Jökull


Jökull - 01.12.1987, Blaðsíða 39

Jökull - 01.12.1987, Blaðsíða 39
(2) The CO, concentration in the parent water from which the steam is derived is that given by the C02-temperature function for equilibrated reser- voirwaters by Arnórsson and Gunnlaugsson (1985). (3) The N2 concentrations in the parent geothermal wa- ter as well as in the cold shallow water are those of non-thermal water in equilibrium with the atmo- sphere. (4) The C02 and N2 are unreactive in the upflow. (5) Neither C02 nor N2 partition significantly into the condensate/steam heated water. These simplifying assumptions are discussed briefy be- low. It is difficult to provide evidence regarding the validity of the first assumption of the boiling process in the upflow. However, as discussed later, the low N2 concen- trations in the fumarole steam at Krísuvík are taken to be indicative of extensive boiling in the upflow, exten- sive meaning that the water has boiled over a large temperature (pressure) interval (>50°C) without being separated from the steam phase. Drillhole data were used to derive the temperature function for C02 concentrations in geothermal reservoir waters. They show some scatter which may be due to several reasons as discussed by Arnórsson and Gunn- laugsson (1985) including: a) departure from equilib- rium; b) differences in the composition of minerals par- ticipating in the equilibrium; c) imperfections in crystal structures; d) errors in selected aquifer temperatures and e) presence of equilibrium steam in the reservoir. The scatter amounts on average to 0.27 logm CO, units. For 280°C reservoir water such departure would give at the most 9% condensation, if there was actually none. The third assumption is based on the fact that geother- rnal waters are dominantly meteoric in origin and it is valid as long as the cold parent water has approached fairly closely equilibrium with the atmosphere and mag- matic contribution is not significant, or contribution from other sources, and as long as degassing has not occurred prior to boiling in the upflow. This assumption finds support in drillhole data (Arnórsson, 1986). N2 is the dominant nitrogen bearing species in Icelan- dic geothermal systems, including the Krísuvík field. Any reduction that might occur into NH3 or oxidation into N03, will, therefore, not significantly affect the N2 concentrations, suggesting that N2 is effectively unreac- tive. Geothermal reservoir waters are generally very close to being calcite saturated (Arnórsson, 1978; Arnórsson etal., 1983b; Ellis and Mahon, 1977). Upon boiling they become calcite supersaturated (Arnórsson, 1978) caus- ing some removal of carbonate from the fluid, thus lowering its C02 content. Total carbonate concentra- tions in geothermal waters vastly exceed those of calci- um, except for saline waters below some 150°C. There- fore, the amount of carbonate removed from solution by calcite precipitation is only a small fraction of the total carbonate due to limited availability of calcium. Con- densation of steam, whether by conductive heat loss or mixing with cold water, produces an acid and calcite undersaturated aqueous phase. Condensation does not, therefore, lead to removal of C02 from the steam phase through precipitation. Both C02 and N2 are sparingly soluble in water. For a system at 100°C and with 5% steam by weight 99.7% of the mass of C02 occupies the steam phase and over 99.9% of the N2. At 250°C the same figures are 88% for C02 and 98% for N2. It is, thus, evident that only very extensive condensation at high temperatures will cause significant partitioning of C02 into the condensate. Un- der all conditions practically all the N2 occupies the steam phase. The following function describes the relation between N2 concentrations in steam at atmospheric pressure and the temperature of the parent water assuming adiabatic boiling: logN,c = 22.965 - 0.117235 • T + 2.05872 • 10'4 • T2 - 1.22958 • 10*7 • T:i (1) where N2 is in mmoles per kg of steam and T in °K. The subscript c denotes that the N2 concentration is a calcu- lated value to distinguish it from measured concentra- tion in the steam (N2 m). When deriving function (1) it was assumed that the N2 content of the parent water was 0.71 mmoles/kg which corresponds with saturation at 5°C at PNj = 0.78 atm. For a parent water saturated with N2 at 25°C (0.45 mmoles/kg) equation (1) becomes: logN2 c = 22.700 - 0.116818 • T + 2.05013 ■ 10'4 • T2 - 1.22377 • 10“7 • T3 (la) As C02 concentrations in the reservoir water are de- termined by its temperature and the N2 concentrations are taken to be constant, it follows that the C02/N2 ratio in that water is a function of temperature only. The following function describes the temperature depend- ence: t = 148.5 + 64.35 • Qcn + 5.239 • Qcn2 - 1.832 • Qcn3 (2) where Qcn is log(CQ2/N2) in moles and t is in °C. The 37
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.