Jökull


Jökull - 01.01.2010, Blaðsíða 166

Jökull - 01.01.2010, Blaðsíða 166
A. Stefánsson terms of burial depth of the lavas and increased tem- perature with depth (e.g. Walker, 1960; Sukheswala et al., 1974; Kristmannsdóttir and Tómasson, 1978; Mehegan et al., 1982; Jørgensen, 1984; Murata et al., 1987; Neuhoff et al., 1999, 2006; Weisenberger and Selbekk, 2009). As many as five depth-controlled zeolite zones have been described. These tempera- ture dependences in turn have been extensively used as thermobarometers for evaluation of crustal temper- atures and burial depth of basaltic crust. Moreover, systematic changes in phyllosilicate composition and sequence of the appearance of the alteration miner- als have been observed, often with celadonite and SiO2 minerals (chalcedony) followed by mixed clays and chlorites and eventually zeolites in the pore space (Neuhoff et al., 1999; Weisenberger and Selbekk, 2009). Similar changes have been reported with rock age and geochemical modelling during weathering of basaltic glass with simple Fe and Al oxyhydrox- ides and allophane forming initially, which is then re- placed by Ca-Mg rich smectites with time (Crovisier et al., 1992; Stefánsson and Gíslason, 2001). The ef- fect of rock and fluid composition has also been in- vestigated (e.g. Kristmannsdóttir, 1984, 1985). The alteration of basalts at low-temperature in- volves the dissolution of primary minerals and pri- mary glasses and the formation of secondary minerals and dissolved solutes in water. In a closed system of fixed composition, the overall reaction is incongruent and is affected by temperature, rock and fluid compo- sition and extent of reaction. Moreover, for systems containing more than one phase, the extent of reac- tion will further result in changes in mass between the various phases. The result is that the process of alteration of a chemical system of fixed composition (rock and fluid) must be influenced by several factors including temperature, reaction progress and reaction mechanism. However, the contribution of the various factors to basalt alteration is somewhat unclear. To answer these questions one needs to separately study the effects of temperature, initial fluid composi- tion including acidity, and the extent of reaction. The mass fluxes in the system are controlled by mineral solubilities and their respective dissolution and pre- cipitation kinetics. Fluid-rock reaction simulations provide a unique tool to approach this problem. How- ever, such calculations have to be treated with care and compared with experimental and field observa- tions. In the present study, water-basalt interaction modelling for closed systems was carried out under weathering and low-temperature geothermal condi- tions and the results used to gain insight into the role of temperature, water composition, and time on low- temperature geothermal alteration of basalts. METHODS A conceptual model of low-temperature geother- mal alteration Let’s assume a closed system of fixed composition and mass, like basalt and water. The system contains two phases, liquid and solid. Initially, the water is undersaturated with respect to all minerals and will dissolve the basalt. This continues until the water be- comes supersaturated with respect to a given second- ary mineral or mineral assemblage. The secondary minerals formed generally have a different relative composition than the primary minerals, resulting in changes in mass ratio of elements (components) be- tween the two phases along the reaction path. This phenomenon may be called water-rock diffraction as an analogue of magma diffraction. This result is that the composition of the two phases, the solid and liq- uid, changes with time and is a function of the extent of the reaction, yet the total system mass is conserved. The extensive variables acting on the system are then temperature and pressure (Helgeson, 1968; Denbigh, 1971). Under weathering and low-temperature condi- tions pressure plays a small role and may be ignored. In an open flow-through system equivalent to a per- meable fracture, the conservation of mass also may not hold. The overall status of the system must there- fore reflect steady state conditions of fluid supply (wa- ter and acids and their ionization equilibria) and the extent of water-rock reaction at a particular tempera- ture. This results in a conceptual model of geothermal alteration with several important factors affecting the water-rock process including temperature, water and acid supply, and extent of reaction. 166 JÖKULL No. 60
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
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132
Blaðsíða 133
Blaðsíða 134
Blaðsíða 135
Blaðsíða 136
Blaðsíða 137
Blaðsíða 138
Blaðsíða 139
Blaðsíða 140
Blaðsíða 141
Blaðsíða 142
Blaðsíða 143
Blaðsíða 144
Blaðsíða 145
Blaðsíða 146
Blaðsíða 147
Blaðsíða 148
Blaðsíða 149
Blaðsíða 150
Blaðsíða 151
Blaðsíða 152
Blaðsíða 153
Blaðsíða 154
Blaðsíða 155
Blaðsíða 156
Blaðsíða 157
Blaðsíða 158
Blaðsíða 159
Blaðsíða 160
Blaðsíða 161
Blaðsíða 162
Blaðsíða 163
Blaðsíða 164
Blaðsíða 165
Blaðsíða 166
Blaðsíða 167
Blaðsíða 168
Blaðsíða 169
Blaðsíða 170
Blaðsíða 171
Blaðsíða 172
Blaðsíða 173
Blaðsíða 174
Blaðsíða 175
Blaðsíða 176
Blaðsíða 177
Blaðsíða 178
Blaðsíða 179
Blaðsíða 180
Blaðsíða 181
Blaðsíða 182
Blaðsíða 183
Blaðsíða 184
Blaðsíða 185
Blaðsíða 186
Blaðsíða 187
Blaðsíða 188
Blaðsíða 189
Blaðsíða 190
Blaðsíða 191
Blaðsíða 192
Blaðsíða 193
Blaðsíða 194
Blaðsíða 195
Blaðsíða 196
Blaðsíða 197
Blaðsíða 198
Blaðsíða 199
Blaðsíða 200
Blaðsíða 201
Blaðsíða 202
Blaðsíða 203
Blaðsíða 204
Blaðsíða 205
Blaðsíða 206
Blaðsíða 207
Blaðsíða 208
Blaðsíða 209
Blaðsíða 210
Blaðsíða 211
Blaðsíða 212
Blaðsíða 213
Blaðsíða 214
Blaðsíða 215
Blaðsíða 216
Blaðsíða 217
Blaðsíða 218
Blaðsíða 219
Blaðsíða 220
Blaðsíða 221
Blaðsíða 222
Blaðsíða 223
Blaðsíða 224

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.