Минерология глин

Элементы Земли
% по весу в коре
O = 49.2
Si = 25.7
Al = 7.5
Fe = 4.7
Ca = 3.4
Na = 2.6
K = 2.4
Mg = 1.9
other = 2.6

Почвообразование
Кора выветривания
Переотложенная кора выветривания
~ на месте выветривания (физическими и химическими веществами) материнской породы
выветренная и перемещенная
ветром, водой и льдом

Материнские породы
~ образованы одним из этих трех различных процессов
Магматический
осадочный
метаморфический
формируется охлаждением расплавленной магмы (лавой)
формируется путем постепенного осаждения в слоях
формируется за счет изменения изверженных и осадочных пород под давлением / температуры
известняк, сланец
мрамор
Например, гранит

Элювий
Сформированные на месте выветривания материнской породы

Перемещения
Перемещается за счет: Наименования:
Ветра "Эолийские"
Моря (соленая вода) " Морские "
Озера (пресная вода) "Озерный"
Течения реки " Аллювий "
Льда "Ледниковые
или моренные "
Смытых со склонов " Делювий "
дождями

Перемещение(продолжение)
Перемещается за счет: Наименования:
Текучих вод ледника " Флювиогляциальные
или водноледниковые "

Атомная структура

Основные структурные единицы
Глинистые минералы состоят из двух отдельных структурных единиц.
Кремний тетраэдр
Алюминий Октаэдр

Тетраэдрический слой
Несколько тетраэдров соединены вместе и образуют четырехгранный слой.

Тетраэдрические и октаэдрические слоеи
Для простоты, давайте представим кремнеземный тетраэдрический слой по:
Si
и восьмигранный слой алюминия по:
Al

Различные глинистые минералы
Различные комбинации тетраэдрических и октаэдрических слоев из разных глинистых минералов:
1:1 Глинистый минерал (например, каолинит, галлуазит):

Различные глинистые минералы
Различные комбинации тетраэдрических и октаэдрических слоев из разных глинистых минералов:
:
2:1 Глинистые минералы (например, монтмориллонит, иллит)

Каолинит
Обычно 70-100 слоёв

Каолинит
используется для изготовления бумаги, краски и в фармацевтической промышленности
Галлуазит
каолинит; увлажненная и трубчатая структура
(OH)8Al4Si4O10.4H2O
(OH)8Al4Si4O10

Монтмориллонит
∴ легко отделяется от воды
также называется смектит; расширяет при контакте с водой

Монтмориллонит
высокой химической активностью (экспансивный) глины
семейство монтмориллонита
используется в качестве бурового раствора, предотвращает утечки
(OH)4Al4Si8O20.nH2O
Высокое сродство к воде
Бентонит

Иллит
вмещаются в гексагональные отверстия Si-слоя

Другие…
A 2:1:1 (???) минерал.
семейства монтмориллонит; две прослойки воды
Структура цепи (не слоёв); игольчатая, как внешний вид
Хлорит
Вермикулит
Аттапульгит

Частицы слоёв

Слои тканей
Флокулированные
Рассеянные
кромка к лицу контакта
Контакт лицом к лицу

Слои тканей
Электрохимическая окружающей среды (т.е. рН, кислотность, температура, катионы, присутствующие в воде) во время осаждения значительное влияние глинистой ткани.
Глинистые частицы, как правило, для выравнивания перпендикулярной нагрузкой на них.

Определение глинистых минералов

Сканирующий электронный микроскоп
распространенный метод, чтобы увидеть глинистые частицы
качественный

Другие…
Дифракции рентгеновских лучей(XRD)
Дифференциальный термический анализ(DTA)
чтобы определить молекулярную структуру и присутствующие минералы для идентификации присутствующих минералов

PI-LL График Касагранде

Специальные условия

Удельная площадь
площадь поверхности на единицу массы(м2/г)
меньше зерна, выше удельная площадь
например, зерно почвы с удельным весом 2,7
Удельная площадь= 222.2 мм2/г
Удельная площадь= 2222.2 мм2/г

Изоморфное замещение
замена of Si4+ and Al3+ и других с меньшей валентностью(e.g., Mg2+) катионов
Результаты дисбаланса заряда (суммарный отрицательный)
Слои с отрицательным зарядом

Емкость катионного обмена
Емкость для привлечения катионов из воды (то есть, мера чистого отрицательного заряда частицы глин)
измеряется в мг-экв / 100 г (отрицательный заряд на 100 г глины)
Сила замены выше для более высокой валентности и больших катионов.
Al3+ > Ca2+ > Mg2+ >> NH4+ > K+ > H+ > Na+ > Li+

Сравнение

Концентрпция катионов в воде
концентрация катионов падает с расстоянием от глины частиц
вода

Адсорбция воды
Тонкий слой воды прочно держится к частице; как кожа
1-4 молекулы воды(1 нм) толщиной
более вязкая, чем свободная вода

Слои частиц воды
Свободная вода
Двойной эл.слой

Практическое значение

Основная информация - Глины
Частицы глины похожи на стержни или иглы. Они отрицательно заряженные.
Глины пластичны; Иллы, пески и гравий не являются пластичными.
Глины обладают высокой прочностью в сухом состоянии и медленную дилатансию.