| 灰岩和白云岩溶解速率控制机理的比较 |
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| 引用本文： | 刘再华,李华举.灰岩和白云岩溶解速率控制机理的比较[J].地球科学,2006,31(3):411-416. |
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| 作者姓名： | 刘再华 李华举 |
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| 作者单位： | 中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室 广西桂林541004(刘再华，李华举)，德国不来梅大学实验物理研究所 不来梅28359(W.Dreybrodt) |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(No.40372117)，国家重大基础研究前期研究专项(No.2002CCA05200). |
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| 摘 要： | 碳酸盐岩溶解的速率控制过程包括:(1)岩石表面上的非均相化学反应;(2)离子从岩石表面通过扩散向溶液中的传输;(3)CO2向H 和HCO-3的转换.通常是这3个过程中的最慢过程决定着碳酸盐岩的溶解速率.然而,实验和理论分析发现,在条件相似的情况下,白云岩的初始溶解速率不仅只有灰岩的1/3～1/60,而且灰岩和白云岩的溶解呈现出不同的速率控制机理.如对灰岩而言,在实验中加入能催化CO2转换反应的生物碳酸酐酶(CA)后,其溶解速率增加出现在CO2分压>100Pa的区域,最高可达10倍;而对白云岩,其溶解速率增加出现在CO2分压<10000Pa的区域,且增加仅3倍左右.此外,虽然2类岩石的溶解也均受水动力条件(旋速或流速)的控制,且主要出现在CO2分压<1000Pa的区域,但灰岩的溶解对水动力条件的变化比白云岩溶解更敏感.这些发现在解释和揭示自然界白云岩和灰岩岩溶发育及其相关资源环境问题的差异方面具有重要意义.
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| 关 键 词： | 速率控制机理 非均相表面反应 溶质传输 CO2转换反应 碳酸酐酶 水动力条件 灰岩溶解 白云岩溶解. |
| 文章编号： | 1000-2383（2006）03-0411-06 |
| 收稿时间： | 2005-09-06 |
| 修稿时间： | 2005-09-06 |
Comparison of Dissolution Rate-Determining Mechanisms between Limestone and Dolomite |
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| W. Dreybrodt,LIU Zai-hua,W. Dreybrodt,LI Hua-ju.Comparison of Dissolution Rate-Determining Mechanisms between Limestone and Dolomite[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2006,31(3):411-416. |
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| Authors: | W Dreybrodt LIU Zai-hua W Dreybrodt LI Hua-ju |
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| Institution: | 1. Institute of Karst Geology, CAGS, Karst Dynamics Laboratory of MLR, Guilin 541004, China ;2. Institute of Experimental Physics, Bremen University, Bremen 28359, Germany |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | rate-determining mechanisms heterogeneous surface reaction mass transport CO_2 conversion reaction carbonic anhydrase hydrodynamics limestone dissolution dolomite dissolution |
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