检测项目

岩石物理性质检测：

  • 孔隙度测定：连通孔隙率（≥5%），参照ISO5017:2013
  • 渗透率测试：绝对渗透率（0.1-100mD），参照ASTMD4525-21
  • 密度评估：体积密度（2.7-3.0g/cm³），真密度（≥2.9g/cm³）
化学组成分析：
  • 元素含量测定：SiO2、Al2O3（±0.01wt%），Fe2O3（±0.02wt%）
  • 矿物成分鉴定：X射线衍射定量（参照JCPDS数据库）
  • 碳酸盐含量：方解石、菱镁矿（0-100wt%）
矿物学特性评估：
  • 矿物相变分析：新鲜玄武岩与矿化后矿物差异（SEM图像对比）
  • 结晶度测试：晶体尺寸（1-100μm），晶格参数（a,b,c值）
CO2溶解参数测定：
  • CO2溶解度测试：溶解浓度（0.1-10mol/L）
  • 溶解动力学：速率常数（k≥0.01/s），激活能（Ea≤150kJ/mol）
反应动力学研究：
  • 矿化速率测定：碳酸盐沉淀量（mg/cm³/h）
  • 反应速率模型：Arrhenius方程拟合（R²≥0.95）
环境影响因素测试：
  • 温度影响：矿化率（20-100°C变化曲线）
  • 压力影响：矿化效率（1-100MPa梯度）
岩石力学性质评估：
  • 抗压强度：单轴抗压强度（≥100MPa）
  • 硬度测试：莫氏硬度（5-7级）
流体-岩石相互作用分析：
  • pH值变化监测：溶液pH值（7-10范围）
  • 离子浓度测定：Ca²⁺、Mg²⁺（0.1-1000ppm）
密封完整性验证：
  • 泄漏率测试：气体渗透率（≤10⁻⁸mol/s/m²）
  • 密封层稳定性：矿物沉淀厚度（0.1-5mm）
长期稳定性模拟：
  • 加速老化测试：矿化产物耐久性（等效10年）
  • 微观结构变化：孔隙堵塞率（≥95%）

检测范围

1.天然玄武岩样本：采集自不同地质环境的玄武岩岩石，重点检测初始矿物组成、孔隙分布及矿化效率影响。

2.合成玄武岩模拟物：实验室制备的玄武岩类似物，用于控制变量研究CO2矿化动力学。

3.碳酸盐矿物样品：矿化形成的方解石、菱镁矿等，检测结晶度、稳定性及沉淀速率。

4.二氧化碳注入流体：纯CO2或混合气体，用于溶解度测试及反应动力学参数测定。

5.岩石-流体交互系统：集成样本组合，测试整体矿化过程及密封性能。

6.玄武岩粉末样本：粉碎玄武岩材料，聚焦表面积相关测试及反应速率分析。

7.矿化后岩石芯：矿化处理后的玄武岩样本，评估矿物相变、微观结构变化。

8.环境模拟样本：在特定温压条件下处理的样本，检测环境对矿化效率的影响。

9.密封材料样本：用于封存的岩石层，重点验证泄漏率及长期稳定性。

10.历史矿化区样本：自然矿化区域岩石，分析实际地质条件下的矿化机制。

检测方法

国际标准：

  • ISO5017:2013致密成型耐火制品体积密度、显气孔率和真密度测定
  • ASTMD4525-21岩石气体渗透率标准试验方法
  • ASTME112-13测定平均晶粒度标准试验方法
国家标准：
  • GB/T9966.1-2021天然石材试验方法干燥、水饱和、冻融循环后压缩强度试验
  • GB/T18883-2002室内空气质量标准（用于环境参数监测）
  • GB/T14506.30-2010硅酸盐岩石化学分析方法总则及一般规定
方法差异说明：ISO标准更注重体积密度测量精度，而ASTM渗透率测试采用恒定流量法；GB压缩强度试验包含冻融循环，ASTM晶粒度测定使用截点法。

检测设备

1.孔隙度分析仪：QuantachromeAutosorb-iQ（孔径范围0.35-500nm）

2.渗透率测试仪：HasslerCell装置（压力范围0.1-100MPa）

3.X射线衍射仪：BrukerD8ADVANCE（角度范围5-90°，分辨率0.02°）

4.扫描电子显微镜：FEIQuanta250（分辨率3nm，放大倍数10-100,000X）

5.高压反应釜：Parr4575（温度范围25-350°C，压力0-200bar）

6.离子色谱仪：ThermoScientificDionexICS-5000（检测限0.1ppb，流速0.1-5mL/min）

7.万能材料试验机：Instron5982（载荷范围0.5N-100kN，精度±0.5%）

8.pH监测系统：MettlerToledoSevenExcellence（精度±0.001pH，温度补偿范围0-100°C）

9.气体溶解度装置：Custom-builtCO2溶解系统（浓度范围0-100%，精度±0.01mol/L）

10.热重分析仪：NETZSCHSTA449F3（温度范围RT-1500°C，加热速率0.1-100K/min）

11.傅里叶变换红外光谱仪：PerkinElmerSpectrumTwo（波长范围7800-350cm⁻¹，分辨率4cm⁻¹）

12.激光粒度分析仪：MalvernMastersizer3000（粒径范围0.01-3500μm，重复偏差≤1%）

13.环境模拟箱：BinderKBWF（温度控制-40-100°C，湿度10-98%）

14.数据采集系统：NationalInstrumentscDAQ（采样率100kHz，通道数32）

15.矿化反应监测器：Customin-situ传感器（实时记录沉淀量，精度±0.1mg/cm³）