Limestone diagenesis has been simulated by a computer model based on strontium and zinc depletion in meteoric groundwater. This has enabled estimates to be made of the minimum number of pore volumes of groundwater that must have infiltrated many limestones and the accompanying degree of recrystallization that must have occurred in order to produce the observed reductions in the trace element concentrations. The amount of strontium lost by Barbados and Barbuda aragonite during early diagenesis indicates that the 0.05 value of Katz et al. (1972) for the distribution coefficient of strontium during the aragonite-to-calcite transformation is more accurate than the 0.14 value of Kinsman and Holland (1969). About 3000–6000 pore volumes of meteoric groundwater are required to transform aragonitic limestones on Barbados and Barbuda to low-magnesian calcite with average strontium contents of 1700 and 500 ppm, respectively. Generally, the model suggests that early diagenesis will not decrease the strontium contents of limestones below about 400 ppm.Extrapolation to late diagenesis indicates that during the recrystallization of low-magnesian calcite, tens of thousands to hundreds of thousands of pore volumes of meteoric solution must pass through limestones to reduce their strontium contents to between 100 and 200 ppm. Variation in the degree of solution and reprecipitation of CaCO3 that characterizes the residence periods of pore volumes of solution infiltrating low-magnesian calcite limestones affects the number of bulk recrystallizations, but has little influence on the total volume that passes through these limestones during late diagenesis.Porosity differences and variations in groundwater acidity have more effect on limestone strontium contents during late diagenesis than do the initial mineralogical differences. Facies-controlled porosity variations may have partly produced the range of strontium contents exhibited by ancient limestones.The directional trends of strontium concentrations and the low average strontium content (143 ppm) in the limestones of the Dunedin Formation in British Columbia indicate that it underwent late diagenesis by solutions that, during their passage, had a residence period of many solution–reprecipitation events.Zinc in solution does not undergo a significant increase in concentration during meteoric diagenesis because its distribution coefficient is greater than 1. The observed absence of directional trends of zinc within the Dunedin Formation supports this model prediction.Abnormally high concentrations of strontium are retained in hydrocarbon-bearing limestones because the solution–reprecipitation process is inhibited by the presence of hydrocarbons. This suggests that strontium anomaly surveying would provide a useful adjunct to present hydrocarbon exploration techniques.

On a simulé la diagénèse des calcaires à l'aide d'un modèle sur ordinateur basé sur l'appauvrissement en strontium et en zinc de l'eau souterraine météorique. On a pu ainsi estimer le volume total d'eau souterraine, en nombre minimum de volumes de pores, qui doit avoit filtré dans plusieurs calcaires et évaluer le degré de recristallisation qui a du se produire pour amener les réductions observées dans les teneurs en éléments traces. La quantité de strontium perdue par l'aragonite des Barbades et de Barbuda au cours de la diagénèse initiale indique que la valeur de 0.05 de Katz et al. (1972) pour le coefficient de distribution du strontium durant la transformation aragonite–calcite est plus précise que la valeur de 0.14 de Kinsman et Holland (1969). Un volume d'eau souterraine météorique équivalent à environ 3000–6000 volumes de pores est nécessaire pour transformer les calcaires aragonitiques des Barbades et de Barbuda en calcite pauvre en magnésium avec des concentrations moyennes en strontium de 1700 et 500 ppm, respectivement. En général, le modèle prévoit que la diagénèse initiale n'abaissera pas les teneurs en strontium des calcaires au-dessous d'environ 400 ppm.L'extrapolation de ces résultats à la diagénèse tardive indique que durant la recristallisation de la calcite pauvre en magnésium, il a fallu que des dizaines ou des centaines de milliers de volumes d'eau météorique interstitielle passent à travers les calcaires pour réduire leur teneur en strontium à des niveaux entre 100 et 200 ppm. La variation dans le degré de dissolution et de reprécipitation du CaCO3 qui caractérise la période de résidence des volumes de solution interstitielle qui circulent dans les calcaires pauvres en magnésium affecte le nombre global de recristallisations mais a peu d'influence sur le volume total qui passe à travers ces calcaires durant la diagénèse tardive.Les différences de porosité et les variations de l'acidité de l'eau souterraine ont plus d'effet sur les teneurs en strontium du calcaire durant la diagénèse tardive que les différences minéralogiques initiales. Les variations de porosité contrôlées par les faciès peuvent avoir produit en partie l'écart dans les teneurs en strontium qu'on retrouve dans les calcaires anciens.Les tendances directionnelles des teneurs en strontium et la faible concentration moyenne en strontium (143 ppm) dans les calcaires de la formation de Dunedin en Colombie-Britannique indiquent que cette formation a subi une diagénèse tardive par des solutions qui, au cours de leur passage, avaient une période de résidence de plusieurs épisodes solution–reprécipitation.Le zinc en solution ne subit pas une augmentation significative de sa concentration durant la diagénèse météorique parce que son coefficient de distribution est plus grand que 1. L'observation de l'absence de tendances directionnelles pour le zinc dans la formation de Dunedin supporte cette prédiction du modèle.Les calcaires riches en hydrocarbures retiennent des concentrations anormalement élevées de strontium parce que le processus de solution–reprécipitation est inhibé par la présence des hydrocarbures. Ce fait suggère que le relevé d'anomalies de strontium pourrait s'avérer un complément utile aux techniques actuelles d'exploration des hydrocarbures. [Traduit par le journal]