Les fluides hydrothermaux du système H2O-CO2-NaCl sont des acteurs importants des systèmes magmatiques transcrustaux. Qu'ils soient issus directement du dégazage des magmas ou d'origine météoritique, ces fluides sont soumis à d'importantes variations de pression (P) et température (T) qui modifient leurs propriétés volumétriques et affectent ainsi leur circulation dans les magmas et les roches hôtes et leur capacité à transporter d'autres éléments, y compris les métaux, entre les différent réservoirs (magma, roche hôte, atmosphère, hydrosphère).

Jusqu'à présent, les données expérimentales disponibles pour modéliser l'évolution de la densité des fluides contenant du CO2 et du NaCl en fonction de P et T sont limitées aux conditions superficielles et quasi-inexistantes à des températures supérieures à 500 K [1,2]. Ainsi, les modèles thermodynamiques disponibles pour le système ternaire H2O-CO2-NaCl ne sont applicables qu'aux seules conditions du stockage du CO2 dans les aquifères salins « froids » [3]. Cette limitation (ou absence de validation) des modèles thermodynamiques à T > 500 K freine le développement de modèles décrivant les échanges chimiques associés au dégazage magmatique ou à la circulation de fluides à haute température, par exemple liés à la formation de Cu-Au-Mo gisements de porphyre dans les arcs volcaniques.

Pour vérifier la validité des modèles de densité pour les systèmes binaires H2O-CO2 et H2O-NaCl jusqu'à 2000 bars, nous avons réalisé une série d'expérience dans un autoclave hydrothermal qui permet des mesures in-situ d'absorption des rayons X et Raman sur des fluides aqueux jusqu'à 900 K et 1500 bars [4,5]. Les densités mesurées in-situ montrent une forte déviation par rapport aux densités calculées via les équations d'état les plus utilisées [6,7], soulignant la nécessité d'encrer le développement des modèles sur une base de données empiriques fournie.

References: [1] Schmidt et al., 1995. Geochim. Cosmochim. Acta 59, 3953-3959. [2] Song et al. 2013. J. Chem. Engin. Data 58, 3342-3350. [3] Li et al., 2011. Energia Procedia 4, 3817-3824. [4] Louvel et al., 2015. J. Mol. Liquids 205, 54-60. [5] Louvel et al., 2017. Chem. Geol. 466, 500-511. [6] Duan et al., 2008. Energy Fuels 22, 1666-1674. [7] Driesner, 2007. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 4902-4919.