ПЕТРОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАСТВОРА: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ЗОНАМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ЗОНАМ МАГМАТОГЕННО-ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ. - презентация

1 ПЕТРОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАСТВОРА: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ЗОНАМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ЗОНАМ МАГМАТОГЕННО-ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МАГМАТОГЕННО-ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Артименко М.В. Институт геохимии СО РАН (Иркутск)

2 первая в СССР опытно-промышленная геоТЭС

3 Концептуальная модель магматогенно- гидротермальной системы Паужетского месторождения парогидротерм. Буквенные обозначения: а – алевропелитовый чехол; б – псефитовые туфы дацитов; в – спекшиеся туфы; г – вулканомиктовые песчаники.

4 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ МОДЕЛИ 55.52O8.4e-07Mg H0.0018K 5.0e-06Si0.0327Cl S0.001Ca Na C N2.3e-06B содержание, моль независимый компонент содержание, моль независимый компонент НЕЗАВИСИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ Al, Ar, B, Br, C, Ca, Cl, Mn, F, Fe, He, I, K, Mg, N, Na, Ne, P, S, Si, Sr, Ti, H, O всего 24 Химический состав по независимым компонентам гидротермального раствора, излившегося из скважины ГК-3 Паужетского геотермального месторождения. Химический анализ проведен в Аналитическом центре Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (аналитик О. В. Шульга) минерализация 2642,0 мг/л и рН = 8,05

5 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ МОДЕЛИ компо- нент моль компо- нент моль SiO MgO0.096 TiO CaO0.137 Al 2 O Na 2 O0.055 Fe 2 O K2OK2O0.02 FeO0.069H2OH2O0.04 MnO0.002P2O5P2O Химический состав андезито-базальтов по данным Б.В. Иванова [2008] Химический состав псефитовых туфов дацитов верхнего водоносного горизонта по данным С.И. Набоко и др. [1965] компо- нент моль компо- нент моль SiO CaO0.068 TiO Na 2 O0.029 Al 2 O K2OK2O0.035 Fe 2 O P2O5P2O FeO0.03S MnO0.0014H2OH2O0.188 MgO0.034

6 Зависимые компоненты кол-во стандартные термодинамические свойства взяты из следующих литературных источников Компоненты водного раствора 205 Johnson et al., 1992 Shock et al., 1992 Shock et al., 1997 Sverjensky et al., 1997 Газы23Reid et al., 1977 Минералы136 Карпов и др., 1976 Robie, Hemingway, 1995 Berman, 1988 Yokokawa, 1988 Holland, Powell, 1998 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ МОДЕЛИ

7 инфильтрующиеся метеорные воды субдуцированные морские осадки 500 С 600 бар равновесная минеральная ассоциация АЛЬБИТ АНОРТИТ КВАРЦ ФЛОГОПИТ МАГНЕТИТ КЛИНОПИРОКСЕН КАЛИШПАТ СФЕН ИЛЬМЕНИТ ГИДРОКСИАПАТИТ гидротермальный раствор pH 8.4 минерализация мг/ кг H 2 O ЗОНА ПЕРВИЧНЫХ ХЛОРИДНО-НАТРИЕВЫХ ГИДРОТЕРМ равновесная минеральная ассоциация плагиоклаз амфибол биотит кварц ильменит сфен апатит кальцит гидротермальный раствор pH 6,7 минерализация мг/ кг H 2 O 350 С 260 бар КОНВЕКТИВНАЯ ЗОНА подземная вода 200 С 38 бар равновесная минеральная ассоциация калишпат вайракит кварц ильменит гидротермальный раствор pH 5.5 минерализация мг/ кг H 2 O ДВУХФАЗНАЯ ЗОНА (ЗОНА КИПЕНИЯ) подземная вода равновесная минеральная ассоциация ломонтит Na-амфибол кварц монтмориллонит калишпат ильменит пирит сфен конденсат пароводяной смеси pH 6.9 минерализация мг/ кг H2O 200 С 16 бар подземная вода конденсат пароводяной смеси смешение конденсата с подземной водой ЗОНА ГОРИЗОНТОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД подземная вода смешение конденсата с подземной водой равновесная минеральная ассоциация каолинит ломонтит иллит кварц клинохлор ильменит рутил конденсат пароводяной смеси pH 7,2 минерализация мг/ кг H 2 O ВАДОЗНАЯ ЗОНА 100 С 3 бар конденсат пароводяной смеси

8 Параметры системы ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ РАСТВОР ПАУЖЕТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПАРОГИДРОТЕРМ зона глубинных гидротерм верхний водоносный горизонт в псефитовых туфах дацитов излив гидротермы на поверхность стандартные условия Температура 450 С200 С95 С25 С Давление600 бар16 бар1 бар рН Eh, B Минерализация, мг/ кг H 2 O

9 Фазовый состав системы (вес.%) ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ РАСТВОР ПАУЖЕТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПАРОГИДРОТЕРМ зона глубинных гидротерм верхний водоносный горизонт в псефитовых туфах дацитов излив гидротермального раствора на поверхность условия лаборатории Температура Давление 450 С 600 бар 200 С 16 бар 95 С 1 бар 25 С 1 бар вода газ кальцит

10 Анализ поведения соединений натрия Зависимость количественного содержания форм нахождения натрия в гидротермальном растворе от термодинамических условий зон Паужетской гидротермальной системы. 450 С и 600 бар зона первичных гидротерм 200 С и 16 бар верхний водоносный горизонт 95 С и 1 бар разгрузка гидротерм на поверхность 25 С и 1 бар стандартные условия

11 Анализ поведения соединений калия Зависимость количественного содержания форм нахождения калия в гидротермальном растворе от термодинамических условий зон Паужетской гидротермальной системы. 450 С и 600 бар зона первичных гидротерм 200 С и 16 бар верхний водоносный горизонт 95 С и 1 бар разгрузка гидротерм на поверхность 25 С и 1 бар стандартные условия

12 Анализ поведения соединений кальция 450 С и 600 бар зона первичных гидротерм 200 С и 16 бар верхний водоносный горизонт 95 С и 1 бар разгрузка гидротерм на поверхность 25 С и 1 бар стандартные условия Зависимость количественного содержания форм нахождения кальция в гидротермальном растворе от термодинамических условий зон Паужетской гидротермальной системы.

13 Анализ поведения соединений магния 450 С и 600 бар зона первичных гидротерм 200 С и 16 бар верхний водоносный горизонт 95 С и 1 бар разгрузка гидротерм на поверхность 25 С и 1 бар стандартные условия Зависимость количественного содержания форм нахождения магния в гидротермальном растворе от термодинамических условий зон Паужетской гидротермальной системы.

14 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ