【土壌からのNa斜長石とK長石の表面形態(SEM)と表面化学組成(XPS)の検討】
『Abstract
Examination of the surface morphology (via scanning electron
microscopy) and surface composition (via X-ray photoelectron spectroscopy)
of sodic plagioclase and potash feldspar grains
taken from four different soils, provides little or no evidence
for the existence of a tightly adhering protective surface layer
of altered composition on the feldspar surface. Grains, from which
all adhering clay has been removed by ultrasonic cleaning, exhibit
the same chemical composition in the outermost few tens of
angstroms as the underlying feldspar. Aluminum-rich ‘clay’
coatings which continue to adhere to the grains after ultrasonic
treatment are patchy, highly hydrous, and unlikely to act as major
diffusion-limiting, and thus protective, barriers. Attack by dissolution
of the feldspar surface is non-uniform and follows a definite
etching sequence characterized by the development and growth of
distinctive etch pits. This dissolution sequence can be
reproduced by treating fresh feldspars in the laboratory with
strong HF-H2SO4-
solutions and, thus, the sequence is unaffected by the composition
of the attacking solution. All of our results suggest that the
dissolution of feldspar during weathering is controlled by selective
chemical reaction at the feldspar-solution interface and
not by uniform diffusion through a protective surface layer.』
『要旨
4つの異なる土壌から得たNa斜長石とK長石について、表面の形態(走査電顕による)と表面の化学組成(X線光電子分光法による)を調べた結果、長石表面には、変質した組成をもつ表面保護層が硬く付着して存在する事実はほとんどあるいはまったく無いことがわかった。超音波洗浄により、付着していたすべての粘土が取り除かれた粒子は、最外部の数十オングストロームの部分も、その下の長石と同じ化学組成であることを示す。超音波処理後も粒子に付着している、アルミニウムに富む「粘土」コーティングは、つぎはぎ状態でたくさんの水を含み、主要な拡散律速の保護的な障害物として働くとは思えない。長石表面を溶解する作用は一様ではなく、特有のエッチピットの発達と成長により特徴づけられる、限られた一連の腐食作用が伴う。この一連の腐食作用は、実験室において強いフッ酸−硫酸溶液で処理した新鮮な長石においても再現することができ、したがって、作用する溶液の化学組成には関係ない。風化の間の長石の溶解は長石−溶液界面での選択的な化学反応によりコントロールされるのであり、保護表面層を通じての一様な拡散にはよらないことを、我々のすべての結果は示している。』
Introduction
Methods
Results
Surface morphology
Surface composition
Implications for feldspar weathering
Acknowledgements
References