长沙地区地表红壤铁氧化物矿物胶膜的矿物学

摘要

在干旱—半干旱环境中的岩石表面常有黑色薄膜状岩石漆发育,在内陆沙漠、海滨沙漠、南北极地、高山、洞穴、岩石裂隙等陆生风化环境中皆有分布,其主要包含黏土矿物、铁锰氧化物、有机质等成分.无独有偶,在亚热带地区的表层红壤中也存在着类似的"薄膜",其中的铁锰氧化物矿物晶粒小至纳米级,这些矿物"薄膜"多附着于土壤基质表面,亦被称为矿物胶膜.本研究采用同步辐射微区x射线衍射和透射电子显微镜技术对表层红壤铁氧化物矿物胶膜中铁氧化物矿物的成分与结构进行了矿物学表征。研究发现，长沙地区地表红壤的铁氧化物矿物胶膜主要附着在石英颗粒表面，厚度在20～100μm不等，外部胶膜（厚度10～30μm）中赤铁矿—针铁矿杂乱共存，内部胶膜（厚度10～70μm）以针铁矿为主，且由于外部胶膜受外界环境影响较大，针铁矿、赤铁矿铝替代量更高，晶体形态不完整，缺陷较多。外部铁氧化物矿物胶膜中赤铁矿—针铁矿共存、铝替代量高、缺陷发育，这三方面可能对其光催化性能有着较大的影响，也值得今后进一步详细的研究。