從礦物粉晶表面反應性到礦物晶面反應性
——以黃鐵礦氧化行為的晶面差異性為例*

何宏平 鮮海洋 朱建喜 譚偉 梁曉亮 陳錳

1.中國科學院礦物學與成礦學重點實驗室，中國科學院廣州地球化學研究所，廣州 510640

2.廣東省礦物物理與材料研究開發重點實驗室，中國科學院廣州地球化學研究所，廣州 510640

3.中國科學院大學，北京 100049

地球環境是一個動態的物理化學系統，而該系統中可能引起各種礦物相變化的物理化學反應過程大都開始于礦物的表面或界面（Putnis，2014）。無論是在單個礦物晶體上還是它們的各類集合體中，各種發生于礦物表面的吸附、離子交換、電子轉移、沉淀、溶解、固溶體形成、水解和聚合等化學反應，或是礦物晶核發育、生長和消融，以及元素富集（成礦）與分散（環境污染）等地球化學過程，實際上主要發生在包繞于礦物顆粒體相外的各個晶面上。

自然界中，絕大多數礦物顆粒的真實表面實際上因風化、沖蝕及構造應力、剪切破碎等地質作用而由數量不等、對應于不同米勒指數的晶面包繞所組成的。其中，既可能包含能夠形成單形的低米勒指數晶面，又可能是包含高米勒指數的任意破裂面，或具較大面網密度的礦物解理面。這些礦物顆粒的實際表面由于表層原子排列截斷、重構、弛豫、表面羥基化等等因素的影響，形成了不同于晶體相內部周期性結構的特殊面網，在結構上與內部面網的原子結構和配位環境截然不同，因而會表現出特殊的物理化學性質。

已有研究表明，礦物不同晶面的結構及表面物理化學性質會有很大差異（索莫杰，1991）。由于制樣條件等的限制，目前關于礦物表面物理化學性質的研究大多還是采用礦物粉晶作為研究對象，例如，傳統的礦物-水界面反應性多以機械粉碎至一定粒徑的礦物粉末為研究對象。對于這些經過破碎的礦物顆粒而言，無論是礦物譜學性質還是宏觀表面化學反應性的研究，其結果通常只是眾多礦物顆粒中無數組晶面性質的總體加和或平均。由于不同礦物各向異性的差異及其解理特性的不同，各組晶面出現的幾率難以統計區分。這種以粉晶為研究對象的研究過程無疑很難獲得各個晶面／解理面的準確結構及其反應性信息，導致對相關地球化學過程的認識和理解可能存在局限性。對具有極完全、完全解理的礦物而言，在機械外力的破碎過程中保留下來的低能解理面較多，因而在某種程度上能夠反映實際的地球化學過程；而對于中等、不完全、極不完全解理的礦物，在實驗過程中，對樣品的破碎加工等處理均可能導致被測樣品形成較多具有高反應活性的高能面（斷口），使得測定結果“虛高”，并高估某些重要礦物表面的反應速率。

自然界中大部分的礦物-水界面反應發生在天然礦物的穩定（低能）晶面上。從低能晶面角度研究礦物表／界面反應性可以更為準確、深入地了解礦物表面發生的地球化學反應過程。本研究以筆者團隊近期開展的黃鐵礦不同晶面的反應性研究為例（Zhuetal.，2018），揭示了黃鐵礦｛100｝、｛210｝、｛111｝三個低能晶面的微觀結構及其在不同濕度條件下的晶面氧化行為的差異，闡明了晶面結構制約黃鐵礦氧化的機理，對理解復雜的地球化學過程與機制具有極其重要的意義。

1 “粉晶研究”在處理黃鐵礦氧化問題上的局限性

黃鐵礦氧化過程在環境科學和地球化學領域頗受關注，因為它不僅在形成酸性礦山廢水（Acid mine drainage，AMD）（Ouyangetal.，2015；Blascoetal.，2016）和湖底沉積物氧化酸化方面具有重要的環境意義，而且它也是全球硫循環中的一個重要環節（Hurtgen，2012；Rickardetal.，2017）。因此，前人在這方面曾做過大量研究，其中，有關黃鐵礦氧化研究的核心問題是氧化速率和氧化機理。

表1列出了文獻中報道的黃鐵礦在潮濕空氣中氧化的速率。由表可以看出，前人對黃鐵礦氧化速率的測定值大相徑庭，不同文獻中報道的反應速率跨度超過兩個數量級。如此寬泛的反應速率，在相應的地球化學進程或環境評估過程中，很難做出準確判斷和估算。

黃鐵礦的氧化過程比較復雜，既涉及Fe元素的氧化又涉及S元素的氧化，但由于S元素的價態多變，增大了人們對黃鐵礦氧化機理認識的難度。目前，關于黃鐵礦的氧化過程可大體由如下兩個總反應式進行描述（Nordstrom and Southam，1997）：

盡管已有大量研究專注于黃鐵礦的氧化機理（Chandra and Gerson，2010），其中包括有精心設計的動力學實驗（Jerz and Rimstidt，2004；Osborneetal.，2010；Sunetal.，2015）和一些原位測試（Nesbitt and Muir，1994；Guevremontetal.，1998；Zhaoetal.，2010；Chandra and Gerson，2011），但黃鐵礦的氧化機理本質仍不清楚。比如，Morth and Smith（1966）認為，黃鐵礦氧化的速控步（rate-limiting step）為由氧氣解離所形成的活化配合物的分解作用，他們僅將水作為反應媒介而不是一種反應物。采用XPS、UPS、STM以及蒙特·卡洛（Monte Carlo）模擬方法，Egglestonetal.（1996）認為 Fe2+和Fe3+之間的循環是黃鐵礦氧化過程中的一個重要特征。Jerz and Rimstidt（2004）通過測量含氧氣和黃鐵礦的反應器與參比反應器的氣壓差，認為空氣中氧分壓是控制黃鐵礦氧化速率的主要因素。

表1 文獻中報道的黃鐵礦在潮濕空氣中氧化的速率Table 1 Oxidation rates of pyrite surfaces in humid air reported in the literatures

為了厘清黃鐵礦的氧化過程，Rimstidt and Vaughan（2003）詳細描述了黃鐵礦氧化過程的可能反應。他們將黃鐵礦的氧化看成發生在Fe和S位上的電化學反應，Fe位為陰極，S位為陽極，且總反應的速控步由陰極Fe位的反應所控制。除此之外，近期的DFT計算表明，黃鐵礦氧化的速控步涉及兩種表面羥基的形成，也就是說速控步與水有關（Dos Santosetal.，2016）。由此可見，已有的對黃鐵礦氧化機理的解釋眾說紛紜，且部分觀點是相互對立或矛盾的，特別是對于水在黃鐵礦氧化過程中所起的作用還不明確。導致這一現狀的一個重要原因是很多研究結果只是基于黃鐵礦的粉晶實驗，或僅僅是黃鐵礦｛100｝一種晶面的理論計算與實驗數據，沒有考慮到黃鐵礦晶面反應的差異性問題。

2 黃鐵礦結晶習性與典型低能晶面的穩定性

黃鐵礦廣泛分布于三大巖類中，常以各種單形晶或聚形晶出現。砂川一郎（Sunagawa，1957）通過對日本花岡礦山的66種黃鐵礦單形的測量發現，黃鐵礦的三種主要單形出現頻率高低順序依次為立方體｛100｝、五角十二面體｛210｝、八面體｛111｝。陳光遠等（1987）通過對膠東三縣四個金礦區2495顆黃鐵礦晶體中單形出現頻率統計也發現類似規律，即在單形晶體中，黃鐵礦均由｛100｝、｛210｝、｛111｝單形組成，相應的出現頻率比值為224∶42.8∶1，且94.74%的聚形晶均是由這三種單形組合而成。可見，黃鐵礦在自然界的結晶習性為立方體｛100｝、八面體｛111｝、五角十二面體｛210｝三種單形晶及由這三種單形構成的不同聚形晶（圖1）。

黃鐵礦在自然界出現的單形晶頻率與前人理論研究（Hungetal.，2002a，b；Alfonso，2010）獲得的黃鐵礦最穩定的三種晶面是一致的，即｛100｝、｛210｝、｛111｝。關于黃鐵礦這三組晶面穩定性的研究已有大量的文獻報道。文獻中黃鐵礦不同晶面的表面能數據詳見表2。綜合這些數據來看，文獻已報道的四個晶面的穩定性順序為：｛100｝＞｛111｝＞｛210｝＞｛110｝。這一穩定性順序均是在分析具有化學計量比的表面上進行的，難以反映實際情況下真實存在的表面結構穩定性。為解決這一問題，Alfonso（2010）考察了這些晶面所有可能的原子終止面，并計算了這些面在不同的硫分壓條件下的表面能（圖2）。不難發現，在不同硫環境下發育的最穩定黃鐵礦晶面為｛100｝-S、｛111｝-3S和｛210｝-2S′。除｛100｝-S為符合FeS2化學計量比的黃鐵礦表面外，其余兩個面均是富硫表面。這與在地質體中和模擬實驗中觀察到的｛111｝和｛210｝常產出于硫逸度較高的環境一致（Murowchick，1985；蔡元吉，1990）。因此，本研究以黃鐵礦｛100｝、｛210｝、｛111｝面為研究對象，旨在考察不同晶面的氧化反應性異同。

3 黃鐵礦典型晶面在空氣中的氧化動力學

圖2 計算獲得的黃鐵礦不同晶面的表面能隨硫化學勢的變化趨勢（據Alfonso，2010）圖上方的橫坐標表示在T＝300、600和900K條件下的S2蒸汽壓Fig.2 Calculated surface free energies of various pyrite surfaces as functions of the change in S chemical potential（after Alfonso，2010）Corresponding S2 pressure axes at T＝300，600，and 900K are included

表2 已報道的黃鐵礦不同晶面的表面能（J／m2）Table 2 Summary data about the reported surface energy of different crystal faces of pyrites（J／m2）

表3 本研究所用的黃鐵礦單晶樣品的元素組成（wt%）Table 3 Elemental compositions（wt%）of the single pyrite crystals used in this study

本文以天然立方體｛100｝、八面體｛111｝、五角十二面體｛210｝黃鐵礦單晶作為研究對象。立方體和八面體黃鐵礦單晶樣品產自西班牙Navajun；五角十二面體黃鐵礦單晶樣品產自中國湖南。這些天然黃鐵礦晶體的電子探針數據（參見表3）表明，樣品中均含有少量 As、Co、Ni、Au等雜質元素，但總含量均低于0.5%。根據本研究的最終結果發現，晶面結構在黃鐵礦表面氧化反應中起主導作用，因此本研究將雜質元素對黃鐵礦表面氧化反應的影響作為次要因素忽略，主要考察晶面結構的影響。

氧化實驗所使用的樣品是從上述天然黃鐵礦單晶中定向切割加工而來。這些天然單晶采用金剛石低速鋸將具有鏡面級平整的晶面部分切割成塊體。切割后的樣品表面采用掃描電子顯微鏡（SEM）進行表面形態確認，以確保實驗所用的樣品表面不存在微裂紋等可能影響實驗結果的因素。不同黃鐵礦晶面的晶體學取向采用背散射電子衍射（EBSD）進行確認。然后用這些包含｛100｝、｛111｝、｛210｝面的黃鐵礦塊體在濕度控制的空氣氣氛條件下進行氧化實驗，具體實驗過程可參考文獻（Zhuetal.，2018）。

采用X射線光電子能譜（XPS）作為黃鐵礦表面氧化過程中氧化產物的檢測手段，根據XPS譜中氧化產物和未被氧化的物種的相對含量可以半定量地表征這些黃鐵礦不同晶面的氧化程度。圖3中給出了黃鐵礦表面上氧化產物和未被氧化的物種之間的比值（Coxidized／Cunoxidized）與氧化時間（t）的函數關系，總體呈現出明顯的正相關關系。根據圖3的橫、縱坐標定義可知，圖3中的斜率k（hkl）代表了黃鐵礦的平均氧化速率。可以看出，在相同的濕度條件下，不同黃鐵礦晶面的S2p和Fe 2p3／2譜學分析結果均表現出相同氧化速率順序，即在相對低的濕度條件（47rh%）下，k｛210｝＞k｛111｝＞k｛100｝；而 在相 對 高的 濕 度 條 件 （98rh%）下，k｛111｝＞k｛210｝＞k｛100｝。

更進一步地，我們用XPS數據來定量表征黃鐵礦的氧化速率。根據XPS的分析原理，XPS的樣品檢測深度（d）與起飛角（θ）存在如下關系：

式中，λIMFP為非彈性平均自由程。由于本研究采用的起飛角為0°，所以d＝λIMFP。對硫而言，λIMFP近似為 2.67nm（Powelletal.，2005），即d近似等于2.67nm。假設黃鐵礦表面被氧化的產物的相對含量與氧化深度（x）呈正比關系，則可以獲得下式：

圖3 黃鐵礦｛100｝、｛111｝和｛210｝面在不同相對濕度的空氣中氧化過程中的S 2p和Fe 2p3／2譜中被氧化與未被氧化的物種的比值（C oxidized／C unoxidized）與氧化時間（t）的相關性曲線（a、b）為相對濕度47rh%；（c、d）為相對濕度98rh%Fig.3 Plots of the concentration ratios of oxidized species to unoxidized species（C oxidized／C unoxidized）vs.oxidation time（t）from S 2p and Fe 2p3／2 XPSspectra of pyrite｛100｝，｛111｝，and｛210｝surfaces oxidized in various relative humidities（a，b）denote the relative humidity of 47rh%；while（c，d）denote the relative humidity of 98rh%

從式5可知，深度速率隨氧化深度的增加而減小，且當x達到XPS檢測的最大深度時，深度速率則會變為零。基于圖3中最大的被氧化與未被氧化的物種的含量比Coxidized／Cunoxidized，可以估算得本研究實驗的最大氧化深度約為1.19nm。因此，式5所示的速率公式僅適用于氧化深度小于1.19nm的情形。如果我們只考慮氧化反應起始階段，即x＝0nm的時候，那么，我們便可以得到如式5所示的簡化初始速率公式：

基于黃鐵礦密度（5.0g／cm3）和黃鐵礦氧化的化學計量系數，可以將深度速率（nm／天）轉化為耗氧的摩爾速率（mol O2／m2s）。

式中，t為氧化時間，單位為天；k為黃鐵礦晶面上被氧化與未被氧化的物種的含量比值與時間t之間線性關系的斜率，即圖3中的斜率。通過數學變換，公式2可以轉化為氧化深度速率（rdepth，單位為nm／天）：

圖4中標識出了本研究獲得的黃鐵礦｛100｝、｛111｝、｛210｝晶面的初始氧化速率與文獻中已報道的氧化速率的對比。可以看出，前人報道的黃鐵礦在潮濕空氣中的氧化速率數據在10-8.7～10-5.7mol O2／m2s的范圍內，而本研究獲得的黃鐵礦不同晶面的速率范圍為10-9～10-7mol O2／m2s。根據黃鐵礦不同晶面在自然界的產出頻率，可以估算得黃鐵礦三種晶面的加權速率為9.84×10-9～3.08×10-8mol O2／m2s。通過對比分析可以發現，（1）前人報道的大部分黃鐵礦在空氣中的氧化速率均在本研究報道的晶面的氧化速率范圍內；（2）部分報道（Hammack and Watzlaf，1990）的速率遠大于本研究獲得的最大速率。作為一個無解理且自形程度高的礦物，自然界中黃鐵礦礦物晶體主要是由｛100｝、｛210｝、｛111｝等相對穩定的低能晶面單形或它們之間的聚形組成，所以黃鐵礦粉體的氧化速率就可以看成是黃鐵礦這些低能面的統計平均數。需要指出的是，前人的數據絕大多數是基于實驗室人工粉碎研磨的黃鐵礦粉末而獲得，這些研磨的礦物粉末通常是由不規則的微米級黃鐵礦顆粒組成，顆粒表面通常主要都是一些新鮮破裂面。在這些人為形成的破裂斷面中，不僅包含有低能面，也包含有一些高能面，這就有可能導致使得所測定的氧化速率偏高。

圖4 采用晶面研究和前人采用粉末研究獲得的黃鐵礦氧化速率對比Fig.4 Comparison of oxidation rates of pyrite observed from crystal faces in this study and from crystal powder in previous study

4 黃鐵礦氧化的晶面結構依賴性探討

根據本研究的結果可知，在具有相同米勒指數的黃鐵礦晶面上，相對濕度越大其氧化程度越高；而在相同的濕度條件下，｛210｝和｛111｝晶面的氧化速率是｛100｝晶面的 10至100倍，這與前人對黃鐵礦｛100｝和｛111｝晶面的氧化速率的研究結果一致（Elsetinowetal.，2000；Guevremontetal.，1998）。然而，在相對濕度較高的條件下，｛111｝晶面的氧化活性比｛210｝晶面更高，這是前人的研究并未曾發現的。

黃鐵礦在空氣中的氧化主要涉及兩種反應物，即O2和H2O。假設黃鐵礦的氧化反應始于這兩種反應物在黃鐵礦晶面上的吸附，通過對比DFT計算獲得的吸附能與氧化速率不難發現，H2O在黃鐵礦不同晶面的吸附能絕對值大小順序與在相對濕度較低條件下的氧化反應速率順序一致，即｛210｝（-103kJ／mol）＞｛111｝（-88.91kJ／mol）＞｛100｝（-35.31kJ／mol）；O2在黃鐵礦不同晶面的吸附能絕對值大小順序與在相對濕度較高條件下的氧化反應速率順序一致，即｛111｝（-573.50kJ／mol）＞｛210｝（-469.15kJ／mol）＞｛100｝（-418.19kJ／mol）。

盡管我們發現了O2和H2O在黃鐵礦表面的吸附能與其反應速率有一定的關聯，但仍然很難獲知黃鐵礦氧化反應的速控步。精確的速控步需要對整個反應途徑、過渡態與活化能的詳細分析，因此，本研究對于速控步相關的討論均是基于前人在黃鐵礦｛100｝晶面獲得的有限信息（Sitetal.，2012；Dos Santosetal.，2016）進行的。在上述文獻中提出的反應路徑中，H2O在黃鐵礦｛100｝晶面發生伴隨電子轉移的解離反應的活化能（85.77～94.98kJ／mol）比O2在黃鐵礦｛100｝晶面發生解離的活化能（25.52kJ／mol）更高。從這一角度上講，伴隨有電子轉移的H2O解離可以認為是黃鐵礦｛100｝晶面氧化的速控步。換言之，由黃鐵礦表面結構本身性質導致的表面氧化反應性順序應為｛210｝＞｛111｝＞｛100｝。

黃鐵礦氧化后，在表面會形成硫酸鹽等氧化產物的含水覆蓋層（Jerz and Rimstidt，2004）。因此，在形成這些氧化產物覆蓋層后，氧氣就需要通過擴散的方式才能到達黃鐵礦表面參與反應。在相對低濕度條件下，氧化速率慢，氧化產物厚度較小。氧氣在｛210｝和｛111｝晶面的擴散速率差別不大，因此，反應主要受黃鐵礦表面結構控制。根據黃鐵礦不同晶面的電子結構差異，這種受表面結構控制的反應速率應該是｛210｝大于｛111｝。與之對應，在相對高濕度條件下，氧化速率快，氧化產物厚度增大。因為｛111｝面對氧氣分子的吸附能更低，所以氧氣在｛111｝表面的氧化產物覆蓋層的擴散速率比｛210｝更大，因此，反應主要受氧氣分子在介質中的傳質控制，所以在相對高濕度條件下獲得了｛111｝的反應速率比｛210｝更高。綜上所述，黃鐵礦在低相對濕度和高相對濕度的氧化速率不同是由表面反應類型所決定的，前者受表面結構控制，而后者受傳質控制。

5 黃鐵礦在空氣中氧化的電子轉移途徑

根據上述結果與討論，黃鐵礦的不同晶面在空氣中的氧化反應可以用前人的DFT計算（Dos Santosetal.，2016）給出的兩類反應進行解釋。Ⅰ型反應主要涉及黃鐵礦表面的Fe（Ⅱ）被O2氧化形成Fe（Ⅲ）。這類反應的活化能較低，且需要消耗吸附在黃鐵礦表面的水（Fe-OH2）。Ⅱ型反應為涉及S＝O或S-OH形成的反應。這一反應過程相對Ⅰ型反應具有更高的活化能，同時會將Ⅰ型反應生成的Fe（Ⅲ）還原成Fe（Ⅱ）。可見，Fe（Ⅱ）與Fe（Ⅲ）的循環是黃鐵礦氧化反應的主要特征（Egglestonetal.，1996）。一個典型的Ⅰ型和Ⅱ型反應可以分別表示為：

這兩類反應均可以看成與上面討論的速控步一致。由于Ⅱ型反應的活化能更高，所以Ⅱ型反應可以進一步被認為速控步。Ⅱ型反應不僅涉及H2O的消耗，且H2O同時作為中間體將電子由表面S原子轉移至表面Fe原子，因此在只考慮電子轉移的情況下，H2O可以被認為是這一電子轉移反應的催化劑。

盡管可以用水作為催化劑的電子轉移過程來解釋這種因黃鐵礦晶面結構不同而導致其氧化反應能力不同的現象，但上面所討論的反應途徑僅僅涉及形成S＝O／S-O，且這一過程的O均是來自于H2O，與前人的同位素標記實驗結果不符（Balcietal.，2007；Kohl and Bao，2011）。這些同位素標記實驗表明，黃鐵礦氧化形成的硫酸鹽中有12.5%～25%的O來自于O2。這就意味著O2也會參與后續的S＝O的進一步氧化過程。在黃鐵礦的氧化過程中，除了硫酸根外，還能檢測到亞硫酸根和硫代硫酸根等。由于亞硫酸根和硫代硫酸根在空氣中很容易被O2氧化成硫酸根，因此，可以認為最終氧化產物硫酸根中來自于O2的O發生在這一階段。根據Rimstidt and Vaughan（2003）提出的反應方程式，在黃鐵礦表面形成S（-Ⅰ）＝O／S（0）-OH后可能發生如下反應：

上面的這些反應式可以歸屬于Ⅱ型反應，形成的硫酸鹽中的氧均來自于H2O。形成的這些硫-氧物種均為內層的配合結構。這些內層形成的S2O32-和SO32-可以被空氣中O2氧化形成硫酸根，然后脫附形成外層的硫酸根，可以表示為：

由這兩個反應式可以計算得這兩個步驟中形成的硫酸根中的O有25%至62.5%來自于O2。由于這兩個反應是直接被O2氧化的，因此稱之為Ⅲ型反應。而最終形成的硫酸鹽既有來自于Ⅱ型反應的，也有來自于Ⅲ型反應的，因此最終形成的硫酸鹽中的氧的組成應該是Ⅱ型與Ⅲ型反應的加權平均的結果。這就解釋了前人的同位素標記實驗中獲得的硫酸鹽中12.5%～25%的O來自于O2。

基于上述這些討論，本研究將黃鐵礦表面的氧化反應電子轉移途徑歸納成如下四步（參見圖5）：

（1）表面的 Fe（Ⅱ）被 O2氧化成 Fe（Ⅲ）-OH；

（2）表面 S（-Ⅰ）被步驟（1）中形成的 Fe（Ⅲ）-OH氧化形成 S（0）-OH和 S（Ⅰ）＝O；

（3）S（0）-OH和 S（Ⅰ）＝O被步驟（1）中形成的Fe（Ⅲ）-OH氧化形成或

圖5 黃鐵礦在空氣中氧化反應的電子轉移途徑Fig.5 Summarized electron transfer routes of pyrite oxidation in air

6 結語

本研究通過對具有不同表面結構的黃鐵礦典型低指數晶面氧化行為的研究，從晶面結構制約其表面反應性的角度出發，以晶面各向異性的視角重新審視了黃鐵礦氧化的相關問題。從這一新的視角出發，發現黃鐵礦氧化速率和氧化機理研究中傳統“粉末研究”實驗手段有明顯局限性，明確了各晶面較大的反應性差異是導致黃鐵礦氧化速率寬范圍的一個重要因素，約束收窄了黃鐵礦氧化速率范圍。水在黃鐵礦的氧化過程中同時扮演著傳遞電子的催化劑和反應物的角色，也是黃鐵礦氧化反應速控步的核心物質，以此為基礎我們提出了全新的黃鐵礦氧化過程全局電子轉移途徑。

以上研究獲得的對黃鐵礦不同晶面可導致的晶面反應能力截然不同的全新認識，啟示我們能夠而且應該將傳統的表面礦物學工作推向更為精準、細致的晶面礦物學研究上來。這一從晶面結構和反應性的角度考察發生在礦物表／界面的地球化學反應行為與過程的研究方法可為構建更為精確的地球化學模型提供理論支撐。

要實現從傳統的礦物粉晶表面反應性到更為精確的礦物晶面反應性的認識轉變還需要開展更為廣泛和深入的工作。在未來的相關礦物表／界面物理化學研究中應更加注意理論與實踐并重；在深入探究由礦物晶體各向異性導致的晶面結構差異性在制約其表面反應性的深層次機理的同時，也需要查明這種由結構異同驅使的反應性差異在各類地球化學具體過程中所扮演的角色。

謹以此文獻給葉大年先生八十華誕！