Jökull


Jökull - 01.01.2010, Blaðsíða 176

Jökull - 01.01.2010, Blaðsíða 176
A. Stefánsson of reaction. Under these conditions, the mass of smec- tites formed was insignificant and zeolites were found to be unstable. This resulted in apparent high mobil- ity of Mg2+, Ca2+ and Fe2+. The carbonates formed under these conditions were predominantly siderite, magnesite and Fe-Mg carbonate solid solutions. With increasing pH, Ca-Mg-Fe containing smectites and Ca-Na containing zeolites become increasingly im- portant, reducing the mobility of Mg and Fe. This lack of Mg and Fe in solution resulted in calcite be- ing the stable carbonate at pH >8. This pattern is in good agreement with natural carbonate mineralogy under elevated and depleted CO2 conditions (Neuhoff et al., 2006; Rogers et al., 2006; Gysi and Stefánsson, 2010). The well known zeolite zonation with depth has been interpreted in terms of formation temperatures caused by variable burial depth. The reaction path calculations of basaltic glass alteration failed to some degree in simulating the very detailed compositional variations of zeolites observed in nature. Usually, a given zeolite pair was formed independent of the ex- tent of reaction and temperature. However, some pre- liminary calculations indicated that varying the basalt composition, different zeolite pairs may be formed. In addition, small changes in the clay solid solution com- position were found to change the zeolite assemblage formed. The results are not presented in detail here as they are more speculative and much more work is needed; however, they suggest that primary rock com- position, incongruent dissolution of primary minerals of basalts and composition of phyllosilicates, as well as temperature, may play important roles in determin- ing the composition of zeolites. The above factors in turn are again dependent on acid supply and extent of reaction. The conclusions that may be drawn from the above geochemical model calculations are that the ob- served low-temperature secondary mineralogy is de- termined predominantly by the pH of the water inter- acting with the basalt and extent of reaction. Tem- perature is probably less important than the other two factors. The pH of the water, on the other hand, is de- termined by the nature and concentration of acid into the system, the respective ionization constants and the extent of reaction that is reflected by increased reac- tion time. At a pH above 8, the well known mineral sequence of celadonite, simple oxides (chalcedony) and oxyhydroxides forming first, followed by Ca-Mg- Fe smectites, chlorites and eventually zeolites is ob- served at all temperatures between 50 and 150◦C. The mass of carbonates formed depend on the CO2 con- centration of the system. The overall reaction pattern of basalt alteration and the associated elemental mobilities are summa- rized in Figure 7. The reactions and secondary min- eral assemblages formed depended primarily on the water pH. The pH in turn was controlled by the nature of the acid (strong H2SO4 or weak CO2) and extent of reaction. Three categories may be defined: (1) Low pH H2SO4 alteration (pH <4) dominated by amorphous silica, kaolinite, Al and Fe oxyhydrox- ides and sulphur-containing minerals (2) Mildly acid CO2 alteration (pH 5–7) domi- nated by kaolinite, chalcedony, Ca-Mg-Fe smectites and Mg-Fe carbonates (3) Alkaline water alteration (pH >8) dominated, in order of appearance with extent of reaction, by chalcedony and celadonite, Ca-Mg-Fe smectites, ze- olites and calcite. Reaction path modelling and natural low- temperature geothermal waters The effect of temperature, pH and extent of reaction on basalt alteration may be analysed by comparison with the results of the geochemical model calcula- tions with natural low-temperature water. The water- rock reaction can be viewed as an acid-base titration whereas the dissolution of basalt results in consump- tion of the acid (H+) and release of the cations. This results in changes in the cation to proton ratio with in- creased extent of reaction as well as an increase in the pH value of the water. In the calculations, chemical equilibrium was assumed between the water and the secondary minerals formed to control the composition of the solution. It follows that the slope of the cation to proton ratio as a function of pH is controlled by the mineral saturation and the overall reaction stoichiom- etry of the basalt alteration reaction under particular conditions. 176 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.