针铁矿和赤铁矿是土壤中最主要和常见的铁氧化物，它们的含量、晶体特性及与土壤中其它固相组分的相互作用对土壤理化性质具有十分重要的影响，决定着土壤中许多营养元素和重金属的地球化学行为与归属。氧化铁的铝同晶替代是土壤中普遍发生的现象，氧化铁八面体中铝的多少强烈地影响着氧化铁的矿物学和表面化学性质。为此，本实验采用实验室合成的方法，合成了不同铝同晶替代量的针铁矿、赤铁矿样品。应用粉末X-射线衍射(XRD)、比表面、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)等手段研究了不同铝同晶替代量针铁矿、赤铁矿的矿物学特性，并进一步探讨了它们对磷酸根与砷酸根吸附的影响，主要结论如下：　　1.随着铝替代量的增加，针铁矿MCD(021)(MCD为垂直面网方向的晶粒大小)从69.9nm减小到3.0nm，同时MCD(111)从35.1nm减小到12.2nm，MCD(110)基本不变，这表明针铁矿发生铝同晶替代之后，针铁矿晶体a轴、b轴方向尺寸不变，c轴方向尺寸变小。随着赤铁矿中铝替代量的增加，赤铁矿各晶面MCD呈现先增加后减小的趋势，并且在5%铝替代量时各晶面MCD达到最大，在铝替代量增加的过程中，MCD(104)与MCD(110)的比值从0.72下降到0.36，替代量与MCD(104)/MCD(110)之间有极好的负相关性(n=7,R2=0.92,p<0.01)，即赤铁矿晶体在c轴方向趋向于扁平化变化。针铁矿与赤铁矿的一些特征晶面如赤铁矿(110)晶面与针铁矿(111)晶面的XRD特征峰随着铝替代量的增加明显向高角度位移，它们的面网间距线性减小，符合Vegard定律。　　2.随着铝同晶替代量的增加，针铁矿系列样品的晶胞体积从139.65埃米3减小到137.24埃米3，晶胞密度先从4.178g/cm3增大到4.223g/cm3，随后降低到3.996g/cm3，铝替代量与晶胞参数a、b相关性不显著，但与晶胞参数c之间有很好的负相关性(n=9,R2=0.93,p<0.01)。赤铁矿系列样品随着铝同晶替代量的增加晶胞体积从280埃米3左右增大到307埃米3，晶胞密度从5.673g/cm3下降到5.170g/cm3。晶胞参数a逐渐增加，铝替代量与晶胞参数a之间有很好的正相关性(n=7,R2=0.81,p<0.01)，而与晶胞参数c之间相关性不显著。　　3.针铁矿的铝替代量与比表面积之间有很好的正相关性(n=9,R2=0.80,p<0.01)。而赤铁矿系列的比表面积只在高替代量时，比表面积有增加的现象。电镜照片显示，随着铝同晶替代量的增加，针铁矿形貌从针状变为短棒状，然后变为小颗粒状，而赤铁矿形貌从菱块状变为薄片状。　　4.针铁矿中，单位重量铝替代针铁矿对磷、砷的吸附明显大于无铝替代的针铁矿样品，针铁矿随着铝同晶替代量的增加，对磷的单位质量最大吸附量逐渐增加(n=9,R2=0.81,p<0.01)，但是对砷酸根的吸附，仅仅在低铝同晶替代量时有明显的增加，而后随着铝同晶替代量的增加，最大吸附量基本不变。随着铝同晶替代量的增加，针铁矿样品单位面积磷酸根吸附量并没有明显变化趋势，而单位面积砷酸根吸附量则显著下降(n=9,R2=0.81,p<0.01)。赤铁矿铝同晶替代系列样品对砷酸根的吸附均大于磷酸根的吸附量，并且砷酸根吸附的结合常数k较大。赤铁矿样品系列的铝同晶替代量与单位重量、面积赤铁矿磷、砷吸附量之间没有显著的线性相关。