中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員何宏平、博士生李尚穎等人在黏土礦物演化機(jī)制研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)成果近日發(fā)表于《美國礦物學(xué)家》。
　　黏土礦物是一類具有納米結(jié)構(gòu)的含水層狀硅酸鹽礦物，廣泛分布于地球表層系統(tǒng)。高嶺石是全風(fēng)化層最主要的黏土礦物之一，通常被認(rèn)為是稀土離子的重要載體礦物。高嶺石化是自然界中最常見的黏土礦物轉(zhuǎn)變反應(yīng)，但目前對其反應(yīng)過程與機(jī)制還存在不同認(rèn)識。
　　基于對礦物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的認(rèn)識，何宏平、李尚穎等人提出，黏土礦物的納米結(jié)構(gòu)和特殊的物理化學(xué)性質(zhì)是決定其演化途徑的關(guān)鍵因素。為此，他們以蒙脫石（膨脹）、累托石（部分膨脹）和伊利石（非膨脹）3種具有不同膨脹性能的2：1型黏土礦物為主要研究對象，系統(tǒng)對比考察了上述黏土礦物的高嶺石化過程，并獲得新進(jìn)展。
　　研究顯示，2：1型黏土礦物高嶺石化的反應(yīng)區(qū)域為片層端面而非層間，促進(jìn)高嶺石化反應(yīng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素為前驅(qū)體礦物的破裂端面。2：1型黏土礦物高嶺石化的轉(zhuǎn)變機(jī)制為原位的溶解—再結(jié)晶，其間，前驅(qū)體礦物的“殘余”片層起到了“模板”作用，礦物再結(jié)晶作用發(fā)生在“殘余”片層構(gòu)成的局域環(huán)境中。通過原位的溶解—再結(jié)晶機(jī)制形成的高嶺石結(jié)構(gòu)片層在一定程度上“繼承”了前驅(qū)體礦物的片層大小和堆垛有序度。該研究為理解自然界廣泛存在的2：1型黏土礦物層間復(fù)合物的成因提供了新機(jī)制。
　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.2138/am-2020-7339
　　（原載于《中國科學(xué)報》 2020-05-21 第4版 綜合)