Determination of the homogenization temperatures and densities of supercritical fluids in the system NaClKClCaCl2H2O using synthetic fluid inclusions

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作者
Yigang Zhang,John D. Frantz
出处
期刊:Chemical Geology [Elsevier BV]
卷期号:64 (3-4): 335-350 被引量:605
标识
DOI:10.1016/0009-2541(87)90012-x
摘要

Synthetic fluid inclusions were experimentally produced by equilibrating small fractured prisms of quartz with aqueous solutions at temperatures from 300° to 700°C and pressures of 1000, 2000 and 3000 bar. Solution compositions included: 0.500, 2.000 and 4.500 molal NaCl; 0.500, 2.000 and 4.500 molal KCl; 0.50 and 2.00 molal CaCl2; and H2O. The homogenization temperatures of the synthetic fluid inclusions were analyzed by microthermometry. Plots of homogenization temperatures as a function of experimental temperature and pressure indicate that lines of constant homogenization temperature are linear and intersect the liquid-vapor curve at the homogenization temperature. For each of the four chemical systems, a relatively simple function was developed by which the homogenization temperature can be related to the temperature (°C) and pressure (bar) of inclusion formation and the composition (m) of the trapped fluid:P=A1+A2TA1=6.100·10−3 + (2.385·10−1−a1)Th−(2.855·10−3+a2)T22−(A3Th+a4T2h)m A2=a1+a2Th+9.888·10−6T2h+(A3+A4Th)m where m is the molality; Th is the homogenization temperature; and a1, a2, a3 and a4 are constants fit to the data sets of each of the four chemical systems. Ten-parameter polynomial regressions are given for the densities of the solutions on their liquid-vapor surfaces as functions of temperature and composition. These functions combined with the above equations permit calculation of the density as a function of temperature, pressure, solute and solute concentration in the supercritical region. A function is also given which permits calculation of isochores for fluids containing more than one solute. The results of these experiments compare favorably to previously published ones.
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