二氧化矽地熱溫標(silica geothermometer)是指利用泉口或井孔地熱流體的二氧化矽飽和濃度,計算出地下熱流體平衡帶的溫度。
基本介紹
- 中文名:二氧化矽地熱溫標
- 外文名:silica geothermometer
- 提出時間:1961年
- 發現人物:G·波德瓦爾遜和G·帕馬松
- 學科:地球化學
- 計算結果:地下熱流體平衡帶的溫度
主要原理,理論發展,注意事項,
主要原理
二氧化矽地熱溫標(silica geothermometer)是由冰島G·波德瓦爾遜和G·帕馬松於1961年首次提出利用其半定量經驗公式計算熱儲的基底溫度。如果地下溫度高於200℃,石英在地熱流體中溶解一沉澱反應會很快地達到一個新的平衡。在高溫下為溶解態石英所飽和的地熱流體在上升至地表的過程中,無定形二氧化矽會發生沉澱,因此本溫標很難用於標定200~300℃的地下溫度。
理論發展
自然界的二氧化矽礦物有石英、玉髓、方石英、磷石英和非晶質二氧化矽(包括蛋白石、石英玻璃、水溶膠和硅藻等),其中地熱化學研究常涉及有石英、玉髓和非晶質矽。根據實驗,有些二氧化矽礦物的溶解度在溶液的蒸氣壓下是溫度的函式,且壓力和加鹽(改變礦化度)對300℃以下石英和非晶質矽的溶解度影響很小。這樣,在水熱流體中的可溶性二氧化矽的濃度可以作為化學地熱溫標。
注意事項
在套用地熱溫標時,應該注意是何種二氧化矽礦物控制了該溶液中二氧化矽的含量,這是因為不同二氧化矽礦物有著不同的溶解度,會產生不同的平衡溫度。另外,在340℃以下,二氧化矽礦物的溶解度隨著溫度的降低而減小,傳導或絕熱冷卻會造成溶液中二氧化矽的聚合或沉澱,導致低的熱儲計算溫度。但事實上是溶解度較大的非晶質矽控制著溶液中二氧化矽的沉澱,所以在低的熱儲溫度下二氧化矽從溶液中沉澱出來是比較困難的。