Глинистые минералы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Оксфордская глина (Юра) в Уэймуте (Англия)

Глинистые минералы — группа водных силикатов, слагающих основную массу глинистых отложений и большей части почв и определяющих их физико-химические, механические и др. свойства.

Глинистые минералы являются продуктом выветривания преимущественно алюмосиликатов и силикатов магматических и метаморфических горных пород на дневной поверхности. В процессе выветривания глинистые минералы испытывают стадийные преобразования структуры и химического состава в зависимости от изменения физико-химических условий среды выветривания и седиментации. Размеры частиц глинистых минералов в глинах большей частью не превышают 0,01 мм. По кристаллической структуре глинистые минералы относятся к слоистым или псевдослоистым силикатам.

Высокая удельная поверхность, изоморфные замещения, обилие сколов кристаллической решётки и нескомпенсированных зарядов придаёт глинистым минералам катионнообменную способность. Также они способны химически связывать воду.

Группы глинистых минералов[править | править код]

Количество глинистых минералов исчисляется десятками. Элементами, обеспечивающими это изменение, являются комбинации вытесненных ионов, межслоевой воды и обменных ионов. Глинистые минералы состоят из кремнекислородных тетраэдров и алюмогидроксильных октаэдров[1], эти слои объединяются в элементарные пакеты, совокупность которых формирует частицу минерала. По набору слоёв в пакете различают несколько групп глинистых минералов:

  • Группа каолинита (каолинит, галлуазит) c пакетом, состоящим из одного слоя октаэдров и одного слоя тетраэдров. Пакеты прочно связаны между собой и плотно прилегают друг к другу, в результате чего молекулы воды и катионы металлов не могут входить в межпакетное пространство и минерал не набухает в воде, а также обладает низкой ёмкостью катионного обмена (ЕКО).
  • Группа смектита (монтмориллонит, нонтронит, бейделит и др.) с трёхслойным пакетом вида тетраэдр-октаэдр-тетраэдр. Связь между пакетами слабая, туда проникает вода, из-за чего минерал сильно набухает. Отличается высокой ЕКО (до 80-120 мг-экв на 100 г.).
  • Группа гидрослюд (гидробиотит, гидромусковит и др.) также с трёхслойным пакетом, но сильной связью между ними. Практически не поглощают воду и не набухают в ней. Отличаются высоким содержанием калия, поскольку его ионный радиус позволяет ему входить в пустоты структуры минерала.
  • Группа хлорита с четырёхслойной набухающей структурой.
  • Группа смешаннослойных минералов с чередованием пакетов различных типов. Носят названия вида иллит-монтмориллонит, вермикулит-хлорит и т. п., свойства сильно варьируют.

Активность глинистых минералов[править | править код]

Активность глинистых минералов, определяемая как отношение индекса платичности к содержанию глинистых частиц один из важнеших показателей глинистых минеров. Для смектитов активность составляет от 1 до 7 (очень активный, как губка впитывают воду), для каолинита около 0,5 (поверхность "как квадрат", вследствие чего почти не набухает, при этом плохо пропускает воду также, см гидравлическая проводимость). Если активность А больше чем 1,25 грунт очень активной, А в пределах 0,74....1,25 грунт нормальной активности. [2]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Гинзбург И. И., Рукавишникова И. А., Минералы древней коры выветривания Урала, М., 1951;
  • Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов, пер. с англ., М., 1965.