ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskóli Íslands>Verkfræði- og náttúruvísindasvið>Meistaraprófsritgerðir>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/11774

Titill
en

Strontium isotope shift in clay minerals, epidote and geothermal fluid in the Hellisheiði Geothermal Field, SW-Iceland

Útgáfa
Apríl 2012
Útdrættir
  • en

    The large difference in the isotopic ratio 87Sr/86Sr between sea-water-derived meteoric water (0.70916) and that of the original reservoir rocks (0.70314) allows the detection of small amounts of Sr derived from meteoric water in alteration minerals formed. The broad picture confirmed here is that meteoric Sr is largely removed in the upper clay and zeolite zones but enough survives into the epidote-dominated zones. This causes a small but significant shift in the Sr-isotopic ratio in epidote downhole to the bottom of the geothermal wells. A few samples were found to have significantly higher 87Sr/86Sr than the surrounding samples and these samples coincide with the main aquifers feeding the geothermal wells. This suggests that the aquifer water flows fast enough through the system for equilibrium not to be attained with the bulk of the reservoir rocks.
    Epidote is an abundant alteration mineral in high-temperature geothermal fields and one of the main index minerals used for the definition of temperature-dependent alteration zoning. In this study epidote from two drillholes, HE-50 and HE-51 in the Hellisheiði Geothermal Field was analyzed in detail by microprobe. As previously observed the epidote shows ubiquitous zoning of individual crystals with Fe-richer cores and Al-richer rims. Individual crystals at different depths span the entire compositional range observed throughout the geothermal wells.
    The interpretation of this zoning is that the early Fe-rich epidote forms in the chlorite-epidote alteration zone in association with wairakite-prehnite-andradite. The growth of the Fe-poorer outer zone forms in the mineral assemblage hematite-prehnite-epidote.
    Epidote is a significant host for Sr within the deeper levels of the thermal fields while clay minerals and zeolites are the main hosts in the upper levels.
    Eight samples of geothermal fluid from different sub-regions of the Hellisheiði geothermal fields were analyzed for 87Sr/86Sr and showed significant variation. Five samples showed ratios similar to the general deeper epidote values, two geothermal wells show ratios similar to those associated with the main aquifers, while one sample has ratio similar to those observed for the clays in the upper part of the system. Samples for wells HE-50 and HE-51 were not available but the results show clearly that studies of 87Sr/86Sr could be a worthwhile addition to the methods used for the interpretation of water circulation and water-rock interaction in geothermal fields.

  • Mikill munur er á samsætuhlutfallinu 87Sr/86Sr í grunnvatni, sem upprunnið er úr sjó (0,70916) og í gosbergi rekbeltanna (0,70314), sem gerir unnt að greina lítið magn af Sr úr grunnvatni í ummyndunarsteindum. Rannsóknin sýnir fram á að sjávar-Sr er að stórum hluta tekið upp í efri leir- og zeólítabelti en þó berst mælanlegt magn niður í epidótbeltið. Þetta veldur litlum en merkjanlegum breytingum á epidót niður eftir jarðlagasniðinu. Fáein sýni við vatnsæðar eru merkjanlega hærri í 87Sr/86Sr en nærliggjandi sýni. Þetta bendir til að vatnsæðar hafi nægilega hratt rennsli í gegnum kerfið til að viðhalda ójafnvægi við bergið.
    Epidót er algeng ummyndunarsteind á háhitasvæðum og er ein þeirra einkennissteinda sem skilgreina hitaháð ummyndunarbelti. Í þessari rannsókn er epidót úr tveimur borholum, HE-50 og HE-51 á jarðhitasvæði Hellisheiðar, efnagreindur með örgreini þar sem kemur fram að hver einstakur kristall er með járnríkan kjarni en álríkan rima. Hver einstakur epidótkristall spannar allar breytingar sem eiga sér stað í epidót í öllu sniðinu á mismunandi dýpi. Járnríkur kjarni í epidót myndast í klórít-epidót ummyndunarbeltinu í jafnvægi við wairakít-prehnít-andratít. Járnsnautt ytra byrði epidót myndast í jafnvægi við hematít-prehnít. Strontíum er kristalsækið í epidót í neðri hluta jarðhitasvæða, en í efri hluta háhitasvæða safnast strontíum fyrir í leirsteindum, zeólítum og kalsíti.
    Jarðhitavatni var safnað úr átta borholum og 87Sr/86Sr-hlutfall vatnsins greint. Fram kemur merkjanlegur munu:. Fimm sýni sýndu hlutföll í jafnvægi við epidót í dýpri hluta kerfisins, tvær borholur sýndu hlutföll svipuð epidót úr vatnsæðum og ein hola sýndi hlutfall svipað og mældust í leirsteindum í efri hluta jarðhitakerfisins. Jarðhitavatnssýni úr HE-50 og 51 voru ekki aðgengileg en nærliggjandi holur sýndu svipuð hlutföll og epidót í vatnsæðum. Niðurstöður rannsóknarinnar benda til þess að 87Sr/86Sr í jarðhitavatni og ummyndunarsteindum geti gefið mikilvægar upplýsingar um hringrás vatns og samspil vatns og bergs á jarðhitasvæðum.

Birting
23.5.2012


Skrár
NafnRaðanlegtStærðHækkandiAðgangurRaðanlegtLýsingRaðanlegtSkráartegund
GOB-MS.pdf2,32MBOpinn Heildartexti PDF Skoða/Opna