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鲕粒灰岩的溶解动力学特征和微观形貌的发育演化 总被引：1，自引：0，他引：1
鲕粒灰岩是重要的碳酸盐岩油气储层。通过常温常压下,北京西山鲕粒灰岩的溶解动力学实验发现,鲕粒灰岩的溶解主要受岩石和矿物的结构和化学成分控制。结构上表现为构造裂缝、鲕粒结合纹、颗粒晶体结合带等结构薄弱带优先发生溶蚀。成分上表现为白云岩化组分不仅自身较易溶蚀,而且能促进鲕粒灰岩的整体溶解;粘土矿物、石英等杂质组分常与鲕粒和白云岩化颗粒伴生,其对两者的阻溶效应更大。溶解过程中,鲕粒灰岩的构造裂隙、鲕粒放射结合纹和同心圈层等首先发生溶蚀,产生溶隙、粒内溶孔和粒间溶孔;其次为白云质组分以及白云质组分与方解石结合处而产生晶间溶孔、粒内溶孔;随着溶蚀强度的加强,围绕鲕粒形成环状溶蚀沟,在鲕粒溶蚀脱落后而形成鲕模孔。 相似文献
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为了更好地认识鲕粒灰岩及鲕粒云岩的溶蚀机制,并指导油气勘探,通过岩石薄片溶蚀模拟实验,结合环境扫描观察和能谱分析进行原位微观形貌观察和分析,并采用分形与多重分形对能谱面扫描图像进行分析.实验结果显示,硫酸介质下鲕粒灰岩溶蚀从结构缺陷点(解理或裂隙)开始,钙含量高的点溶蚀速率快,而钙含量低的点和含硅部分溶蚀慢或不溶蚀,从而形成凹凸不平的溶蚀坑孔隙空间;而鲕粒云岩在硫酸介质中的溶蚀从白云石晶体间裂隙开始,这是因为颗粒及颗粒间有大量微裂隙.相同条件下,鲕粒云岩的溶蚀丢失质量比鲕粒灰岩多出约80%,这表明硫酸介质对白云岩具有更强的溶蚀能力.通过对溶蚀微观形貌的观察发现,硫酸对鲕粒白云岩结构的破坏作用而形成的颗粒状表面,更有利于溶蚀作用的深入进行,进而发育优质孔隙.此外,分形与多重分形分析结果表明,碳酸盐岩薄片表面的Ca、Mg、Si含量分布的非均质性的差异控制着溶蚀反应,成分差异大、元素含量非均质性强能促进溶解反应的进行. 相似文献
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从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。 相似文献
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《海相油气地质》2013,(3):55-61
通过表面溶蚀和内部溶蚀两种实验方式,分别对六种类型碳酸盐岩用0.2%乙酸溶液进行溶蚀实验,对比研究了从表生环境到深埋藏环境下有机酸与不同类型碳酸盐岩的溶蚀作用机制。对比研究表明:(1)在近地表环境下(25℃,1.0 MPa),泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率大于细晶白云岩,前两者约为后者的23倍;随着温压的增加,泥灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩和细晶白云岩的溶解速率均相应增加,但细晶白云岩的溶解速率增加幅度更大;在深埋藏环境下(180℃,45 MPa到210℃,52.5 MPa),细晶白云岩的溶解速率逐渐与泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率趋于一致。(2)在60℃,10 MPa时,白云质颗粒灰岩在乙酸溶液中的溶解能力大于粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩;随着温压的增加,有机酸溶液对石灰岩与白云岩的溶解能力均相应降低,且石灰岩溶蚀作用下降幅度更大,当温压达到或超过90℃、20 MPa时,粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩在乙酸溶液中的溶解能力大于白云质颗粒灰岩。根据实验结果推测:表生和相对浅埋藏的温压条件下,石灰岩的溶解速率和溶解能力大于白云岩,石灰岩的溶蚀作用较白云岩发育;但在深埋藏阶段,由于白云岩的溶解能力大于石灰岩,因此白云岩溶蚀产生的次生孔隙较石灰岩更为发育,这或许是深部的碳酸盐岩储层中多见白云岩储层的重要原因。 相似文献
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四川盆地东北部元坝地区下三叠统飞仙关组储层主要为台地相鲕粒滩灰岩沉积。以研究区6口井岩心观察描述、15块岩心薄片及200块岩屑薄片鉴定为基础,结合扫描电镜及电子探针等分析手段,识别出元坝地区飞仙关组鲕粒灰岩成岩过程中的五种暴露标志:大气淡水方解石胶结物、溶蚀现象(鲕粒内溶孔充填淡水方解石)、含砾屑鲕粒灰岩(砾屑为海滩岩的破碎产物)、渗流黏土及渗流粉砂、褐铁矿化现象。综合区域地质及构造演化,认为飞仙关期二时末期海平面下降,使原沉积区暴露地表,经受大气淡水淋滤和溶蚀。这些暴露现象可作为识别碳酸盐岩层序界面的重要标志,也可以对精细层序的划分进行印证。暴露溶蚀作用易形成大量的次生孔隙,有利于优质储层的形成。 相似文献
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四川盆地东北部元坝地区下三叠统飞仙关组储层主要为台地相鲕粒滩灰岩沉积。以研究区6口井岩心观察描述、15块岩心薄片及200块岩屑薄片鉴定为基础,结合扫描电镜及电子探针等分析手段,识别出元坝地区飞仙关组鲕粒灰岩成岩过程中的五种暴露标志:大气淡水方解石胶结物、溶蚀现象(鲕粒内溶孔充填淡水方解石)、含砾屑鲕粒灰岩(砾屑为海滩岩的破碎产物)、渗流黏土及渗流粉砂、褐铁矿化现象。综合区域地质及构造演化,认为飞仙关期二时末期海平面下降,使原沉积区暴露地表,经受大气淡水淋滤和溶蚀。这些暴露现象可作为识别碳酸盐岩层序界面的重要标志,也可以对精细层序的划分进行印证。暴露溶蚀作用易形成大量的次生孔隙,有利于优质储层的形成。 相似文献
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模拟表生条件下(22℃、1.0 MPa)岩石溶蚀过程,采用0.2%的盐酸溶液分别对桩海地区下古生界6种不同类型的碳酸盐岩进行溶蚀实验,结合扫描电镜观察与离子浓度分析手段,对比研究了表生条件下大气淡水对不同类型碳酸盐岩的溶蚀差异。实验结果表明,岩石组构和矿物成分都存在选择性溶蚀,白云石多溶蚀成蜂窝状,方解石则可经溶蚀呈晶锥状;溶蚀率排序为白云质灰岩>泥质白云岩>鲕粒灰岩>灰岩>灰质白云岩>白云岩,灰岩类Ca2+、Mg2+释放合量6.35～7.08 mmol/L,明显高于白云岩类Ca2+、Mg2+的释放合量6.005～6.368 mmol/L,整体上灰岩类溶蚀率大于白云岩类,溶蚀率最高的白云质灰岩由于有少量白云石的加入促进了方解石的溶解,改善储层溶蚀效果。实际地质条件下,常规测井、成像测井以及钻录井数据显示,灰岩类地层溶蚀孔洞发育,其溶蚀的规模与强度都大于白云岩类。总体看来,实际地质条件下的碳酸盐岩溶蚀特征与本次水-岩实验结果一致,表生大气水条件下灰岩类比白云岩类易溶,其中,白云质灰岩最易溶。 相似文献
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廖山隧道是峨汉高速的控制性工程之一,隧址区岩溶地质条件复杂,为了深入研究隧址区碳酸盐岩的溶蚀特征,文章以隧址区中生界三叠系中统雷口坡组典型白云质灰岩、灰岩及钙质泥岩试样为研究对象,开展静态溶蚀试验,定量分析了碳酸盐岩溶蚀速率特征及相关影响因素,最后定性探讨了扫描电镜下试样溶蚀过程的微观结构变化。结果表明:（1）试验条件下（20 ℃、1 atm、乙酸溶液、pH=5.30、静态溶蚀）,隧址区雷口坡组灰岩溶蚀速率约3.48 mm/a,白云质灰岩溶蚀速率约1.57 mm/a,钙质泥岩溶蚀速率约0.90 mm/a;（2）碳酸盐岩的溶蚀受矿物组分及溶蚀环境控制,相同溶蚀环境下,溶蚀速率与方解石含量呈正相关,与白云石含量及溶蚀介质PH值呈负相关,总体上具有灰岩>白云质灰岩>钙质泥岩的特征;（3）有机酸与无机酸环境下灰岩溶蚀速率差异不大,总体趋势相同,而中性盐溶液与碱性环境则对灰岩溶蚀起到不同程度的抑制作用;（4）碳酸盐岩具有优先沿矿物成分、岩石微结构选择性溶蚀的特征,主要矿物含量的不同也使得碳酸盐岩的微观溶蚀过程存在一定差异。 相似文献
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本文所述的由1-5μm自形菱形方解石组成的微晶化鲕粒采自得克萨斯奥陶系-侏罗系的鲕粒灰岩和泥粒灰岩,其中:露头样品4个,岩心样品3个,岩屑样品7个。微晶化鲕粒的孔隙度可大于15%,渗透率为1毫达西.鲕粒的微晶化不是由淋滤作用所引起,而是在矿物稳定化过程中由文石转化而成方解石。 相似文献
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盐酸及乙酸介质中的碳酸盐岩溶蚀表面特征及机理——以南堡凹陷为例 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究酸性条件下碳酸盐岩的溶蚀表面特征及机理,以南堡凹陷及周边凸起区10个典型碳酸盐岩样品为研究对象,进行乙酸和盐酸溶液的溶解实验,并通过扫描电镜观察样品的溶蚀特征。结果显示,岩石结构和矿物成分的选择性溶蚀,是碳酸盐岩溶蚀过程中的主要作用形式;方解石和白云石均存在特有的溶蚀现象,即"溶蚀晶锥"方解石和"蜂窝状"白云石,为晶体选择性溶蚀的产物;表生条件下,灰岩中少量白云石的加入能够增加方解石的溶解度,白云石的含量上限为13%,超过该界限,随白云石含量的增加,溶蚀作用减弱。 相似文献
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碳酸盐岩溶蚀作用是指流动的侵蚀性流体与碳酸盐岩之间相互作用的过程及由此产生的结果,从地表到深埋藏地层中均可发生。碳酸盐岩溶蚀模拟实验是指通过模拟地层环境来再现碳酸盐岩溶蚀作用的过程和结果,是研究碳酸盐岩储层规模溶蚀有利条件和分布规律的重要方法。中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室自主研发高温高压溶解动力学模拟装置,最终建成由岩石内部溶蚀、岩石表面溶蚀和高温高压原位可视化检测组成的碳酸盐岩溶蚀模拟实验技术。利用高温高压溶解动力学模拟实验装置,开展了碳酸盐岩埋藏溶蚀温度窗口和孔隙演化样式的实验研究,取得2个方面的认识:①高盐度流体背景模拟实验表明,随着温度增加,碳酸盐岩的溶蚀量具有缓慢下降—缓慢上升—快速下降的特征,由于地层水两种相反离子效应的作用,在80～110℃范围内存在一个有利于碳酸盐岩溶蚀的温度窗口;②通过粒间孔隙型、晶间孔隙型、溶蚀孔洞型、鲕模孔隙型和格架孔隙型5种碳酸盐岩溶蚀模拟的对比实验,认识到连通孔隙是埋藏溶蚀发生的先决条件和有利区域,碳酸盐岩内部组构差异会进一步加剧储集空间在孔、洞和缝组合上的复杂性。 相似文献
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通过扫描电镜和压汞试验,对不同温度和动水压力条件下,CO2水溶液溶蚀前后的灰岩微观结构进行研究,定性分析并探讨溶蚀作用的微观机制。首先,灰岩的溶蚀作用受岩性和结构控制,相同条件下微晶灰岩溶蚀速度和溶蚀量比鲕粒灰岩小;其次,温度和动水压力的影响较显著,动水压力高使得岩样表面的孔隙、裂隙增多并加深,析出的晶体大小悬殊,多为不规则的他形,温度升高会加剧溶蚀和结晶作用,使结晶体粗大且晶形完好。另外,灰岩在发生表面溶蚀的同时还发生孔隙结构特征改变,孔隙结构变得不均匀、不连续化,产生次生孔隙和次生矿物,受动水压力影响,灰岩的渗透性降低,结构面的连接会弱化。这些微观溶蚀特征也很好地记载了溶蚀作用过程中的信息及其结果。 相似文献
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鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验 总被引：1，自引：0，他引：1
鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO2溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO2溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。 相似文献
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山东东辛油田古近系沙河街组一段碳酸盐岩储集特征 总被引：1，自引：0，他引：1
山东东辛油田古近系沙河街组一段湖相碳酸盐岩过去仅作为盖层而忽视其油气地质意义。研究表明,其岩性以生物灰岩及鲕粒灰岩为主,并有少量螺灰岩。其中生物灰岩中以溶蚀孔隙、生物体腔孔及骨架孔隙等类型构成主要的油气储集空间,使其具有较高的孔渗性;鲕粒灰岩在形态上以长条鲕、圈层鲕最为常见,其核心以生物碎片（化石）为主,鲕粒灰岩以粒间孔和粒内孔作为主要的油气储集空间,亦具有较高的孔渗性。沙一段碳酸盐岩的主要矿物成分为白云石和方解石,且大部分白云石及部分方解石均含铁,不同岩性的储层具有不同的储集类型,储层性质受岩石类型、沉积环境、表生作用及胶结作用、溶解作用及白云岩化等成岩作用影响,且沙一段储层处于油气运聚非常有利的过渡带,在藻滩及高能浅滩部位可形成较好的油气富集带,所以对湖相碳酸盐岩储层的研究有助于老区滚动勘探开发。 相似文献
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碳酸盐岩裂隙溶蚀反应动力学实验的结果与讨论 总被引：5，自引：0，他引：5
碳酸盐岩溶蚀的最本质过程是其矿物成分（主要是方解石）在含二氧化碳的水中溶解和侵蚀的过程,它的化学反应动力学研究,不仅能说明溶蚀发生的具体速率和离子反应机理,而且能从时间尺度上很好地结合自然因素来深入研究岩溶发育的规律性和程度。这里重点介绍实验的条件和实验结果,结果表明:在封闭体系条件下,动力学速率公式为:R=Ro10-kc（T>20℃）;R=KC-1（T=10℃）同时证明在中性（pH值为5.5～7.5）条件下,溶解速率与pH值呈斜率为-1/2的直线关系,说明岩石溶蚀的表面反应控制和综合控制的机理,实验后的样品的检测对岩石溶解的多孔状扩散层的存在提供了直接的证据。 相似文献
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不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
用澳大利亚产的微侵蚀计,对湖南郴州礼家洞3个植物群落土壤和泉水中的灰岩溶蚀速率进行了精确测定。对取得的1 650个数据,用SPSS应用软件进行处理,发现乔木群落泉水和土壤中灰岩的平均溶蚀速率最高,分别为3.17 mm/a和0.63 mm/a。在测定灰岩溶蚀速率的同时,对泉水的水化学特征和土壤中的TOC进行了分析,发现乔木群落样地的泉水有更强的溶蚀力（较低的方解石饱和指数和较高的CO2分压）。乔木群落土壤中的TOC比灌丛、草丛的多。与灌丛、草丛相比,乔木群落对CO2汇的贡献最大。 相似文献
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硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀会减少岩溶碳汇量,但其定量关系有待进一步研究。文章根据野外水体中SO42-、NO3-浓度,在室内封闭条件下分别设计了碳酸（0.033 mol?L-1）、硫酸和硝酸（0.1~1.7 mmol?L-1）（CSN酸）及硫酸、硝酸（0.1~1.7 mmol?L-1）（SN酸）对碳酸盐岩的溶蚀实验,实验历时144 h。结果表明:CSN酸中泥晶灰岩和白云岩的溶蚀速率均大于SN酸的。CSN酸中,泥晶灰岩溶蚀速率总体均高于白云岩,平均值分别为1.34 mg?（cm2?d）-1和1.21 mg?（cm2?d）-1。而在SN酸中,二者溶蚀速率差别不大,平均值分别为0.92 mg·（cm2?d）-1和0.93 mg·（cm2?d）-1;HCO3-浓度与溶蚀速率结果对应,泥晶灰岩和白云岩在CSN酸溶蚀液中HCO3-平均值分别为1.43 mmol?L-1和1.33 mmol?L-1,而在SN酸中泥晶灰岩的HCO3-低于白云岩,平均值分别为0.33 mmol?L-1和0.39 mmol?L-1。CSN酸中HCO3-浓度随酸浓度的增大而减小,而SN酸中其浓度随酸浓度的增大而增大。当SO42-、NO3-浓度为0.1~0.3 mmol?L-1时,碳酸对白云岩的溶蚀作用占75.89%~58.64%,对泥晶灰岩的溶蚀作用占80.21%~59.06%,当SO42-、NO3-浓度大于0.44 mmol?L-1时,其溶蚀作用小于50%。当SO42-、NO3-浓度为0.0~0.2 mmol?L-1时,野外实测数据与模拟数据基本吻合;当浓度>0.2 mmol?L-1时,野外实测碳酸对碳酸盐岩的溶蚀比例高于模拟实验。研究结果进一步说明了硝酸和硫酸对碳酸盐岩溶蚀作用的显著影响,可为其他酸对岩溶碳汇影响提供参考。 相似文献
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近年来,高石梯—磨溪地区灯影组天然气勘探取得重要发现,其含气储层主要位于灯四段,储层岩石类型以藻凝块白云岩、藻砂屑白云岩、藻叠层白云岩为主。为了研究该地区灯影组白云岩的溶蚀差异,本文采用岩石切片和薄片同时进行溶蚀实验的方法,实验过程中定时记录实验数据,对灯影组白云岩的溶蚀速率、表面形貌和微观特征进行研究。实验结果既有溶蚀量化指标——溶蚀速率,又能直观掌握溶蚀特征及溶蚀后的孔隙结构变化。溶蚀实验结果表明：(1)所有样品的溶蚀启动速率均较高,随溶蚀时间增加,溶蚀速率呈现大幅度衰减并趋于稳定;(2)不同样品的溶蚀速率有明显差异,藻叠层白云岩、藻砂屑白云岩溶蚀速率最高,藻凝块白云岩次之,藻叠层硅质白云岩溶蚀速率最低;(3)通过观察比较不同反应时间内样品的微观溶蚀特征,发现沿粒间、晶间孔隙以及微裂隙溶蚀程度较高;(4)灯影组藻白云岩储层发育可能与藻间白云石的溶蚀作用有关。通过溶蚀实验,掌握了研究区不同白云岩的溶蚀差异,进而对预测优质储层分布、指导油气勘探具有重要意义。 相似文献
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为了更深入地了解微生物与大气可吸入矿物细颗粒的作用机理,实验以方解石(PM2.5)为研究对象,采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)对硅酸盐细菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌胞外有机酸主要组分进行定性定量分析,考察了细菌胞外有机酸对方解石的溶蚀效应。实验结果表明,3种常见细菌的胞外有机酸主要组分有草酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸;不同有机酸对方解石的溶蚀效应不同,但均能不同程度地促进Ca离子的释放;草酸、乳酸和琥珀酸对方解石发生作用后,表现为颗粒失重,而柠檬酸对方解石发生作用后,导致其发生重结晶行为,能改变方解石的表面形貌,使残余固体呈纤维状;在草酸和柠檬酸作用下,残余固体表现出了对有机酸基团(如C=O、C—C或C—H)的吸附,特别是柠檬酸在1 600~500 cm-1区域。 相似文献