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钠基蒙脱石是地球外层圈中最为常见的矿物类型之一，不仅广泛参与各种地质过程，在环境工程和工业材料等领域也有着重要应用，其水化对其材料性能、表面反应性、吸附性能等均有着显著影响。研究其层间水和钠离子的赋存状态及它们之间的相互作用是地球科学研究中的一个热点。本文使用基于分子动力学设计的软件Moldy模拟了钠基蒙脱石层间水分子和钠离子之间的相互作用，获得了它们的微观结构信息。
本文设计的模拟单元包括面积为21.12×18.28A2(相当于8个晶胞单元)的蒙脱石表面片断和与之相互作用的6个钠离子和64个水分子。钠离子初始分布在间隔为13A的蒙脱石矿物层间的中平面上，水分子在层间随机初始位置。模拟单元在各个方向上通过三维周期性边界条件重复排列来近似宏观的蒙脱石矿物。为了研究层间离子-水体系在蒙脱石膨胀中起的作用，模拟采用NPT系综，在保持压力恒定的情况下，蒙脱石层间距可以发生改变。经过比较，本文选择MCY模型来描述蒙脱石层间各种粒子之间的相互作用。
首先进行了模拟时间为500ps的测试来调整程序的各项控制参数。然后进行了温度300K，零压力条件下的模拟。通过分析模拟得到的径向分布函数，发现层间钠离子与水分子之间的距离最小为2A，并在2.4A附近达到峰值。结合模拟所得的瞬间层间粒子位置的可视化输出可以得出钠离子与其紧邻的数个水分子存在相对稳定的配位关系。进一步的模拟在盆地的温、压变化条件下进行。温度变化范围275-375K，压力变化范围为10-50MPa。条件的选择覆盖了研究盆地中常见的温、压条件。模拟得到了这种外界条件变化过程中蒙脱石层间离子-水体系的微观结构和宏观能量的变化趋势。