矿化反应对玄武岩微观结构的影响

分类： 矿山工程技术 >> 矿山地质学 提交时间： 2025-07-17

谢正峰 刘金锋 赵润东

摘要： 利用玄武岩的原位矿化反应封存CO2是缓解温室效应的有效手段。已有的研究表明：玄武岩在矿化反应吸收CO2的同时，自身微观结构也会发生变化。玄武岩微观结构不仅会对其宏观性能产生影响，同时会影响其吸收CO2速率。因此探究矿化反应是如何影响玄武岩微观结构以及如何定量表示其微观结构的改变有助于提升固碳工程的效益。本文选取海南岛北部玄武岩样品制成10mm×10mm×5mm块状，进行室内试验模拟60℃和75℃常压条件下玄武岩的矿化反应，配合光学显微镜以及X射线衍射(XRD)记录玄武岩在反应过程中的微观结构变化情况，根据实验结果分析玄武岩微观结构变化规律。反应过程中，玄武岩孔隙率呈现先上升后下降的变化，孔隙大小总体变小且孔隙分布向样品边缘集中，75℃条件下反应15天后，孔隙率由10.739%变为8.857%，总体孔隙变化率为0.357%/天。60℃条件下样品孔隙率由10.552%变为11.544%，总体孔隙率变化率为0.133%/天。实验结束后，玄武岩中的辉石含量降低，同时产生了高岭土，菱镁矿等新矿物。75℃条件下反应的样品，其微观结构改变程度明显大于60℃条件下反应的样品，且75℃条件下孔隙率变化速率更快。实验结果表明，矿化作用反应速率和反应程度都会影响玄武岩微观结构的改变情况：矿化反应速率越快，玄武岩微观结构变化越剧烈；矿化反应进行程度越高，玄武岩微观结构变化越大。随着反应进行，会伴随更稳定矿物形成。

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