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Smectite quantification in hydrothermally altered volcanic rocks

Authors :
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)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)
Source :
Geothermics, Geothermics, Elsevier, 2020, 85, pp.101748. ⟨10.1016/j.geothermics.2019.101748⟩, Geothermics, 2020, 85, pp.101748. ⟨10.1016/j.geothermics.2019.101748⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

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.

Details

Language :
English
ISSN :
03756505
Database :
OpenAIRE
Journal :
Geothermics, Geothermics, Elsevier, 2020, 85, pp.101748. ⟨10.1016/j.geothermics.2019.101748⟩, Geothermics, 2020, 85, pp.101748. ⟨10.1016/j.geothermics.2019.101748⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f76627dd3f4403d49b10a527f993a55b
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2019.101748⟩