CN113051710B - 一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统及方法，涉及海洋天然气水合物资源开发及环境生态工程技术领域，其中，所述系统包括深海环境高压模拟腔、环境温度仿真模块、环境压力仿真模块、实验模块、数据采集控制模块；通过各模块的配合，使整个实验过程中环境高压模拟腔内温度和压力与深海环境取样点相同，实现深海沉积物样品的全流程保真；通过向深海环境高压模拟腔注入定量含烷烃的流体进行反应，实现深海沉积环境烷烃氧化反应过程的定量研究；通过向深海环境高压模拟腔注入定向实验流体进行反应，实现深海沉积环境烷烃氧化反应进程的定向改变。

Description

一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及海洋天然气水合物资源开发及环境生态工程技术领域，更具体地，涉及一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统及方法。

背景技术

深海表层沉积层是连接深海水体和深部地壳环境介质迁移的重要载体。研究表明，80％从深部环境泄漏的甲烷等含烃类气体在深海浅层沉积环境中由微生物介导发生厌氧氧化反应，从而极大程度削减了烃类流体进入上层水体环境的比例，降低对海洋水环境造成的严重负面影响，以及避免进入大气环境，加剧全球温室效应，带来气候灾难。

几十年来，科学家致力于研究深海沉积层中烃类流体的氧化过程和机理，以期为极端生命的起源和深海环境治理探寻更多科学依据。然而，受制于进入深海的困难性和研究装备的局限性，目前的研究主要停留在海底原位观测、定向条件培养或将沉积物样品取回陆域实验室进行研究等方面。海底原位观测只能观测固定有限的区域，且难以对条件变化过程进行定量控制；将样品取回陆域实验室培养的过程，则难以做到全流程保真，沉积物中的微生物样品在脱离原位环境时，基因表达容易发生改变，从而难以反演真实深海沉积环境中烷烃类的氧化过程。

在现有技术中，公开号为CN104215622B的中国发明专利，于2016年08月24日公开了一种深海沉积物中水合物地球化学参数原位探测模拟系统，包括激光拉曼光谱探测系统、深海环境模拟系统、液压系统和参数实时监控处理系统，深海环境模拟系统分别与激光拉曼光谱探测系统、参数实时监控处理系统电气连接，液压系统设置在深海环境模拟系统内。虽然该方案能够用于深海环境的沉积物中天然气水合物地球化学参数原位探测，在一定程度上消除了取样的不确定性，但是未能用于进行深海沉积环境烷烃氧化过程的相关探测，无法解决深海沉积环境中烷烃氧化过程难以定量研究及深海沉积物样品难以全流程保真的问题。

发明内容

本发明为解决深海沉积环境中烷烃氧化过程难以定量研究、深海沉积物样品难以全流程保真的问题，提供一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统及方法。

本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

首先，提出一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，包括深海沉积物样品，还包括：

深海环境高压模拟腔，所述深海环境高压模拟腔与所述实验模块连通并实现交互，用于进行所述深海沉积物样品的定量模拟实验；

环境温度仿真模块，所述环境温度仿真模块检测端设置于所述深海环境高压模拟腔内，用于获取所述深海环境高压模拟腔内温度信息并传输至所述数据采集控制模块；

环境压力仿真模块，所述环境压力仿真模块检测端设置于所述深海环境高压模拟腔内，用于获取所述深海环境高压模拟腔内压力信息并传输至所述数据采集控制模块；

实验模块，所述实验模块用于向所述深海环境高压模拟腔注入定量含烷烃的流体和定向实验流体进行反应，或从所述深海环境高压模拟腔中取出抽样流体进行检测分析；

数据采集控制模块，所述数据采集控制模块与所述环境温度仿真模块和所述环境压力仿真模块电性连接并实现交互，用于采集所述环境温度仿真模块获取的温度信息和所述环境压力仿真模块获取的压力信息，并根据温度信息和压力信息分别传输指令至所述环境温度仿真模块和所述环境压力仿真模块中：

控制所述环境温度仿真模块对环境高压模拟腔进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

控制所述环境压力仿真模块向环境高压模拟腔注入与深海环境取样点相同的海水，并对环境高压模拟腔进行升压或降压调节，使环境高压模拟腔内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

所述数据采集控制模块输入端与所述实验模块输出端电性连接，用于处理所述实验模块的检测分析结果并进行存储。

作为本发明的改进，所述深海环境高压模拟腔内设置有活塞隔板，通过上下移动所述活塞隔板，可对所述深海环境高压模拟腔的高度进行伸缩调节。

作为本发明的改进，所述深海环境高压模拟腔的有效内径与深海沉积物样品的直径相同，可以实现深海底取样环节与后续陆域模拟的有效保真衔接。

作为本发明的改进，所述环境温度仿真模块包括环境温度控制水浴子模块和若干温度传感器，所述环境温度控制水浴子模块包括温度调节装置、水浴容器，其中：所述温度调节装置热交换端与所述水浴容器热交换端连通，且所述温度调节装置控制端与所述数据采集控制模块输出端电性连接；所述水浴容器设置于所述环境高压模拟腔外部并用于将所述环境高压模拟腔内温度与所述水浴容器内温度保持一致；所述温度传感器检测端设置于所述环境高压模拟腔内，且所述温度传感器输出端与所述数据采集控制模块输入端电性连接；

通过所述温度调节装置将所述水浴容器内温度设置为与深海环境取样点温度相同，使所述环境高压模拟腔内温度与深海环境取样点温度相同；

通过所述温度传感器测量所述环境高压模拟腔内温度，若所述环境高压模拟腔内温度与深海环境取样点温度不相同，则通过所述温度调节装置对所述水浴容器进行升温或降温调节，若所述环境高压模拟腔内温度与深海环境取样点温度相同，则无需进行调节。

作为本发明的改进，所述环境压力仿真模块包括定压控制子模块、气体增压子模块、液体增压子模块、压力检测子模块，所述压力检测子模块包括第一压力传感器、第二压力传感器；其中：

所述第一压力传感器检测端设置于所述环境高压模拟腔内，且所述第一压力传感器输出端与所述定压控制子模块输入端电性连接，所述定压控制子模块出气端与所述环境高压模拟腔进气端连通；

所述第二压力传感器检测端设置于所述环境高压模拟腔内，且所述第二压力传感器输出端与所述数据采集控制模块输入端电性连接，所述数据采集控制模块输出端与所述气体增压子模块输入端和所述液体增压子模块输入端电性连接；所述气体增压子模块出气端与所述环境高压模拟腔进气端连通；所述液体增压子模块出液端与所述环境高压模拟腔进液端连通。

作为本发明的改进，所述定压控制子模块出气端与所述环境高压模拟腔进气端之间设置有流量计。

作为本发明的改进，所述实验模块包括注入口、若干取样口、检测分析模块；其中：所述注入口设置于所述环境高压模拟腔底部，用于注入定量含烷烃的流体或定向实验流体；所述取样口等间隔设置于所述环境高压模拟腔侧壁，用于取出抽样流体；所述检测分析模块用于对所取出的样品流体进行检测分析，且所述检测分析模块输出端与所述数据采集控制模块输入端电性连接。

作为本发明的改进，所述定向实验流体包括硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、含铁锰盐溶液、饱和烷烃溶液。

作为本发明的改进，还包括若干调节阀，分别为第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀；其中：所述第一调节阀设置于所述定压控制子模块出气端，用于调节所述定压控制子模块注入气体的流量；所述第二调节阀设置于所述气体增压子模块出气端，用于调节所述气体增压子模块注入气体的流量；所述第三调节阀设置于所述液体增压子模块出液端，用于调节所述气体增压子模块注入液体的流量。

其次，一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟方法，包括以下步骤：

S1：通过环境温度控制水浴子模块对环境高压模拟腔进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

S2：将深海沉积物样品放入环境高压模拟腔，通过液体增压子模块向环境高压模拟腔注入与深海环境取样点相同的海水，并增压至与深海环境取样点压力相同，同时通过定压控制子模块对环境高压模拟腔升压或降压调节，使环境高压模拟腔内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

S3：通过注入口向环境高压模拟腔单独注入定量含烷烃的流体或一并注入定向实验流体进行反应，再根据预设间隔时间在不同的取样口抽取样品，送入检测分析模块进行检测分析；

S4：完成检测分析后，将检测分析结果传输至数据采集控制模块中进行处理和存储。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过各模块的配合，使整个实验过程中环境高压模拟腔内温度和压力与深海环境取样点相同，实现深海沉积物样品取样到后续陆域实验模拟的全流程保真；通过向深海环境高压模拟腔注入定量含烷烃的流体进行反应，实现深海沉积物烷烃氧化反应过程的定量研究；通过向深海环境高压模拟腔注入定向实验流体进行反应，实现深海沉积物烷烃氧化反应进程的定向改变。

附图说明

图1为本发明所述系统结构示意图；

图2为本发明所述系统连接关系图；

图3为本发明所述方法步骤流程图；

其中，图中标号分别代表：1～深海环境高压模拟腔；2～环境温度仿真模块；3～环境压力仿真模块；4～实验模块；5～数据采集控制模块；6～调节阀；11～活塞隔板；21～环境温度控制水浴子模块；22～温度传感器；31～定压控制子模块；32～气体增压子模块；33～液体增压子模块；34～压力检测子模块；41～注入口；42～取样口；61～第一调节阀；62～第二调节阀；63～第三调节阀；211～温度调节装置；212～水浴容器；311～流量计；341～第一压力传感器；342～第二压力传感器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1至图2所示，一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，包括深海沉积物样品，还包括：

深海环境高压模拟腔1，所述深海环境高压模拟腔1与所述实验模块4连通并实现交互，用于进行所述深海沉积环境烷烃氧化过程的定量模拟实验；

环境温度仿真模块2，所述环境温度仿真模块2检测端设置于所述深海环境高压模拟腔1内，用于获取所述深海环境高压模拟腔1内温度信息并传输至所述数据采集控制模块5；

环境压力仿真模块3，所述环境压力仿真模块3检测端设置于所述深海环境高压模拟腔1内，用于获取所述深海环境高压模拟腔1内压力信息并传输至所述数据采集控制模块5；

实验模块4，所述实验模块4用于向所述深海环境高压模拟腔1注入定量含烷烃的流体和定向实验流体进行反应，或从所述深海环境高压模拟腔1中取出抽样流体进行检测分析；

数据采集控制模块5，所述数据采集控制模块5与所述环境温度仿真模块2和所述环境压力仿真模块3电性连接并实现交互，用于采集所述环境温度仿真模块2获取的温度信息和所述环境压力仿真模块3获取的压力信息，并根据温度信息和压力信息分别传输指令至所述环境温度仿真模块2和所述环境压力仿真模块3中：

控制所述环境温度仿真模块2对环境高压模拟腔1进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔1内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

控制所述环境压力仿真模块3向环境高压模拟腔1注入与深海环境取样点相同的海水，并对环境高压模拟腔1进行升压或降压调节，使环境高压模拟腔1内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

所述数据采集控制模块5输入端与所述实验模块4输出端电性连接，用于处理所述实验模块4的检测分析结果并进行存储。

在上述技术方案中，本系统为可船载式，工作原理为：环境高压模拟腔1通过环境温度仿真模块2对深海环境取样点的温度进行仿真；环境高压模拟腔1通过环境压力仿真模块3注入取样点处相同的海水并对深海环境取样点的压力进行仿真；通过数据采集控制模块5对环境高压模拟腔1内温度和压力信息进行采集，然后传输相应指令至环境温度仿真模块2和所述环境压力仿真模块3进行调节，使整个实验过程中环境高压模拟腔1内温度和压力与深海环境取样点相同，实现深海沉积物样品的全流程保真；通过实验模块4用于向深海环境高压模拟腔1注入定量含烷烃的流体(本实施例中采用甲烷)，实现深海沉积物烷烃氧化反应过程的定量研究，或在注入定量含烷烃的流体的基础上再同时注入定向实验流体进行反应，实现深海沉积物烷烃氧化反应进程的定向改变。

其中，数据采集控制模块5包括数据采集器、数据中央处理器、操作电脑等，具体能够对深海沉积层含烷烃的流体的氧化过程中地层的各项环境数据信息变化，进行实时采集、处理、存储和输出。

优选地，所述深海环境高压模拟腔1内设置有活塞隔板11，通过上下移动所述活塞隔板11，可对所述深海环境高压模拟腔1的高度进行伸缩调节。

在上述技术方案中，将深海环境高压模拟腔1的高度设置为可伸缩调节式，能够保证模拟腔的尺寸与深海沉积物样品的尺寸完整匹配。

优选地，所述深海环境高压模拟腔1的有效内径与深海沉积物样品的直径相同。

在上述技术方案中，深海环境高压模拟腔1作为本系统的核心，其特点在于模拟腔能够与深海重力柱样品、水下ROV机械臂获取的沉积物样品尺寸相适配，将所获取的样品转运到科考船后，不需要进行切割等步骤，避免样品脱离真实原位环境，能够保证样品被迅速有效地放入模拟腔中。

优选地，所述环境温度仿真模块2包括环境温度控制水浴子模块21和若干温度传感器22，所述环境温度控制水浴子模块21包括温度调节装置211、水浴容器212，其中：所述温度调节装置211热交换端与所述水浴容器212热交换端连通，且所述温度调节装置211控制端与所述数据采集控制模块5输出端电性连接；所述水浴容器212设置于所述环境高压模拟腔1外部并用于将所述环境高压模拟腔1内温度与所述水浴容器212内温度保持一致；所述温度传感器22检测端设置于所述环境高压模拟腔1内，且所述温度传感器22输出端与所述数据采集控制模块5输入端电性连接；

通过所述温度调节装置211将所述水浴容器212内温度设置为与深海环境取样点温度相同，使所述环境高压模拟腔1内温度与深海环境取样点温度相同；

通过所述温度传感器22测量所述环境高压模拟腔1内温度，若所述环境高压模拟腔1内温度与深海环境取样点温度不相同，则通过所述温度调节装置211对所述水浴容器212进行升温或降温调节，若所述环境高压模拟腔1内温度与深海环境取样点温度相同，则无需进行调节。

在上述技术方案中，通过环境温度控制水浴子模块21使环境高压模拟腔1温度与深海实际取样点的温度保持一致，并通过温度传感器22采集模拟腔内的温度信息实时反馈至数据采集控制模块5，数据采集控制模块5再下达相应的调节指令至温度调节装置211进行温度调节(设置)，实现样品在实验全过程的温度保真。

优选地，所述环境压力仿真模块3包括定压控制子模块31、气体增压子模块32、液体增压子模块33、压力检测子模块34，所述压力检测子模块34包括第一压力传感器341、第二压力传感器342；其中：所述第一压力传感器341检测端设置于所述环境高压模拟腔1内，且所述第一压力传感器341输出端与所述定压控制子模块31输入端电性连接，所述定压控制子模块31出气端与所述环境高压模拟腔1进气端连通；所述第二压力传感器342检测端设置于所述环境高压模拟腔1内，且所述第二压力传感器342输出端与所述数据采集控制模块5输入端电性连接，所述数据采集控制模块5输出端与所述气体增压子模块32输入端和所述液体增压子模块33输入端电性连接；所述气体增压子模块32出气端与所述环境高压模拟腔1进气端连通；所述液体增压子模块33出液端与所述环境高压模拟腔1进液端连通。

在上述技术方案中，通过气体增压子模块32或液体增压子模块33对环境高压模拟腔1进行增压，使环境高压模拟腔1压力与深海实际取样点的压力保持一致，并通过所述第二压力传感器342采集模拟腔内的压力信息实时反馈至数据采集控制模块5，数据采集控制模块5再下达相应的调节指令至气体增压子模块32或液体增压子模块33进行压力调节(设置)；另外，通过第一压力传感器341与定压控制子模块31进行配合，去除模拟过程中因各种操作带来的压力扰动，使模拟腔内的压力始终与深海实际取样点的压力保持一致，实现样品在实验全过程的压力保真。

优选地，所述定压控制子模块31出气端与所述环境高压模拟腔1进气端之间设置有流量计311。

在上述技术方案中，能够直接对定压控制子模块31注入气体的流量进行定量设置。

优选地，所述实验模块4包括注入口41、若干取样口42、检测分析模块；其中：所述注入口41设置于所述环境高压模拟腔1底部，用于注入定量含烷烃的流体或定向实验流体；所述取样口42等间隔设置于所述环境高压模拟腔1侧壁，用于取出抽样流体；所述检测分析模块用于对所取出的样品流体进行检测分析，且所述检测分析模块输出端与所述数据采集控制模块5输入端电性连接。

在上述技术方案中，当获取的深海沉积物样品放入环境高压模拟腔1封闭后，注入使用同位素标注的定量含烷烃的流体进行反应；在定量反应过程中，一并注入定向实验流体(可与含烷烃的流体同时注入)定向改变氧化反应的进程；取出抽样流体转移处理至检测分析模块，通过气相色谱、离子色谱等手段对抽样流体各组分进行检测分析，实现在实验过程中环境高压模拟腔1内物质组分和浓度的实时监测；检测分析模块将抽样流体的检测结果传输至数据采集模块中进行存储。

优选地，所述定向实验流体包括预设浓度的硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、含铁锰盐溶液、饱和烷烃溶液等流体。

在上述技术方案中，能够定向改变模拟过程中沉积环境及氧化反应的进程，进而有利于揭示氧化反应的机理。

优选地，还包括若干调节阀6，分别为第一调节阀61、第二调节阀62、第三调节阀63；其中：所述第一调节阀61设置于所述定压控制子模块31出气端，用于调节所述定压控制子模块31注入气体的流量；所述第二调节阀62设置于所述气体增压子模块32出气端，用于调节所述气体增压子模块32注入气体的流量；所述第三调节阀63设置于所述液体增压子模块33出液端，用于调节所述气体增压子模块32注入液体的流量。

在上述技术方案中，通过在不同位置设置调节阀6，实现不同位置的定量调节功能。

实施例2

如图3所示，一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟方法，包括以下步骤：

S1：通过环境温度控制水浴子模块21对环境高压模拟腔1进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔1内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

S2：将深海沉积物样品放入环境高压模拟腔1，通过液体增压子模块33向环境高压模拟腔1注入与深海环境取样点相同的海水，并增压至与深海环境取样点压力相同，同时通过定压控制子模块31对环境高压模拟腔1升压或降压调节，使环境高压模拟腔1内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

S3：通过注入口41向环境高压模拟腔1单独注入定量含烷烃的流体或一并注入定量含烷烃的流体和定向实验流体进行反应，再根据预设间隔时间在不同的取样口42抽取样品，最后送入检测分析模块进行检测分析；

S4：完成检测分析后，将检测分析结果传输至数据采集控制模块5中进行处理和存储。

在上述方案中，环境高压模拟腔1内径为75mm，与(水下ROV机械臂获取的)深海沉积物样品的尺寸相匹配；深海环境取样点为海马冷泉区，温度为4℃，压力为12.6Mpa，环境高压模拟腔1内温度与压力与之保持一致；注入C¹⁴标记的0.06mol/L的含甲烷溶液进行反应，每隔4小时在不同取样口抽取样品，再进行实时检测分析。

总结得出：

本发明所述系统的特点为体积小，移动方便，能从陆域实验室移动到科考船，并且所需动力系统接口简易，能够满足在科考船上和在转运车上(从科考船转回实验室的过程)提供有效动力供应；而在样品转运至所述系统后的整个科考任务执行过程，以及科考任务结束后，所述系统从科考船转运至室内实验室的整个过程，所述系统内的温度、压力等环境都保持与实际深海条件一致。

本发明所述系统结合原位取芯技术，有效衔接深海保真取样技术和陆域模拟技术，保障深海沉积物样品从获取、存储、转移和培养过程的全流程保真，利用真实原位沉积样品的地质、化学、和微生物环境，不需要额外接种深海微生物样品；并且可以对整个模拟过程进行定向条件控制，解析深海沉积环境中烷烃氧化过程的机理，实现烷烃物质氧化过程的定量研究。

本发明所述方法提出了系统模块的利用方式和具体实施过程。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，包括深海沉积物样品，其特征在于，还包括：

环境高压模拟腔(1)，所述环境高压模拟腔(1)与实验模块(4)连通并实现交互，用于进行所述深海沉积环境烷烃氧化过程的定量模拟实验；

环境温度仿真模块(2)，所述环境温度仿真模块(2)检测端设置于所述环境高压模拟腔(1)内，用于获取所述环境高压模拟腔(1)内温度信息并传输至数据采集控制模块(5)；

环境压力仿真模块(3)，所述环境压力仿真模块(3)检测端设置于所述环境高压模拟腔(1)内，用于获取所述环境高压模拟腔(1)内压力信息并传输至所述数据采集控制模块(5)；

实验模块(4)，所述实验模块(4)用于向所述环境高压模拟腔(1)注入定量含烷烃的流体和定向实验流体进行反应，或从所述环境高压模拟腔(1)中取出抽样流体进行检测分析；

数据采集控制模块(5)，所述数据采集控制模块(5)与所述环境温度仿真模块(2)和所述环境压力仿真模块(3)电性连接并实现交互，用于采集所述环境温度仿真模块(2)获取的温度信息和所述环境压力仿真模块(3)获取的压力信息，并根据温度信息和压力信息分别传输指令至所述环境温度仿真模块(2)和所述环境压力仿真模块(3)中：

控制所述环境温度仿真模块(2)对环境高压模拟腔(1)进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔(1)内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

控制所述环境压力仿真模块(3)向环境高压模拟腔(1)注入从深海环境取样点获取的海水，并对环境高压模拟腔(1)进行升压或降压调节，使环境高压模拟腔(1)内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

所述数据采集控制模块(5)输入端与所述实验模块(4)输出端电性连接，用于处理所述实验模块(4)的检测分析结果并进行存储；

所述环境压力仿真模块(3)包括定压控制子模块(31)、气体增压子模块(32)、液体增压子模块(33)、压力检测子模块(34)，所述压力检测子模块(34)包括第一压力传感器(341)、第二压力传感器(342)；其中：

所述第一压力传感器(341)检测端设置于所述环境高压模拟腔(1)内，且所述第一压力传感器(341)输出端与所述定压控制子模块(31)输入端电性连接，所述定压控制子模块(31)出气端与所述环境高压模拟腔(1)进气端连通；

所述第二压力传感器(342)检测端设置于所述环境高压模拟腔(1)内，且所述第二压力传感器(342)输出端与所述数据采集控制模块(5)输入端电性连接，所述数据采集控制模块(5)输出端与所述气体增压子模块(32)输入端和所述液体增压子模块(33)输入端电性连接；

所述气体增压子模块(32)出气端与所述环境高压模拟腔(1)进气端连通；

所述液体增压子模块(33)出液端与所述环境高压模拟腔(1)进液端连通。

2.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述环境高压模拟腔(1)内设置有活塞隔板(11)，通过上下移动所述活塞隔板(11)，可对所述环境高压模拟腔(1)的高度进行伸缩调节。

3.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述环境高压模拟腔(1)的有效内径与深海沉积物样品的直径相同。

4.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述环境温度仿真模块(2)包括环境温度控制水浴子模块(21)和若干温度传感器(22)，所述环境温度控制水浴子模块(21)包括温度调节装置(211)、水浴容器(212)，其中：

所述温度调节装置(211)热交换端与所述水浴容器(212)热交换端连通，且所述温度调节装置(211)控制端与所述数据采集控制模块(5)输出端电性连接；

所述水浴容器(212)设置于所述环境高压模拟腔(1)外部并用于将所述环境高压模拟腔(1)内温度与所述水浴容器(212)内温度保持一致；

所述温度传感器(22)检测端设置于所述环境高压模拟腔(1)内，且所述温度传感器(22)输出端与所述数据采集控制模块(5)输入端电性连接；

通过所述温度调节装置(211)将所述水浴容器(212)内温度设置为与深海环境取样点温度相同，使所述环境高压模拟腔(1)内温度与深海环境取样点温度相同；

通过所述温度传感器(22)测量所述环境高压模拟腔(1)内温度，若所述环境高压模拟腔(1)内温度与深海环境取样点温度不相同，则通过所述温度调节装置(211)对所述水浴容器(212)进行升温或降温调节，若所述环境高压模拟腔(1)内温度与深海环境取样点温度相同，则无需进行调节。

5.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述定压控制子模块(31)出气端与所述环境高压模拟腔(1)进气端之间设置有流量计(311)。

6.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述实验模块(4)包括注入口(41)、若干取样口(42)、检测分析模块；其中：

所述注入口(41)设置于所述环境高压模拟腔(1)底部，用于注入定量含烷烃的流体或定向实验流体；

所述取样口(42)等间隔设置于所述环境高压模拟腔(1)侧壁，用于取出抽样流体；

所述检测分析模块用于对所取出的样品流体进行检测分析，且所述检测分析模块输出端与所述数据采集控制模块(5)输入端电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，所述定向实验流体包括预设浓度的硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、含铁锰盐溶液、饱和烷烃溶液，根据需要定向改变沉积环境的流体。

8.根据权利要求1所述的一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟系统，其特征在于，还包括若干调节阀(6)，分别为第一调节阀(61)、第二调节阀(62)、第三调节阀(63)；其中：

所述第一调节阀(61)设置于所述定压控制子模块(31)出气端，用于调节所述定压控制子模块(31)注入气体的流量；

所述第二调节阀(62)设置于所述气体增压子模块(32)出气端，用于调节所述气体增压子模块(32)注入气体的流量；

所述第三调节阀(63)设置于所述液体增压子模块(33)出液端，用于调节所述气体增压子模块(32)注入液体的流量。

9.一种深海沉积环境烷烃氧化过程定量模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过环境温度控制水浴子模块(21)对环境高压模拟腔(1)进行升温或降温调节，使环境高压模拟腔(1)内温度与深海环境取样点温度始终保持一致；

S2：将深海沉积物样品放入环境高压模拟腔(1)，通过液体增压子模块(33)向环境高压模拟腔(1)注入与深海环境取样点相同的海水，并增压至与深海环境取样点压力相同，同时通过定压控制子模块(31)对环境高压模拟腔(1)升压或降压调节，使环境高压模拟腔(1)内压力与深海环境取样点压力始终保持一致；

S3：通过注入口(41)向环境高压模拟腔(1)单独注入定量含烷烃的流体或一并注入定向实验流体进行反应，再根据预设间隔时间在不同的取样口(42)抽取样品，送入检测分析模块进行检测分析；

S4：完成检测分析后，将检测分析结果传输至数据采集控制模块(5)中进行处理和存储。

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