高纯度的粘土矿物样品是粘土矿物学重建古气候的关键, 然而, 土壤中的铁矿物(如针铁矿和赤铁矿等)和有机质的存在导致粘土矿物与非粘土矿物相互包裹, 使富集的粘土矿物样品常含有其他矿物杂质。 土壤沉积物中有机质去除的研究已较为充分, 但铁矿物在土壤沉积物中的赋存状态倍受争议, 制约了高纯度粘土矿物样品的制备。 该研究将以长江中下游九江网纹红土作为研究对象, 通过逐级分离试验对网纹红土中铁矿物与粘土矿物的赋存关系进行研究, 为土壤沉积物中铁矿物的去除提供一定的启示。 试验结果表明, 针铁矿和赤铁矿等铁矿物可能主要呈现被膜状吸附在羟基间层蒙脱石和伊利石的表面, 也有部分被高岭石吸附。

过氧化氢(H2O2)和连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)作为土壤沉积物前处理的经典方法, 对土壤沉积物中黏土矿物的富集有着举足轻重的作用, 但关于二者对黏土矿物的影响研究较少。 运用X射线衍射作为检测技术, 对比研究H2O2和DCB两种前处理方法对红土中黏土矿物的影响。 结果表明, H2O2或DCB处理均可促进土壤矿物颗粒的充分分散, 有效地将石英等杂质分离, 进而提取到很纯的黏土矿物。 同时发现, DCB处理由于其Na+与黏土矿物层间阳离子交换导致数据失真, 而H2O2处理可以保证数据的真实性。 结果表明: 采用H2O2进行前处理能获取较为准确的黏土矿物学信息。

为研究长江中下游网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因, 采用X射线衍射(XRD)、 傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、 以及高分辨透射电子显微分析(HRTEM)等现代测试技术方法, 对江西九江红土剖面网纹红土中粘土矿物过渡相开展系统、 深入的研究。 X射线衍射及红外吸收光谱分析结果表明, 九江剖面网纹红土中粘土矿物组成主要有伊利石和高岭石, 少量蒙脱石和伊利石/蒙脱石及微量高岭石/蒙脱石混层矿物过渡相。 在高分辨透射电子显微镜下, 可观察到蒙脱石晶层向高岭石晶层转化的现象。 伊利石/蒙脱石过渡相是伊利石向蒙脱石转化的过渡产物, 而高岭石/蒙脱石过渡相则为蒙脱石向高岭石转化的过渡产物, 网纹红土中这两种过渡相的出现说明了粘土矿物风化演化的过程, 即: 伊利石→伊利石/蒙脱石混层矿物→蒙脱石→高岭石/蒙脱石混层矿物→高岭石的演化, 同时表明网纹红土形成于风化作用增强的温暖潮湿气候环境。