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    岩石样品的静态酸中和能力评价

    赵峰华 刘乃利 孙红福 刘一鸣 张璐

    赵峰华, 刘乃利, 孙红福, 刘一鸣, 张璐, 2013. 岩石样品的静态酸中和能力评价. 地球科学, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    引用本文: 赵峰华, 刘乃利, 孙红福, 刘一鸣, 张璐, 2013. 岩石样品的静态酸中和能力评价. 地球科学, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    ZHAO Feng-hua, LIU Nai-li, SUN Hong-fu, LIU Yi-ming, ZHANG Lu, 2013. Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks. Earth Science, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    Citation: ZHAO Feng-hua, LIU Nai-li, SUN Hong-fu, LIU Yi-ming, ZHANG Lu, 2013. Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks. Earth Science, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108

    岩石样品的静态酸中和能力评价

    doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 40972110

    国家自然科学基金项目 41102096

    国家国际科技合作专项资助项目 2012DFG71060

    详细信息
      作者简介:

      赵峰华(1969-),男,教授,主要研究方向为煤地质地球化学和水环境地球化学.E-mail: zfh@cumtb.edu.cn

    • 中图分类号: X751

    Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks

    • 摘要: 岩石的酸中和能力(acid neutralization capacity,ANC)是静态产酸预测中最具争议的一个重要参数.利用4种酸中和能力评价方法对山西省西山煤田石炭二叠纪含煤岩系的12个岩石样品进行了评价.研究表明,过滤的Sobek ANC方法能够有效消除反应性黄铁矿对ANC测定的影响,比修正的Sobek ANC方法计算的ANC值更准确;持续的Sobek ANC方法只对泥岩和黄铁矿样品具有一定的实际意义.矿物ANC计算法适宜评价冒泡反应强烈的灰岩和菱铁矿样品,而泥岩和砂岩的矿物ANC计算值不能反映样品的酸中和能力.灰岩和菱铁矿样品具有很强的酸中和能力,且ANC值不随时间变化;砂岩和泥岩的ANC值较低,其ANC值随时间逐渐降低.

       

    • 图  1  岩石样品ANCFANCM的差值比较

      Fig.  1.  Different values between ANCF and ANCM of rock samples

      图  2  岩石样品的ANCS(144 h)与ANCM的差值比较

      Fig.  2.  Different comparison between ANCS (144 h) and ANCM of rock samples

      图  3  岩石样品的持续酸中和能力随时间的变化规律

      Fig.  3.  Sustainable acid neutralization capacity of rock samples varying with time

      图  4  样品的矿物ANCcarb和酸碱滴定测定的平均ANC(ANC)

      Fig.  4.  Mineral ANCcarb and average ANC (ANC) by acid-base titration test of rock samples

      表  1  岩石样品的岩性、冒泡程度和ANC

      Table  1.   Lithology, degree of bubbling, ANC value of rock samples

      样品编号 岩性描述 冒泡程度 ANCM ANCF ANCS
      GD-L-4 黑色致密块状灰岩 强烈 951.70 957.03 951.73
      ML-L-4 灰黑色致密块状灰岩 强烈 663.60 670.96 663.64
      GD-I-5 富含黄白色菱铁矿 强烈 153.80 192.60 153.80
      GD-S-1 灰白色中粒杂砂岩 中等 96.03 119.80 96.03
      GD-M-3 黑色致密硅质泥岩 轻微 46.90 43.88 44.59
      ML-B-1 灰白色铝土泥岩 轻微 21.20 29.76 19.03
      ML-S-2 褐色中粗粒砂岩 8.81 9.73 6.46
      ML-M-3 黑色致密块状泥岩 6.79 14.98 6.79
      GD-CM-2 黑色致密块状泥岩 2.89 4.24 -0.83
      ML-M-5 灰黑色泥岩 -1.81 -1.65 -3.63
      GP-P-6 含少量杂质的黄铁矿 -2.81 -4.45 -11.82
      ML-P-6 含较多杂质的黄铁矿 -9.65 -11.24 -20.11
      注:ANCM为修正的Sobek ANC实验对应的ANCANCF为过滤的Sobek ANC实验对应的ANCANCS为持续的Sobek ANC实验(144 h)对应的ANCANC值为每吨样品产生的硫酸质量,单位为kg/t.
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      表  2  岩石样品的矿物种类和含量(%)

      Table  2.   Mineral species and percentage content (%) of rock samples

      样品编号 岩性 石英 斜长石 方解石 白云石 铁白云石 菱铁矿 黄铁矿 粘土矿物
      GD-L-4 灰岩 0.7 91.2 8.1
      ML-L-4 灰岩 8.6 61.4 16.3 2.1 2.9 8.7
      GD-I-5 菱铁矿 0.7 26.2 65.9 7.2
      GD-S-1 砂岩 53.2 8.0 8.4 5.7 24.7
      GD-M-3 泥岩 39.3 4.4 12.7 2.0 41.6
      ML-B-1 铝土泥岩 4.6 0.9 0.4 94.1
      ML-S-2 泥质砂岩 40.6 1.8 1.3 56.3
      ML-M-3 泥岩 27.0 3.9 2.5 66.6
      GD-CM-2 炭质泥岩 34.0 4.2 61.8
      ML-M-5 泥岩 30.8 3.3 65.9
      GP-P-6 黄铁矿 1.1 98.9
      ML-P-6 黄铁矿 1.3 48.6 50.1
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      表  3  岩石样品的矿物ANCcarb

      Table  3.   Mineral ANCcarb value of rock samples

      样品编号 GD-L-4 ML-L-4 GD-I-5 GD-S-1 GD-M-3 GP-P-6
      岩性 灰岩 灰岩 菱铁矿 砂岩 泥岩 黄铁矿
      ANCcarb 980.03 775.35 183.59 82.40 29.68 10.78
      样品编号 ML-B-1 ML-S-2 ML-M-3 GD-CM-2 ML-M-5 ML-P-6
      岩性 铝土泥岩 砂岩 泥岩 炭质泥岩 泥岩 黄铁矿
      ANCcarb 8.82 0 0 0 0 0
      注:ANCcarb表示每吨样品产生的硫酸质量,单位为kg/t.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2012-12-01
    • 刊出日期:  2013-09-15

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