Application of Principal Components Analysis to the study of C02-rich thermomineral waters in the aquifer system of Alto Guadalentin (Spain)

The southeast of the Betic Cordilleras has long been recognized as an area with numerous geothermal anomalies of regional character. Many thermal springs appear related to currently tectonically active fault systems. Carbon dioxide and other gases in these waters have been mobilized through those fault systems. The great depth of these "slip-strike zones" affects the entire thickness of the lithosphère and leads to contrasting crustal domains of different natures and structures. In this area, the detrital aquifer of the Alto Guadalentin has thermal waters with high salinity and unusually high contents of C 0 2 gas. The utilization of Principal Components Analysis (PCA) in the hydrogeochemical study of this aquifer has revealed that the origin of the salinity of its waters is due essentially to processes of dissolution of the Miocene evaporite rocks, principally sulphate, and to the contribution of deep hydrothermal waters that show signs of endogenous C 0 2 contamination. To a lesser extent, infiltration waters also form an input, with elevated sulphate, chloride and nitrate content. Likewise, PCA has enabled the differentiation of distinct groups of water to which these processes have had a variable contribution. Application de l'analyse en composantes principales à l'étude des eaux thermominérales riches en CO2 du système aquifère d'Alto Guadalentin (Espagne) Résumé Le sud-est des Cordillères Bétiques a été longtemps reconnu comme une zone possédant de nombreuses anomalies géothermales régionales. Beaucoup de sources thermales apparaissent liées à des systèmes de failles tectoniquement actifs. Le dioxyde de carbone et d'autres gaz sont mobilisés dans ces eaux à travers des systèmes de failles. La grande profondeur de ces zones de décrochement affecte toute l'épaisseur de la lithosphère, ce qui permet de distinguer deux domaines corticaux de nature et structure différentes. Dans cette zone, l'aquifère détritique de l'Alto Guadalentin a des eaux thermales de haute salinité et des teneurs en C 0 2 sous forme gazeuse anormalement élevées. L'utilisation de l'Analyse en Composantes Principales (ACP) dans l'étude hydrogéochimique de cet aquifère a révélé que l'origine de la salinité de ses eaux est essentiellement due aux processus de dissolution des roches évaporitiques miocènes, principalement de sulfates, et à la contribution d'eaux hydrothermales profondes qui montrent des signes de contamination endogène par le C0 2 . Dans une moindre mesure, les eaux d'infiltration constituent un apport de teneur élevée en sulfates, chlorures et nitrates. L'ACP a de plus permis de différencier plusieurs groupes d'eaux, selon la contribution de ces divers processus. Open for discussion until I June 2000 930 Juan Carlos Cerôn et al.