Relación entre la Conductividad Térmica, la Composición Mineral y la Composición de Elementos Mayores en Rocas del Centro y Sur de Alemania
Autores: Suft, Oliver; Hagenauer, Hannes; Bertermann, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Relación entre la Conductividad Térmica, la Composición Mineral y la Composición de Elementos Mayores en Rocas del Centro y Sur de Alemania
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Conductividad térmica
Composición geoquímica
Composición mineralógica
Rocas y suelos
Análisis de fluorescencia de rayos X
Difracción de rayos X
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La conductividad térmica es un parámetro decisivo en todas las aplicaciones geotérmicas. Además de los factores que influyen en la densidad, saturación, porosidad, temperatura y presión, es, sobre todo, la composición geoquímica y mineralógica la que determina la conductividad térmica en rocas y suelos. Este estudio se centra en muestras de roca seleccionadas del sur y centro de Alemania en relación con los óxidos de elementos principales y minerales, así como la conductividad térmica distribuida. Examinamos rocas sedimentarias clásticas y químicas, así como rocas ígneas y metamórficas, que van desde la era Paleozoica hasta la Cenozoica. Las mediciones se realizaron mediante análisis de fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (XRD) y escaneo óptico con un escáner de conductividad térmica (TCS). Los resultados muestran correlaciones significativas entre los parámetros térmicos y geoquímicos. La composición química impacta significativamente en la conductividad térmica. Un mayor contenido de cuarzo y SiO generalmente conduce a un aumento de la conductividad térmica, mientras que los silicatos de aluminio, comunes en los minerales de arcilla, se correlacionan con una menor conductividad. Para los carbonatos, un aumento en la densidad o una reducción en la porosidad mejora la conductividad. Las diferencias estructurales y las diferentes concentraciones minerales influyen en la variabilidad de la medición a lo largo del eje de muestreo. Esto es especialmente visible en las muestras de roca sedimentaria clástica, donde la porosidad disminuye mientras que la cementación de la matriz aumenta la conductividad térmica.
Descripción
La conductividad térmica es un parámetro decisivo en todas las aplicaciones geotérmicas. Además de los factores que influyen en la densidad, saturación, porosidad, temperatura y presión, es, sobre todo, la composición geoquímica y mineralógica la que determina la conductividad térmica en rocas y suelos. Este estudio se centra en muestras de roca seleccionadas del sur y centro de Alemania en relación con los óxidos de elementos principales y minerales, así como la conductividad térmica distribuida. Examinamos rocas sedimentarias clásticas y químicas, así como rocas ígneas y metamórficas, que van desde la era Paleozoica hasta la Cenozoica. Las mediciones se realizaron mediante análisis de fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (XRD) y escaneo óptico con un escáner de conductividad térmica (TCS). Los resultados muestran correlaciones significativas entre los parámetros térmicos y geoquímicos. La composición química impacta significativamente en la conductividad térmica. Un mayor contenido de cuarzo y SiO generalmente conduce a un aumento de la conductividad térmica, mientras que los silicatos de aluminio, comunes en los minerales de arcilla, se correlacionan con una menor conductividad. Para los carbonatos, un aumento en la densidad o una reducción en la porosidad mejora la conductividad. Las diferencias estructurales y las diferentes concentraciones minerales influyen en la variabilidad de la medición a lo largo del eje de muestreo. Esto es especialmente visible en las muestras de roca sedimentaria clástica, donde la porosidad disminuye mientras que la cementación de la matriz aumenta la conductividad térmica.