Hot Spring Chemistry Surprise Valley, CA Andrew Fowler - - PowerPoint PPT Presentation

Hot ¡Spring ¡Chemistry ¡ Surprise ¡Valley, ¡CA ¡

Andrew ¡Fowler ¡ Carolyn ¡Cantwell ¡ Robert ¡Zierenberg ¡ William ¡Glassley ¡

Surprise ¡Valley ¡ ¡

Hot ¡Spring ¡Chemistry ¡

We ¡are ¡using ¡water ¡chemistry ¡ ¡to ¡ understand: ¡ ¡ 1. Where ¡does ¡the ¡hot ¡water ¡

• riginate? ¡

¡

2. Where ¡does ¡the ¡hot ¡water ¡flow? ¡ 3. How ¡hot ¡is ¡the ¡water ¡at ¡its ¡source? ¡ ¡ The ¡purpose ¡is ¡to ¡understand ¡the ¡SV ¡ geothermal ¡system ¡beHer, ¡so ¡residents ¡ can ¡decide ¡how ¡to ¡explore ¡and ¡uJlize ¡ the ¡resource. ¡

H ¡and ¡O ¡isotopes ¡in ¡hot ¡spring ¡water ¡ (H2O) ¡indicate: ¡

• The ¡West ¡and ¡East ¡side ¡have ¡disJnct ¡

water ¡sources. ¡

Fluid ¡Origin ¡ ¡

Stable ¡Isotope ¡Data ¡ WEST ¡ EAST ¡ EAST ¡SPRINGS ¡ WEST ¡SPRINGS ¡

?

Hot ¡water ¡shiUed ¡by ¡rocks ¡

Fluid ¡Flow ¡Path ¡ ¡

Stable ¡Isotope ¡Data ¡

We ¡can ¡have ¡confidence ¡in ¡the ¡

• isotopes. ¡They ¡tell ¡us ¡some ¡

things ¡we ¡already ¡know: ¡

¡

• Alkali ¡Lake ¡water ¡comes ¡from ¡

local ¡streams. ¡

• The ¡Alkali ¡Lakes ¡evaporate ¡over ¡

the ¡summer. ¡

¡ The ¡isotopes ¡also ¡tell ¡us ¡some ¡ things ¡we ¡didn’t ¡know: ¡

¡

• Some ¡Lake ¡City ¡springs ¡are ¡a ¡

liHle ¡mixed ¡with ¡Alkali ¡Lake. ¡

• Leonard ¡spring ¡has ¡a ¡liHle ¡Alkali ¡

Lake ¡water ¡in ¡it. ¡

• SV ¡hotel ¡springs ¡have ¡no ¡Alkali ¡

Lake ¡water. ¡

We ¡don’t ¡have ¡enough ¡Eagleville ¡ and ¡Ft. ¡Bidwell ¡samples. ¡

¡

• But ¡they ¡appear ¡diluted ¡by ¡cold ¡

water ¡

Fluid ¡Temperature ¡ ¡

Stable ¡Isotope ¡Data ¡

The ¡H ¡and ¡O ¡isotopes ¡can ¡also ¡ tell ¡us ¡about ¡temperature. ¡ ¡ ¡ àLake ¡City ¡water ¡may ¡have ¡ boiled ¡at ¡~180°C ¡(355 ¡F). ¡ ¡ ¡ àSV ¡Hotel ¡Springs ¡may ¡have ¡ boiled ¡at ¡~160°C ¡(320 ¡F). ¡ ¡ ¡ àWe ¡don’t ¡have ¡enough ¡Ft. ¡ Bidwell ¡and ¡Eagleville ¡ samples ¡to ¡say ¡anything ¡ about ¡temperature. ¡

• 1. Ft. ¡Bidwell ¡and ¡Eagleville ¡diluted ¡by ¡cold ¡
• water. ¡

¡

• 2. Lake ¡City ¡and ¡SV ¡less ¡diluted. ¡

¡

• 3. Seyferth ¡and ¡Leonards ¡appear ¡diluted ¡by ¡

alkali ¡lake ¡fluids. ¡

• Ft. ¡Bidwell ¡ ¡

and ¡ Eagleville ¡ Lake ¡City ¡ and ¡ SV ¡Hot ¡Springs ¡ Alkali ¡Lake ¡ Leonards ¡ and ¡ Seyferth ¡

Fluid ¡Flow ¡

Major ¡Element ¡Chemistry ¡

Computer ¡Modeling ¡

Fluid ¡Temperature ¡

Lake ¡City ¡Thermal ¡Water ¡

• All ¡samples ¡consistent ¡with ¡temp. ¡of ¡~180°C ¡

Lake ¡City ¡Boiling ¡Spring ¡

180 ¡°C ¡ (355 ¡F) ¡

Lake ¡City ¡Hot ¡Well ¡

180 ¡°C ¡ (355 ¡F) ¡

Computer ¡Modeling ¡

Fluid ¡Temperature ¡

Fort ¡Bidwell ¡Unnamed ¡Well ¡

• AssumpJon ¡of ¡diluJon ¡by ¡60% ¡cold, ¡fresh ¡water ¡
• Consistent ¡with ¡Na-­‑K-­‑Ca ¡geothermometer ¡temp. ¡of ¡179°C ¡for ¡FB-­‑3 ¡

180 ¡°C ¡ (355 ¡F) ¡ Sampled ¡well ¡water ¡ Assuming ¡water ¡is ¡60% ¡diluted ¡

Computer ¡Modeling ¡

Fluid ¡Temperature ¡

Eastern ¡Hot ¡springs ¡

• Surprise ¡Valley ¡HS ¡is ¡consistent ¡with ¡quartz ¡temperatures, ¡not ¡diluted. ¡
• Leonard ¡temperatures ¡slightly ¡higher ¡than ¡quartz ¡and ¡Na-­‑K-­‑Ca ¡geothermometer ¡
• Possibly ¡due ¡to ¡diluJon ¡by ¡caJon-­‑rich, ¡Alkali ¡Lake ¡water ¡

155 ¡°C ¡ (310 ¡F) ¡ Surprise ¡Valley ¡Mineral ¡Well ¡ Leonard ¡Hot ¡Spring ¡(East) ¡ 155 ¡°C ¡ (310 ¡F) ¡

Proposed ¡Model ¡

1.

• Ft. ¡Bidwell, ¡Lake ¡City, ¡and ¡Eagleville: ¡ ¡

– Springs ¡are ¡sourced ¡from ¡Warner ¡Mt. ¡ snow ¡melt. ¡ ¡

2.

• Ft. ¡Bidwell: ¡

– Diluted ¡by ¡cold ¡fluids ¡ – Possible ¡180°C ¡reservoir, ¡similar ¡to ¡ Lake ¡City ¡

3. SV, ¡Leonards, ¡and ¡Seyferth: ¡ ¡

– Have ¡an ¡unidenJfied ¡water ¡source. ¡ – Either ¡recharged ¡from ¡the ¡East ¡ – Or ¡flow ¡beneath ¡the ¡valley ¡and ¡ intercept ¡ice-­‑age ¡fluid ¡

4. SV ¡has ¡a ¡unique ¡flow ¡path ¡from ¡ Leonards ¡and ¡Seyferth. ¡ ¡

– SV ¡has ¡no ¡alkali ¡lake ¡component. ¡

¡

? ¡ ? ¡

Moving ¡Forward ¡

• ExisJng ¡chemistry ¡data ¡has ¡revealed ¡new ¡insights ¡into ¡the ¡

geothermal ¡system. ¡

• However, ¡the ¡picture ¡is ¡not ¡complete. ¡
• Some ¡key ¡chemistry ¡data ¡is ¡required ¡to ¡test ¡the ¡ideas ¡presented ¡
• here. ¡
• We ¡interested ¡in ¡accessing ¡ ¡springs ¡and ¡wells ¡to ¡collect ¡samples ¡for ¡

chemical ¡analysis. ¡

• We ¡will ¡freely ¡provide ¡our ¡results ¡so ¡your ¡communiJes ¡can ¡decide ¡

how ¡to ¡move ¡forward ¡with ¡your ¡geothermal ¡resources ¡