黏土矿物是晶体化学特征最为复杂的一类矿物，其演化过程对元素循环等表生地球化学过程具有重要意义。其生长机制、晶体化学变化主控因素是长期未解决的前沿科学问题。作为分布最广泛、储量最丰富的黏土矿物之一，蒙皂石族矿物因具有特殊的晶体结构和化学成分，对地质环境变化十分敏感，常随环境变迁不断重组和转变。因此，厘清蒙皂石族矿物的形成与生长过程是深入理解黏土矿物地球化学行为的重要途径。 

       广州地球化学研究所何宏平研究员、博士研究生张朝群等通过实验矿物学方法与谱学、电子显微学技术、分子探针技术的结合，系统研究了三八面体蒙皂石族矿物（皂石）的形成与生长过程中的形貌与晶体化学变化特征，并获得了以下认识：（1）相较于Mg皂石，Zn皂石具有更好的结晶度和更低的结构羟基脱失温度；同时，适当的Al替代可提高皂石结晶度和脱羟基温度。（2）皂石的生长是沿基面扩展的表面控制熟化机制，c方向的厚度是单层之间的后期堆垛。（3）环境温度升高将引起亚稳定相皂石通过部分或完全溶解-再结晶模式继续生长，同时蒙皂石矿物的结构元素分布趋向随机。 

       以上研究结果不仅增强了对皂石合成化学、结构控制等科学规律的认识，并能为研究天然蒙皂石族矿物的成因、演变和富集成矿等提供科学基础。同时，本研究表征皂石形貌、成分与结构特征的方法可为进一步研究其它重要黏土矿物的结构化学提供参考。

图1. 皂石演化过程中的形貌变化特征图 

图2. 皂石演化过程中结构元素分布变化特征图 

       上述研究成果发表在American Mineralogist、ACS Earth and Space Chemistry、Applied Clay Science等期刊上。该研究得到了国家自然科学基金（41921003, 41530313, 41772039）等项目的资助。 

       文章信息：Chaoqun Zhang, Hongping He*, Sabine Petit, Fabien Baron, Qi Tao, Brian Gregoire, Jianxi Zhu, Yiping Yang, Shichao Ji, and Shangying Li. The evolution of saponite: An experimental study based on crystal chemistry and crystal growth. American Mineralogist, 2021, 106(6): 909-921. 

       Chaoqun Zhang, Sabine Petit*, Hongping He*, Frédéric Villiéras, Angelina Razafitianamaharavo, Fabien Baron, Qi Tao, and Jianxi Zhu. Crystal growth of smectite: A study based on the change in crystal chemistry and morphology of saponites with synthesis time. ACS Earth and Space Chemistry, 2020, 4(1), 14-23. 

       Chaoqun Zhang, Hongping He, Qi Tao, Shichao Ji, Lingya Ma, Xiaoli Su, Jianxi Zhu*. Metal occupancy and its influence on thermal stability of synthetic saponites. Applied Clay Science, 2017, 135, 282-288.