MINERAŁY ILASTE.

Prezentacja na temat: "MINERAŁY ILASTE."— Zapis prezentacji:

1 MINERAŁY ILASTE

2 Informacje ogólne Minerały ilaste są uwodnionymi glinokrzemianami Al, Mg i Fe, należącymi do krzemianów warstwowych, o budowie pakietowej. Pakiety zbudowane są z dwóch, trzech lub czterech warstw na przemian glinowych i krzemowych, ułożonych względem siebie równolegle. Warstwa krzemowa składa się z czworościanów (tetraedrów), w narożach któych znajdują się atomy tlenu a w środku Si4+. Warstwę glinów tworzą natomiast ośmiościany (oktaedry); w 8 ich narożach tkwią atomy tlenu lob grupy OH w środku zaś najczęściej Al3+. Czworościany i ośmiościany powiązane są ze sobą warstwowo, w ten sposób, że trzy atomy tlenu jednego czworościanu należą równocześnie do trzech innych czworościanów, tworząc mostki typu Si-O-Si zaś czwarty atom tlenu łączy się z warstwą ośmiościanów mostkiem Si-O-Al W zależności od wzajemnego układu warstw oktaedrów i tetraedrów mogą one należeć do krzemianów: * dwuwarstwowych * trójwarstwowych *czterowarstwowych

3 a) b) Rys. Schematyczna budowa czworościanu krzemowego (a) oraz ośmiościanu glinowego (b)

4 Podział minerałów ilastych według Stocha (1974)

5 Wzór i właściwości sorpcyjne
Ogólny wzór minerałów ilastych można ująć następująco: nSiO2Al2O3·nH2O Minerały ilaste bywają bezpostaciowe lub krystaliczne, o różnych odstępach między poszczególnymi pakietami. Mimo struktury krystalicznej są one koloidami, mającymi ładunek elektryczny, zwykle ujemny, w wyniku czego dodatnio naładowane kationy są przyciągane i sorbowane na powierzchni minerału ilastego. Różne odległości pakietów w strukturze minerału powodują sorpcję międzypakietową jonów. Zwiększa to ogólną pojemność sorpcyjną danego minerału. Na przykład powierzchnia zewnętrzna 1g iłu koloidalnego jest około 1000razy większa w porównaniu z powierzchnią 1g piasku!

6 Minerały dwuwarstwowe
Składają się z pakietów, które tworzy jedna warstewka czworościanów krzemowych i jedna ośmiościanów glinowych. Budowę tego rodzaju określa się zapisem 1:1. Najważniejszym przedstawicielem tej grupy jest kaolinit (należy tu także: dickit, serpentyn), dlatego często nazywa się tę grupę: grupą kaolinitu. Charakterystyczną cechą tej grupy minerałów ilastych jest mała odległość między pakietami, wynosząca w przypadku kaolinitu zaledwie 0,28nm. Skutkiem tego jest bardzo słaba nasiąkliwość, mała plastyczność i niewielkie zdolności wymiennego sorbowania kationów.

7 KAOLINIT Al4(OH)8(Si4O10) CECHY MAKROSKOPOWE: WYSTĘPOWANIE
Postać występowania: kaolinit krystalizuje w układzie jednoskośnym. Pokrój kryształów: łuseczkowy. Barwa: biała, żółtawa, czasem z odcieniem zielonym. Połysk: tłusty, matowy, perłowy. Rysa: biała. Twardość: 2,25. Łupliwość: doskonała. Gęstość: 2,63 g . cm-1. WYSTĘPOWANIE Kaolinit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni) w środowisku wilgotnym i w obecności CO2 (odczyn kwaśny). Proces kaolinizacji rozwija się zwłaszcza w skałach granitowych i pokrewnych. Kaolinit jest głównym składnikiem glin i iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

8 KAOLINIT

9 KAOLINIT Kaolinit jest głównym minerałem ilastym gleb klimatu tropikalnego, silnie wypłukanych z zasad. Tworzeniu się kaolinitu podczas wietrzenia glinkokrzemianów, sprzyja umiarkowany kwaśny odczyn. Gleby naszego klimatu charakteryzują się niewielką jego zawartością.

10 Minerały trójwarstwowe
Należą do najcenniejszych minerałów ilastych naszych gleb. Każdy z ich pakietów zbudowany jest z dwóch warstewek czworościanów krzemowych i oddzielającej je warstewki ośmiościanów glinowych. Budowę tego typu określa się 2:1. Grupę minerałów trójwarstwowych dzieli się, ze względu na właściwości, na trzy podgrupy, których nazwy pochodzą od głównego przedstawiciela danej podgrupy: Podgrupa montmorylonitu, Podgrupa wermikulitu, Podgrupa illitu.

11 Podgrupa montmorylonitu
Charakteryzuje się, w porównaniu z kaolinitem, znaczną i zmienną odległością między pakietami. Dzięki temu do przestrzeni międzypakietowych z łatwością wnikają drobiny wody, powodując ich rozciągnięcie i tym samym zwiększenie objętości kryształu. Minerał charakteryzuje się zatem dużą nasiąkliwością, zdolnością pęcznienia oraz znacznymi zdolnościami sorbowania kationów. Minerały tej podgrupy są uważane za cenne minerały glebowe, bo w dużym stopniu mają wpływ na zdolności sorpcyjne gleby i jej zasobność w składniki pokarmowe roślin.

12 MONTMORILLONIT CECHY MAKROSKOPOWE: WYSTĘPOWANIE
Postać występowania: montmorillonit krystalizuje w układzie jednoskośnym. Pokrój kryształów: łuseczkowy. Barwa: biała, z odcieniem szarym, różowym bądź czerwonym. Połysk: tłusty, matowy, perłowy. Rysa: biała. Twardość: 2,25. Łupliwość: doskonała. Gęstość: 1,7 - 2,7 g.cm-1. WYSTĘPOWANIE Montmorillonit powstaje w strefie wietrzenia ciemnych skał magmowych: diabazów, bazaltów i gabra w warunkach alkalicznych. Jest on głównym składnikiem iłów bentonitowych. W glebach występuje jedynie tam, gdzie zaistniały warunki alkaliczne, niezbędne przy jego tworzeniu.

13 MONTMORILLONIT

14 Podgrupa wermikulitu Posiadają podobną budowę jak montmorylonit, charakteryzują się nieco mniejszymi przestrzeniami międzypakietowymi i mniejszą rozciągliwością. Minerał ten występuje w skałach i glebach charakteryzujących się wysoką zawartością magnezu, dlatego w warstwie oktaedrycznej znaczna ilość jonów Al zastąpiona jest jonami Mg. Wermikulit charakteryzuje się największymi spośród minerałów ilastych zdolnościami wymiennego sorbowania kationów.

15 WERMIKULIT CECHY MAKROSKOPOWE: WYSTĘPOWANIE
Postać występowania: wermikulit krystalizuje w układzie jednoskośnym. Pokrój kryształów: krótkie słupki lub tabliczki o zarysach sześciobocznych. Barwa: żółtawa, zielonawa lub brunatna. Połysk: tłusty, matowy, perłowy. Rysa: biała. Twardość: 1,0. Łupliwość: doskonała. Gęstość: 2,3 g . cm-1. WYSTĘPOWANIE Wermikulit jest produktem wietrzenia lub hydrotermalnego rozkładu biotytu. Występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

16 WERMIKULIT

17 Podgrupa illitu (miki)
Posiada budowę podobną do montmorylonitu, ale posiada znacznie mniejsze przestrzenie międzypakietowe, które są częściowo lub całkowicie zapełnione jonami potasu. Minerały illitu są nierozciągliwe i charakteryzują się niewielkimi zdolnościami sorpcji wymiennej kationów, jednak trzykrotnie większymi od kaolinitu.

18 ILLIT CECHY MAKROSKOPOWE: WYSTĘPOWANIE
Postać występowania: illit krystalizuje w układzie jednoskośnym. Pokrój kryształów: łuseczkowy. Barwa: biaława, zielonawa lub brunatnawa. Połysk: tłusty, matowy, perłowy. Rysa: biała. Twardość: 1,0 - 2,0 Łupliwość: doskonała. Gęstość: 2,6 - 2,9 g . cm-1. WYSTĘPOWANIE Illit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni). Może również powstawać w procesach przemian innych minerałów ilastych i muskowitu. Illit jest pospolitym składnikiem iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

19 Minerały czterowarstwowe
Główny przedstawiciel: chloryt, Posiadają pomiędzy dwoma pakietami trójwarstwowymi warstwę ośmiościanów magnezowo – tlenowych (magnez nie jest wymienialny). Tego typu budowę określa się zapisem 2:1+1. Chloryt charakteryzuje się minimalną rozciągliwością i zdolnościami sorpcyjnymi zbliżonymi do illitu.

20 CHLORYT (Fe, Mg, Al.) 6 [(OH) 2| (Si, Al.) 4 O10]
Układ krystalograficzny: jednoskośny Twardość: 2-3 Gęstość: 2,6-3,3 Rysa: zielona do brązowej Barwa: zielona w odcieniach czasami brązowa, fioletowa, biała Przełam: blaszkowy Połysk: szklisty Łupliwość: doskonała

21 Występowanie minerałów ilastych
Minerały ilaste stanowią ilościowo ważny składnik skał osadowych, jak również występują w dużych ilościach w glebach, gdzie dominują jako frakcja ilasta (części mniejsze od 0,002 mm). W GLEBACH minerały ilaste decydują o właściwościach chemicznych i fizycznych tych utworów, a co za tym idzie – o ich żyzności.

22 Literatura: Dobrzański B., Zawadzki S., 1981 - Gleboznawstwo,
Stoch L., 1974 – Minerały ilaste. Kozydra Z., Wyrwicki R., 1970 – Surowce ilaste.