纽芬兰Baie Verte地区蛇纹石化超镁铁岩的CO2封存潜力评估及其气候缓解意义

本文推荐：该研究通过两相流实验模拟近地表水-岩反应（serpentinization）和三相批式实验模拟地表碳移除（CDR），揭示了纽芬兰Baie Verte蛇纹石化超镁铁岩的CO2封存机制。研究发现，岩石溶解迅速缓冲流体至pH～10，促进CO2溶解并转化为无机碳（TIC），且方解石溶解贡献了过量TIC。该成果为利用地质工程（如MgOH流体注入）增强CO2矿化（magnesite/dolomite沉淀）提供了关键参数，对全球碳中和战略具有重要参考价值。

　　

亮点

• 蛇纹岩溶解使流体pH快速升至～10，形成CO₂溶解的理想环境

• 地表CDR实验中，气相CO₂减少量与液相总无机碳（TIC）增加量呈1:1关系

• 含岩石实验中，TIC增量是气相CO₂消耗量的5倍——源自方解石溶解

矿物溶解/沉淀

矿物溶解是CO₂矿化的关键步骤。通过蛇纹岩（如纤蛇纹石chrysotile）溶解释放Mg²⁺，与CO₂反应生成菱镁矿（magnesite）（见方程3）。地表CDR实验显示，高pH流体中CO₂优先转化为溶解态无机碳，而岩石组TIC异常升高证实了方解石（calcite）的协同溶解作用。有趣的是，方解石溶解未影响菱镁矿/白云石（dolomite）的沉淀潜力，表明在缓冲体系中，即使存在碳酸盐岩溶解，CO₂封存仍可持续进行。

结论

本研究量化了Advocate Complex蛇纹岩的CO₂封存速率，揭示其通过矿物溶解（如纤蛇纹石）释放Mg²⁺并缓冲pH至～10的特性。尽管实验中CO₂多以溶解态存在，但地球化学模型预测其最终可转化为稳定碳酸盐。该发现为利用完全蛇纹石化岩体实施碳捕集与封存（CCS）提供了理论依据，尤其适用于类似纽芬兰的地质构造带。