层状矿藏，如黏土矿藏，是由相同或类似的片层在一维方向上堆垛而组成的。片层间堆垛办法的差异，反映为片层间的平移、旋转或倒转。多型，指的是具有相同或类似片层组成的矿藏在一维方向上堆垛差异而构成的同质多像现象。水滑石超族矿藏（Hydrotalcite Supergroup），是一类具有与水镁石类似片层结构的矿藏（图1）。片层与水镁石的差异是其存在阳离子代替，常见为Al3+离子对Mg2+离子的代替，因此片层带正电荷。片层与片层之间由阴离子和水分子柱撑，使系统坚持电中性和保持结构的安稳性。片层的堆垛办法差异构成了一系列多型（图2），如3R1（原胞由3个片层组成，三方晶系，菱面体格子）和1T（原胞为单个片层，三方晶系，六方格子）。

  已有研讨标明，必定条件下土壤中的黏土矿藏和氧化物矿藏会转化为水滑石超族矿藏。该族矿藏在土壤中的安稳存在，对阴离子（CO32-, SO42-, NO3-, Cl-等）和二价过渡金属离子的封存起到及其重要的效果。其安稳性主要由其结构决议，尤其是反映层堆垛差异的多型结构，由于其决议了片层间长程静电效果的差异。而影响多型结构有许多要素，如片层的金属阳离子组成、层间阴离子类型和水含量等要素。前人使用了X射线衍射办法研讨了不同天然或组成水滑石超族矿藏的多型，但仍缺少系统性的知道。另一方面，关于结晶度较低的矿藏，X射线衍射的成果具有多解性。关于水滑石超族矿藏多型结构的根底问题是：多型是怎么由阳离子、阴离子和水分子的组成所决议？层堆垛怎么与层间离子、水分子的络合结构相关联？

  中国科学院广州地球化学研讨所矿藏学与成矿学要点试验室的陈锰副研讨员使用计算机模仿办法，系统剖析了金属阳离子组成、层间阴离子类型和水含量等要素对水滑石超族矿藏多型的影响。计算机模仿研讨，一方面能够为试验剖析的成果供给佐证，另一方面能获取较之试验剖析更为精密的结构知道。模仿研讨提醒：层间离子为NO3-离子时，水含量的上升会使层堆垛多型由3R1向1T改动(图3)。多型改动与NO3-离子的构型改动耦合，NO3-离子由D3h向C2v对称性改动。当三价金属离子代替量更高时，多型改动呈现于更低的水含量。而当层间离子为SO42-离子时(图3)，水含量的上升形成三阶段的多型改动。第一和第三阶段的多型均为3R1多型，而中心阶段的多型与阳离子份额相关，为1T多型或呈现随机混层现象。多型结构与SO42-离子结构耦合，中心阶段以呈现较高份额的Cs构型SO42-离子为标志，而在其他状况，SO42-离子大多为C3v构型。使多型产生改动的水含量简直与阳离子份额无关，这与层间为NO3-离子的状况不同。层间为CO32-离子或Cl-离子时，水含量的改动不会形成多型的改动，层结构一直为3R1多型。层间阴离子的构型反映了局域的氢键效果，而片层的堆垛会影响长程的静电效果。局域的氢键效果和长程的静电效果一起维系水滑石超族矿藏的结构与安稳性。这为提醒该族矿藏在地球化学环境中的安稳性供给了重要的结构知道。

  图2. 3R1（a：侧视图；b：顶视图）和1T（c：侧视图；d：顶视图）多型图解