Гидрослюды - группа слюдо- или хлоритоподобных минералов, которые отличаются тем, что в их составе участвует меньшее количество связующих межслоевых катионов, но зато в существенных количествах присутствуют связанные молекулы Н2O, довольно легко удаляющиеся при нагревании. Несмотря на внешние черты сходства и общность генезиса и нахождения в составе глин с представителями группы каолинита, эти минералы значительно отличаются от них по кристаллическому строению и некоторым совершенно особым физическим свойствам. Отличительной особенностью по сравнению с минералами группы каолинита здесь является то, что гиббситовый или бруситовый слой располагается между двумя слоями кремнекислородных тетраэдров. В этом отношении гидрослюды близко напоминают особенности строения минералов группы талька, слюд и других им подобных по кристаллическому строению.
Гидрослюды занимают по степени заполнения межслоевого пространства катионами промежуточное положение между слюдами, у которых межслоевые катионы все налицо и позиции между отрицательно заряженными пакетами заняты, и тальком, у которого межслоевое пространство в силу нейтральности пакетов пустует. Большинство гидрослюд имеют в межслоевом промежутке фиксированное количество воды, замещающей катионы, так что межслоевой промежуток по величине зазора изменяется слабо. Водонасыщаемость таких гидрослюд ограничена. Однако прогрессирующее выветривание, сводящееся главным образом к дальнейшему гидролизу ранних продуктов этого процесса, приводит постепенно к появлению минералов с высокой способностью к набуханию.
У так называемых смектитов (от греч. смекто - размазываю) межслоевые катионы существенно выщелочены и их объём занимают молекулы воды, которые, окружая оставшиеся катионы, создают гидратированные комплексы, заполняющие объём между пакетами с избытком. Так как заряд слюдяного пакета благодаря выщелачиванию части катионов также и из октаэдров уменьшается, равно как и заряд межслоевого содержимого, связь между пакетами слабеет и пакеты раздвигаются.
Кроме того, молекулы воды, вероятно, располагаются упорядоченно, образуя водородные связи с кислородом тетраэдрических сеток. Такое расположение энергетически выгодно и принятие воды в межслоевое пространство идёт самопроизвольно.
Связанной с такого рода реакцией замечательной и чрезвычайно важной в практическом отношении
особенностью смектитов является их свойство набухать в присутствии воды, а при нагревании постепенно отдавать адсорбированную воду. В связи с этим величина параметра (с) кристаллической решетки может колебаться в значительных пределах - от 9,6 до 28,4 Α в зависимости от количества молекул Н2O, участвующих в кристаллической структуре минерала. Высокая поглотительная способность глин, состоящих главным образом из минералов группы монтмориллонита и способных извлекать из жидкостей различные загрязняющие взвешенные примеси (а в сухом состоянии даже нефтяные газы), широко используется в разных отраслях промышленности. Встречаются глины, которые хорошо адсорбируют едкие и углекисльте щелочи и потому используются как «омыляющие» вещества, применяемые в мыловаренной промышленности. Все эти глины носят название отбеливающих глин. Им даны также различные специальные названия: бентониты, или бентонитовые глины, фуллеровы земли, гумбрин, нальчикит и т.
Другим важным свойством минералов этой группы, представленных обычно тонкодисперсными массами, является сильно выраженная способность к обмену катионами, подобно тому как это установлено для цеолиты|цеолитов и специальных веществ, называемых пермутитами. Глины, состоящие главным образом из монтмориллонита, на 100 г. вещества содержат от 60 до 100 мг-экв. обменных катионов, главным образом Са2+, К, Na, тогда как в каолинах устанавливается всего 3-15 мг-экв. этих катионов. Поскольку после тонкого помола обмен катионами увеличивается до трех раз, считают, что эти обменные катионы могут располагаться не только на поверхности частиц, но и внутри кристаллических фаз (очевидно, в пространствах между слоистыми пакетами в кристаллических структурах).
Образование гидрослюд в некоторых случаях связывают с низкотемпературными стадиями гидротермальных процессов, но преимущественно эти минералы возникают при процессах выветривания изверженных пород и пегматитов за счет содержащихся в них слюд или слюдообразных минералов. Некоторые гидрослюды образуются из коллоидных растворов в морской воде, из которой сложные алюмокремневые гели поглощают калий и другие щелочные элементы. Некоторые из них устанавливаются в виде продуктов разложения осадков в морских бассейнах. Во всех случаях необходимым условием их существования является наличие среды, богатой водой.
Химический состав этих минералов непостоянный: меняется содержание катионов, связывающих пакеты, и Н2O. Главные представители группы - иллит, вермикулит, глауконит, бейделлит, монтмориллонит и нонтронит. Три последних минерала часто выделяют в отдельную подгруппу смектитов.
Источник:
- Бетехтин А.Г. "Курс минералогии", под научн. ред. Б.И. Пирогова и Б.Б. Шкурского. М., 2008
Статья
Обсуждение