酸性条件下石英溶解的分子机理的计算量子矿物学研究

针对国内计算量子矿物学研究几乎空白的局面，在成功研究橄榄石溶解的分子机理的基础上(liu et al.,2006)，申请人提出此重要的石英溶解的分子机理研究。矿物－水界面反应是低温矿物学、地球化学的核心内容，而石英－水界面的反应，一直是被广泛关注的基础性课题。本课题将使用包括从头计算的分子动力学、高级量化能量计算在内的先进的计算技术，详细研究酸性条件下石英溶解的机理，解决这一长期遗留的难题，即为什么石英不像绝大多数硅酸盐矿物一样，随酸性增强而溶解速率增加。拟分几个层面研究石英的完整的溶解机理，包括不同晶面表面水化的结构、反应方式的鉴定和活化能的精确确定等，最终将完整的分子机理同宏观溶解速率联系起来。本题首先从方法学上，建立用最新量子计算技术研究矿物溶解的范例，其次，所产生的具体成果也具有广泛的应用价值，因而具有非常明显的创新性。