翟媛媛 曾庆栋 HELLMANN Roland 刘善科 刘建明 南景博

1.中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京 1000292.中国科学院地球科学研究院，北京 1000293.中国科学院大学，北京 1000494.CNRS and Université Grenoble Alpes,ISTerre,Grenoble 380585.中国科学院深海科学与工程研究所，深海地质与地球化学研究室，三亚 572000

地壳中广泛存在与水-岩/矿物反应有关的蚀变过程，它们在元素地球化学循环中起着至关重要的作用(Klein and Philpotts，2013)。例如，地壳中岩石的化学风化作用，是土壤产生的来源，也是地壳中作物生长所需营养元素的来源。与之相关的水岩体系也成为地球科学中最重要的体系之一，如长石-水体系在实验室已经得到了广泛的研究。不仅包括酸性至弱碱性的pH条件下的自然风化体系(Blum and Stillings，1995；Bandstraetal.，2007)，也包括少数在极端碱性条件下的非平衡体系(Liuetal.,2015，2018，2019；Cicerietal.，2017)。

化学风化过程中钙质矿物(如钙长石)中释放的钙离子，将会和大气中CO2反应生成碳酸钙，这一过程将会对全球气候产生不可估量的影响(Yuanetal.，2019)。长石作为占据地壳体积近半的重要造岩矿物，对其蚀变的研究意义十分重要。自然条件下，长石的风化速率很慢。例如，1mm大小的钾长石晶体完全风化需要经过52万年(Lasaga,1984)。然而，当长石受到外界因素的干扰，如在酸、碱性或者温度升高的条件下，风化速率显著提高。如在室温下，pH从10提高到12时，钾长石的溶解速率将会提高近2个数量级(参考Yuanetal.，2019中Fig.9A)。为了更好地研究长石类矿物的蚀变过程及机理，一些研究者在实验室内模拟了非自然条件下的一些极端情况，例如在极酸(pH<1)、极碱(pH>12)或者高温(T>200℃)条件下的钾、钠长石的蚀变研究(Yuanetal.，2019)。不……