动水压力作用下碳酸盐岩溶蚀作用模拟实验研究  

Study of simulation experiment for carbonate rocks dissolution under hydrodynamic pressure

作　　者：刘琦[1,2] 卢耀如[1,3,2] 张凤娥[3] 熊康宁[2] 

机构地区：[1]同济大学地下建筑与工程系,上海200092 [2]贵州师范大学中国南方喀斯特研究院,贵阳550001 [3]中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄050061

出　　处：《岩土力学》2010年第S1期96-101,共6页Rock and Soil Mechanics

基　　金：“十一五”国家科技支撑计划重大项目(No.2006BAC01A09);国家自然科学基金资助项目(No.40772150,No.40572144)

摘　　要：为研究岩溶地区水库蓄水不同条件下动水压力驱动下的碳酸盐岩溶蚀作用机制。以乌江流域某水电站坝前地区碳酸盐岩为研究对象,利用自行研制的开放体系压力溶蚀实验系统,对不同动水压力(0～2.0MPa)条件下CO2水溶液溶蚀碳酸盐岩的过程进行实验模拟,其结果显示,动水压力增大会引起碳酸盐岩的溶蚀作用加剧,溶解速率曲线随动水压力的变化而发生显著改变;随动水压力的增大,岩石的化学溶解量和机械破坏量同时增大,两者的比值随着压力增大逐渐趋于1:1,两者之间存在耦合关系。采用扫描电镜与压汞试验相结合的方法进行微观研究发现,动水压力对碳酸盐岩的溶蚀作用不仅发生于岩石表面,使表面溶孔增大并加深,产生次生孔隙和次生矿物,同时还改变着岩石的内部孔隙结构,降低其渗透性并弱化结构面的连接。为研究岩溶地区水库蓄水不同条件下动水压力驱动下的碳酸盐岩溶蚀作用机制。以乌江流域某水电站坝前地区碳酸盐岩为研究对象,利用自行研制的开放体系压力溶蚀实验系统,对不同动水压力(0～2.0MPa)条件下CO2水溶液溶蚀碳酸盐岩的过程进行实验模拟,其结果显示,动水压力增大会引起碳酸盐岩的溶蚀作用加剧,溶解速率曲线随动水压力的变化而发生显著改变;随动水压力的增大,岩石的化学溶解量和机械破坏量同时增大,两者的比值随着压力增大逐渐趋于1:1,两者之间存在耦合关系。采用扫描电镜与压汞试验相结合的方法进行微观研究发现,动水压力对碳酸盐岩的溶蚀作用不仅发生于岩石表面,使表面溶孔增大并加深,产生次生孔隙和次生矿物,同时还改变着岩石的内部孔隙结构,降低其渗透性并弱化结构面的连接。

关 键 词：碳酸盐岩 水库 溶蚀作用 动水压力 实验模拟 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]