深海含碳流体原位探测装置原理模型的研究

发布时间：2020-06-30 04:53

【摘要】： 自1977年“阿尔文”号深潜器在加拉帕戈斯群岛率先发现海底热泉及热液生物群以来，海底热液系统及其相关领域成为了国际前沿研究热点。冷泉流体是继洋中脊高温热泉流体被发现和研究之后，在海底发现的又一种新的流体类型。海底热液和冷泉都富含甲烷及二氧化碳，研究甲烷和二氧化碳在海底中的分布，有助于科学工作者对热液喷口硫化物及其微生物作用、海底碳循环，热循环、冷泉自生碳酸盐与微生物固碳作用、热液喷口和冷泉生态系统、油气资源勘探的等等研究工作的进行。本文列举了国内外现有的气体传感器，尽管有许多成熟的商业型号，但它们只能测定气体中甲烷和二氧化碳含量，不能在深海环境下进行原位探测。通过对现有产品，重点为德国CAPSUM公司生产的K-METS甲烷传感器以及武汉四方电调制非分光红外气体传感器系统的分析及其优缺点比较，并在分析甲烷和二氧化碳在水中溶解行为的基础上，本文提出了一种原位探测深海含碳流体的装置原理模型，即通过物理减压方式使溶解态甲烷、二氧化碳从流体中分离，再使用红外光谱法进行的含量分析。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P716.7
【图文】：

砟Ｐ偷难芯客?一1:拖曳式原位探测与采样系统工作示意图1.2.2模型的提出(l)现有探测仪器现状目前，现有的原位探测深海含碳流体的很少。德国CAPSUM公司生产的K一METS甲烷传感器是目前国际上唯一的一款能用于深海环境的商用甲烷传感器。但其在实际应用中也存在较大的不足。探测二氧化碳的原位探测器更是远远不能满足实际需求。然而，目前探测空气中二氧化碳和甲烷气体的方法很多，成熟的商业产品相当丰富。而这些方法中，相比之下红外探测方法具有显著的优势。(2)初步思路针对现有原位探测仪器紧缺，空气中探测方法丰富的现状，考虑把成熟的红外技术运用到水下。a:直接用红外光谱法探测流体各组分含量。问题:首先，二氧化碳在水中的溶解状态往往以Hco3一、co广、HZcO3的形式存在，三者的红外吸收波长存在很大的差异;其次，流体的主要成分—水的红外吸收强烈，对甲烷、二氧化碳的吸收造成极大的干扰，极不利于探测进行。b:考虑到二氧化碳在海水中的存在形式，通过加入酸性试剂，使其与待钡l液反应

地球最外部是刚性岩石圈，底下是软流圈。陆地岩石圈较厚，海洋岩石圈较薄。在洋中脊、板内热点和弧后盆地等部位，岩浆冲破洋壳，喷出海底或在浅部形成岩浆房，使海水被加热，形成海底热液。如图2所示:

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本文编号：2734884