地球科学-中国地质大学学报
地毬科學-中國地質大學學報
지구과학-중국지질대학학보
EARTH SCIENCE-JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
2006年
3期
411-416
,共6页
刘再华%W. Dreybrodt%李华举
劉再華%W. Dreybrodt%李華舉
류재화%W. Dreybrodt%리화거
速率控制机理%非均相表面反应%溶质传输%CO2转换反应%碳酸酐酶%水动力条件%灰岩溶解%白云岩溶解
速率控製機理%非均相錶麵反應%溶質傳輸%CO2轉換反應%碳痠酐酶%水動力條件%灰巖溶解%白雲巖溶解
속솔공제궤리%비균상표면반응%용질전수%CO2전환반응%탄산항매%수동력조건%회암용해%백운암용해
碳酸盐岩溶解的速率控制过程包括:(1)岩石表面上的非均相化学反应;(2)离子从岩石表面通过扩散向溶液中的传输;(3)CO2向H+和HCO-3的转换.通常是这3个过程中的最慢过程决定着碳酸盐岩的溶解速率.然而,实验和理论分析发现,在条件相似的情况下,白云岩的初始溶解速率不仅只有灰岩的1/3～1/60,而且灰岩和白云岩的溶解呈现出不同的速率控制机理.如对灰岩而言,在实验中加入能催化CO2转换反应的生物碳酸酐酶(CA)后,其溶解速率增加出现在CO2分压＞100 Pa的区域,最高可达10倍;而对白云岩,其溶解速率增加出现在CO2分压＜10 000 Pa的区域,且增加仅3倍左右.此外,虽然2类岩石的溶解也均受水动力条件(旋速或流速)的控制,且主要出现在CO2分压＜1 000 Pa的区域,但灰岩的溶解对水动力条件的变化比白云岩溶解更敏感.这些发现在解释和揭示自然界白云岩和灰岩岩溶发育及其相关资源环境问题的差异方面具有重要意义.
碳痠鹽巖溶解的速率控製過程包括:(1)巖石錶麵上的非均相化學反應;(2)離子從巖石錶麵通過擴散嚮溶液中的傳輸;(3)CO2嚮H+和HCO-3的轉換.通常是這3箇過程中的最慢過程決定著碳痠鹽巖的溶解速率.然而,實驗和理論分析髮現,在條件相似的情況下,白雲巖的初始溶解速率不僅隻有灰巖的1/3～1/60,而且灰巖和白雲巖的溶解呈現齣不同的速率控製機理.如對灰巖而言,在實驗中加入能催化CO2轉換反應的生物碳痠酐酶(CA)後,其溶解速率增加齣現在CO2分壓＞100 Pa的區域,最高可達10倍;而對白雲巖,其溶解速率增加齣現在CO2分壓＜10 000 Pa的區域,且增加僅3倍左右.此外,雖然2類巖石的溶解也均受水動力條件(鏇速或流速)的控製,且主要齣現在CO2分壓＜1 000 Pa的區域,但灰巖的溶解對水動力條件的變化比白雲巖溶解更敏感.這些髮現在解釋和揭示自然界白雲巖和灰巖巖溶髮育及其相關資源環境問題的差異方麵具有重要意義.
탄산염암용해적속솔공제과정포괄:(1)암석표면상적비균상화학반응;(2)리자종암석표면통과확산향용액중적전수;(3)CO2향H+화HCO-3적전환.통상시저3개과정중적최만과정결정착탄산염암적용해속솔.연이,실험화이론분석발현,재조건상사적정황하,백운암적초시용해속솔불부지유회암적1/3～1/60,이차회암화백운암적용해정현출불동적속솔공제궤리.여대회암이언,재실험중가입능최화CO2전환반응적생물탄산항매(CA)후,기용해속솔증가출현재CO2분압＞100 Pa적구역,최고가체10배;이대백운암,기용해속솔증가출현재CO2분압＜10 000 Pa적구역,차증가부3배좌우.차외,수연2류암석적용해야균수수동력조건(선속혹류속)적공제,차주요출현재CO2분압＜1 000 Pa적구역,단회암적용해대수동력조건적변화비백운암용해경민감.저사발현재해석화게시자연계백운암화회암암용발육급기상관자원배경문제적차이방면구유중요의의.
