Idrogeochimica

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Le prospezioni geochimiche delle acque sotterranee rappresentano un metodo di indagine che consente di ricostruirne i circuiti, di caratterizzarne il bacino di alimentazione di risalire alle temperature alle quali sono state in equilibrio in profondità e di evidenziare fenomeni di mescolamento. Questo tipo di indagine ha il vantaggio di essere rapido, efficace e relativamente poco oneroso dal punto di vista economico. Per questi motivi la prospezione idrogeochimica costituisce uno strumento di basilare importanza ed impiegato largamente nell'esplorazione geotermica.

 

Campionamento

E’ buona norma minimizzare le operazioni di terreno, sia per semplificare la logistica, sia per ridurre i costi. Tuttavia, i parametri fisici e le concentrazioni delle specie chimiche intrinsecamente instabili devono essere determinate sul terreno oppure preservate mediante opportuni trattamenti, quali filtrazione, acidificazione e diluizione.

Parametri misurati in campagna: Temperatura, pH, Eh, alcalinità (titolazione HCO3- e CO32- con HCl), H2S disciolto, TDS, Conducibilità.

 

Analisi

  • Per la determinazione quantitativa delle specie ioniche positive (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Li+, Rb+, Cs+, Sr2+ e NH4+) e di quelle negative (F-, Br-, NO3-, PO42-, NO2-, ClO3-, ClO2-, Cl-, SO42-) ci si avvale di un sistema a cromatografia ionica.

Lo strumento utilizzato è un cromatografo Dionex-DX120 con colonne CS-12A e AS9-HC, per l’analisi dei cationi e degli anioni rispettivamente.

  • La silice, lo iodio ed il boro vengono determinati tramite spettrofotometria a luce visibile utilizzando uno spettrofotometro DR/2000 della HACH.
  • La determinazione dei metalli Zn, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, As presenti in tracce nelle acque, viene effettuata mediante spettrofotometria ad assorbimento atomico con fornetto di grafite (GFAAS) utilizzando uno spettrofotometro con fornetto di grafite HGA850 con AAnalyst 300 della Perkin Elmer.


Rappresentazioni grafiche delle analisi delle acque

Le rappresentazioni grafiche (diagrammi di Piper, Langelier-Ludwig e Schoeller-Berkaloff) delle analisi chimiche delle acque hanno lo scopo di visualizzare in modo rapido e semplice i dati idrochimici più significativi, e vengono utilizzati anche per classificare le acque sulla base della loro composizione in ioni principali.

 

Geotermometri idrogeochimici

I geotermometri chimici ed isotopici rappresentano probabilmente il più importante strumento geochimico per l’esplorazione ed il monitoraggio di sistemi idrotermali.
I geotermometri idrogeochimici si possono raggruppare in due diverse categorie:

  • Quelli  che sfruttano le variazioni di solubilità di un componente in funzione della temperatura (ex. Geotermometro del quarzo, del calcedonio etc.)
  • Quelli che si basano sul rapporto tra 2 o più componenti nel fluido (cationi) che riflettono possibili equilibri chimici, dipendenti dalla temperatura tra fluido e rocce incassanti (ex. geoterm. Na-K, Na-K-Ca, K-Mg, Na-Li etc.).

 

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