1. Smectite quantification in hydrothermally altered volcanic rocks
- Author
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Thráinn Fridriksson, Nicolas Marino, Bernard Fraisse, Bruno Lanson, Benoit Gibert, Nathaniel Findling, Léa Lévy, Laboratoire de géologie de l'ENS (LGENS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Nordic Volcanological Center, Institute of Earth Sciences, University of Iceland, 101 Reykjavík, Iceland, ÍSOR - Iceland GeoSurvey, Reykjavík, Iceland, Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Géologie, Ecole Normale Supérieure, Paris Sciences et Lettres, CNRS, Paris, France, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de géologie de l'ENS (LGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Gustave Eiffel-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), University of Iceland [Reykjavik], Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)
- Subjects
0211 other engineering and technologies ,Mineralogy ,[SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences ,Fraction (chemistry) ,02 engineering and technology ,010502 geochemistry & geophysics ,01 natural sciences ,Hydrothermal circulation ,Electrical resistivity and conductivity ,Cation-exchange capacity ,021108 energy ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,[SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,geography ,geography.geographical_feature_category ,Renewable Energy, Sustainability and the Environment ,Chemistry ,Geology ,Geotechnical Engineering and Engineering Geology ,Volcanic rock ,Volcano ,Clay minerals ,Mass fraction ,[SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy - Abstract
International audience; In volcanic environments, the presence of smectite may indicate recent hydrothermal circulations. Smectite is also responsible for enhanced rock electrical conductivity, as well as mechanical weakening. Therefore, 1 quantifying smectite is important in geothermal exploration. Smectite identification requires X-ray diffraction (XRD) but quantification based on XRD is time-consuming and not always accurate. In the present study, we investigate the use of an optimized unbuffered Cation Exchange Capacity (CEC) measurement, by back-titration of the Coppertriethylenetetramine(II) "Cu-trien" molecule, to quantify the smectite content of altered volcanic rock samples. We establish that a satisfying trade-off between the instrument uncertainty and an independant systematic error is theoretically reached for a fraction of reactants consumed of about 30% at the end of the exchange reaction. We suggest a modification to classical protocols to fall in that range. Finally, we show that optimized CEC measurements by Cu-trien are a direct measure of the smectite weight fraction in altered volcanic samples, with an average CEC of pure smectite of 90 ± 5 meq/100g.
- Published
- 2020
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