Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
Минералы группы монтмориллонита. Это существенно магнезиальные и существенно алюминиевые глинистые минералы с подвижной кристаллической решеткой. Для них типичным является гидраргиллитовый октаэдрический слой, который объединяет, находясь между ними, два слоя кремнекислородных тетраэдров, направленных к октаэдрическому слою своими вершинами. Пачки, состоящие из трех слоев, легко раздвигаются, поглощая воду и катионы. При поглощении воды глины набухают, при этом расстояния между пачками увеличиваются с 9,6 до 28,4 A, что обеспечивает и высокую обменную способность. На 100 г веществ монтмориллонит может содержать от 60 до 100 мг-экв обменных катионов Ca2+, K+, Na+ (в 10-20 раз больше, чем у каолинов). Высокая поглотительная способность монтмориллонита связана с заменой Al3+ на Mg2+ или Si4+ на Al3+.
В группу монтмориллонита входят: бейделлит - Al2[Si4Oi0][OH]2 • пН20; монтмориллонит -
"1{Mg3[Si4Oi0][OH]2 • р(А1, Fe)2[Si4O10][OH]2} - пН20; нонтронит - (Fe5Al)2[Si4Oi0][OH]2 • пН20.
По своей структуре, особенно в ее анионной части, минералы группы монтмориллонита близки к слюдам. Наличие в катионной
100
части магния указывает на возможную его связь с породообразующими минералами основных и средних пород, хотя он вряд ли может возникнуть из оливинов, ди о пси да и гиперстена, в составе которых нет алюминия. Алюминий имеется в составе авгита, некоторых амфиболов и в биотите. При анализе условий образования монтмориллонита у поверхности часто появляется вопрос о происхождении Mg и Al. Монтмориллонит часто образуется при гидротермальных преобразованиях минералов. Обычно тогда его кристаллы более крупные и имеют более правильную геометрическую форму. Исходными минералами для образования нонтронита должны служить железосодержащие минералы, а для бейделлита - полевые шпаты и мусковит, хотя принято считать, что бейделлит - продукт выветривания основных и ультраосновных пород. Монтмориллонит часто встречается в составе аэрозолей, куда попадает при вулканических извержениях.
Минералы группы каолинита. В группу входят три основных минерала: каолинит, диккит и накрит. Все они имеют одинаковую структурную формулу: Al4[Si4OiO][OHJg.
Диккит от каолинита отличается только тем, что в каждом пакете гексагональные элементы разной ориентировки. Накрит по отношению к каолиниту и диккиту занимает как бы промежуточное место - его структурные элементы смещены меньше, чем у диккита. Каолинит - продукт выветривания кислых минералов-(ортоклаза, мусковита и некоторых других). Диккит - гидротермальный минерал, встречающийся в ассоциации с сульфидами. Накрит же образуется как в гипогенных, так и в гипергенных условиях.
Близко к минералам группы каолинита находятся галлуазит Al4[Si4Oi0][OH]8 • 4H2O и гарниерит Ni4[Si4Oi0][OH]8 • 4H2O. Оба минерала - гидратизированные разновидности глинистых минералов. Оба они образуются в гипергенных условиях и обычны для выветривания габбро, диабазов, порфиритов. Иногда эти минералы встречаются в ассоциации с монтмориллонитом, диаспор ом (HAlO2) и алунитом КА1з[8Ю4]2[ОН]б. Последний обычен для гидротерм, богатых щелочами, а диаспор встречается в контактово-метасоматических и в гидротермальных обстанов-ках. B экзогенных условиях они встречаются в месторождениях бокситов.
Дальнейшее разложение алюмосиликатов во влажных и теплых обстановках приводит к образованию окислов и гидроокислов алюминия: гидраргиллита (А1(0Нз)), бёмита (А100Н); железа: гематита (Fe2Os), гётита (HFeO2), гидрогётита (HFeO2 пН20). Все они встречаются как в гипергенных, так и в гипогенных обстановках.
Распространение глинистых минералов и проблема их происхождения. В геоморфологических исследованиях глинистые минералы очень часто рассматриваются как индикаторы лан
101
Таблица 4
Распространенность минералов в глинистой фракции осадочных пород мезокайнозойского возраста (по Е.М. Сергееву, Г.Г. Ильинской, Л.Г. Рекшинской, В. Т. Трофимову, 1963)
Возраст Количество образцов (%), у которых
пород преобладающими минералами среди частиц <1 мк
гидро- монт- бей- каоли- галлу- гидро- кварц карбонаты
слюда морил- дел- нит азит окислы и другие
лонит лит железа минералы
Четвер-
тичный 65,4 8,0 9,0 14,5 0,35 1,0 1,6 0,65
Неоге-
новый 62,3 15,0 6,7 14,5 1,5 0,0 0,0 0,0
Палеоге-
новый 42,3 47,9 1,4 8,4 0,0 0,0 O1O 0,0
Меловой 64,0 36,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Юрский 57,0 39,0 0,8 3,2 0,0 0,0 0,0 0,0
Среднее 58,2 29,18 3,58 8,02 0,37 0,2 0,32 0,13
дшафтно-климатических условий рельефообразования. Наиболее распространенным является представление о том, что каолинито-вые глины - свидетельство более теплых (даже жарких) и влажных условий, монтмориллонитовые - теплых и сухих, а гидрослюдистые - умеренно влажных и прохладных. Иногда в пробах рыхлых отложений того или иного возраста и происхождения отыскивается минералогический спектр глинистых минералов, и затем уже делаются те или иные заключения в соответствии с описанной выше схемой. Вместе с тем, хорошо известно, что глинистые минералы могут образовывать простые временные ряды, где каждый из минералов просто одна из стадий в пути превращения первичных алюмосиликатов в глины. Так, И.М. Гинзбург (1946) описывает три возможных ряда: 1) мусковит-иллит-мо-нотермит-каолинит; 2) мусковит-иллит-бейделлит-монтморил-лонит-галлуазит-метагаллуазит-каолинит; 3) биотит-гидробиотит-вермикулит-монтмориллонит-галлу азит-каолинит. К сожалению, пока нет лабораторных данных, позволяющих определить временной шаг, с которым один глинистый минерал переходит в другой. В связи с этим кажутся интересными опыты выяснения особенностей пространственного и временного анализа в распространении глинистых минералов. По пространственному анализу большой интерес представляет исследование H.A. Гра-бецкой (1971). Пытаясь обнаружить климатическую приуроченность различных глинистых минералов, она проанализировала состав глинистых минералов в современных покровных склоновых отложениях на различных широтах - от Южной Карелии
