【エッチピットの形成よりも内部表面構造(微小孔隙)の形成が重要(長石)】
『Abstract
Large, naturally weathered mineral fragments are often ground
and sieved to obtain samples for dissolution studies. If the fragments
are ground to much smaller dimensions, the samples are normally
assumed to contain one type of (fresh) surface only. A model has
been developed to test the validity of this assumption. The model
describes the surface roughness factor of ground mineral material
as a function of grain size and can be used to: (1) estimate the
roughness factors of the freshly created and the naturally weathered
surfaces; (2) estimate the ratio of fresh to total surface area
for the ground samples, both for geometric and for actual surfaces;
and (3) check the internal consistency of surface area measurements.
Literature data were evaluated for intensely ground size fractions
of nine different naturally weathered feldspars. Roughness factors
of freshly created surfaces ranged from 2.5-11. Roughness factors
of naturally weathered surfaces ranged from 130-2600, which is
much higher than is generally recognized for feldspars. Comparison
with surface roughness estimates from Scanning Electron Microscopy
strongly suggests that etch pit formation plays a minor role in
the increase in actual surface area during natural weathering.
Instead, virtually all increase in surface area must be attributed
to the formation of internal surface structures like micropores.
The model also showed that for these ground samples, the assumption
of one type of (fresh) surface is approximately correct for the
geometric surfaces. For the actual (BET) surfaces, ratios of fresh
to total surface area varied over almost the entire range from
0 to 1. This demonstrates that, even after intensive grinding,
samples from large, naturally weathered mineral fragments can
still contain substantial proportions of weathered BET surface
area. Thus, previous dissolution studies in terms of fresh BET
surface only may have been misinterpreted.』
『要旨
溶解の研究のための試料を得るために、天然の風化鉱物の大きな破片を砕いて篩い分けすることがよくされる。破片が非常に小さく砕かれると、試料には(新鮮な)表面のみからなるものが含まれると普通は思われる。この推定の妥当性を試験するためのモデルを開発した。このモデルは、砕いた鉱物の表面粗さファクターを粒径の関数として記述し、以下のために用いることができる:(1)新しく作られた表面と天然での風化表面の粗さファクターを見積もること、(2)砕いた試料の、全表面積に対する新たな表面積の比を、幾何学的表面と実際の表面の両方について見積もること、そして(3)表面積測定における内部一致性をチェックすることである。9種類の異なる天然風化長石を極度に粉砕して得た粒径画分のデータを、文献から選んで評価を行った。新しく作られた表面の粗さファクターは、2.5〜11の範囲である。天然の風化表面の粗さファクターは130〜2600で、一般的に長石について認められているものよりも非常に高い。走査電顕から見積もられた表面粗さと比較すると、天然の風化の間に実際に表面積が増加することに対して、エッチピットの形成は大きな役割をしていない。かわりに、表面積の実質的にすべての増加は、微小孔隙のような内部表面構造の形成のせいに違いない。本モデルはまた、これらの粉砕された試料について、ある種の(新鮮な)表面を仮定することは幾何学的表面に粗い補正を行うことであるということを示す。実際の(BET)表面では、全表面積に対する新鮮な表面積の比は0〜1のほぼ全範囲にわたって変動する。このことは、天然の風化した鉱物破片の大きな試料を極度に粉砕しても、風化した(BET)表面積が相当の割合で含まれえることを示している。したがって、新鮮なBET表面のみに関して行われた従来の溶解の研究は、誤った解釈がなされている可能性がある。』
Introduction
Glossary of symblos
Theoretical considerations
Application to actual data
Conclusions
Acknowledgments
References