高校地质学报 ›› 2026, Vol. 32 ›› Issue (01): 25-37.DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025014
农培杰1,徐春丽1,朱宗强2, 3, *,马诚佑4,刘兴航1,邓 欢1,刘辉利1,朱义年1
NONG Peijie1,XU Chunli1,ZHU Zongqiang2,3*,MA Chengyou4,LIU Xinghang1,DENG Huan1,LIU Huili1,ZHU Yinian1#br#
摘要: 方解石被认为是最重要的环境矿物之一,在调节水环境质量和控制重金属的迁移和转化方面发挥着重要作用。该文通过实验合成了一系列方解石—菱锶矿“异型”固溶体[(Ca1-xSrx)CO3](含Sr方解石型固溶体、含Ca菱锶矿型固溶体及其混合物),并在25 ℃条件下对其在初始CO2饱和水中的溶解进行了实验研究。在含Sr方解石型固溶体溶解时,水溶液Sr/(Ca+Sr)摩尔比(XSr2+,aq)明显高于固相的Sr/(Ca+Sr)摩尔比(XSrCO3),而在含Ca菱锶矿型固溶体溶解时,水溶液XSr2+,aq明显低于固相的XSrCO3。稳定状态下,方解石[CaCO3]和菱锶矿[SrCO3]的log IAP平均值(≈log Ksp)分别为(-8.45±0.13)~(-8.42±0.11)和(-8.79±0.04)~(-8.77±0.02)。对于方解石型固溶体,随着固相XSrCO3的增加,稳定状态下的log IAP值增加;而对于菱锶矿型固溶体,稳定状态下的log IAP值则随固相XSrCO3的增加而减小。方解石型固溶体的XSrCO3值最高为0.042,菱锶矿型固溶体的XSrCO3值最低为0.609;对于方解石—菱锶矿“异型”固溶体,相应的Guggenheim参数为a0=1.62和a1=-1.46。在构建的Lippmann图中,对于XSrCO3相对较低的含Sr方解石型固溶体,相对贫Ca水溶液最终与相对富Ca的方解石型固溶体达到平衡;对于XSrCO3相对较高的含Ca菱锶矿型固溶体,相对贫Sr水溶液最终与相对富Sr的菱锶矿型固溶体达到平衡。方解石中的Sr、菱锶矿中Ca的置换会降低固溶体在水中的稳定性。研究结果为方解石—菱锶矿固溶体在水溶液中的稳定性提供了长期溶解实验的证据,拓展了对锶环境地球化学循环的认识。
中图分类号: