Rapid migration of CO2-rich micro-fluids in calcite matrices

Autor: Zuddas, Pierpaolo, Salvi, Stefano, Lopez, Olivier, DeGiudici, Giovanni, Censi, Paolo
Přispěvatelé: Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Zuddas, Pierpaolo, Salvi, Stefano, Lopez, Olivier, De Giudici, G. De, Censi, Paolo, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Scientific Reports, Vol 8, Iss 1, Pp 1-8 (2018)
Scientific Reports
Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2018, 8, pp.14080. ⟨10.1038/s41598-018-32461-8⟩
Scientific Reports, 2018, 8, pp.14080. ⟨10.1038/s41598-018-32461-8⟩
ISSN: 2045-2322
Popis: International audience; The transport of supercritical fluids is a determining factor for several geological processes and fundamental in predicting natural resource accumulation and distribution. Calcite, ubiquitous in most geological environments, may contain supercritical CO2 trapped under the form of fluid inclusions that may move through grain boundaries affecting the rock physical properties. However, despite macroscopic evidence for this process, until recent it was not possible to characterize this process at the nano-scale due to the difficulty of such observations. In this study, we report nanometer-scale observations on calcite crystal surfaces and demonstrate that stress with absence of visible deformation produces fluid leakage from fluid inclusions. Atomic Force Microscopy scanning experiments on freshly cleaved calcite crystals containing visible fluid inclusions revealed the spontaneous formation of nanometer-scale hillocks on flat crystal terraces in only a few minutes, without evidence of surface dissolution. The fact the hillocks formed on flat surface in a short time was unexpected and suggests deposition of material from the inner crystal to the surface through small-scale fluid migration. We estimated the rate of this fluid mobility is by several orders of magnitude higher than the diffusion rate through vacancies estimated in calcite crystals showing that CO2–rich fluids through micro-pore and nano-pore spaces is in reality much higher than previously assumed using current predictive models.
Databáze: OpenAIRE
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