Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
CCWater – Một chương trình máy tính cho phân loại hóa học của nước địa nhiệt
Tóm tắt
CCWater là một chương trình máy tính được phát triển cho ứng dụng phổ biến của các biểu đồ tam giác trong phân loại hóa học và xác định điều kiện cân bằng của nước. Chương trình cho các biểu đồ này được phát triển dưới dạng ứng dụng bảng tính Microsoft Excel™ và được biên dịch bằng Visual Basic™ 6.0, cho phép thực thi tệp Excel™ từ một chương trình được tạo ra bởi Visual Basic™ 6.0. Hiệu suất của cả bốn biểu đồ đã được xác thực bằng cách áp dụng cho cùng một dữ liệu nồng độ hóa học của nước mà các tác giả gốc của các biểu đồ này đã sử dụng. Kết quả thu được từ chương trình này nhất quán với những gì các tác giả gốc của các biểu đồ này đã công bố. Ví dụ, CCWater được áp dụng để phân loại hóa học của nước phong hóa từ các suối và giếng địa nhiệt của năm vùng địa nhiệt ở Mexico, trong đó bốn vùng là các mỏ điện sản xuất (Cerro Prieto, CPGF; Las Tres Vírgenes, LTVGF; Los Azufres, LAGF và Los Humeros, LHGF) và vùng địa nhiệt thứ năm (La Primavera, LPGF) đang trong giai đoạn khám phá. Hầu hết các nhiệt độ bể chứa được ước tính bởi các nhiệt kế Na/K từ nước giếng địa nhiệt của CPGF, LAGF, LTVGF và LPGF nằm trong giới hạn chấp nhận được (trong phạm vi ±20%) so với nhiệt độ bằng tay trung bình của các giếng địa nhiệt tương ứng. Hiệu suất tốt của các nhiệt kế trong việc dự đoán nhiệt độ bể chứa từ nước giếng là điều dễ hiểu vì nước giếng đã hoàn toàn đạt trạng thái cân bằng và thuộc loại Cl, do đó đáp ứng yêu cầu cơ bản. Ngược lại, mặc dù nước suối của LHGF và LAGF thuộc loại HCO3 (non-mature) và không thể hiện điều kiện cân bằng, chúng vẫn dự đoán nhiệt độ bể chứa đáng tin cậy. Sự quan sát không bình thường nhưng quan trọng về hành vi của nước suối LHGF và LAGF đã trở thành khả thi nhờ phân loại hóa học của các nguồn nước này thành các nhóm khác nhau và ước tính nhiệt độ bể chứa bằng cách xem xét mỗi loại nước của một vùng địa nhiệt như một nhóm tách biệt. Ứng dụng này đã chỉ ra tầm quan trọng của loại nước hóa học và các điều kiện cân bằng hóa học hiện có trong việc sử dụng thành công các nguồn nước này để ước tính nhiệt độ bể chứa, từ đó khẳng định sự cần thiết có một chương trình máy tính như CCWater. Phần mềm CCWater dễ sử dụng, đáng tin cậy, có sẵn miễn phí và sẽ hữu ích trong việc ứng dụng các biểu đồ ba chiều cho phân loại hóa học và đánh giá các điều kiện cân bằng của nước địa nhiệt, đặc biệt trong giai đoạn đầu của khám phá địa nhiệt.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Aguilera, E Öztekin., Cioni, R., Gherardi, F., Magrob, G., Marini, L., and Pang, Z., 2005, Chemical and isotope characteristics of the Chachimbiro geothermal fluids (Ecuador). Geothermics, 34, 495–517.
Ahmad, M., Akram, W., Ahmed, N., Tasneem, M.A., and Latif, Z., 2002, Assessment of reservoir temperatures of thermal springs of the northern are–as of Pakistan by chemical and isotope geothermometry. Geothermics, 31, 613–631.
Aitchison, J., 1986, The Statistical Analysis of Compositional Data. Chapman and Hall, London, 416 p.
Appelo, C.A.J. and Postma, D., 1993, Geochemistry, Grondwater and Pollution. Balkema, Rotterdam, 649 p.
Armienta, M., Villaseñor, G., Rodriguez, R., Ongley, L.K., and Mango, H., 2001, The role of arsenic-bearing rocks in groundwater pollution at Zimapán Valley, México. Environmental Geology, 40, 571–581.
Arnorsson, S., 1983, Chemical equilibria in icelandic geothermal systems- implications for chemical geothermometry investigations. Geothermics, 12, 119–128.
Arnórsson, S. (ed.), 2000, Isotopic and Chemical Techniques in Geothermal Exploration, Development and Use: Sampling Methods, Data Handling, Interpretation. International Atomic Energy Agency, Vienna, 351 p.
Barragán, R.M., Nieva, D., Santoyo, E., González, P.E., Verma, M., and López, J., 1991, Geoquímica de fluidos del campo geotérmico de Los Humeros (México). Geotermia, Revista Mexicana de Geoenergía 7, 23–47.
Bernard, R., Taran, Y., Pennisi, M., Tello, E., and Ramirez, A., 2011, Chloride and boron behavior in fluid of Los Humeros geothermal field (México): a model based on the existence of deep acid brine. Applied Geochemistry, 26, 2064–2073.
Butler, J.C., 1979, Trends in ternary petrologic variation diagrams–fact or fantasy? American Mineralogist, 64, 1115–1121.
Chayes, F., 1960, On correlation between variables of constant sum. Journal of Geophysical Research, 65, 4185–4193.
Cortecci, G., Dinelli, E., Bolognesi, L., Boschetti, T., and Ferrara. G., 2001, Chemical and isotopic compositions of water and dissolved sulfate from shallow wells on Vulcano Island, Aeolian Archipelago, Italy. Geothermics, 30, 69–591.
Ellis, A. and Mahon, W., 1977, Chemistry and Geothermal Systems. Academic Press, New York, 392 p.
Fara, M., Chandrasekharam, D., and Minissale, A., 1999, Hydrogeochemistry of Damt thermal spring, Yemen Republic. Geothermics, 28, 241–252.
Fatta, D., Papadopoulos, A., and Loizidou, M., 1999, A study on the landfill leachate and its impact on the groundwater quality of the greater area. Environmental Geochemistry and Health, 21, 175–190.
Freeze, R.A. and Cherry, J.A., 1979, Groundwater. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 588 p.
Fried, J.J., 1975, Groundwater pollution theory, methodology, modelling and practical rules. In: Fried, J.J. (ed.), Developments in Water Science. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, p. 312–346.
García-Soto, A.Y., Pandarinath, K., Marrero-Ochoa, J.E., and Díaz-Gómez, C., 2016, Solute geothermometry of Cerro Prieto and Los Humeros geothermal fields Mexico. Arabian Journal of Geosciences, 9, 517. https://doi.org/10.1007/s12517-016-2529-0
Giggenbach, W.F., 1988, Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators. Geochimica et Cosmochimica Acta, 52, 2749–2765.
Glover, R. and Mroczek, E., 2009, Chemical changes in natural features and well discharges in response to production at Wairakei, New Zeland. Geothermics, 38, 117–133.
González-Partida, E., Carrillo-Chávez, A., Levresse, G., Tello-Hinojosa, E., Venegas-Salgado, S., Ramirez-Silva, G., Pal-Verma, M., Tritlla, J., and Camprubi, A., 2005, Hydrogeochemical and isotopic fluid evolution of the Los Azufres geothermal field, Central Mexico. Applied Geochemistry, 20, 23–39.
Güleç, N., 1994, Geochemistry of thermal waters and its relation to the volcanism in the Kizilcahamam (Ankara) area, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 59, 295–312.
Gunn, J., Bottrell, S.H., Lowe, D.J., and Worthington, S.R.H., 2006, Deep groundwater flow and geochemical processes in limestone aquifers: evidence from thermal waters in Derbyshire, England, UK. Hydrogeology Journal, 14, 868–881.
Gutiérrez-Negrín, L.C.A., 1991, Recursos Geotérmicos en La Primavera, Jalisco. Ciencia y Desarrollo, 16, 57–69.
Gutiérrez-Negrín, L. and Izquierdo-Montalvo, G., 2010, Review and update of the main features of the Los Humeros Geothermal Field, Mexico. Proceedings of the World Geothermal Congress 2010, Bali, Apr. 25–30, International Geothermal Association, p. 1–7.
Handa, B.K., 1964, Modified procedure for rating of irrigation waters. Soil Science, 98, 264–269.
Handa, B.K., 1965, Modified Hill-Piper diagram for classification of groundwater in arid and semi-arid regions. Geochemical Society of India Bulletin, 1, 20–24.
Hill, R.A., 1940, Geochemical patterns in the Coachella valley, California. EOS Transactions American Geophysical Union, 21, 46–49.
Kumar, P.J.S., 2013, Interpretation of groundwater chemistry using piper and chadha’s diagrams: a comparative study from perambalur taluk. Elixir Geoscience, 54, 12208–12211.
Lakshmanan, E., Kannan, R., and Kumar, M.S., 2003, Major ion chemistry and identification of hydrogeochemical processes of ground water in a part of Kancheepuram district, Tamil Nadu, India. Environmental Geosciences, 10, 157–166.
Lasaga, A.C., 1984, Chemical kinetics of water rock interactions. Journal of Geophysical Research, 89, 4009–4025.
Mahood, G.A., Truesdell, A.H., and Templos, M.L.A., 1983, A reconnaissance geochemical study of La Primavera geothermal area, Jalisco, Mexico. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 16, 247–261.
Manon, A., Mazor, E., Jimenez, M., Sanchez, A., Fausto, J., and Zenizo, C., 1977, Extensive geochemical studies in the geothermal field of Cerro Prieto, Mexico. Report LBL-70 19, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, 121 p.
Marques, J., Matias, M., Basto, M., Carreira, P., Aires-Barros, L., and Goff, F., 2010, Hydrothermal alteration of Hercynian granites, its significance to the evolution of geothermal system in granitic rocks. Geothermics, 39, 152–160.
Martinez, R.G., Jacquier, B., and Arnold, M., 1996, The d34S composition of sulfates and sulfides at the Los Humeros geothermal system, Mexico and their application to physicochemical fluid evolution. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 73, 99–118.
Michel, F., Allen, D., and Grant, M., 2002, Hydrogeochemistry and geothermal characteristics of the White Lake basin, South-central British Columbia, Canada. Geothermics, 31, 169–194.
Mohammadi, Z., Bagheri, R., and Jahanshahi, R., 2010, Hydrogeochemistry and geothermometry of Changal thermal springs, Zagros region, Iran. Geothermics, 39, 242–249.
Molina, B.R. and Banwell, C.J., 1970, Chemical studies in Mexican geothermal fields. Geothermics, 2, 1377–1391.
Morris, M.D., Berk, J.A., Krulik, J.W., and Eckstein, Y., 1983, A computer program for a trilinear diagram plot and analysis of water mixing systems. Ground Water, 21, 67–78.
Mustard, P.S. and Richardson. J.M., 1990, A Lotus 1-2-3 template for triangular plots. Geobyte, 5, 47–53.
Naik, P.K., Awasthi, A.K., Anand, A.V.S.S., and Behera, P., 2009, Hydrogeochemistry of the Koyna River basin, India. Environmental Earth Sciences, 59, 613. https://doi.org/10.1007/s12665-009-0059-8
Nicholson, K., 1993, Geothermal Fluids: Chemistry and Exploration Techniques. Springer, New York, 263 p.
Ochieng, L., 2013, Overview of geothermal surface exploration methods. Short Course VIII on Exploration for Geothermal Resources, organized by UNU-GTP, GDC and KenGen, Lake Bogoria and Lake Naivasha, Kenya, Oct. 31–Nov. 22, 2013.
Öztekin, O. and Çetindag, B., 2005, Hydrogeochemical and isotopic investigation of the Kolan geothermal field, southeastern Turkey. Environmental Geology, 48, 179–188.
Palabiyik, Y. and Serpen, U., 2008, Geochemical assessment of Simav geothermal field, Turkey. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 25, 408–425.
Pandarinath, K., 2011, Solute geothermometry of springs and wells of the Los Azufres and Las Tres Vírgenes geothermal fields, Mexico. International Geology Review, 53, 1032–1058.
Pandarinath, K., 2014, Testing of the recently developed tectonomagmatic discrimination diagrams from hydrothermally altered igneous rocks of 7 geothermal fields. Turkish Journal of Earth Sciences, 23, 412–426.
Pandarinath, K., Shankar, R., Torres-Alvarado, I.S., and Warrier, A.K., 2014, Magnetic susceptibility of volcanic rocks in geothermal areas: application potential in geothermal exploration studies for identification of rocks and zones of hydrothermal alteration. Arabian Journal of Geosciences, 7, 2851–2860.
Pandarinath, K. and Domínguez, H., 2015, Evaluation of the solute geothermometry of thermal springs and drilled wells of La Primavera (Cerritos Colorados) geothermal field, Mexico: a geochemometrics approach. Journal of South American Earth Sciences, 62, 109–124.
Partida, E.G., Tello, H.E., and Verma, M.P., 2001, Características geoquímicas de las aguas del reservorio del sistema hidrotermal actual de las Tres Vírgenes B. C. S. México. Ingeniería Hidráulica en México, XVI, 47–56.
Piper, A.M., 1944, A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analyses. Eos, Transactions American Geophysical Union, 25, 914–928.
Pirlo, M.C. and Giblin, A.M., 2004, Application of groundwater-mineral equilibrium calculationsto geochemical exploration for sediment- hosted uranium: observations from the Frome Embayment, South Australia. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 4, 113–127.
Portugal, E., Birkle, P., Barragán, R., Arellano, G., Tello, E., and Tello, M., 2000, Hydrochemicalisotopic and hydrogeological conceptual model of the Las Tres Vírgenes geothermal field, California Sur, México. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 101, 223–244.
Prol-Ledesma, R.M., Hernandez-Lombardini, S.I., and Lozano-Santa Cruz, R., 1995, Chemical variations in the rocks of La Primavera geothermal field (Mexico) related with hydrothermal alteration. Proceedings of the 17th New Zealand Geothermal Workshop, Auckland, p. 47–53.
Ragland, P.C., 1989, Basic Analytical Petrology. Oxford University Press, New York, 369 p.
Ramírez-Domínguez, E., Verma, M.P., Nieva, D., Quijano, J.L., and Moreno, J., 1988, Ebullicion y mezcla en procesos de formacion de Fuentes termales en Los Azufres, Mich. Geotermia Revista Mexicana de Geoenergía, 2, 59–77.
Rao, N., 1998, MHPT.BAS: a computer program for modified Hill-Piper diagram for classification of ground water. Computers & Geosciences, 24, 991–1008.
Rao, N.S., Rao, P.S., Reddy, G.V., Nagamani, M., Vidyasagar, G., and Satyanarayana, N.L.V.V., 2012, Chemical characteristics of groundwater and assessment of groundwater quality in Varaha River Basin, Visakhapatnam District, Andhra Pradesh, India. Environmental Monitoring and Assessment, 184, 5189–5214.
Romani, S., 1981, A new diagram for classification of natural waters and interpretation of chemical analyses data. Studies in Environmental Science, 17, 743–748.
Ruffa, G.L., Panichi, C., Kavouridis, T., Liberopoulou, V., Leontiadis, J., and Caprai, A., 1999, Isotope and chemical assessment of geothermal potential of Kos Island Greece. Geothermics, 28, 205–217.
Sadashivaiah, C., Ramakrishnaiah, C.R., and Ranganna, G., 2008, Hydrochemical analysis and evaluation of groundwater quality in Tumkur Taluk, Karnataka State, India. International Journal of Environmental Research and Public Health, 5, 158–164.
Saibi, H. and Ehara, S., 2010, Temperature and chemical changes in the fluids of the Obama geothermal field (SW Japan) in response to field utilization. Geothermics, 39, 228–241.
Stumm, W. and Morgan, J.J., 1995, Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters (3rd edition). John Wiley & Sons, New York, 1040 p.
Sugiaman, F., Sunio, E., Molling, P., and Stimac, J., 2004, Geothermal response to production of the Tiwi geothermal field, Philippines. Geothermics, 33, 57–86.
Takeno, N., 2000, Thermal and geochemical structure of the Uenotai geothermal system, Japan. Geothermics, 29, 257–277.
Taran, Y. and Peiffer, L., 2009, Hydrology, hydrochemistry and geothermal potential of El Chichón volcano-hydrothermal system, Mexico. Geothermics, 38, 370–378.
Tello, H., 1992, Composición química de la fase liquida a descarga total ya condiciones de reservorio de pozos geotérmicos de Los Humeros Puebla México. Geofísica internacional, 31, 383–390.
Tello, H., Verma, M., and Tovar, A., 2000, Origin of acidity in the Los Humeros, México, geothermal reservoir. Proceedings of the World Geothermal Congress 2000, Kyushu-Yohoku, May 28–Jun. 10, p. 2959–2966.
Templos, M.L., 1980, Geoquímica preliminar del campo geotérmico de la primavera Jalisco, México. Comisión Federal de Electricidad, Departamento de Geotermia, Internal Report, 20 p.
Valette-Silver, J.N., Esquer, P.I., Elders, W.A., Collier, P.C., and Hoagland, J.R., 1981, Hydrothermal alteration of sediments associated with surface emissions from the Cerro Prieto geothermal field. Proceedings of the 3rd Symposium on the Cerro Prieto Geothermal Field, Baja California, Mexico, San Francisco, Mar. 24–26, p. 140–145.
Verma, S.P., 2015, Monte Carlo comparison of conventional ternary diagrams with new log-ratio bivariate diagrams and an example of tectonic discrimination. Geochemical Journal, 49, 393–412.
Verma, S.P., Pandarinath, K., Santoyo, E., González-Partida, E., Torres- Alvarado, I.S., and Tello-Hinojosa, E., 2006, Fluid chemistry and temperatures prior to exploitation of the Las Tres Vírgenes geothermal field, Mexico. Geothermics, 35, 156–180.
Verma, S.P., Pandarinath, K., and Santoyo, E., 2008, SolGeo: A new computer program for solute geothermometers and its application to Mexican geothermal fields. Geothermics, 37, 597–621.