

0.50 

0.25 

0.00 

-0.25 

-0.50 

-0.75 

T=25ºC 

Fe(OH) (am) 

Tipo I 

Tipo II 

Fe 

2+ 

3 

Mn 

[U (tot)]=1.0e-8 mol·L 

[Fe (tot)]=1.0e-4 mol·L-1 

[Mn (tot)]=1.0e-5 mol·L 

Alk=1.0e-3 mol·L-1 

2+ 

MnO (s) 

FeCO (s) 

MnOOH (s) 

MnCO (s) 

Fe(OH) (s) 

3 4 5 6 7 8 9 10 

pH 

2 

3 

3 

-1 

2 

-1 

Concentración Mn (mol·L ) 

-1 

1E-4 

1E-5 

1E-6 

1E-7 

Límite detección Fe 

Límite detección Mn 

1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 

-1 

Concentración Fe (mol·L ) 

Tipo I 

Tipo II 

Problema: 

¿Puede ser un hecho común en la corteza terrestre?

Objetivos 

1.- Construir modelos transporte reactivo: 

a) Interpretar quimismo aguas 

(presencia ambiente oxidante en profundidad) 

b) Reproducir distribución aguas acuífero 

2.- Validación resultados muestras analíticas (CIEMAT) 

limitaciones modelo

Modelo conceptual (1) 

G.H. l’École des Mines de Paris 

Modelo hidrológico 

Permeabilidades 

Tiempo residencia: 1.5-2·10 5 a 

(m) 

400 

Río 

Mitembé 

WSW-ENE 

Plateau de Massango 

0 

-100 

Depósito Mn 

Pelitas FB 

Comp. dolomíticos 

Arenisca FA 

250 m 

Falla zócalo 

Paleorreactor

Modelo conceptual (2) 

Cota (m) 

400 

200 

0 

-200 

269 nudos 

489 elementos triangulares 

Plateau de 

WSW-ENE 

Massango 

0 200 400 600 800 1000 

Distacia (m) 

Cota (m) 

400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

Plateau de 

Nivel piezométrico Massango (m) 

100 300 500 700 900 

450.0 

442.5 

435.0 

427.5 

420.0 

412.5 

405.0 

397.5 

390.0 

382.5 

375.0 

367.5 

360.0 

Nivel piezométrico (m) 

Distancia (m) 

13 especies primarias 

26 complejos acuosos 

17 minerales 

agua de contorno basada en muestras analíticas

Resultados 

Disolución (-) / Precipitación (+) 

Profundidad (m) Profundidad (m) 

400 

WSW-ENE 

300 

200 

100 

0 

-100 

Rodocrosita 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

400 

300 

200 

100 

0 

-100 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Distancia (m) 

Dolomita 

0.0 

-0.4 

-0.8 

-1.2 

-1.6 

-2.2 

0.0 

-0.1 

-0.3 

-1.0 

-2.0 

-3.0 

mol·m- 3 roca 


t=2·10 5 años 

Profundidad (m) Profundidad (m) 

400 

300 

200 

100 

0 

-100 

400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

Clorita 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Fe(OH) 3 

(am) 

0E+0 

-2E-4 

-4E-4 

-5E-4 

-6E-4 

-7E-4 

-8E-4 

-9E-4 

-1E-3 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0.0E+0 

Distancia (m) 

1.4E-3 

1.2E-3 

1.0E-3 

8.0E-4 

6.0E-4 

4.0E-4 

2.0E-4 




400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

Mn 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Distancia (m) 

4E-5 

2E-5 

1E-5 

8E-6 

6E-6 

4E-6 

2E-6 

1E-6 

5E-7 

1E-7 

0E+0 

mol·L- 1 


400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

Fe 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Distancia (m) 

7E-5 

6E-5 

5E-5 

4E-5 

3E-5 

2E-5 

1E-5 

8E-6 

5E-6 

2E-6 

6E-7 

0E+0 

mol·L- 1

Resultados 

t=2·10 5 años 


400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Distancia (m) 

pH 

8.1 

7.9 

7.7 

7.5 

7.3 

7.1 

6.9 

6.7 

6.5 

6.3 

6.1 

WSW-ENE 

0.39 

0.35 

0.31 

0.27 

0.23 

0.19 

0.15 

0.11 

0.07 

Eh 0.03 

-0.01 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -0.05 

Distancia (m) 

volts 

Eh (volts) 

1.25 

1.00 

0.75 

0.50 

0.25 

0.00 

-0.25 

-0.50 

-0.75 

T=25ºC 

Fe(OH) (am) 

Fe 

2+ 

Mn 

Agua Tipo I 

Agua Tipo II 

Valores pH-Eh modelo 2D 

[U (tot)]=1.0e-8 mol·L -1 

[Fe (tot)]=1.0e-4 mol·L-1 

[Mn (tot)]=1.0e-5 mol·L -1 

Alk=1.0e-3 mol·L-1 

3 

2+ 2 

MnO (s) 

FeCO (s) 

MnCO 3(s) 

Fe(OH) (s) 

3 4 5 6 7 8 9 10 

pH 

3 

MnOOH (s) 

2 



400 

300 

200 

100 

0 

-100 

400 

300 

200 

100 

0 

-100 

WSW-ENE 

-7E-5 

Uraninita -8E-5 

U 

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

Distancia (m) 

0E+0 

-1E-5 

-2E-5 

-3E-5 

-4E-5 

-5E-5 

-6E-5 

1E-7 

9E-8 

8E-8 

7E-8 

6E-8 

5E-8 

4E-8 

3E-8 

2E-8 

5E-9 

0E+0 

mol·m- 3 roca mol·L- 1

Validación resultados datos analíticos 

1E-3 

1E-4 

1E-5 

1E-6 

1E-7 

1E-8 

aguas WSW 

[Fe] analítica 

[Fe] resultado modelo 

[Mn] analítica 

[Mn] resultado modelo 

aguas profudas 

sector central 

OK175 

OK11 

OK7 

OK5 

OK2 

OK0 

OKH3 

OK153 

OK161 

OK158 

OK168 

OK199b 

OK120 

Concentración (mol·L ) 

9.0 

Muestras 

aguas superficiales 

OK195 

-1 

8.5 

8.0 

7.5 

7.0 

6.5 

pH 

6.0 

5.5 

5.0 

4.5 

aguas WSW 

aguas profundas 


OK11 

OK7 

OK5 

OK2 

OK0 

OKH3 

OK153 

Muestras 

Muestras analíticas 

Resultado modelo 


OK175 

OK161 

OK158 

OK168 

OK199b 

OK120 

OK195 

OK193 

OK193 

0.50 

0.45 

0.40 

0.35 

0.30 

0.25 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

OK11 

OK7 

OK5 

OK2 

OK0 

OKH3 

OK153 

OK158 

OK168 

OK199b 

OK120 

Eh (volts) 

aguas WSW 



Muestras 

Muestras analíticas 

Resultados modelo 


1E-5 

1E-6 

1E-7 

1E-8 

1E-9 

analítica 

resultados modelo 

aguas WSW 


OK175 

OK161 

OK195 

OK175 

OK11 

OK7 

OK5 

OK2 

OK0 

OKH3 

OK153 

OK161 

OK158 

OK168 

OK199b 

OK120 

[U] (mol·L-1) 

[U] agua regional 


Muestras 


OK193 

OK195 

OK193

Conclusiones 

Zona superior y margen W (Tipo I) 

interacción recarga con pelitas, arenisca y compl. dolomíticos 

redox: Fe 2+ -Fe(OH) 3 (am) a Fe(II) =10 -5 -10 -6 mol·L -1 

Zona profunda y margen E (Tipo II) 

interacción recarga con dep. de Mn: 

rápida disolución carbonato Mn 

+ 

lenta disolución Fe-silicatos 

redox: Fe 2+ -Fe(OH) 3 (am) a Fe(II) =10 -9 -10 -11 mol·L -1 

Mn 2+ -MnCO 3 (s)-MnOOH(s) a Mn(II) =10 -4 -10 -6 mol·L -1

Conclusiones 

Problema: 

¿Puede ser un hecho común en la corteza terrestre? 

Conclusión: 

NO!!!!!! 

Abundancia de Mn carbonatos en el área de recarga: 

es un hecho anómalo en la corteza terreste

Recapitulación y conclusiones

1.- Descartado hipótesis previas sobre formación yacimiento 

2.- Propuesto un modelo genético: 

a) fuente primaria del U 

b) mecanismos transporte U 

c) descrito observaciones (distribución hematites y U) 

3.- Descrito mecanismos oxidación paleorreactor Okélobondo: 

a) reproducido quimismo y distribución agua acuífero 

b) justificado variabilidad natural no homogeneidad parámetros 

4.- Limitaciones modelos: 

a) representar con simplicidad variabilidad natural 

b) integrar fenómenos a diferentes escalas 

y aciertos: 

c) verificar viabilidad hipótesis complejas 

d) descartar suposiciones incoherentes leyes físicas y datos

Financiación proyectos: 

“Oklo Natural Analogue Phase II project: Behaviour of nuclear reaction 

products in a natural environment" (CE-FI4W-CT96-0020) 

"Modelación del transporte reactivo. Aplicación a sistemas naturales", 

convenio UPC-ENRESA-CSIC

ModelaciÃ³n del transporte reactivo en los yacimientos de ... - UPC

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