Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Основой строения глинистых минералов, как и всех филло-силикатов (слюд и слюдоподобных минералов), являются два
элемента: кремнекислородные тетраэдры и алюмогидроксиль-ные октаэдры (рис, 12.1). Каждый из них, соединяясь с однотипными элементами, создает свои самые элементарные слои —> сетки: тетраэдрические и октаэдрические. Их следует рассматривать как структурные элементы более высокого порядка., Разнородные сетки, сочетаясь, образуют еще более сложные структурные элементы — пакеты, или слои (Дриц, Коссовская, 1984, 1985; Рекшинская, 1966; Зхус, 1966; и др.). По сочетаниям в них сеток различаются минералы с двух- (1:1), трех- (2:1, т. е. две октаэдрические сетки, разделенные тетраэдрической) и условно с четырехэтажными (2:1:1) слоями, причем в последнем случае октаэдрическая бруситоподюбная сетка занимает особое положение между трехэтажными пакетами и называется нередко как «межслой». Кроме того, при нерегулярном чередовании слоев разных типов, отражающем, например, бесчисленные фазы взаимопереходов минералов друг в друга или незакономерные срастания, выделяются смешанослойные минералы (СМ).
Сетки считаются бесконечными по горизонтальным осям ко-юрдинат (а и Ь), и только в группе магнезиальных силикатов они, видимо, прерываются по одной оси через 5 (палыгорскит) и 8 (сепиолит) октаэдров. Помимо общего для всех филлосили-катов прерывания или ослабления связи по вертикальной координатной оси (по оси с), выражающейся в совершенной спайности по базису, это приводит как бы ко второй спайности, что и выражается волокнистой или ленточной формой кристалликов. Кристаллическую структуру магнезиальных силикатов считают слоисто-ленточной или ленточно-слоистой.
При выделении минеральных видов и разновидностей ¦ используют более тонкие структурные особенности, например разворот сеток внутри слоя вокруг вертикальной оси на определенный угол и сдвиг относительно друг друга. Элементарная ячейка кристаллической структуры тогда вместо одного слоя включает два,~три и шесть слоев, что обозначается цифрой перед M или T (моноклинная или триклинная сингония). Таким образом, в зависимости от строения слоя, расположения слоев относительно друг друга и количества слоев в элементарной ячейке возникают политипы, например в гидрослюдах IM — моноклинная решетка из одного слоя (низкотемпературные аутигенные минералы типа глауконита с удлиненно-пластинчатой, или щепковидной, формой чешуек) и 2Mi — моноклинная решетка включает два слоя, что образуется при метагенетиче-ских изменениях и выражается в изометрично-пластинчатой форме чешуек (гидромусковиты и др.). Цифры 1, 2 или буква d справа внизу означают соответственно поворот смежных сло-»ев вокруг оси с на 60, 120° или разупорядоченные повороты то на 60, то на 120°, определяющие нерегулярность, дисперсность или «разболтанность» структуры.
Рис. 12.1. Кристаллическая структура глинистых минералов: а — кремнекислородный тетраэдр; б — алюминиево-гидроксильный октаэдр; слоистая структура: ? — двухсеточная структура группы каолинита— серпентинита; г — трехсеточная структура группы талька — пирофиллита; § — трехсеточная структура группы слюд, слои прочно связаны крупным катионом калия; е — четырехсеточная-" структура хлоритов — трехсеточный слюдистый'слой регулярно чередуется С OK-таэдрической бруситовой сеткой; ж — трехсеточная подвижная структура смектитов (монтмориллонитов) — межслоевое пространство вмещает много разных катионов и полярные молекулы воды; з — ленточ-но-слоистая структура магнезиальных силикатов — палыгорскита —
сепиолита
Химические особенности, которые тем или иным образом отражаются и в структурных параметрах, дают большие возможности различать глинистые минералы и их варианты, разновидности и модификации, т. е. низшие ранги многоуровенной иерархии глинистых минералов, а также отчасти и более высокие — подгруппы и некоторые группы. Химические вариации определяются прежде всего широким изоморфным замещением структурных позиций Al (от 0 до 100%) и Si (неполным, но значительным, до 1/4) на катионы той же или меньшей валентности. В последнем случае слой перестает быть электрически нейтральным и приобретает отрицательный заряд, который компенсируется поглощением из поровых вод или из морской воды (при переносе и седиментации) катионов К, Na, Ca, H3O (три-оксоний) и других, называемых поглощенными, или поглощенным комплексом. Крупный катион К в слюдах и гидрослюдах располагается в лунке между атомами кислорода тетраэдриче-ской сетки (они образуют гексагональную ячейку) и тем самым оказывается структурно фиксированным и прочно связанным. Поэтому он, как и Na в парагонитах и Ca в хрупких слюдах, не относится к обменным катионам. Другие же катионы, располагающиеся в межслоевых пространствах и связанные со слоями менее прочно, являются обменными. Кристаллическая решетка приобретает способность раздвигаться и набухать при поглощении межслоевым пространством дипольных молекул воды и крупных ионов и органических веществ, что максимально проявляется в монтмориллонитах и других смек-титах.
