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The presented study explores the salt dissolution potential of fluids around a salt diapir in the Transylvanian town of Ocna Mures, Romania, which is facing land-collapse hazards related to salt mining activities. A structural three-dimensional (3D) model of the salt diapir, the adjacent basin sediments, and the mining galleries was developed based on existing maps, borehole data, own field observations, and geological publications of the Transylvanian Basin. The salt dissolution potential was estimated from 2D vertical thermohaline flow and transport model scenarios along the southeastern flank of the diapir. Results showed that the following factors increase the salt dissolution capacity along the upper 180 m of the diapir: (1) the presence of more permeable Quaternary alluvial sediments in connection with a fault zone of higher permeability along the diapir, and (2) the presence of more permeable sandstone units within the Miocene sediments in the east of the diapir, which provide freshwater access to the upper parts of the diapir. Thermohaline simulation with viscosity variation of the fluid, instead of a constant viscosity, influences the resulting salt fluxes by up to 50% within studied temperature ranges of 10–60 °C in the model domain. The range of theoretical dissolution rates along the upper 180 m of the diapir supports the hypothesis that cavern collapse is more likely to occur where cavern side walls have already been mined to almost no remaining side walls of rock salt, which is the case in the southeastern part of the diapir.RésuméL’étude présentée explore le potentiel de dissolution du sel par des fluides autour d’un diapir de sel dans la ville transylvanienne de Ocna Mures, en Roumanie, cette dernière fait face à des risques d’effondrement de terrains dus aux activités minières d’extraction de sel. Un modèle structurel tridimensionnel (3D) de la structure du diapir de sel, du bassin sédimentaire adjacent et des galeries minières a été développé sur la base de cartes existantes, de données de forages, de nouvelles observations de terrain, et de publications géologiques du bassin transylvanien. Le potentiel de dissolution du sel a été estimé depuis des scénarios de modélisation 2D de l’écoulement thermohalin vertical et du transport le long du flanc sud-est du diapir. Les résultats ont montré que les facteurs suivant augmentent la capacité de dissolution de sel le long des 180m de la partie supérieure du diapir: (1) la présence de sédiments alluviaux quaternaires plus perméables en connexion avec une zone de faille de plus grande perméabilité le long du diapir, et (2) la présence d’unités de grès plus perméables au sein des sédiments du Miocène à l’est du diapir, qui fournissent un accès en eau douce aux parties supérieures du diapir. La simulation thermohaline avec variation de viscosité du fluide, au lieu d’une viscosité constante, influence les flux de sel résultants jusqu’à 50% dans les gammes de température étudiées de 10 à 60 °C dans le domaine du modèle. La gamme des taux de dissolution théoriques le long des 180 m supérieurs du diapir est cohérente avec l’hypothèse que l’effondrement de cavités est plus susceptible de se produire là où les parois latérales de la cavité ont déjà été exploitées jusqu’à laisser de minces parois de sel de roche, ce qui est le cas dans le partie sud-est du diapir.ResumenEl estudio presentado explora el potencial de disolución de sal de los fluidos alrededor de un diapiro de sal en la ciudad transilvana de Ocna Mures, Rumania, que enfrenta riesgos de colapso de tierras relacionados con las actividades de extracción de sal. Se desarrolló un modelo tridimensional (3D) estructural del diapiro salino, los sedimentos de la cuenca adyacente y las galerías mineras, basándose en mapas existentes, datos de pozos, observaciones de campo propias y publicaciones geológicas de la cuenca de Transilvania. El potencial de disolución de la sal se estimó a partir de modelos de una circulación de termohalina vertical 2D y modelos de transporte a lo largo del flanco sureste del diapiro. Los resultados mostraron que los siguientes factores aumentan la capacidad de disolución de la sal a lo largo de los 180 m superiores del diapiro: (1) la presencia de sedimentos aluviales cuaternarios más permeables en relación con una zona de falla de mayor permeabilidad a lo largo del diapiro, y (2) la presencia de unidades de arenisca más permeables dentro de los sedimentos del Mioceno en el este del diapiro, que proporcionan acceso de agua dulce a las partes superiores del diapiro. La simulación termohalina con variación de la viscosidad del fluido, en lugar de una viscosidad constante, influye en los flujos de sal resultantes hasta en un 50% dentro de los rangos de temperatura estudiados de 10 a 60°C en el dominio del modelo. El rango de tasas de disolución teóricas a lo largo de los 180 m superiores del diapiro apoya la hipótesis de que el colapso de la caverna es más probable que ocurra donde las paredes laterales de la caverna ya se han extraído para casi no quedar paredes laterales de sal de roca, como es el caso en el sureste parte del diapiro.摘要本文所介绍的研究探索了罗马尼亚Ocna Mures特兰西瓦尼亚镇一个盐分挤入构造附近流体中盐分溶解的潜力,这个镇面临着与采盐活动相关的地面塌陷危险。根据现有的图件、钻孔数据、自己的野外观测结果以及特兰西瓦尼亚流域的地质出版物,建立了盐分挤入构造、毗邻盆地沉积物以及采矿巷道的构造三维模型。根据二维垂直温盐水流和传输模型的各种方案估算了沿挤入构造东南侧面的盐分溶解潜力。结果显示,下列因素增加了沿挤入构造上部180米区域的盐分溶解能力:(1)存在着透水性更强的第四纪冲积沉积层,与沿挤入构造较高透水性的断层带相连;(2)在挤入构造的东部中新世沉积层中存在着透水性更强的砂岩单元,这些单元能够使淡水进入到挤入构造的上部。具有流体粘度变化的温盐模拟,而不是恒定的粘度,在模型域中设定的温度范围10到60°C之间影响盐分的通量达50%。沿挤入构造上部180米的区域理论上的溶解量范围支持一种假设,这就是洞穴塌陷更可能在洞穴边墙已经开采至几乎没有剩余岩盐边墙的地方出现,在挤入构造的东南部正是这种情况。ResumoO estudo apresentado explora o potencial de dissolução de sais a partir de fluidos em torno de um diapiro de sal na cidade de Ocna Mures na Transilvânia, Romênia, que enfrenta riscos de colapso de terra relacionados às atividades de mineração do sal. Um modelo estrutural tridimensional (3D) do diapiro salino, dos sedimentos adjacentes da bacia e das galerias de mineração foram desenvolvidos com base em mapas existentes, dados de poços, observações de campo e publicações geológicas da Bacia da Transilvânia. O potencial de dissolução do sal foi estimado a partir dos cenários de fluxo vertical 2D da termohalina e do modelo de transporte ao longo do flanco sudeste do diapiro. Os resultados mostraram que os seguintes fatores aumentam a capacidade de dissolução do sal ao longo da camada superior de 180 m do diapiro: (1) a presença de sedimentos aluvionares quaternários mais permeáveis ​​em conexão com uma zona de falha de maior permeabilidade ao longo do diapiro e (2) a presença de unidades de arenito mais permeáveis dentro dos sedimentos do Mioceno, a leste do diapiro, que fornecem acesso de água doce às partes superiores do diapiro. A simulação da termohalina com variação de viscosidade do fluido, em vez de uma viscosidade constante, influencia os fluxos salinos resultando em até 50% nas faixas de temperatura estudadas de 10 a 60°C no domínio do modelo. A faixa de taxas teóricas de dissolução ao longo dos 180 m superiores do diapiro corrobora a hipótese de que o colapso da caverna é mais provável de ocorrer onde as paredes laterais da caverna já foram mineradas para quase nenhuma parede lateral da rocha de sal, que neste caso é a parte sudeste do diapiro.RezumatPrezenta lucrare studiază potențialul de dizolvare a sării în jurul unui diapir de sare din zona orașului Ocna Mureș, Transilvania (România), care se confruntă cu hazard la prăbușire a terenului ca urmare a activității de exploatare a sării. Un model structural 3D al diapirului de sare, al sedimentelor adiacente precum și al lucrărilor miniere a fost construit pe baza hărților existente, a datelor de foraj, a observațiilor de teren proprii precum și a publicațiilor cu caracter geologic referitoare la bazinul Transilvaniei. Potențialul de dizolvare a sării a fost estimat pe baza scenariilor unui model 2D vertical de curgere termohalină și transport în zona flancului de sud-est al diapirului. Rezultatele au arătat că următorii factori pot crește capacitatea de solubilizare a sării pe primii 180 m ai diapirului: (1) prezența unor formațiuni sedimentare aluviale, cu permeabilitate mai ridicată, de vârstă Cuaternară, în conexiune cu o zonă de faliere, cu permeabilitate ridicată, dezvoltată la contactul diapir-sedimente, (2) prezența unor strate de gresii, mult mai permeabile, în cadrul sedimentelor Miocene de pe flancul estic al diapirului, care asigură accesul apei dulci în partea superioară a diapirului. Simularea curgerii termohaline, cu vâscozitate variabilă a fluidului, influențează fluxurile saline rezultante cu până la 50% pentru intervalul de temperaturi de 10 – 60 °C în cadrul domeniului modelului. Valorile obținute pentru ratele de dizolvare teoretice, la partea superioară a diapirului, susțin ipoteza că un proces de colaps este mult mai probabil să se producă în zonele unde exploatarea a condus la subțierea pilierilor, uneori până la dispariție, așa cum este cazul pe flancul sud-estic al diapirului.

Salt dissolution potential estimated from two-dimensional vertical thermohaline flow and transport modeling along a Transylvanian salt diapir, Romania