Глинистые породы n Глинистые породы составляют до 60%

Глинистые породы n Глинистые породы составляют до 60% объема всех осадочных горных пород. n Содержание 50% и более глинистых минералов и пелитовой части (обломки размером менее одной сотой доли миллиметра), представленной в основном кварцем, полевыми шпатами, слюдой; обломки горных пород практически исключены. n Границы 0, 01 мм, 0, 005 мм или 0, 002 мм; 0, 004 мм. n В грунтоведении глинистые породы - более 30% глинистых минералов, т. к. с такого содержания порода приобретает свойства глины: влагоемкость, пластичность.

Примеси (в сумме до 50%): n Алевритовых, реже песчаных зерен кварца, полевого шпата => название породы. n Осадочные неглинистые минералы: кальцит, доломит, сидерит, гипс, ангидрит, барит, оксиды и сульфиды железа, фосфаты, опал, кристобалит, халцедон, кварц. n Углефицированные органические остатки.

Глинистые минералы n являются слоистыми силикатами и алюмосиликатами, основными катионами являются Ca, Mg, Fe, K, Na. Группа каолинита. Группа гидрослюды. Группа монтмориллонита. Группа хлорита.

Двух – (Т-О) и трехслойные (Т-О-Т) пакеты Высота многослойного пакета – базальное расстояние - d. Внешние катионы в октаэдрическом окружении – октаэдрический слой (М+2 – триоктаэдрические, М+3 – диоктаэдрический слой

Каолинит (группа) n n В нее входят триклинный каолинит и его моноклинные полиморфы диккит, накрит, а также галлуазит (водосодержащий) с общей формулой Al 4 Si 4 O 10 (OH)8. Каолины являются продуктом выветривания преимущественно алюмосиликатов – полевых шпатов магматических и метаморфических горных пород на дневной поверхности Продукт гидротермального преобразования полевых шпатов Обычно без примесей белые, но в очень тонкозернистых агрегатах почти не просвечивают, обладают агрегатной поляризацией.

Структура каолинита – полярность в расположении пакетов, валентности скомпенсированы, . d(001)= 0, 715 нм.

n n n Вариации в расположении диоктаэдрического слоя дают полиморфные модификации. Пакеты прочно связаны между собой и плотно прилегают друг к другу, в результате чего молекулы воды и катионы металлов не могут входить в межпакетное пространство и минерал не набухает в воде, а также обладает низкой ёмкостью катионного обмена (ЕКО). Структурная вода выделяется при 400 -525 С, при 1000 - переходит в муллит.

Гидрослюды n n n Гидрослюда - иллит – водный алюмосиликат алюминия, калия. От мусковита KAl 2(Al. Si 3 O 10) (F, OH) иллит отличается меньшим содержанием К и большим - (ОН), наличием конституционной воды. Трёхслойный пакет. Практически не поглощают воду и не набухают в ней. В шлифах образует относительно крупные листочки со светлыми, пестрыми цветами интерференции, схож с серицитом. По составу и строению к гидрослюдам близок глауконит

Глауконит - глинистый минерал переменного состава с высоким содержанием двух- и трехвалентного железа, кальция, магния, калия, фосфора n n Образуется он на дне морей, на границе между окислительной и восстановительной зоной, как нормальный химический осадок, выпадающий в виде геля. Медленная седиментация на дне морей.

Группа монтмориллонита (Ca, Na. . . ) (Mg, Al, Fe)2 [(Si, Al)4 O 10] (OH)2·n. H 2 O n n Монтмориллонит - водный силикат натрия, алюминия, магния, поглощает и выделяет воду, отбеливает каолины. В шлифах обычно отдельные кристаллы неразличимы. Группа монтмориллонита или группа смектита (монтмориллонит, нонтронит, бейделит и др. ) с трёхслойным пакетом вида тетраэдр-октаэдртетраэдр. Связь между пакетами слаба, туда проникает вода, из-за чего минерал сильно набухает. Отличается высокой ЕКО (до 80 -120 мг -экв на 100 г. ).

Группа хлорита. n n Это богатые водой магнезиальные и железистые силикаты со слоистой структурой. (Mg, Fe, Al)6 (Si, Al)4 O 10 (OH)8, В хлоритах наблюдается несколько видов изоморфизма, широкие вариации химического состава, отсюда и большое число классификаций. Цвет меняется в зависимости от химического состава от почти бесцветного до густо-зеленого и буро-зеленого.

Изоморфизм в хлоритах n n n Mg – Fe+2 Si. Mg – Al. Al Si. Mg – Al. Fe+3 n Четырехслойный пакет – два двухслойных пакета соединены самостоятельным октаэдрическим слоем n По содержанию общего Fe и Si (в единицах кристаллохимической формулы) с учетом парагенезисов выделено 5 основных разновидностей хлоритов (К. Б. Кепержинскас)

n Fe мене 25% и Si менее 2, 8% - корундофилиты (глиноземистые) n Fe менее 25% и Si более 2, 8% - клинохлор-пенины (магнезиальные) n Fe 25 -75% и Si менее 2, 8% - рипидолиты n Fe 25 -75% и Si более 2, 8% - прохлориты n Fe более 75% - тюрингиты (железистые) n Ортохлориты (Mg, Fe 2+) и лептохлориты (Fe 3+) – Г. Чермак

n n Основные глинистые минералы могут встречаться в породе не только в виде индивидуальной минеральной фазы, но и в виде смешаннослойных образований. Носят названия вида иллитмонтмориллонит, вермикулит-хлорит и т. п. , свойства сильно варьируют

Глины разделяются по минеральному составу: n n Каолиновые связаны с выветриванием и переотложением; Монтмориллонитовые (бентонитовые, отбеливающие, флоридины, фуллеровы земли), относительно редки, имеют кремовый и желтоватосерый цвет. Гидрослюдистые (в т. ч. глауконитовые), распространены значительно шире каолиновых и монтмориллонитовых глин, связаны с переотложением ранее возникших глинистых минералов, а также могут иметь осадочный генезис. Полиминеральные глины, а также глины промежуточного состава (каолинитмонтмориллонитовые, каолинит-гидрослюдистые и т. д. ) являются наиболее распространенными.

Постдиагенетические преобразования глин n n Неустойчивые минералы замещаются устойчивыми. Устойчивость минералов возрастает в ряду: монтмориллонит – каолинит – гидрослюда – хлорит. Чешуйчатые минералы увеличиваются в размерах, форма их может изгибаться согласно межзерновому пространству. На стадии метагенеза монтмориллонит и смешаннослойные образования неустойчивы, преобладают гидрослюды и хлорит. Аргиллиты, уплотненные глинистые породы, потерявшие способность разбухать, сложены в основном гидрослюдами и хлоритом. Присутствуют также смешаннослойные образования. В чистом виде глинистые минералы бесцветны, но присутствие примесей гидроксидов железа, пирита, хлорита, органического вещества придает породе соответствующую окраску.

Методы исследования глин n Термический Электронно-микроскопический Рентгенофазовый Химический методы исследований n Петрографический метод n n n

Без анализатора Лимонит, хлорит Хлоритсодержащая глина (зеленое) с примесью гематита и гидрослюды С анализатором

1 n n 2 Алевритистая глина 3 1 – без анализатора 2 – с анализатором 3 – увеличенная деталь

Глинистая порода с оптически неопределимыми минералами и примесью гематита Без анализатора Гематит

Вторичные пустоты в глинах n Слева – без анализатора, справа – с анализатором Вторичные пустоты