铝离子对黑云母溶解/转化的制约及机制研究

韦寿淑^1,2,3，马灵涯^1,3，梁晓亮^1,3，吉世超^1,2,3，李尚颖^1,2,3，朱建喜^1,3，陈情泽^1,3，何宏平^1,2,3

1. 中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室2. 中国科学院大学3. 中国科学院地球科学研究院

摘 要：采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、热重分析、透射电子显微镜和穆斯堡尔谱等手段,研究了Al³⁺对黑云母溶解/转化过程的影响,重点分析了不同Al³⁺浓度作用下黑云母转化产物的矿物学特征及黑云母转化机制。结果显示,Al³⁺通过水解作用产生质子,加速黑云母片层的溶解及转化。当Al³⁺浓度较低时（0.01～0.10 mol/L）,Al³⁺水解产生的较少量质子对黑云母片层结构溶解有一定促进作用,转化产物以蛭石、水黑云母和绿泥石为主,优先溶出的Fe聚集成核,同时吸附溶出的Si,形成具有核壳结构的球形纳米颗粒和结晶良好的赤铁矿。当Al³⁺浓度较高时（0.30～0.60mol/L）,Al³⁺水解产生大量质子,显著加速黑云母结构溶解,黑云母转化产物主要为高岭石和弱结晶的铁氧化物。Al³⁺能明显改变黑云母的溶解速率及转化产物,从而影响黑云母的风化过程。

关键词：黑云母;溶解;铝;转化机制;