不同賦存環境下碳酸鹽巖溶蝕過程試驗模擬研究

作者：林云,任華鑫,武亞遵,賈方建,劉朋,梁家樂

摘要：目前,有關碳酸鹽巖溶蝕過程的研究多集中在單一環境平衡狀態下,不同賦存環境、微觀尺度上的研究較少。鑒于此,為探討不同賦存環境下碳酸鹽巖溶蝕過程及微觀變化特征,借助研制的巖溶水系統不同賦存環境下水巖相互作用模擬裝置,選取典型巖溶水系統開放環境、半封閉環境與封閉環境的巖樣,以CO_(2)溶液為酸性流體介質,開展室內溶蝕模擬試驗,研究巖溶水中特征組分的變化規律進行模擬實驗,并從宏觀和微觀尺度,研究巖溶水系統不同賦存環境下的碳酸鹽巖溶蝕變化特征。結果顯示:不同賦存環境下Ca^(2+)、HCO3^(-)含量、飽和指數及pH值空間變化特征不同,各特征組分均呈現出隨徑流方向、溶蝕時間逐漸增大的趨勢。不同賦存環境下,碳酸鹽巖受水溶液中CO_(2)含量的影響,在補給區的開放環境下溶蝕性最強,形成連通性較高的溶孔、溶隙。碳酸鹽巖總溶蝕率均值是半開放環境的1.43倍,是封閉環境的2.70倍,半封閉與封閉環境下碳酸鹽巖溶蝕后的微觀結構介于孤立微孔與完全連通性溶隙之間。此外隨深度的變化溶蝕量呈逐漸減弱的趨勢,且淺部的變化更為明顯。碳酸鹽巖的溶蝕作用還受巖性控制,其隨巖石中CaO/MgO比值的增大而增強。

發文機構：河南理工大學資源環境學院 中原經濟區煤層（頁巖）氣河南省協同創新中心

關鍵詞：賦存環境碳酸鹽巖溶蝕特征微觀結構occurrence environmentcarbonate rockcorrosion characteristicsmicrostructure

分類號： P642.25[天文地球—工程地質學]