Группа Глинистые минералы

Всего в природе известно около 20 различных глинистых минералов. Практически все из них имеют экзогенное происхождение и только некоторые, иногда, могут иметь гидротермальный генезис. Глинистые минералы – это типичные минералы со слоистой структурой. В них часть кремния (Si) может замещаться алюминием (Al), а алюминий – железом (Fe) и магнием (Mg).

Наиболее яркий макроскопический признак глинистых минералов – их внешний вид. Они встречаются в виде землистых агрегатов (агрегатов мельчайших кристаллов) с матовым блеском и землистым изломом. В виде макроскопических кристаллов они вообще не встречаются. Твердость землистых агрегатов очень низкая – около 1 – 2. Спайность у кристаллов в 1 направлении, выражена очень хорошо, однако видна только под микроскопом.

В относительно чистом виде среди них можно отличить только 2 минерала – каолинит и монтмориллонит.

Каолинит (Al₄ [Si₄O₁₀](OH) ₈)

Кристаллохимическая структура состоит из двуслойных пакетов, каждый из которых сложен слоем кремнекислородных тетраэдров и слоем алюмогидроксильных октаэдров. Кристаллизуется в моноклинной сингонии.

Встречается каолинит в виде мягких чешуйчатых или землистых масс. Окраска чистого каолинита – ослепительно белая, мелоподобная. Примеси могут окрашивать каолиновую глину в различные оттенки красного, желтого, бурого. Блеск матовый. Излом зернистый или землистый. Твердость 1 – 2.

Жирный на ощупь. Гигроскопичен – жадно впитывает воду. Во влажном состоянии имеет характерный «пыльный» запах. При замешивании с водой образует пластичное тесто, которое легко формуется. Изделия, вылепленные из каолиновой глины (даже очень тонкостенные), при сушке и обжиге сохраняют свою форму.

Часто каолинит очень похож на мел. В отличие от последнего не дает реакции с кислотами (в отличие от мела, который с кислотами вступает в реакцию).

Происхождение: Каолинит образуется только в поверхностных условиях при химическом выветривании силикатов (образуется при разрушении полевых шпатов). Применение: Каолинит используется в керамической промышленности для изготовления фарфора, фаянса (при наличии в руде более 50% каолинита).

Монтмориллонит (Al₂ (OH) ₂) [Si₄O₁₀]. n Н₂О)

Это относительно редкий землистый минерал и дефицитное промышленное сырье. В чистом виде монтмориллонит имеет светлую окраску (светло- серую, светло-зеленую, серовато-желтую), но никогда не чисто белую. Блеск матовый. Излом землистый. Твердость 1-2. На ощупь тощий (не жирный) и сушит кожу. Пористый. Гигроскопичен (жадно впитывает воду). При намокании способен разбухать. Объем монтмориллонитовой глины при этом значительно увеличивается – в 6 раз и более. С избытком воды образует вязкую студнеобразную массу.

Влажный монтмориллонит формуется плохо. Изделия, вылепленные из монтмориллонитовой глины плохо сохраняют форму, трескаются и рассыпаются при сушке. Происхождение поверхностное, но монтмориллонит образуется в очень специальных условиях – за счет химического разложения некоторых вулканических пеплов. Применение:

для очистки сточный вод: этот минерал является прекрасным поглотителем, так как обладает свойствами ионного обмена - он поглощает ионы меди, рубидия и др. и выпускает ионы кальция);

входит в состав бурового раствора, применяемого при бурении скважин;

в медицине: это поглотитель, выводящий отравляющие вещества из организма и «обволакивающее» средство. (Препарат «Смекта» изготовлен на основе очищенного от песка монтмориллонита с добавлением ванильного сахара);

как биостимулятор – он изменяет структуру кластеров воды, тем самым изменяет ее биохимические свойства.

Гидрослюды – это большая группа глинистых минералов. С кристаллохимической точки зрения они представляют собой слоистые алюмосиликаты у которых структура кристалла состоит из трехслойных пакетов, которые соединены между собой лишь частично ионами калия. Последние частично замещены катионными группами гидроксония [H₃O]. Ионы алюминия обычно частично замещены трехвалентным магнием и железом.

Схематическая формула гидрослюд: [К,(H₃О)] Аl₂(OH)₂[АlSi₃ O₁₀].

Такие широко распространенные минералы как гидромусковит и гидробиотит практически невозможно определить макроскопическими методами. Из всех гидрослюд без применения сложных лабораторных методов исследования могут быть опознаны только глауконит и вермикулит.