Войти
оксфордская глина (юрский период ), обнаженные около Уэймута, Англия минералы глины представляют собой водные алюминия филлосиликаты, иногда с переменными количествами железа, магния, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и других катионы, обнаруженные на некоторых планетных поверхностях или рядом с ними.
Глинистые минералы образуются в присутствии воды и имеют важное значение для жизни, и многие теории абиогенеза включают их. Они являются важными составляющими почв и с древних времен были полезны людям в сельском хозяйстве и производстве.
Гексагональные листы глинистый минерал (каолинит) (изображение SEM, увеличение × 1340) Глины образуют плоские гексагональные листы, подобные слюдам. Глины минералы являются обычными продуктами выветривания (включая выветривание полевого шпата ) и продуктами низкотемпературных гидротермальных изменений. Глинистые минералы очень распространены в почвах, в мелкозернистых осадочных породах, таких как сланцы, аргиллиты и алевролиты, а также в мелкозернистых сланцах. зернистый метаморфический сланец и филлит.
Глинистые минералы обычно (но не обязательно) ультрамелкозернистые (обычно считаются размером менее 2 микрометров по стандартной классификации размеров частиц) и поэтому могут потребоваться специальные аналитические методики для их выявления и изучения. К ним относятся методы дифракции рентгеновских лучей, электронной дифракции, различные спектроскопические методы, такие как мессбауэровская спектроскопия, инфракрасная спектроскопия, Рамановский спектроскопия и SEM - EDS или автоматизированные процессы минералогии. Эти методы могут быть дополнены микроскопией в поляризованном свете, традиционным методом установления фундаментальных явлений или петрологических взаимосвязей.
Учитывая потребность в воде, глинистые минералы относительно редки в Солнечной системе, хотя они широко встречаются на Земле, где вода взаимодействует с другими минералами и органическое вещество. Глинистые минералы были обнаружены в нескольких местах на Марсе, включая Echus Chasma, Mawrth Vallis, четырехугольник Memnonia и Четырехугольник Элизиума. Спектрография подтвердила их присутствие на астероидах, включая карликовые планеты Церера и Темпель 1, а также спутник Юпитера Европа.
Глинистые минералы могут быть классифицируются как 1: 1 или 2: 1, это происходит потому, что они в основном построены из тетраэдрических силикатных листов и октаэдрических гидроксидных листов, как описано в разделе структуры ниже. Глина 1: 1 будет состоять из одного тетраэдрического листа и одного октаэдрического листа, и примерами могут быть каолинит и серпентинит. Глина 2: 1 состоит из октаэдрического листа, зажатого между двумя тетраэдрическими листами, и примерами являются тальк, вермикулит и монтмориллонит.
Минералы глины включают следующие группы:
Вариации смешанных голубых слоев глины существуют для большинства вышеуказанных групп. Заказ описывается как случайный или регулярный порядок и далее описывается термином, который на немецком языке означает диапазон или охват. Литературные статьи будут относиться, например, к упорядоченному иллит-смектиту R1. Этот тип будет заказан в стиле ISIS. R0, с другой стороны, описывает случайный порядок, также встречаются другие расширенные типы упорядочения (R3 и т. Д.). Смешанные глинистые минералы, которые являются идеальными типами R1, часто получают собственные названия. Упорядоченный хлорит-смектит R1 известен как коренсит, иллит-смектит R1 - ректорит.
Кристаллографическая структура глинистых минералов стала лучше понятна в 1930-х годах с достижениями в x Метод рентгеновской дифракции (XRD) необходим для расшифровки их кристаллической решетки. Стандартизация терминологии возникла в этот период также с особым вниманием к подобным словам, которые приводили к путанице, таким как лист и плоскость.
Как и все филлосиликаты, глинистые минералы характеризуются двумя размерные листы тетраэдров SiO. 4 и / или октаэдров AlO. 4 с общими углами. Листовые элементы имеют химический состав (Al, Si). 3O. 4. Каждый тетраэдр кремнезема разделяет 3 своих вершинных атома кислорода с другими тетраэдрами, образуя гексагональный массив в двух измерениях. Четвертая вершина не является общей с другим тетраэдром, и все тетраэдры «указывают» в одном направлении; т.е. все неразделенные вершины находятся на одной стороне листа.
В глинах тетраэдрические листы всегда связаны с октаэдрическими листами, образованными из небольших катионов, таких как алюминий или магний, и координированы шестью атомами кислорода. Неразделенная вершина тетраэдрического листа также образует часть одной стороны октаэдрического листа, но дополнительный атом кислорода расположен над зазором в тетраэдрическом листе в центре шести тетраэдров. Этот атом кислорода связан с атомом водорода, образуя группу ОН в структуре глины. Глины можно разделить на категории в зависимости от способа упаковки тетраэдрических и октаэдрических листов в слои. Если в каждом слое есть только одна тетраэдрическая и одна октаэдрическая группа, глина известна как глина 1: 1. Альтернатива, известная как глина 2: 1, имеет два тетраэдрических листа с неподеленными вершинами каждого листа, направленными друг к другу и образующими каждую сторону октаэдрического листа.
Соединение между тетраэдрическим и октаэдрическим листами требует, чтобы тетраэдрический лист стал гофрированным или скрученным, вызывая дитригональное искажение гексагонального массива, а октаэдрический лист был сплющен. Это сводит к минимуму общие искажения валентных связей кристаллита.
В зависимости от состава тетраэдрических и октаэдрических листов слой не будет иметь заряда или будет иметь чистый отрицательный заряд. Если слои заряжены, этот заряд уравновешивается межслойными катионами, такими как Na или K. В каждом случае промежуточный слой может также содержать воду. Кристаллическая структура сформирована из набора слоев, чередующихся с промежуточными слоями.
Поскольку большинство глин сделано из минералов, они обладают высокой биосовместимостью и интересными биологическими свойствами. Благодаря дискообразной и заряженной поверхности глина взаимодействует с рядом макромолекул, таких как лекарства, белок, полимеры, ДНК и т. Д. Некоторые из применений глин включают доставку лекарств, тканевую инженерию и биопечать.
Минералы глины могут быть включены в известково-метакаолиновые растворы для улучшения механических свойств.
