摘要：采用离位培养法，结合原子力显微镜的接触成像和相位成像模式研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母在根际环境条件下的表面溶解现象和矿物微结构转化过程。结果表明，在 pH 4.0 的弱酸水溶液中反应 24 h 时，黑云母（001）面上有微型蚀坑出现，其深度介于 0.1～0.9 nm 之间，表面变得比较粗糙；反应 96 h 时，黑云母（001）面上蚀坑较为明显，但仅占总表面的 4.8%，蚀坑的深度平均为 0.957 nm；反应 140 h 时，黑云母（001）面上有不稳定的覆盖物沉积，阻碍表层溶解过程的持续进行。在 pH 4.0 的柠檬酸溶液中，经过 24 h 培养，（001）面上有大量的蚀坑出现，单层溶解现象明显；48 h 时，表面台阶溶解速率显著提高，溶解面积可达总表面的 48.7%；140 h 时，（001）面上有圆形状胀裂发生，表层（高度，1～2 nm）发生破裂、产生较多的黑云母碎片，溶解速率进一步提高。随着柠檬酸溶液中 Na＋浓度的增加，表层溶解速率增强，（001）面上也有次生覆盖物沉积。同时，界面上 Na^＋-K^＋交换作用加剧，表层结构（高度，2～10 nm）胀裂现象更加明显。随着反应时间的延长，140 h 时，黑云母（001）面的深层结构（深度，～20 nm）亦逐渐隆起并引起周边区域产生裂缝（深度，0.1～1.9 nm），最终导致表层微结构区域水化，形成水化云母（伊利石）。

关键词：柠檬酸盐 黑云母 原子力显微镜 溶解 微结构 

单位：华中农业大学资源与环境学院 武汉430070 农业部长江中下游耕地保育重点实验室 武汉430070