Geochemical Constraints on Paleo Heat Flow Determinations, a Brief Review

Abstract

Some methods are in use to estimate paleogeothermal conditions. They approximated roughly the natural diversity in properties and environmental conditions during geological history. Whereas the geological conditions are discussed elsewhere, geochemical constraints are accentuated here. The degree of coalification of organic matter is most frequently used in paleogeothermal studies. Several interpretation methods have been developed in which unknown local effects are implicitly involved due to the diversity of the plant remains and the site specific chemical and depositional history of a sediment sample. The homogenization temperature of fluid inclusions is very sensitive to the chemical composition of the inclusions. This property limits its application onto a more regional scale. Stable isotope exchange reactions can be effected by recrystallisation or chemical alteration, so that the result is difficult to interpret in some cases. The diagenesis of some authigenic minerals within the uppermost few kilometers depth has been used successfully. However, the dependence of the transformation temperature on time does not yet allow a general application. The application of the different radioactive systems to reconstruct the cooling history of a rock sample yields, along with the uplift history, paleotemperature gradients, if each system is firmly closed.

Alguns métodos, atualmente em uso para estimativas de condições paleo geotermais, aproximam grosseiramente a variação natural das propriedades e as condições ambientais durante a história geológica. Enquanto as condições geológicas são discutidas em outros trabalhos, os aspectos geoquímicos são salientados neste trabalho. Nos estudos paleo geotermais é utilizado, com mais frequência, o grau de carbonização da matéria orgânica. Vários métodos de interpretação têm sido desenvolvidos, nos quais os efeitos locais desconhecidos estão envolvidos implicitamente, isto devido à diversidade de restos de plantas e à história química e deposicional específica do local da amostra de sedimento. A temperatura de homogeneização das inclusões fluidas é muito sensível à composição destas inclusões. Esta propriedade limita a sua aplicação numa escala mais regional. As reações de intercâmbio de isótopos estáveis podem ser afetadas pela recristalização ou pela alteração química, de modo que, os resultados são interpretados com dificuldade, em alguns casos. A diagênese de alguns minerais antígenos nos primeiros poucos quilômetros de profundidade, tem sido usada com sucesso. Porém a dependência da temperatura de transformação em relação ao tempo não permite ainda uma aplicação geral. A aplicação de diferentes sistemas radioativos para a reconstrução da história de resfriamento da amostra de rocha fornece, juntamente com a história de soerguimento gradiente de paleotemperaturas, se cada sistema for firmemente fechado.