A 3D geological model of Campo de Cartagena, SE Spain: Hydrogeological implications
DOI:
https://doi.org/10.1344/105.000001703Keywords:
Stratigraphy, Hydrostratigraphy, 3D visualization, Campo de CartagenaAbstract
Knowledge and understanding of geologic basins for hydrogeologic purposes requires an accurate 3D geological architecture representation. For model building, surface and subsurface data integration with the interpretation of geophysical survey and lithologic logs is needed. A methodology to reconstruct the geometric architecture of the sedimentary basin and relationships among stratigraphic formations, as well as to define hydrostratigraphic units, has been applied to the Campo de Cartagena Neogene formations. Data analysis included seismic reflection profiles and gravimetric data from oil exploration, electric resistivity surveys and 491 lithologic logs. The 3D model obtained from a close integration of stratigraphic and geophysical data was generated through a computerbased tool. It presents a common framework and a good starting point for hydrogeologic applications.References
Cabello, P., Cuevas, J.L., Ramos, E., 2007. 3D modelling of grain size distribution in Quaternary deltaic deposits (Llobregat Delta, NE Spain). Geologica Acta, 5(3), 231-244.
Comunidad Autónoma de la Región de Murcia (CARM), 2008. Consejería de Agricultura y Agua de la Región de Murcia. Agrarian Statistics Data. Cited 1 September 2009. Website: http://www.carm.es.
Chevron (Chevron Oil Company of Spain), 1982. S-82 Seismic Survey. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Chevron (Chevron Oil Company of Spain), 1984. S-84 Seismic Survey. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Chevron (Chevron Oil Company of Spain), 1985. S-85 Seismic Survey. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Chevron (Chevron Oil Company of Spain), 1986. S-86 Seismic Survey. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Duggen, S., Hoernle, K., van den Bogaard, P., Garbe-Schönberg, D., 2005. Post-Collisional Transition from Subduction to Intraplate-type Magmatism in the Westernmost Mediterranean: Evidence for Continental-Edge Delamination of Subcontinental Lithosphere. Journal of Petrology, 46(6), 1155-1201.
Duque, C., Calvache, M.L., Pedrera, A., Martín Rosales, W., López-Chicano, M., 2008. Combined time domain electromagnetic soundings and gravimetry to determine marine intrusion in a detrital coastal aquifer (Southern Spain). Journal of Hydrology, 349, 536-547.
European Commission. 2000. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23rd October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. Official Journal 22 December L 327/1. European Commission: Brussels.European Community, 2006. Directive 2006/118/EC of the European Parliament and of the Council of 12 December 2006 on the protection of groundwater against pollution and deterioration. Official Journal 12 December L 372/19. European Commission: Brussels.
Friend, P.J., Dabrio, D.J., 1996. Tertiary basins of Spain: the stratigraphic record of crustal kinematics. Cambridge University Press, New York, USA, 400pp.
Frind, E.O., Muhammad, D.S., Molson, J.W., 2002. Delineation of three dimensional well capture zones for complex multi-aquifer systems. Ground Water, 40(6), 586-598.
Gámez, D., 2007. Sequence stratigraphy as a tool for water resources management in alluvial coastal aquifers: application to the Llobregat delta (Barcelona, Spain). Doctoral Thesis. Technical University of Catalonia, Barcelona, Spain, 177pp.
García, C., 2004. Impacto y riesgo ambiental de los residuos minero-metalúrgicos de la Sierra de Cartagena-La Unión (Murcia-España). Doctoral Thesis. Polytechnical University of Cartagena, Cartagena, Spain, 424pp.
García-Tortosa, F.J., López-Garrido, A., Sanz de Galdeano, C., 2000a. Las unidades de Cabo Tiñoso y Peñas Blancas: Revisión y caracterización estratigráfica de las unidades alpujárrides del sector entre Mazarrón y Cartagena (Murcia, España). Estudios Geológicos, 56, 31-40.
García-Tortosa, F.J., López-Garrido, A., Sanz de Galdeano, C., 2000b. Las unidades alpujárrides y maláguides entre Cabo Cope y Cabo de Palos (Murcia, España). Geogaceta, 28, 67-70.
García-Tortosa, F.J., López-Garrido, A., Sanz de Galdeano, C., 2000c. Présence du complexe tectonique Malaguide à l’est de Carthagène (zone interne Bétique, Espagne). Comptes Rendus de l’Académie des Sciences. Paris, Sciences de la Terre et des Planètes. Earth and Planetary Sciences, 330, 139-146.
Giménez, J., 1997. Quantificació de les deformacions verticals recents a l’Est de la Península Ibèrica a partir d’anivellaments topogràfics de precisió. Doctoral Thesis. Barcelona (Spain), University of Barcelona, 364pp.
Instituto Geológico y Minero de España (IGME), 1983. Campaña de prospección geofísica en el Campo de Cartagena (Murcia). Sondeos Eléctricos Verticales. Technical report. Madrid (Spain), Geological Survey of Spain, unpublished, 50pp.
Instituto Geológico y Minero de España (IGME), 1994. Las aguas subterráneas del Campo de Cartagena (Murcia). Geological Survey of Spain, Madrid, Spain, 62pp.
Instituto Geológico y Minero de España (IGME), 2005. Estudio de la información geológica y geofísica del subsuelo (sísmica de reflexión y sondeos) en el sector SE de la Provincia de Murcia. Consejería de Industria y Medio Ambiente de la Región de Murcia, Technical report. Geological Survey of Spain, Murcia, Spain, unpublished, 37pp and Annex 1-37.
Instituto Nacional de Indústria-Compagnie de Participations de Recherches et d’Exploitations Pétrolières (Ini-Coparex), 1967. San Miguel de Salinas 1 Borehole. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished. Instituto Nacional de Indústria - Compagnie de Participations de Recherches et d’Exploitations Pétrolières (Ini-Coparex), 1970. San Miguel de Salinas 2 Borehole. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Indústria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Instituto Tecnológico y GeoMinero de España (ITGE), 1989. Geometría de los acuíferos del Campo de Cartagena (Murcia). Volume 1/3 Memory. Volume 2/3 Maps. Volume 3/3 Annex: inventario de puntos de agua. Technical report. Geological Survey of Spain, Madrid, Spain, unpublished, 80pp.
Instituto Tecnológico y GeoMinero de España (ITGE), 1991. Estudio Hidrogeológico del Campo de Cartagena (2ª Fase). Volume 1/2 Memory. Volume 2/2 Annex 1, 2, 3 and 4. Technical report. Geological Survey of Spain, Madrid, Spain, unpublished, 131pp.
Jiménez-Martínez, J., Aravena, R., Candela, L., 2011. The role of leaky boreholes on the contamination of a regional confined aquifer: A case study in the Campo de Cartagena region, Spain. Water, Air & Soil Pollution, 215, 311-327.
Jiménez-Martínez, J., Himi, M., Robles-Arenas, V.M., Díaz, Y., Casas, A., Candela, L., 2008. Identificación mediante tomografía eléctrica del límite geológico entre el Campo de Cartagena y la Sierra de Cartagena-La Unión. In: Pérez Torrado, F., Cabrera Santana, M.C. (eds.). VII Congreso Geológico de España, Las Palmas de Gran Canaria. Geotemas, 10, 295-298.
Jiménez-Martínez, J., 2004. Personal communication. Hydraulic parameters for Campo de Cartagena aquifers (Murcia, Spain), unpublished.
Loke, M.H., Barker R.D., 1996. Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting, 44(1), 131-152.
Loke, M.H., 2004. RES2DINV version 3.54-Rapid 2D resistivity and IP inversion using the least-squares method: Geoelectrical Imaging 2-D and 3-D. Geotomo Software, Malaysia, 130p. www.geoelectrical.com. Cited 1 February 2008.
López-Bermúdez, F., Conesa-García, C., 1990. Características granulométricas de los depósitos aluviales en el Campo de Cartagena. Cuadernos de Investigación Geográfica, 16, 31-54.
López-Garrido, A.C., Pérez López, A., Sanz de Galdeano, C., 1997. Présence de Facies Muschelkalk dans des unités Alpujarrides de la région de Murcie (Cordillere Bétique, SE de I’Espagne) et implications paléogéographiques. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences. Paris. Série l1a., 324, 647-654.
Manteca, J.I., García, C., 2001. La falla de Cartagena-La Unión. Aportación visual de su existencia gracias a una obra pública. In: Guillen, F., Del Ramo, A. (eds.). Patrimonio Geológico, Cultura y Medio Ambiente. University of Murcia, Murcia, Spain, 239-246.
Manteca, J.I., Ovejero, G., 1992. Los yacimientos Zn, Pb, Ag-Fe del distrito minero de La Unión-Cartagena, Bética Oriental (Zn, Pb, Ag-Fe ore deposits of La Unión-Cartagena mining district, eastern Betic Cordillera). In: García, J., Martínez, J. (eds.). Recursos Minerales de España, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), 1085-1101.
Manteca Martínez, J.I., Rodríguez Martínez-Conde, J.A., Puga, E., Díaz de Federico, A., 2004. Deducción de la existencia de un relieve Nevado-Filábride durante el Mioceno Medio-Superior, actualmente bajo el mar, al sur de las sierras costeras alpujárrides de El Roldán y La Muela (oeste de Cartagena, Cordillera Bética Oriental). Revista de la Sociedad Geológica de España, 17(1-2), 27-37.
Martelet, G., Calcagno, P., Gumiaux, C., Truffert, C., Bitri, A., Gapais, D., Brun, J.P., 2004. Integrated 3D geophysical and geological modelling of the Hercynian Suture Zone in the Champtoceaux area (south Brittany, France). Tectonophysics, 382, 117-128.
Mora Cuenca, V., Rodríguez Estrella, T., Aragón Rueda, R., 1988. Intrusión marina fósil en el Campo de Cartagena (Murcia). In: Fernández Rubio, R., López Geta, J.A., González Ramos, G. (eds.) Proceedings of Coastal Aquifers Intrusion Technology: Mediterranean Countries (TIAC’88). IGME Book series, Madrid, 221-236.
Ovejero, G., Jacquin, J.P., Servajean, G., 1976. Les minéralisations et leur contexte géologique dans la Sierra de Cartagena (Sud-Est de L’Espagne) (Mineralizations and their geologic context in the Sierra de Cartagena (SE Spain)). Bulletin Société Géologique de France, 7, 613-633.
Ramos, G., Sánchez, J., 2003. Estructura geológica profunda “Murcia Sur-I”. Definición geológica, geométrica y confinamiento. In: López Geta, J.A., de la Orden, J.A., de Dios Gómez, J., Ramos, G., Mejías, M., Rodríguez, L. (eds.) Proceedings of Coastal Aquifers Intrusion Technology: Mediterranean Countries (TIAC’03). IGME Book series, Madrid, 691-700.
Robins, N.S., Rutter, H.K., Dumpleton, S., Peach, D.W., 2005. The role of 3D visualisation as an analytical tool preparatory to numerical modelling. Journal of Hydrology, 301, 287-295.
Robles-Arenas, V.M., Candela, L., 2010. Hydrogeological conceptual model characterisation of an abandoned mine site in semiarid climate. The Sierra de Cartagena-La Unión (SE Spain). Geologica Acta, 8(3), 235-248.
Robles-Arenas, V.M., Rodríguez, R., García, C., Manteca, J.I., Candela, L., 2006. Sulphide-mining impacts in the physical environment: Sierra de Cartagena-La Unión (SE Spain) case study. Environmental Geology, 51, 47-64.
Rodríguez Estrella, T., 1983. Criterios hidrogeológicos aplicables al estudio de la neotectónica en el Sureste Español. Mediterránea Servicios Geológicos, 2, 53-66.
Rodríguez Estrella, T., 1986. La Neotectónica en la Región de Murcia y su incidencia en la ordenación del territorio. In: Proceedings 1ª Jornadas de estudio del fenómeno sísmico y su incidencia en la ordenación del territorio. Madrid, Instituto Geográfico Nacional, 281-303.
Rodríguez Estrella, T., 1995. Funcionamiento hidrogeológico del Campo de Cartagena. Hidrogeología, 11, 21-38.
Rodriguez Estrella, T., 2004. Decisive influence of neotectonics on the water connection between the Mediterranean Sea, Mar Menor and the Campo de Cartagena aquifers. (South-East of Spain): Consequences on extracting sea water by means of borings for desalination. In: Araguás, L., Custodio, E., Manzano, M. (eds.). Proceedings 18th SWIM Groundwater and Saline Intrusion. Madrid, Instituto Geológico y Minero de España (IGME) Book series, 745-758.
Rodríguez Estrella, T., Jiménez-Martínez, J., López Chicano, M., 2004. Ensayo de correlación entre transmisividades y espesores de los acuíferos del Plioceno y Messiniense del Campo de Cartagena (Murcia y Alicante). In: Fernández Uría, A. (eds.). Proceedings VIII Simposio de Hidrogeología. Zaragoza, Spain. XXVI, 239-249.
Rodríguez Estrella, T., Lillo, M., 1992. Geomorfología del Mar Menor y sectores litorales contiguos (Murcia-Alicante). Estudios de geomorfología en España. In: López Bermúdez, F., Conesa García, C., Romero Díaz, M.A. (eds.). Proceedings II Reunión Nacional de Geomorfología, Estudios de Geomorfología de España, 787-807.
Rolandi Sánchez-Solís, M., Yugin, V., Herrero Pacheco, J.L., 2008. Aportación al conocimiento de la caracterización y el funcionamiento hidrogeológico de la U.H. del Campo de Cartagena (Cuenca del Segura), mediante utilización de técnicas de Tomografía Remota Térmica. In: Fernández Uría, A. (eds.). Proceedings IX Simposio de Hidrogeología. Elche, Spain, XXVIII, 691-700.
Ross, M., Parent, M., Lefebvre, R., 2005. 3D geologic framework models for regional and land-use management: a case study from a Quaternary basin of south-western Québec, Canada. Hydrogeology Journal, 13, 690-707.
Sanz de Galdeano, C., López-Garrido, A.C., García-Tortosa, F.J., Delgado, F., 1997. Nuevas observaciones en el Alpujárride del sector centro-occidental de la Sierra de Carrascoy (Murcia). Consecuencias paleogeográficas. Estudios Geológicos, 53, 229-236.
Sepesa, 1968. MM Seismic Survey. Fondo Documental del Archivo de Hidrocarburos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio. Spanish Government, Madrid, Spain, unpublished.
Downloads
Published
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Copyright
Geologica Acta is the property of the UB, GEO3BCN, IDAEA and UAB. Geologica Acta must be cited for any partial or full reproduction. Papers are distributed under the Attribution-Share Alike Creative Commons License. This license allows anyone to reproduce and disseminate the content of the journal and even make derivative works crediting authorship and provenance and distributing possible derivative works under the same or an equivalent license.
Author Rights
Authors retain the copyright on their papers and are authorized to post them on their own web pages or institutional repositories. The copyright was retained by the journal from the year 2003 until 2009. In all cases, the complete citation and a link to the Digital Object Identifier (DOI) of the article must be included.
The authors can use excerpts or reproduce illustrations of their papers in other works without prior permission from Geologica Acta provided the source of the paper including the complete citation is fully acknowledged.
