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《吉林大学》 2011年
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砂岩对CO_2的矿物捕获能力

刘娜  
【摘要】:通过偏光显微镜、扫描电镜、阴极发光显微镜和荧光显微镜观察,结合X-射线衍射分析、碳氧同位素分析和均一温度测试数据以及CO2—砂岩相互作用实验和数值模拟,查明了松辽盆地南部红岗地区含片钠铝石砂岩中与CO2充注有关的碳酸盐矿物组合,定量地评估了砂岩对CO2的矿物捕获潜力。研究表明C02注入后形成的自生矿物组合与共生序列为:片钠铝石—晚期次生加大石英—晚期高岭石,晚期方解石和铁白云石,其中,片钠铝石、晚期方解石和铁白云石为CO2充注形成的碳酸盐矿物,并且他们与盆地中赋存的CO2气具有相同的“碳”来源,均为幔源岩浆成因。通过CO2—砂岩相互作用的数值模拟和实验室实验验证和补充了岩石学研究结果。其中,数值模拟结果显示,CO2注入后溶解的矿物类型包括斜长石、钾长石与绿泥石;沉淀的自生矿物有片钠铝石、铁白云石、方解石、菱镁矿和石英。除菱镁矿外,其他溶解的和沉淀的矿物均与岩石学观察结果基本一致。实验室实验表明,随着实验温度的升高,砂岩内长石的溶蚀溶解程度增加,这与岩石学观察中大部分长石发育溶蚀溶解现象是一致的。含片钠铝石砂岩中与CO2充注有关的碳酸盐矿物的固碳量计算和数值模拟表明,富含长石的砂岩对CO2具有较大的矿物捕获潜力。砂岩岩石类型和成分成熟度以及长石的类型是制约砂岩对CO2的矿物捕获潜力的重要因素。
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