Глинистые минералы: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Addbot (обсуждение | вклад)
м 15 интервики-ссылок перенесено на Викиданные, d:q1799034
 
(не показано 12 промежуточных версий 9 участников)
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:OxfordClay Weymouth.JPG|thumb|]]
[[Файл:OxfordClay Weymouth.JPG|thumb|280px|<center>Оксфордская глина ([[Юрский период|Юра]]) в [[Уэймут]]е (Англия)</center>]]


'''Глинистые минералы''' — группа водных [[Силикаты|силикатов]], слагающих основную массу [[глина|глинистых отложений]] и большей части [[почва|почв]] и определяющих их физико-химические, механические и др. свойства.
'''Глинистые минералы''' — группа водных [[Силикаты (минералы)|силикатов]], слагающих основную массу [[глина|глинистых отложений]] и большей части [[почва|почв]] и определяющих их физико-химические, механические и др. свойства.


Глинистые минералы являются продуктом [[выветривание|выветривания]] преимущественно [[алюмосиликаты|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.
Глинистые минералы являются продуктом [[выветривание|выветривания]] преимущественно [[алюмосиликаты|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, [[Изоморфизм в кристаллах|изоморфные замещения]], обилие сколов кристаллической решётки и нескомпенсированных зарядов придаёт глинистым минералам [[катионный обмен|катионнообменную способность]]. Также они способны химически связывать воду.
Высокая удельная поверхность, [[Изоморфизм в кристаллах|изоморфные замещения]], обилие сколов кристаллической решётки и нескомпенсированных зарядов придаёт глинистым минералам [[катионный обмен|катионнообменную способность]]. Также они способны химически связывать воду.
== Группы глинистых минералов ==
Количество глинистых минералов исчисляется десятками. Элементами, обеспечивающими это изменение, являются комбинации вытесненных ионов, межслоевой воды и обменных ионов. Глинистые минералы состоят из [[кремнекислородный тетраэдр|кремнекислородных тетраэдров]] и [[алюмогидроксильный октаэдр|алюмогидроксильных октаэдров]]<ref>[https://www.researchgate.net/publication/343584066_NUMERICAL_STUDIES_OF_PILES_IN_SATURATED_EXPANSIVE_SOIL/figures?lo=1 Synthesis Pattern for Clay Minerals (Mitchell, 1993).]</ref>, эти слои объединяются в элементарные пакеты, совокупность которых формирует частицу минерала. По набору слоёв в пакете различают несколько групп глинистых минералов:


* Группа [[каолинит]]а ([[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 [[ёмкость катионного обмена|ёмкостью катионного обмена]] (ЕКО).
В состав минералов входят слои, состоящие из [[кремнекислородный тетраэдр|кремнекислородных тетраэдров]] и [[алюмогидроксильный октаэдр|алюмогидроксильных октаэдров]], эти слои объединяются в элементарные пакеты, совокупность которых формирует частицу минерала. По набору слоёв в пакете различают несколько групп глинистых минералов:
* Группа [[Смектиты|смектит]]а ([[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 [[каолинит]]а (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 [[ёмкость катионного обмена|ёмкостью катионного обмена]] (ЕКО).
* Группа [[монтмориллонит]]а или группа [[смектит]]а (монтмориллонит, [[нонтронит]], [[бейделит]] и др.) с трёхслойным пакетом вида тетраэдр-октаэдр-тетраэдр. Связь между пакетами слаба, 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 [[калий|калия]], поскольку его ионный радиус позволяет ему входить в пустоты структуры минерала.
* 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 [[калий|калия]], поскольку его ионный радиус позволяет ему входить в пустоты структуры минерала.
* Группа [[хлорит]]а с четырёхслойной набухающей структурой.
* Группа [[хлорит]]а 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.
* Группа смешаннослойных минералов с чередованием пакетов различных типов. Носят названия вида иллит-монтмориллонит, вермикулит-хлорит и т. п., свойства сильно варьируют.
== Активность глинистых минералов ==
Активность глинистых минералов, определяемая как отношение индекса пластичности к содержанию глинистых частиц один из важнейших 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<ref>[https://www.elementaryengineeringlibrary.com/civil-engineering/soil-mechanics/activity-of-soil Активность глинистых минералов]</ref>.

== См. также ==
* [[Пелит]]

== Примечания ==
{{примечания}}


== Литература ==
== Литература ==

Текущая версия от 17:16, 21 января 2023

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 пластичности к содержанию глинистых частиц один из важнейших 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].

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.