水性亞鐵(二價鐵)和次生氫氧化鐵之間的相互作用,影響了缺氧土壤和沉積物中的礦物重結晶或轉化過程,然而硅酸鹽在鐵礦物重結晶和轉變過程中的作用和路徑尚不清楚。
近日,瑞士蘇黎世大學的一個科研團隊在最新研究中發現,在還原條件下土壤中鐵礦物的生成,硅酸鹽是一個重要因素。相關成果4月18日在線發表于《環境科學與技術》上。
在這項研究中,科研團隊將硅鐵氫化物和含硅鱗片石與同位素標記的鐵原子(57Fe(II))在pH值為7的條件下反應長達4周,并通過X射線衍射跟蹤鐵礦物的轉變,并通過測量水相和固相鐵同位素分數跟蹤鐵原子的交換。
研究結果表明,在二價鐵存在的情況下,鐵水化物轉變的程度受到固相硅鐵比率(Si/Fe)的強烈影響,而增加二價鐵/三價鐵比率,則對產物的影響較小。硅酸鹽的存在增加了新形成的鱗片藻微晶的厚度。
進一步研究發現,吸附的硅酸鹽使鱗片藻表面失活,從而強烈減少鐵原子交換,抑制礦物轉化。

硅酸鹽影響鐵礦物的生成。圖片來自論文
總的來說,二價鐵催化的硅、氫、鐵相關轉化導致了硅酸鹽在固相中重新分布,并形成更厚的鱗片狀晶片,而吸附的硅酸鹽可抑制鱗片狀結晶的轉化。
論文相關信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c08789
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