Глина это минерал или горная порода: Глина — это… Что такое Глина?

Содержание

Глина — это… Что такое Глина?

Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов.

Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).


свойства глин: пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность…

Минералы, содержащиеся в глинах

Минералы, загрязняющие глины и каолины

Происхождение

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Применение

Гончарное производство

Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.

Техническая керамика

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента

Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси).

Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.

Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями «известковый», «кремнистый» и «глиноземистый» модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.

Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером).

Происходит обжиг.

В результате этих реакций образуются клинкерные материалы. После выхода из вращающейся печи клинкер попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных емкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в сыпучем и сухом состояниях.

Применение в медицине и косметологии

Чаще всего в медицине и косметике используют каолин.

  • Глина используется в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей, противодиарейных средств (в препарат Неоинтестопан и др. ).
  • В косметике глина является основой масок, некоторых мазей.
  • Лечебные глины и грязи
широко используются в курортолечении кожных, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата
  • Белая глина может использоваться в качестве противоядия благодаря своим сорбентным свойствам (попугаи ара извест

Съедобная глина

  • пищевые добавки в корм скоту (глина монтмориллонитовая)
  • для подкрашивания блюд в кулинарии — левкасная глина.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в лмаьмаленяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Религия

В Библии говорится, что, первый человек был сотворён Богом из глины (в Синодальном переводе — «из праха земного», Быт 2, 7).

Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.

Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бедра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменовение грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.

Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.

Литература

  • Долорс Росс. Керамика: техника. Приёмы. Изделия./Пер. с нем. Ю. О. Бем. — М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003..

Ссылки

Обломочные горные породы

Глина — это… Что такое Глина?

Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.


Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).


свойства глин: пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность…

Минералы, содержащиеся в глинах

Минералы, загрязняющие глины и каолины

Происхождение

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Применение

Гончарное производство

Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.

Техническая керамика

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента

Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси). Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.

Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями «известковый», «кремнистый» и «глиноземистый» модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.

Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером). Происходит обжиг.

В результате этих реакций образуются клинкерные материалы. После выхода из вращающейся печи клинкер попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных емкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в сыпучем и сухом состояниях.

Применение в медицине и косметологии

Чаще всего в медицине и косметике используют каолин.

  • Глина используется в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей, противодиарейных средств (в препарат Неоинтестопан и др.).
  • В косметике глина является основой масок, некоторых мазей.
  • Лечебные глины и грязи
широко используются в курортолечении кожных, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата
  • Белая глина может использоваться в качестве противоядия благодаря своим сорбентным свойствам (попугаи ара извест

Съедобная глина

  • пищевые добавки в корм скоту (глина монтмориллонитовая)
  • для подкрашивания блюд в кулинарии — левкасная глина.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в лмаьмаленяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Религия

В Библии говорится, что, первый человек был сотворён Богом из глины (в Синодальном переводе — «из праха земного», Быт 2, 7).

Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.

Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бедра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменовение грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.

Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.

Литература

  • Долорс Росс. Керамика: техника. Приёмы. Изделия./Пер. с нем. Ю. О. Бем. — М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003..

Ссылки

Обломочные горные породы

Глина — это… Что такое Глина?

Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).


свойства глин: пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность…

Минералы, содержащиеся в глинах

Минералы, загрязняющие глины и каолины

Происхождение

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Применение

Гончарное производство

Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.

Техническая керамика

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента

Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси). Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.

Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями «известковый», «кремнистый» и «глиноземистый» модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.

Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером). Происходит обжиг.

В результате этих реакций образуются клинкерные материалы. После выхода из вращающейся печи клинкер попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных емкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в сыпучем и сухом состояниях.

Применение в медицине и косметологии

Чаще всего в медицине и косметике используют каолин.

  • Глина используется в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей, противодиарейных средств (в препарат Неоинтестопан и др.).
  • В косметике глина является основой масок, некоторых мазей.
  • Лечебные глины и грязи
широко используются в курортолечении кожных, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата
  • Белая глина может использоваться в качестве противоядия благодаря своим сорбентным свойствам (попугаи ара извест

Съедобная глина

  • пищевые добавки в корм скоту (глина монтмориллонитовая)
  • для подкрашивания блюд в кулинарии — левкасная глина.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в лмаьмаленяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Религия

В Библии говорится, что, первый человек был сотворён Богом из глины (в Синодальном переводе — «из праха земного», Быт 2, 7).

Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.

Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бедра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменовение грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.

Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.

Литература

  • Долорс Росс. Керамика: техника. Приёмы. Изделия./Пер. с нем. Ю. О. Бем. — М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003..

Ссылки

Обломочные горные породы

Глина — это… Что такое Глина?

Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).


свойства глин: пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность…

Минералы, содержащиеся в глинах

Минералы, загрязняющие глины и каолины

Происхождение

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Применение

Гончарное производство

Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.

Техническая керамика

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента

Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси). Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.

Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями «известковый», «кремнистый» и «глиноземистый» модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.

Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером). Происходит обжиг.

В результате этих реакций образуются клинкерные материалы. После выхода из вращающейся печи клинкер попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных емкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в сыпучем и сухом состояниях.

Применение в медицине и косметологии

Чаще всего в медицине и косметике используют каолин.

  • Глина используется в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей, противодиарейных средств (в препарат Неоинтестопан и др.).
  • В косметике глина является основой масок, некоторых мазей.
  • Лечебные глины и грязи
широко используются в курортолечении кожных, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата
  • Белая глина может использоваться в качестве противоядия благодаря своим сорбентным свойствам (попугаи ара извест

Съедобная глина

  • пищевые добавки в корм скоту (глина монтмориллонитовая)
  • для подкрашивания блюд в кулинарии — левкасная глина.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в лмаьмаленяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Религия

В Библии говорится, что, первый человек был сотворён Богом из глины (в Синодальном переводе — «из праха земного», Быт 2, 7).

Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.

Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бедра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменовение грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.

Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.

Литература

  • Долорс Росс. Керамика: техника. Приёмы. Изделия./Пер. с нем. Ю. О. Бем. — М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003..

Ссылки

Обломочные горные породы

Ученые КФУ обнаружили природные катализаторы на основе глины

 Современный взгляд ученых САЕ «Эконефть» на эффективное развитие нефтегазовой отрасли предполагает, что для её модернизации стоит уделить более пристальное внимание к созданию и распространению новейших технологий, большинство из которых должны быть экологически безопасными и, желательно, доступными. Предполагается, что результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, позволят рационально использовать ресурсы отрасли, сделать ее адекватной к текущим запросам представителей энергетического сектора и локальным, в т.ч. региональным особенностям. Исследование отвечает заявленным аспектам, т.к. имеет фундаментальный характер и является одной из центральных тем для нефтегазовой отрасли, в частности в создании экологически-безопасных и доступных катализаторов.

Новизна проекта связана с лежащим в его основе комплексным подходом к заявленной проблематике. Полученные результаты могут быть использованы при разработке месторождений тяжелой нефти в различных типах горных пород методом внутрипластового горения. Для реализации задуманного исследователи КФУ использовали природный ингредиент, известный всем как глина – тот самый материал, использующийся человеком повсеместно и доставаемый буквально из-под ног. Богатые свойства глины не счесть и роль её в научно-техническом мире отнюдь не последняя. Глина известна как накопитель ионов незаменимых микроэлементов и макроэлементов, ионообменник, сорбент-очиститель, антисептик, эмолент, и, как выяснили ученые, проявляет себя в качестве эффективного катализатора для нефтедобычи. Подробности исследования были опубликованы в Applied Clay Science.

Как известно, глина внешне напоминает почву, но на самом деле это минерал, который когда-то был горной породой и образовывал скалы. В процессе геологической активности на нашей планете скальные породы многократно погружались в глубокие слои земной коры и вновь поднимались на поверхность. Причиной данному явлению является воздействие тектонических смещений. Горные породы были практически «стёрты» в порошок, состоящий из микроскопических минеральных частиц, их структура подвергалась воздействию чудовищно высоких температур, давлений и солнечной радиации, а химический состав – взаимодействию с разнообразными веществами. Огромную роль в генезисе глины сыграла вода. В результате и образовалась группа минералов с уникальным микрокристаллическим строением и оригинальными свойствами. В мире всё ещё актуальна теория, согласно которой соединения, содержащиеся в глине, могли быть основой для зарождения жизни на Земле. Такая сложная пространственная организация глиняных минералов, которая, как вы догадываетесь, описана далеко не полно, превращает глину в уникальный объект, который сможет сполна проявить свои многочисленные свойства и в нефтегазовой отрасли. Исследователи  КФУ рассмотрели каталитическое влияние четырёх горных пород различного состава на горение тяжелой нефти.

«Значительную часть глинистых пород составляют глинистые минералы, такие как монтмориллонит, мусковит и другие. Глинистые минералы могут характеризоваться значительным содержанием в составе железа, вследствие  изоморфных замещений алюминия на железо в структуре минерала, что обуславливает сильный каталитический эффект. Кроме того глины способны ускорять протекание окислительных реакций  в нефти вследствие их высокой удельной площади поверхности», – сообщила научный сотрудник НИЛ «Реологические и термохимические исследования» Кристина Арискина.

Логично было предположить, что компоненты пород, например, глиняные, вполне могут лечь в основу новой серии катализаторов для смягчения условий процесса внутрипластового горения, отметил руководитель приоритетного направления «Эконефть» Михаил Варфоломеев: «Существует много работ и гипотез по поводу того, что содержание глины может повысить каталитическую активность породы и, соответственно, интенсифицировать процесс внутрипластового горения. Мы рассмотрели разные типы глинистых пород и обнаружили, что они действительно ускоряют процесс внутрипластового горения, а именно – снижают температуру начала низкотемпературного окисления, существенно влияют на высокотемпературное окисление, понижая температуру данной стадии», – объяснил ученый.

Три глиняные породы из общего числа изученных проявили хорошую каталитическую активность, значительно снизив значения энергии активации процесса её окисления.   Исследование предоставляет полезную информацию по горению углеводородов с использованием глинистых пород в качестве природных катализаторов. Как отметили ученые, свойства глинистых пород, такие как размер пор, удельная поверхность и другие можно изменять, что предоставляет широкие возможности в разработке новой серии реагентов.

Катализаторы, полученные при добавлении компонентов глиняных пород, решают сразу несколько проблем. Во-первых, позволяют запустить процесс внутрипластового горения при более низких температурах, а во-вторых, за счет каталитического эффекта стабилизируют фронт горения, что позволяет данным процессам в пласте происходить в достаточно «мягких» условиях. Соответственно, их будет легче запустить при закачке воздуха в коллектора, содержащее глиняные породы.

Однако, как отметил старший научный сотрудник НИЛ «Реологические и термохимические исследования» Чэнгдонг Юань, в течение лабораторных испытаний, реакции четырех видов глин оказались принципиально разными: «Мы протестировали глины с различным компонентным составом и выявили, что минералосодержащие слюды наиболее эффективно катализируют процесс внутрипластового горения. Также хорошую каталитическую активность проявили глины, содержащие каолинит. При этом, порода содержащие клинохлор, наоборот, показали себя в качестве ингибиторов, т.е. существенно замедляли процесс окисления. Поэтому при изучении влияния глиняных пород на эффективность технологии внутрипластового горения, нужно обязательно понимать с какими именно глинами мы работаем, т.к. некоторые могут оказаться эффективными катализаторами, как глина на основе слюды, а некоторые, наоборот – ингибиторами», – сообщил Чэнгдонг Юань.

Согласно итогам научной работы, первая порода отличалась высоким содержанием в составе слюдистых минералов – 46%; вторая – клинохлором и тальком – 66% и 32%; третья – каолинитом – 85%; четвёртая состояла из смеси различных минералов – слюда, клинохлор, ортоклаз и других.

На следующем этапе данного исследования ученые планируют реализовать систематическое проведение исследований с другими типами горных пород, с целью накопления необходимого материала для разработки подробного руководства по применению внутрипластового горения на месторождениях тяжелой нефти.

«Мы изучили эффект минералов породы на внутрипластовое горение, поскольку он очень важен для применения данного процесса.  Такое исследование может помочь понять, какой тип резервуара необходим в работе, а также можно выяснить минералы породы, катализирующие горение нефти, и понять с каким составом, структурой и механизмом придется работать далее. Обладая такими важными знаниями, разработчики могут создавать новые катализаторы, модифицируя эти минералы или синтезируя некоторые новые материалы на основе этих природных соединений для различных областей», – рассказал младший научный сотрудник Мустафа Абаас.

Тема использования глины в качестве катализаторов на процессы внутрипластового горения отнюдь не нова. Соответствующие исследования уже проводились за рубежом. Однако, пока многочисленные авторы лишь поддерживали гипотезу о том, что компоненты глины могут ускорять реакцию внутрипластового горения, группа казанских ученых смогла стать первой, кто максимально детально изучил разные типы глиняных минералов и показали ряд закономерностей по каталитическому эффекту, которые ранее так и не были обнаружены.

Керамзитная глина в Москве по приемлемым ценам: заказать, описание, характеристики

Керамзитная глина

   Глина — горная порода, состоящая из одного или нескольких глинистых минералов, но может также содержать и песчаные частицы в качестве примесей. Породообразующим минералом в глине, как правило, является каолинит. Глины могут иметь разнообразную расцветку: от серого или белого в большинстве случаев, до красного и других цветов. Глина образуется в процессе выветривания скальных пород. Некоторые глины образуются в процессе локального накопления этих минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей. Все глины можно разделить на:

  • Осадочные — образовавшиеся в результате переноса в другое место и отложившиеся там глинистые и другие продукты коры выветривания. По происхождению осадочные глины делятся на морские глины, отложившиеся на дне моря, и континентальные глины, образовавшиеся на материке.
  • Остаточные — глины, возникающие в результате выветривания различных горных пород на суше, и в море в результате извержения лав, их пеплов и туфов. Вниз по разрезу остаточные глины постепенно переходят в материнские породы.

Глины широко применяются в промышленности, строительстве, для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ. Производимый из керамзитовых глин путём обжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов и как тепло- и звукоизоляционный материал.

В Тульской области местом добычи керамзитных глин уже с 2005 года является карьер «Восточные Берники», расположенный вблизи населенного пункта Берники.

Керамзитная глина — это легкоплавкая глина из которой без каких-либо примесей, путем обжига, получают керамзит (щебень, гравий, песок).

Добываемая компанией ООО «Восточные Берники» керамзитная глина отличается выгодной стоимостью, высоким качеством и соответствует категории керамзитовых глин по СНиП-П.

 

* подробности уточняйте у менеджера.

 

Отгрузка готовой продукции (фасовка крафт мешки) осуществляется:

  • на деревянных поддонах, которые являются возвратной тарой. Срок возврата не более 1 месяца.
  • На деревянных поддонах, которые являются невозвратной тарой. Стоимость составляет 135 руб/шт, с учетом НДС 18%

 

Речная глина. Полезные ископаемые: Глина

/ Горная порода Глина

Глина-это горная порода, в сухом виде она как пыль, а во влажном состоянии становится пластичной, мягкой, такой что из нее можно лепить, то есть придавать ей желаемую форму. Глина бывает различных цветов например красного, синего, зеленого, коричневого, но в большинстве случаев она все таки серого цвета.

Свойства глины состоят в том, что она пластичная, огнеупорная, водонепроницаемая. Во многих отдаленных уголках нашей земли ещё используют необожжённую глину в строительстве своих жилищ. В наше время нашлось множество различных применений глины, например:

Гончарное производство на сегодняшний день это в основном кирпичи, плитки с различным рисунком, это глиняная посуда, игрушки. Работающий с такой глиной человек называется -гончар. После того как изделию придали нужную форму, её нужно раскрасить, далее изделие обжигается в специальной печи. Так же глина входит в состав цемента,так как цемент-это известняк+глина.

Так же глину широко используют в медицине. Грязевые ванны очень хороши при различных заболеваниях. Глину добавляют в различные мази. Глина казалось бы грязью грязь, но это ценный продукт который очень нужен человечеству.

Глина — тонкозернистая осадочная горная порода , кусковатая или пылевидная в сухом состоянии и приобретающая пластичность либо раскисающая при увлажнении.

Состав глины

Глина состоит из одного или нескольких глинистых минералов — иллита, каолинита, монтмориллонита, хлорита, галлуазита, или других слоистых алюмосиликатов, но может содержать также песчаные и карбонатные частицы в качестве примесей. Глинозём (Al2O3) и кремнезём (SiO2) составляют основу состава глинообразующих минералов.

Диаметр частиц в глине менее 0,005 мм.; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как алеврит. Цвет разнообразен и обусловлен главным образом окрашивающими их примесями минералов-хромофоров или органических соединений. Чистая глина в большинстве серого или белого цвета, но обычна и глина красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и чёрного цветов.

Происхождение

Глина — вторичный продукт, образующийся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Основным источником глинистых пластов служат полевые шпаты, при разрушении которых под воздействием атмосферных агентов образуются силикаты группы глинистых минералов. Некоторые глины образуются в процессе местного накопления этих минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей.

В целом по происхождению и составу породу подразделяются на:
Глины осадочные, образовавщиеся в результате переноса в другое место и отложения там глинистых и других продуктов коры выветривания. По происхождению осадочная глина делятся на морские глины, отложившиеся на дне моря, и континентальные глины, образовавшиеся на материке.

Среди морских различают:
Прибрежно-морская глина — образуется в береговых зонах (зонах взмучивания) морей, незамкнутых заливах, дельтах рек. Характеризуются часто неотсортированностью материала. Быстро переходят в песчанистые и грубозернистые разновидности. Замещаются песчаными и карбонатными отложениями по простиранию Такие глины обычно переслаиваются с песчаниками, алевролитами, пластами угля и карбонатными породамм.

Лагунная глина — образуется в морских лагунах, полузамкнутых с повышенной концентрацией солей или опресненных. В первом случае глины неоднородны по гранулометрическому составу, недостаточно отсортированы и ветречаются совместно с гипсом или солями. Глины опреснённых лагун обычно тонкодисперсные, тонкослоистые, содержат включения кальцита, сидерита, сульфидов железа и др. Среди них встречаются огнеупорные разновидности.

Шельфовая глина — образуется на глубине до 200 м. при отсутствии течений. Характеризуются однродным гранулометрическим составом, большой мощностью (до 100 м. и более). Распространены на большой площади.

Среди континентальных выделяют:
Делювиальная глина — характеризуется смешанным гранулометрическим составом, резкой его изменчивостью и неправильной слоистостью (иногда отсутствует).

Озёрная глина, большей частью с однородным гранулометрическим составом и тонкодисперсная. В таких породах присутствуют все глинистые минералы, но каолинит и гидрослюды, а также минералы водных окислов Fе и Аl преобладают в глинах пресных озёр, а минералы монтмориллонитовой группы и карбонаты — в глинах соляных озёр. К озёрным глинам принадлежит лучшие разновидности огнеупорных глин.

Пролювиальные, образованные временными потоками. Характеризуются очень плохой сортировкой.
Речные — развиты в речных террасах, особенно в пойме. Обычно плохо отсортированы. Быстро переходят в пески и галечники, чаще всего неслоистые.

Глины остаточные — возникающие в результате выветривания различных горных пород на суше, и в море в результате изменения лав, их пеплов и туфов. Вниз по разрезу остаточные глины постепенно переходят в материнские породы. Гранулометрический состав остаточной глины изменчив — от тонкодисперсных разновидностей в верхней части залежи до неравномернозернистых — в нижней.

Остаточные глины, образовавшиеся из кислых массивных пород, не пластичны или мало пластичны; более пластичны глины, возникшие при разрушении осадочных глинистых пород. К континентальным остаточным глинам относятся каолины и др. элювиальные глины. В России широко распространены, кроме современных, древние остаточные глины — на Урале, в Западной и Восточной Сибири, (их много также в Украине), — имеющие большое практическое значение. В упомянутых районах на основных породах возникают глины преимущественно монтмориллонитовые, нонтронитовые и другие, на средних и кислых — каолины и гидрослюдистые глины. Морские остаточные глины образуют группу глин отбеливающих, сложенных минералами монтмориллонитовой группы.

Практическое использование глины

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнческих изделий), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стойматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Производимый из керамзитовых глин путём отжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов (керамзитобетон, керамзитобетонные блоки, стеновые панели и др.) и как тепло- и звукоизоляционный материал. Это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины.

Такая глина имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок. В зависимости от режима обработки глины получается керамзит различной насыпной плотности (объемного веса) — от 200 до 400 кг/м3 и выше. Керамзит обладает высокими тепло- и шумо-изоляционными свойствами и используется преимущественно как пористый заполнитель для лёгких бетонов, не имеющий серьёзной альтернативы. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Жилье, возводимое из сборного керамзитобетона, дёшево, качественно и доступно. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

рассказать об ошибке в описании

Глина встречается почти повсеместно. Окраска глины весьма разнообразна — серая, красная, бурая, желтая, зеленая, черная и чисто белая. На присутствие глины указывает заболоченность, а также вязкость почвы (особенно заметная после дождя). Глина представляет смесь различных мелкокристаллических минералов, среди которых преобладают алюмосиликаты, то-есть соединения глинозема (иначе — окись алюминия), кремнезема (иначе — окись кремния) и воды. Кремний — по-латыни «силйциум» (от слова «сйлекс» — булыжник, кремень), отсюда алюмосиликаты — минералы, содержащие в своем составе алюминий и кремний. Примений алюминию найдено множество, в том числе он может использоваться при производстве светодионых светильников: http://www. kvazar-gr.ru/

Виды глин

В зависимости от главных составных частей и примесей в виде песка, окислов железа, солей и органических веществ получаются различные сорта глин. Они обладают особыми свойствами, а поэтому и по-разному используются.

По температуре плавления глины делятся на каолины, огнеупорные и легкоплавкие глины. Каолин, или каолинит, входит в виде основной части во многие глины. Он образуется в результате выветривания полевошпатовых пород. В качестве примесей к каолину могут входить неразрушившиеся минералы горных пород: зерна кварца, полевые шпаты, слюда, железистые минералы. Характерная особенность глин — пластичность, — наверно, хорошо знакома каждому из вас: кто из глины не катал шариков и не лепил забавных человечков!

Глины обладают различной степенью огнеупорности. Каолины жирны на ощупь, малопластичны и очень огнеупорны (плавятся примерно при 1750 градусах). После обжига черепок из каолина остается совершенно белым. В каолине почти полностью отсутствуют примеси окиси железа, которые и придают изделиям из глины ту или иную окраску.

Каолин

Каолин — основное сырье для производства фарфорово-фаянсовых изделий. К нему добавляют кварц, как говорят, для «отощения» каолина, то есть для уменьшения усадки (объема) при обжиге, а также полевой шпат для «флюсования», то-есть для сплавления фарфоровой массы. Каолин необходим также для бумажной, мыловаренной и резиновой промышленности. Низкосортный каолин используется для производства огнеупорных изделий.

Огнеупорные глины

Огнеупорные глины содержат немного примесей, понижающих температуру плавления; они окрашены обычно в серые, зеленовато-серые или желтоватые, почти белые тона. На ощупь огнеупорные глины жирны и, кроме того, пластичны: во влажном состоянии их можно сплющивать в тонкую пластинку и вытягивать в тонкий шнурок, не разрывающийся на сгибах. Несмотря на свое название, они отличаются меньшей огнеупорностью, чем каолины (плавятся при 1580 градусах). После обжига дают светлый черепок.

Огнеупорные глины применяют в металлургии. Из них изготовляют огнеупорный кирпич для кладки доменных и других заводских печей, а также для производства кислотоупорных изделий.

Легкоплавкие глины

Легкоплавкие глины встречаются наиболее часто. Плавятся они при 1150-1350 градусах. У легкоплавких глин значительный процент различных примесей, особенно окиси железа и щелочей. Окраска этих глин чаще темная и серая. Пластичность меньше, чем у огнеупорных. После обжига дают черепки как красных, так и темных цветов. Легкоплавкие глины при значительном содержании песка идут на выделку кирпича, при незначительном — на производство черепицы, горшечного товара и других изделий.

Жирные и тощие глины

Глины, богатые глиноземом, называются жирными глинами. Если провести ногтем по сухой глине, на ее поверхности остается характерная блестящая черта. Глины, не полирующиеся ногтем, относятся к тощим глинам; в них много кремнезема (песка) и щелочей (из полевых шпатов и слюд). Они обыкновенно бывают окрашены примесями в различные цвета.

Если кусочек глины измельчить в порошок и взбалтывать в пробирке с водой или перемешивать щепочкой в стакане, то жирные глины образуют трудно отстаивающуюся мутную жидкость, в которой долго держатся во взвешенном состоянии глинистые частицы; тощие глины, наоборот, дают хорошо отстаивающуюся жидкость, в которой песок быстро садится на дно. Жирные глины обладают хорошей пластичностью.

При наличии свыше 45 процентов песка порода называется уже не глиной, а суглинком.

Применение глин

Некоторые глины обладают хорошей поглотительной способностью. Их применяют для обесцвечивания жидкостей, например нефтяных продуктов — бензина и керосина, а также для освобождения от посторонних примесей, например в отработанных смазочных маслах. Такие глины называются отбеливающими.

Глины, сильно окрашенные в желтые, красные и коричневые тона (охристые глины), используются как минеральные краски. Цвет глины объясняется наличием в ней тех или иных примесей. Желтая или желто-бурая окраска глины обусловлена окисью железа; шоколадно-коричневая — марганцем; темная или черная — органическими веществами. Белый цвет сырой глины еще не доказательство отсутствия в ней окиси железа, так как после прокаливания глины на сильном огне может получиться красноватый оттенок. С другой стороны, и черная глина после прокаливания может стать серовато-белой, светло-красной или темно-бурой.

Присутствие в глине пирита, уже знакомого нам по песку, можно легко обнаружить по золотистым блесткам. В кирпичных глинах вредная примесь — гипс и мелкие комочки известняка, которые после обжига «гасятся» (поглощая влагу из воздуха) и, увеличиваясь в объеме, рвут кирпич. Известь же, тесно связанная с глиной, технически менее вредна, и количество ее может доходить даже до 10%. При большом содержании извести (до 25 процентов) глины называются мергелистыми, а когда количество извести доходит до 80 процентов — мергелями.

Подробности Создано 09.08.2011 21:57 Обновлено 24.05.2012 03:10 Автор: Admin

Глины образовались в результате естественного выветривания магматических полевошпатных горных пород — в основном гранитов, вулканического стекла, туфов, порфиритов, а также за счет разрушения метаморфических пород (гнейсов) и др.

Полевые шпаты в результате выветривания превращаются в глинистое вещество, которое образуется в основном в виде минералов каолинита по следующей схеме (для ортоклаза):

Причинами такого разложения полевошпатных пород являются физическое (колебания температур, замерзание воды, кристаллизация солей), химическое (под действием кислорода воздуха, углекислоты, воды, органических кислот) и биологическое (жизнедеятельность микроорганизмов) выветривания, В результате физического и химического выветривания на разнообразных горных породах и месторождениях возникает кора выветривания.

Минералы коры выветривания образуются двумя путями — синтетическим, например преобразованием полевого шпата в отдельные окислы — Аl 2 О 3 и SiO 2
и коагуляцией этих окислов в минерал состава каолинита, и путем гидролиза первичных минералов. Минералы каолинит, иллит (гидрослюда) и монтмориллонит являются основными породообразующими минералами глинистого сырья.

Под словом «глина» понимается мелкообломочная осадочная горная порода, состоящая из частиц минералов размером менее 0,005 мм, по химическому составу представляющих водные алюмосиликаты и сопутствующих примесей иных минералов. Так как граниты вместе с переходными разностями составляют примерно всех изверженных пород, т. е. их имеется в природе значительно больше, чем других, то в осадочных породах глин имеется наибольшее количество (как продукта распада наиболее распространенных минералов магматических пород — полевых шпатов, например ортоклаза, альбита, анортита).

Подсчитано, что земная кора состоит из 95% магматических пород и 5% осадочных, из которых 4% составляют только глины. Глины могут быть первичными, которые остались на месте своего образования, и вторичными, которые отлагались в новых местах в результате аллювиальных, делювиальных, флювио-глациальных, эоловых и других процессов. Первичная глина перемещаясь одним из этих способов, например, водой могла освобождаться от первоначально сопутствовавших ей примесей и поэтому в новом месте откладываться в более чистом виде, при этом улучшаясь качественно. Так образовывались каолины, отличающиеся высоким содержанием минерала каолинита, высокой огнеупорностью, незначительным содержанием красящих окислов, вследствие чего до обжига и после него они приобретают преимущественно белый цвет.

Глины с несколько повышенным содержанием плавней и красящих окислов выделяются в особый вид — огнеупорные глины, а глины, содержащие значительное количество примесей (красящих окислов, плавней и др.), становятся легкоплавкими — обыкновенные глины. Если делить глинистое сырье по области применения в промышленности, то чистые белые каолины и некоторые огнеупорные глины (беложгущееся сырье) входят в группы фарфоровых и фаянсовых, огнеупорные — в группы трубочных, клинкерных, терракотовых, а легкоплавкие — в группы гончарных, кирпично-черепичных, керамзитовых глин.

Для глин четвертичного и верхне-третичного возраста, особенно часто удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к глинистому сырью для производства кирпича, черепицы, керамзита и других керамических материалов и изделий, характерно наличие значительной примеси песчаных частиц и полиминералыюсть глинистой части. Среди глинистых минералов в этих породах обычно преобладает гидрослюда. Каолинит и монтмориллонит имеют второстепенное значение, а другие минералы (хлорит, галлуазит и т. п.) присутствуют в виде примесей.

Малое количество каолинита существенно не влияет на повышение температуры обжига, а монтмориллонит заметно ее снижает, что является ценным качеством при изготовлении строительного кирпича. Для изготовления некоторых видов кирпича и керамических плиток в России, США и некоторых других странах используются лёссовые породы — широко распространенные четвертичные отложения, содержащие в своем составе, кроме песка и глины, много мелкого пылеватого материала (50-70%).

Глинистые породы могут находиться в рыхлом и камневидном состояниях. Но в каком бы состоянии эти породы не находились, в них имеется группа тонкодисперсных минералов, которые сообщают глине пластичность, способность формоваться (для камневидных после тонкого измельчения) и сохранять приданную форму после высыхания. Эту группу минералов, представляющую собой водные алюмосиликаты, называют глинистыми или глинистой субстанцией.

Кроме каолинитовых глин, в природе широкое распространение имеют гидрослюдистые . Они образуются в результате выветривания силикатных пород в условиях влажного климата и представляют собой продукты первой стадии химического выветривания. Главные породообразующие минералы в этих глинах — гидрослюда, в том числе глауконит, второстепенные — каолинит, монтмориллонит. Первичные гидрослюдистые глины встречаются в коре выветривания кристаллических пород, вторичные — представлены континентальными осадками — озерными, речными, ледниковыми, морскими (шельфовыми) и лагунными отложениями.

Особой разновидностью глинистых пород является бентонит . Он образовался путем выветривания эффузивных пород туфов, вулканических пеплов и др. (такое название получил по наименованию американского форта Бентон, в районе которого был впервые обнаружен).

Бентонит состоит в основном из минералов монтмориллонитовой группы, имеет также примеси. Применяется для приготовления фарфоровых масс, промывочных растворов при бурении, как адсорбент для осветления жидкости,
при обогащении железных руд и т. д.

Полиминеральные глины образуются в том случае, когда осадочная дифференциация вещества недостаточно совершенна. Большинство этих глин имеет вторичное происхождение. Они широко развиты в делювиальных осадках, в аллювиальных отложениях, редко в морских осадках и иногда в коре выветривания. В них содержатся гидрослюда, каолинит, монтмориллонит, кварц, слюды. Они применяются для изготовления изделий грубой керамики. Некоторые их разновидности пригодны для получения керамзита.

Горная порода Глина

Английское название: Clay

Минералы в составе горной породы Глина: Каолинит

Глина — тонкозернистая осадочная горная порода, кусковатая или пылевидная в сухом состоянии и приобретающая пластичность либо раскисающая при увлажнении.

Состав глины

Глина состоит из одного или нескольких глинистых минералов — иллита, каолинита, монтмориллонита, хлорита, галлуазита, или других слоистых алюмосиликатов, но может содержать также песчаные и карбонатные частицы в качестве примесей. Глинозём (Al2O3) и кремнезём (SiO2) составляют основу состава глинообразующих минералов.

Диаметр частиц в глине менее 0,005 мм.; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как алеврит. Цвет разнообразен и обусловлен главным образом окрашивающими их примесями минералов-хромофоров или органических соединений. Чистая глина в большинстве серого или белого цвета, но обычна и глина красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и чёрного цветов.

Происхождение

Глина — вторичный продукт, образующийся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Основным источником глинистых пластов служат полевые шпаты, при разрушении которых под воздействием атмосферных агентов образуются силикаты группы глинистых минералов. Некоторые глины образуются в процессе местного накопления этих минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей.

В целом по происхождению и составу породу подразделяются на:
Глины осадочные, образовавщиеся в результате переноса в другое место и отложения там глинистых и других продуктов коры выветривания. По происхождению осадочная глина делятся на морские глины, отложившиеся на дне моря, и континентальные глины, образовавшиеся на материке.

Среди морских различают:
Прибрежно-морская глина — образуется в береговых зонах (зонах взмучивания) морей, незамкнутых заливах, дельтах рек. Характеризуются часто неотсортированностью материала. Быстро переходят в песчанистые и грубозернистые разновидности. Замещаются песчаными и карбонатными отложениями по простиранию Такие глины обычно переслаиваются с песчаниками, алевролитами, пластами угля и карбонатными породамм.

Лагунная глина — образуется в морских лагунах, полузамкнутых с повышенной концентрацией солей или опресненных. В первом случае глины неоднородны по гранулометрическому составу, недостаточно отсортированы и ветречаются совместно с гипсом или солями. Глины опреснённых лагун обычно тонкодисперсные, тонкослоистые, содержат включения кальцита, сидерита, сульфидов железа и др. Среди них встречаются огнеупорные разновидности.

Шельфовая глина — образуется на глубине до 200 м. при отсутствии течений. Характеризуются однродным гранулометрическим составом, большой мощностью (до 100 м. и более). Распространены на большой площади.

Среди континентальных выделяют:
Делювиальная глина — характеризуется смешанным гранулометрическим составом, резкой его изменчивостью и неправильной слоистостью (иногда отсутствует).

Озёрная глина, большей частью с однородным гранулометрическим составом и тонкодисперсная. В таких породах присутствуют все глинистые минералы, но каолинит и гидрослюды, а также минералы водных окислов Fе и Аl преобладают в глинах пресных озёр, а минералы монтмориллонитовой группы и карбонаты — в глинах соляных озёр. К озёрным глинам принадлежит лучшие разновидности огнеупорных глин.

Пролювиальные, образованные временными потоками. Характеризуются очень плохой сортировкой.
Речные — развиты в речных террасах, особенно в пойме. Обычно плохо отсортированы. Быстро переходят в пески и галечники, чаще всего неслоистые.

Глины остаточные — возникающие в результате выветривания различных горных пород на суше, и в море в результате изменения лав, их пеплов и туфов. Вниз по разрезу остаточные глины постепенно переходят в материнские породы. Гранулометрический состав остаточной глины изменчив — от тонкодисперсных разновидностей в верхней части залежи до неравномернозернистых — в нижней.

Остаточные глины, образовавшиеся из кислых массивных пород, не пластичны или мало пластичны; более пластичны глины, возникшие при разрушении осадочных глинистых пород. К континентальным остаточным глинам относятся каолины и др. элювиальные глины. В России широко распространены, кроме современных, древние остаточные глины — на Урале, в Западной и Восточной Сибири, (их много также в Украине), — имеющие большое практическое значение. В упомянутых районах на основных породах возникают глины преимущественно монтмориллонитовые, нонтронитовые и другие, на средних и кислых — каолины и гидрослюдистые глины. Морские остаточные глины образуют группу глин отбеливающих, сложенных минералами монтмориллонитовой группы.

Практическое использование глины

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнческих изделий), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стойматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Производимый из керамзитовых глин путём отжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов (керамзитобетон, керамзитобетонные блоки, стеновые панели и др.) и как тепло- и звукоизоляционный материал. Это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины.

Такая глина имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок. В зависимости от режима обработки глины получается керамзит различной насыпной плотности (объемного веса) — от 200 до 400 кг/м3 и выше. Керамзит обладает высокими тепло- и шумо-изоляционными свойствами и используется преимущественно как пористый заполнитель для лёгких бетонов, не имеющий серьёзной альтернативы. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Жилье, возводимое из сборного керамзитобетона, дёшево, качественно и доступно. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

Свойства Горной породы

  • Тип горной породы: Осадочная горная порода
  • Цвет: Серый, белый, чёрный, красный, жёлтый, коричневый, синий, зелёный, лиловый. Цвет обусловлен главным образом примесями минералов-хромофоров или органических соединений
  • Цвет 2: Белый Чёрный Серый Коричневый Красный Жёлтый Зелёный Синий Фиолетовый
  • Текстура 2: массивная слоистая
  • Структура 2: реликтовая пелитовая алевритовая псаммопелитовая афанитовая конгломератовая
  • Литература: Горькова И.М., Коробанова И.Г., Окнина Н.А. и др. Природа прочности и деформационные особенности глинистых пород в зависимости от условий формирования и увлажнения. — Тр. Лабор. гидрогеол. пробл., 1961, вып. 29

Месторождения Горной породы Глина

  • Сладко-Карасинское
  • Челноковское
  • Бариновское
  • Козинское
  • Колташевское
  • Мокроусовское
  • Половинское
  • Шумихинское-3
  • Сафакулевское-3
  • Юргамышское-3
  • Целинное
  • Целинное
  • Шадринское-2
  • Шадринское-3
  • Катайское-2
  • Глядянское-2
  • Карасинское
  • Гжельские карьеры
  • Бельгия
  • Брестская область
  • Минская область
  • Голбица
  • Курополье
  • Беларусь
  • Молдавия

Косметическая глина с древнейших времен имеет статус отличного и эффективного средства в уходе за кожей лица и тела. Сама Клеопатра регулярно использовала ее для сохранения молодости и красоты кожи.

Полезное действие минеральной глины широко использовалось не только в косметологии, ее свойства ценились и в медицине. Врачи фараонов применяли ее в качестве прекрасного средства, обладающего противовоспалительным и антисептическим действием. Кроме того, ее включали в состав при мумифицировании. Древние лекари на ее основе изготавливали разного рода натирания, лечебные мази и пасты. Косметическую глину также использовали и для внутреннего применения, если необходимо было добиться абсорбирующего действия. С ее помощью избавлялись от бактерий и выводили токсины из организма. Также природная минеральная глина применялась при серьезных отравлениях, мышечных болях, эпидемиях.

Современное применение в медицине и косметологии.
Косметическая глина достаточно широко применяется в области косметологии, обычно ее включают в состав различных масок для лица, оказывающих очищающее и подсушивающее действие. Глина обладает чудесным свойством, она подобно губке, впитывает в себя избыточные выделения сальных и потовых желез. Помимо очищающих качеств, она снимает воспаления и покраснения, а также избавляет кожу от шелушения . Особенно маски на основе глины эффективны для жирной , комбинированной и сухой кожи лица. Следует отметить также способность глины усиливать бактерицидные свойства некоторых веществ, благодаря этому, собственно, глину включают в составы противовоспалительных мазей и масок.

Виды косметических глин.
Вообще в природе насчитывается несколько видов глины, причем все они не только отличаются цветом (за счет разного минерального состава, зависящего от места происхождения), но и имеют различные свойства, из-за чего применяются в косметологии и медицине для решения разных задач. Глина может быть белой, голубой, зеленой, красной, желтой, серой, черной и синей. Купить натуральную косметическую глину можно практически в любой аптеке или магазине косметики.

Следует запомнить, что во время применения косметической глины смешивать их виды или разводить с добавлением других компонентов необходимо только в глиняной посуде, но не железной. Поскольку косметическая глина любит свет важно выставлять ее на солнце.

Белая глина (Анапская).
Наиболее часто из всех видов косметической глины применяют белую или каолин, ее добавляют в маски, мази, средства от диареи. Часто применяют для лечения заболеваний кожи, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата. Также белая глина отлично выводит токсины.

Наиболее эффективное действие этот вид оказывает на жирную (впитывает избытки выделений сальных желез), смешанную и проблемную кожу лица, прекрасно очищая ее, подсушивая прыщики (угревые высыпания) и воспаления, сужая поры, а также оказывая лифтинг-эффект. Но ее противопоказано использовать при наличии розовых угрей. Следует отметить, что данный вид косметической глины обладает свойством отбеливать кожу. Так же она помогает женщинам скорректировать овал лица, сделать его более ровным. Благодаря антисептическим свойствам белую глину добавляют в различные средства для ухода за лицом бактерицидного и противовоспалительного действия. Систематическое использование белой глины повышает эластичность кожи, делает ее бархатистой, улучшает цвет лица.

Применение данного вида глины полезно и для волос. Маски на ее основе делают волосы гуще , послушными и устраняют перхоть. Эффект будет заметен уже спустя неделю две недели применения.

Голубая глина (Кембрийская, Валдайская).
В ее составе присутствует огромное количество солей и микроэлементов, которые необходимы для красоты и молодости нашей кожи. Благодаря стимулирующему воздействию голубая косметическая глина дает выраженный омолаживающий эффект, особенно эффективна она для жирной кожи. Регулярное применение голубой глины является профилактикой угревой сыпи, благодаря дезинфицирующему и вяжущему действию подсушивает мелкие воспаления и прыщики, а также эффективно разглаживает мимические морщины.

Кроме очищающего действия, данный вид косметической глины питает кожу на глубоком уровне, снабжая клетки кожи необходимыми веществами и энергией природных соединений, стимулируя процессы регенерации в тканях эпидермиса, что способствует ускорению процесса заживления ранок и повреждений на коже. Косметические средства на основе голубой глины активизируют процессы кровообращения и ускоряют обменные процессы в клетках кожи, возвращая коже упругость, эластичность и здоровый вид. Стоит также отметить, что эта глина обладает легким осветляющим эффектом в отношении веснушек и пигментных пятен.

Применение голубой глины для волос, благодаря наличию в ее составе кремния, активизирует рост волос, а также помогает устранить перхоть.

Маски на ее основе также эффективно применять для ног в целях улучшения микроциркуляции крови, снижения отечности и тяжести в ногах. Кроме того, подобные средства могут помочь справиться с целлюлитом , потливостью, устранить неприятный запах, а также являться профилактикой грибковых и бактериальных болезней.

Зеленая глина.
Зеленый цвет данного вида глины обусловлен содержанием в ней оксида железа. Чаще всего применяется в косметологии, ее добавляют в состав масок, обертываний и компрессов. Богатый микроэлементами состав глины способствует восстановлению водного баланса кожи, а также обуславливает прекрасные абсорбирующие свойства. Применение зеленой глины очищает и смягчает кожу, устраняет воспаление и раздражение, разглаживает морщинки, а также обладает подсушивающим действием. Часто ее рекомендуют для улучшения капиллярного кровообращения, а также общего омоложения кожи. Маски на ее основе отлично очищают поры и избавляют от жирного блеска. Этот вид глины можно сочетать с другими видами.

Следует также отметить, что данную глину рекомендуется использовать для принятия ванн с целью снятия стресса, напряжения, усталости и раздражения. Эта рекомендация обусловлена свойством зеленой глины забирать накопленную в течение дня негативную энергию.

Красная глина.
Цвет обусловлен наличием в составе меди и оксида железа. Эту разновидность косметической глины рекомендуют в уходе за сухой, обезвоженной, а также чувствительной кожей , имеющей склонность к аллергическим реакциям. Средства на основе красной глины, в частности маски, улучшают процессы кровоснабжения в тканях эпидермиса, способствуют смягчению и увлажнению кожи, прекрасно отшелушивают омертвевший слой клеток, устраняют зуд, раздражение и покраснение на лице. Кроме того, они прекрасно устраняют признаки шелушения кожи. Также этот вид глины может помочь в уходе за увядающей кожей, поскольку улучшает насыщение тканей кислородом. Ее часто назначают при недостатке железа в организме. Красную глину часто сочетают с белой.

Красная глина также эффективна в уходе за волосами, средства на ее основе способствуют питанию волосяных луковиц, укреплению слабых и ломких волос, а также устраняют жирную себорею.

Розовая глина.
Розовая косметическая глина рекомендуется для ухода за любым типом кожи. Ее получают путем смешивания красной глины и каолина, что позволяет ей оказывать действие, присущее обоим видам глины. Её применение способствует омоложению кожи, разглаживая морщинки и подтягивая контур лица. Применение масок на ее основе очищает, питает и смягчает кожу, возвращая эластичность и оказывая освежающее и восстанавливающее действие. Ванночки на основе розовой глины способствуют глубокому увлажнению кожи, оказывают тонизирующее действие, улучшая процессы обменов в тканях.

Желтая глина.
В составе данной разновидности глины присутствует огромное количество железа и калия, что способствует улучшению кислородного питания тканей, а также обуславливает ее способность выводить токсины в случаях различных воспалительных процессов. Маски на основе желтой глины оказывают тонизирующее действие, улучшая цвет лица. Ее рекомендуется применять в уходе за жирной, смешанной, увядающей и тусклой кожей.

Благодаря редкому химическому составу специалисты рекомендуют её для коррекции различных косметических изъянов, а также в качестве профилактического средства против многих заболеваний кожи. Жёлтая глина обладает свойством поглощать продукты жизнедеятельности организма, кроме того, она оказывает пагубное воздействие на болезнетворные бактерии. Ванночки на ее основе прекрасно избавляют от усталости, способствуют ускорению обменных процессов в тканях, улучшая внешний вид кожи.

Серая глина.
Этот вид косметической глины добывают в море на большой глубине. Ее применение дает выраженный увлажняющий и тонизирующий эффект. В большинстве случаев рекомендуется в уходе за проблемной, сухой и обезвоженной кожей лица. Серая глина способствует глубокой детоксикации кожи и организма в целом.

Маски на основе серой глины эффективно очищают и глубоко питают кожу, сужают поры, благодаря антисептическому свойству, оказывают лечебный эффект при угрях и фурункулах, а также обладают выраженным омолаживающим действием.

Применение глины в составе средств для волос помогает укрепить волосы, предотвратить их ломкость и выпадение, а также является профилактикой шелушения кожного покрова.

Ванночки из серой глины прекрасно смягчают огрубевшую кожу рук и ног, заживляют небольшие трещины и повреждения кожи.

Черная глина (мертвого моря).
В составе этого вида глины содержится железо, стронций, магний, кварц и кальций. Средства на ее основе прекрасно очищают кожу от загрязнений и токсинов, сужают поры. Наиболее подходит для ухода за комбинированной и жирной кожей лица, а также для нормального типа кожи.

Грязелечение с применением черной глины способствует улучшению кровообращения и лимфообращения, а также обменных процессов. Помимо этого процедуры на ее основе стимулируют тканевое дыхание, процессы регенерации, способствуют рассасыванию процессов воспаления. Маски на основе черной глины служат прекрасным средством увлажнения и тонизации кожи.

Обертывания с черной глиной дают прекрасный эффект уменьшения объемов, поскольку способствуют сжиганию жировых отложений.

Синяя глина.
Маски на основе синей глины оказывают очищающее, отбеливающее и смягчающее действие, способствуют стягиванию пор, а также обладают выраженным омолаживающим действием. Ванночки с применением этого вида глины оказывают антисептическое действие, ускоряют процессы регенерации клеток кожи.

Помимо этого она оказывает стимулирующее воздействие на обменные процессы в клетках, усиливая кровообращение и оказывая анти-стрессовое воздействие. Синюю глину рекомендуют к использованию для любой кожи.

глинистый минерал | рок | Britannica

Общие соображения

Термин глина обычно применяется к (1) природному материалу с пластическими свойствами, (2) частицам очень мелкого размера, обычно определяемым как частицы размером менее двух микрометров (7,9 × 10 -5 дюймов), и (3) очень мелкие минеральные фрагменты или частицы, состоящие в основном из силикатов алюминия с водным слоем, хотя иногда содержат магний и железо. Хотя в более широком смысле глинистые минералы могут включать практически любой минерал с указанным выше размером частиц, адаптированное здесь определение ограничивается представлением силикатов водного слоя и некоторых родственных ближнеупорядоченных алюмосиликатов, которые встречаются либо исключительно, либо часто в очень мелких сортах.

Развитие методов дифракции рентгеновских лучей в 1920-х годах и последующее усовершенствование микроскопических и термических процедур позволили исследователям установить, что глины состоят из нескольких групп кристаллических минералов. Внедрение методов электронной микроскопии оказалось очень полезным для определения характерной формы и размера глинистых минералов. Более современные аналитические методы, такие как инфракрасная спектроскопия, нейтронный дифракционный анализ, мессбауэровская спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса, помогли расширить научные знания о кристаллохимии этих минералов.

Глиняные минералы состоят в основном из диоксида кремния, оксида алюминия или магнезии или того и другого, а также воды, но железо заменяет алюминий и магний в различной степени, а также часто присутствуют заметные количества калия, натрия и кальция. Некоторые глинистые минералы могут быть выражены с помощью идеальных химических формул следующим образом: 2SiO 2 · Al 2 O 3 · 2H 2 O (каолинит), 4SiO 2 · Al 2 O 3 · H 2 O (пирофиллит), 4SiO 2 · 3MgO · H 2 O (тальк) и 3SiO 2 · Al 2 O 3 · 5FeO · 4H 2 O (шамозит ).Отношение SiO 2 в формуле является ключевым фактором, определяющим типы глинистых минералов. По вариациям химического состава и атомной структуры эти минералы можно разделить на девять групп: (1) каолин-серпентин (каолинит, галлуазит, лизардит, хризотил), (2) пирофиллит-тальк, (3) слюда (иллит, глауконит, селадонит), (4) вермикулит, (5) смектит (монтмориллонит, нонтронит, сапонит), (6) хлорит (судоит, клинохлор, шамозит), (7) сепиолит-палигорскит, (8) переслаивающиеся глинистые минералы (напр.ж., ректорит, коренсит, тосудит) и (9) аллофан-имоголит. Информация и структурные схемы для этих групп приведены ниже.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Каолинит происходит от обычно используемого названия каолин , которое является искажением китайского Gaoling (Pinyin; латиница Wade-Giles Kao-ling), что означает «высокий гребень», название холма около Цзиндэчжэня, где возникли минерал известен еще во II веке до нашей эры.Монтмориллонит и нонтронит названы в честь местностей Монмориллон и Нонтрон, соответственно, во Франции, где эти минералы были впервые обнаружены. Селадонит происходит от французского céladon (что означает серовато-желто-зеленый), намек на его цвет. Поскольку сепиолит — легкий и пористый материал, его название происходит от греческого слова, обозначающего каракатицу, кости которой похожи по своей природе. Название сапонит происходит от латинского sapon (что означает мыло) из-за его внешнего вида и очищающей способности.Вермикулит происходит от латинского vermiculari («разводить червей») из-за его физических характеристик расслаивания при нагревании, что вызывает впечатляющее изменение объема минерала от мелких зерен до длинных червеобразных нитей. Бейлейхлор, бриндлеит, коренсит, судоит и тосудит являются примерами глинистых минералов, названных в честь выдающихся минералогов глины — Стерджеса У. Бейли, Джорджа У. Бриндли, Карла У. Корренса и Тошио Судо соответственно.

Ральф Э.Мрачный Hideomi Kodama

Структура

Общие характеристики

Структура глинистых минералов в значительной степени определена методами дифракции рентгеновских лучей. Существенные свойства силикатов водного слоя были выявлены различными учеными, включая Шарля Могена, Линуса К. Полинга, У. Джексон, Дж. Уэст и Джон В. Грунер с конца 1920-х до середины 1930-х годов. Эти элементы представляют собой непрерывные двумерные тетраэдрические листы состава Si 2 O 5 , с тетраэдрами SiO 4 (Рисунок 1), соединенными посредством общих трех углов каждого тетраэдра, образуя гексагональный сетчатый узор (Рисунок 2A). .Часто атомы кремния тетраэдров частично замещаются алюминием и, в меньшей степени, трехвалентным железом. Апикальный кислород в четвертом углу тетраэдров, который обычно направлен перпендикулярно листу, образует часть соседнего октаэдрического листа, в котором октаэдры связаны общими ребрами (рис. 3). Плоскость соединения между тетраэдрическими и октаэдрическими листами состоит из общих апикальных атомов кислорода тетраэдров и неподеленных гидроксилов, которые лежат в центре каждого гексагонального кольца тетраэдров и на том же уровне, что и общие апикальные атомы кислорода (Рисунок 4).Обычными катионами, которые координируют октаэдрические листы, являются Al, Mg, Fe 3+ и Fe 2+ ; иногда Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu и Zn замещают в значительных количествах. Если двухвалентные катионы ( M 2+ ) находятся в октаэдрических листах, состав будет M 2+ / 3 (OH) 2 O 4 и все октаэдры заняты. Если есть трехвалентные катионы ( M 3+ ), состав будет M 3+ / 2 (OH) 2 O 4 и две трети октаэдров заняты отсутствие третьего октаэдра.Первый тип октаэдрического листа называется триоктаэдрическим, а второй — диоктаэдрическим. Если все анионные группы являются гидроксильными ионами в составе октаэдрических листов, полученные листы могут быть выражены как M 2+ (OH) 2 и M 3+ (OH) 3 , соответственно. Такие листы, называемые гидроксидными листами, встречаются по отдельности, чередующиеся с силикатными слоями в некоторых глинистых минералах. Брусит, Mg (OH) 2 , и гиббсит, Al (OH) 3 , являются типичными примерами минералов, имеющих аналогичную структуру.Существует два основных типа структурных «хребтов» глинистых минералов, называемых силикатными слоями. Единичный силикатный слой, образованный совмещением одного октаэдрического листа с одним тетраэдрическим листом, называется силикатным слоем 1: 1, а открытая поверхность октаэдрического листа состоит из гидроксилов. В другом типе единичный силикатный слой состоит из одного октаэдрического листа, зажатого между двумя тетраэдрическими листами, ориентированными в противоположных направлениях, и называется силикатным слоем 2: 1 (рис. 5). Однако эти структурные особенности ограничиваются идеализированными геометрическими формами.

Реальные структуры глинистых минералов содержат значительные кристаллические деформации и искажения, которые создают такие неоднородности, как деформированные октаэдры и тетраэдры, а не многогранники с равносторонними треугольными гранями, дитригональная симметрия, измененная по сравнению с идеальной гексагональной симметрией поверхности, и складчатые поверхности вместо образованных плоских плоскостей базальными атомами кислорода тетраэдрического листа. Одна из основных причин таких искажений — «несовпадение» размеров тетраэдрических и октаэдрических листов.Если тетраэдрический лист содержит только кремний в катионном узле и имеет идеальную гексагональную симметрию, более длинная единица измерения в базисной плоскости составляет 9,15 Å, что находится между соответствующими размерами 8,6 Å гиббсита и 9,4 Å брусита. Чтобы тетраэдрический лист соответствовал размерам октаэдрического листа, чередующиеся тетраэдры SiO 4 вращаются (теоретически до 30 °) в противоположных направлениях, чтобы исказить идеальный гексагональный массив в двутреугольный (дитригональный) массив (рис. 2В). ).Благодаря этому механизму искажения тетраэдрические и октаэдрические листы широкого диапазона составов, полученные в результате ионного замещения, могут связываться вместе и поддерживать силикатные слои. Среди ионных замещений замещения между ионами явно разных размеров наиболее существенно влияют на геометрическую конфигурацию силикатных слоев.

Еще одна важная особенность слоистых силикатов из-за их сходства в структуре листов и гексагональной или почти гексагональной симметрии заключается в том, что структуры позволяют различными способами складывать атомные плоскости, листы и слои, что можно объяснить кристаллографическими операциями, такими как перевод или смещение и вращение, тем самым отличая их от полиморфов (например,г., алмаз-графит и кальцит-арагонит). В первом случае используются одномерные вариации, а во втором — в основном трехмерные. Разнообразие структур, возникающих в результате различных последовательностей укладки фиксированного химического состава, называется политипами. Если такое разнообразие вызвано незначительными, но последовательными ионными замещениями, их называют политипоидами.

глинистый минерал | рок | Britannica

Общие соображения

Термин глина обычно применяется к (1) природному материалу с пластическими свойствами, (2) частицам очень мелкого размера, обычно определяемым как частицы размером менее двух микрометров (7.9 × 10 -5 дюймов), и (3) очень мелкие минеральные фрагменты или частицы, состоящие в основном из силикатов алюминия с водным слоем, хотя иногда содержат магний и железо. Хотя в более широком смысле глинистые минералы могут включать практически любой минерал с указанным выше размером частиц, адаптированное здесь определение ограничивается представлением силикатов водного слоя и некоторых родственных ближнеупорядоченных алюмосиликатов, которые встречаются либо исключительно, либо часто в очень мелких сортах.

Развитие методов дифракции рентгеновских лучей в 1920-х годах и последующее усовершенствование микроскопических и термических процедур позволили исследователям установить, что глины состоят из нескольких групп кристаллических минералов. Внедрение методов электронной микроскопии оказалось очень полезным для определения характерной формы и размера глинистых минералов. Более современные аналитические методы, такие как инфракрасная спектроскопия, нейтронный дифракционный анализ, мессбауэровская спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса, помогли расширить научные знания о кристаллохимии этих минералов.

Глиняные минералы состоят в основном из диоксида кремния, оксида алюминия или магнезии или того и другого, а также воды, но железо заменяет алюминий и магний в различной степени, а также часто присутствуют заметные количества калия, натрия и кальция. Некоторые глинистые минералы могут быть выражены с помощью идеальных химических формул следующим образом: 2SiO 2 · Al 2 O 3 · 2H 2 O (каолинит), 4SiO 2 · Al 2 O 3 · H 2 O (пирофиллит), 4SiO 2 · 3MgO · H 2 O (тальк) и 3SiO 2 · Al 2 O 3 · 5FeO · 4H 2 O (шамозит ).Отношение SiO 2 в формуле является ключевым фактором, определяющим типы глинистых минералов. По вариациям химического состава и атомной структуры эти минералы можно разделить на девять групп: (1) каолин-серпентин (каолинит, галлуазит, лизардит, хризотил), (2) пирофиллит-тальк, (3) слюда (иллит, глауконит, селадонит), (4) вермикулит, (5) смектит (монтмориллонит, нонтронит, сапонит), (6) хлорит (судоит, клинохлор, шамозит), (7) сепиолит-палигорскит, (8) переслаивающиеся глинистые минералы (напр.ж., ректорит, коренсит, тосудит) и (9) аллофан-имоголит. Информация и структурные схемы для этих групп приведены ниже.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Каолинит происходит от обычно используемого названия каолин , которое является искажением китайского Gaoling (Pinyin; латиница Wade-Giles Kao-ling), что означает «высокий гребень», название холма около Цзиндэчжэня, где возникли минерал известен еще во II веке до нашей эры.Монтмориллонит и нонтронит названы в честь местностей Монмориллон и Нонтрон, соответственно, во Франции, где эти минералы были впервые обнаружены. Селадонит происходит от французского céladon (что означает серовато-желто-зеленый), намек на его цвет. Поскольку сепиолит — легкий и пористый материал, его название происходит от греческого слова, обозначающего каракатицу, кости которой похожи по своей природе. Название сапонит происходит от латинского sapon (что означает мыло) из-за его внешнего вида и очищающей способности.Вермикулит происходит от латинского vermiculari («разводить червей») из-за его физических характеристик расслаивания при нагревании, что вызывает впечатляющее изменение объема минерала от мелких зерен до длинных червеобразных нитей. Бейлейхлор, бриндлеит, коренсит, судоит и тосудит являются примерами глинистых минералов, названных в честь выдающихся минералогов глины — Стерджеса У. Бейли, Джорджа У. Бриндли, Карла У. Корренса и Тошио Судо соответственно.

Ральф Э.Мрачный Hideomi Kodama

Структура

Общие характеристики

Структура глинистых минералов в значительной степени определена методами дифракции рентгеновских лучей. Существенные свойства силикатов водного слоя были выявлены различными учеными, включая Шарля Могена, Линуса К. Полинга, У. Джексон, Дж. Уэст и Джон В. Грунер с конца 1920-х до середины 1930-х годов. Эти элементы представляют собой непрерывные двумерные тетраэдрические листы состава Si 2 O 5 , с тетраэдрами SiO 4 (Рисунок 1), соединенными посредством общих трех углов каждого тетраэдра, образуя гексагональный сетчатый узор (Рисунок 2A). .Часто атомы кремния тетраэдров частично замещаются алюминием и, в меньшей степени, трехвалентным железом. Апикальный кислород в четвертом углу тетраэдров, который обычно направлен перпендикулярно листу, образует часть соседнего октаэдрического листа, в котором октаэдры связаны общими ребрами (рис. 3). Плоскость соединения между тетраэдрическими и октаэдрическими листами состоит из общих апикальных атомов кислорода тетраэдров и неподеленных гидроксилов, которые лежат в центре каждого гексагонального кольца тетраэдров и на том же уровне, что и общие апикальные атомы кислорода (Рисунок 4).Обычными катионами, которые координируют октаэдрические листы, являются Al, Mg, Fe 3+ и Fe 2+ ; иногда Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu и Zn замещают в значительных количествах. Если двухвалентные катионы ( M 2+ ) находятся в октаэдрических листах, состав будет M 2+ / 3 (OH) 2 O 4 и все октаэдры заняты. Если есть трехвалентные катионы ( M 3+ ), состав будет M 3+ / 2 (OH) 2 O 4 и две трети октаэдров заняты отсутствие третьего октаэдра.Первый тип октаэдрического листа называется триоктаэдрическим, а второй — диоктаэдрическим. Если все анионные группы являются гидроксильными ионами в составе октаэдрических листов, полученные листы могут быть выражены как M 2+ (OH) 2 и M 3+ (OH) 3 , соответственно. Такие листы, называемые гидроксидными листами, встречаются по отдельности, чередующиеся с силикатными слоями в некоторых глинистых минералах. Брусит, Mg (OH) 2 , и гиббсит, Al (OH) 3 , являются типичными примерами минералов, имеющих аналогичную структуру.Существует два основных типа структурных «хребтов» глинистых минералов, называемых силикатными слоями. Единичный силикатный слой, образованный совмещением одного октаэдрического листа с одним тетраэдрическим листом, называется силикатным слоем 1: 1, а открытая поверхность октаэдрического листа состоит из гидроксилов. В другом типе единичный силикатный слой состоит из одного октаэдрического листа, зажатого между двумя тетраэдрическими листами, ориентированными в противоположных направлениях, и называется силикатным слоем 2: 1 (рис. 5). Однако эти структурные особенности ограничиваются идеализированными геометрическими формами.

Реальные структуры глинистых минералов содержат значительные кристаллические деформации и искажения, которые создают такие неоднородности, как деформированные октаэдры и тетраэдры, а не многогранники с равносторонними треугольными гранями, дитригональная симметрия, измененная по сравнению с идеальной гексагональной симметрией поверхности, и складчатые поверхности вместо образованных плоских плоскостей базальными атомами кислорода тетраэдрического листа. Одна из основных причин таких искажений — «несовпадение» размеров тетраэдрических и октаэдрических листов.Если тетраэдрический лист содержит только кремний в катионном узле и имеет идеальную гексагональную симметрию, более длинная единица измерения в базисной плоскости составляет 9,15 Å, что находится между соответствующими размерами 8,6 Å гиббсита и 9,4 Å брусита. Чтобы тетраэдрический лист соответствовал размерам октаэдрического листа, чередующиеся тетраэдры SiO 4 вращаются (теоретически до 30 °) в противоположных направлениях, чтобы исказить идеальный гексагональный массив в двутреугольный (дитригональный) массив (рис. 2В). ).Благодаря этому механизму искажения тетраэдрические и октаэдрические листы широкого диапазона составов, полученные в результате ионного замещения, могут связываться вместе и поддерживать силикатные слои. Среди ионных замещений замещения между ионами явно разных размеров наиболее существенно влияют на геометрическую конфигурацию силикатных слоев.

Еще одна важная особенность слоистых силикатов из-за их сходства в структуре листов и гексагональной или почти гексагональной симметрии заключается в том, что структуры позволяют различными способами складывать атомные плоскости, листы и слои, что можно объяснить кристаллографическими операциями, такими как перевод или смещение и вращение, тем самым отличая их от полиморфов (например,г., алмаз-графит и кальцит-арагонит). В первом случае используются одномерные вариации, а во втором — в основном трехмерные. Разнообразие структур, возникающих в результате различных последовательностей укладки фиксированного химического состава, называется политипами. Если такое разнообразие вызвано незначительными, но последовательными ионными замещениями, их называют политипоидами.

Clay Mineral — обзор

6 Адсорбция и десорбция

Термин сорбция — это всеобъемлющий термин, который включает физические и химические взаимодействия, участвующие в абсорбции, адсорбции и десорбции — десорбция — это эффект, противоположный сорбции.

Адсорбция и абсорбция — важные процессы, происходящие в химии и биологии. При рассмотрении протоколов разделения, особенно в газовой и жидкостной хроматографии, важно понимать оба процесса и различия между ними. Основное различие между адсорбцией и абсорбцией заключается в том, что один из них представляет собой поверхностный процесс, а другой — объемный процесс: (i) адсорбция происходит на поверхности субстрата, (ii) абсорбция происходит, когда одно вещество попадает в объем или объем другое вещество e.грамм. газ, поглощаемый жидкостью.

Более конкретно, адсорбция — это поверхностный процесс, накопление газа или жидкости на жидкости или твердом теле. Адсорбция может быть определена дополнительно на основе силы взаимодействия между адсорбентом (субстратом, на который будут прикрепляться химические вещества) и адсорбированными молекулами. Физисорбция происходит при взаимодействии Ван-дер-Ваальса между субстратом и адсорбатом (молекулой, которая адсорбируется), в то время как хемосорбция происходит, когда c задействованы химические связи (обычно ковалентные связи) при прилипании адсорбата к адсорбенту.Хемосорбция требует больше энергии, чем физисорбция. Разница между двумя процессами слабо основана на энергии связи взаимодействия.

Адсорбция имеет важное значение для отраслей, которые работают с природным газом, сырой нефтью, очисткой воздуха и воды (Mokhatab et al., 2006; Speight, 2014, 2017, 2019). Адсорбция применяется для очистки газовой фазы от органических веществ и диоксида серы (SO 2 ). Также вода может быть извлечена из кислорода, метана и азота, и, кроме того, оксиды азота могут быть извлечены из азота.Адсорбция также используется для отделения газов, таких как азот от кислорода, ацетона (CH 3 COCH 3 ) и ацетилена (CHCH) из отводимого потока, а также монооксида углерода, метана, диоксида углерода, азота и аргона из водорода. В жидкой фазе адсорбция применяется, например, для удаления органических и неорганических веществ и обесцвечивания.

С другой стороны, абсорбция — это явление, связанное с объемными свойствами твердого тела, жидкости или газа. Он включает в себя атомы или молекулы, пересекающие поверхность и входящие в объем материала.Как и при адсорбции, может происходить физическое и химическое поглощение. Физическое поглощение происходит в нереактивном процессе , например когда кислород, присутствующий в воздухе, растворяется в воде. Процесс зависит от жидкости и газа, а также от физических свойств, таких как растворимость, температура и давление. Химическое поглощение происходит, когда происходит химическая реакция , когда атомы или молекулы поглощаются. Например, сероводород удаляется из потоков биогаза и превращается в твердую серу.

Десорбция — это выделение одного вещества из другого либо с поверхности, либо через поверхность. Десорбция может происходить при изменении ситуации равновесия. Представьте себе резервуар с водой в равновесии с окружающей средой. Количество кислорода, поступающего в воду и выходящего из нее из воздуха, будет одинаковым, а концентрация кислорода в воде будет постоянной. Если температура воды увеличивается, равновесие и растворимость изменяются, и кислород десорбируется из воды, снижая содержание кислорода.

В качестве примера применения термодинамики к адсорбции химического вещества на глине в окружающей среде термодинамическими величинами, которые необходимо оценить для реакции между водой и глиной (такой как монтмориллонит), являются свободная энергия, тепло и энтропия. Точный характер реакции может быть представлен следующим образом:

нмглина P = 0 + nwh3OatPo↔nmclayn, h3OatP

В этом уравнении n m — граммы или моль глины, n w — граммы. или моль воды, P o и P = давление водяного пара, которое представляет собой давление, при котором водяной пар находится в термодинамическом равновесии с конденсированным состоянием воды — при более высоких давлениях вода будет конденсироваться.Давление водяного пара — это парциальное давление водяного пара в любой газовой смеси, находящейся в равновесии с твердой или жидкой водой. Что касается других веществ, давление водяного пара зависит от температуры. Реакция, идущая слева направо, является реакцией сорбции, тогда как реакция, идущая справа налево, является реакцией десорбции. В описанной реакции также указано, что термодинамические величины, которые необходимо определить, относятся к изменению состояния свободной воды и сухой глины как стандартных состояний до комбинированного состояния при заданном давлении пара P.

Глинистые минералы являются важными природными адсорбентами, поскольку они имеют отношение к химическому составу воды и термодинамике. Обычно глинистые минералы состоят из гидратированных оксидов алюминия и кремния и образуются в результате выветривания и других процессов, воздействующих на первичные породы. Общие формулы некоторых распространенных глинистых минералов могут быть заменены химическими формулами, но эти формулы могут отличаться. Семейства глинистых минералов отличаются друг от друга общей химической формулой, структурой, химическими и физическими свойствами:

Глина Приблизительная формула
Каолинит Al 2 (OH) 4 Si 2 O 5
Монтмориллонит Al 2 (OH) 2 Si 4 O 10
Нонтронит Fe 2 (OH ) 2 Si 4 O 10
Слюда водная KAl 2 (OH) 2 (AlSi 3 ) O 10

Глинистые минералы характеризуются слоистой структурой, состоящей из листов оксида кремния, чередующихся с листами оксида алюминия.Блоки из двух или трех листов составляют блоков, слоев . Некоторые глинистые минералы, особенно монтмориллониты, могут поглощать большие количества воды между отдельными слоями, и этот процесс сопровождается набуханием глины. Глинистые минералы обычно (но не обязательно) ультрамелкозернистые (обычно считаются размером менее 2 мкм (2 мкм, 2 × 10 — 6 м), используя стандартную классификацию размера частиц).

Все термодинамические величины для реакции между водой и глиной показывают, что величина изменения этих значений из-за взаимодействия молекул воды с обмениваемыми ионами намного больше, чем из-за взаимодействия воды с кислородными поверхностями. .Фактически, величина изменения термодинамических величин из-за перемещения катионов, способных к обмену, из гексагональных полостей намного больше, чем из-за разделения кислородных слоев во время межслоевого расширения.

Clay Mineral — обзор

7.1 Введение

Глинистые минералы (слоистые силикаты) представляют собой класс филлосиликатов, которые могут возникать в естественных условиях в результате химического выветривания других силикатных минералов (Bignon, 1990; Bergaya and Lagaly, 2006; Choy et al., 2007; Floody et al. , 2009). Глинистые минералы как природные богатые и высокореактивные геоматериалы использовались с доисторических времен для различных целей. Например, глины использовались в кормлении сельскохозяйственных животных в качестве связующих агентов и кормовых добавок для стимулирования роста и здоровья, а также в качестве добавки для лечения желудочно-кишечных расстройств; иногда беременные женщины употребляли глину, чтобы восполнить дефицит минералов в пище (Gomes, Silva, 2007; Slamova et al. , 2011).Глины также использовались для изготовления многих товаров, таких как керамика, кирпичи, керамика и лекарства (Choy et al. , 2007; Gomes and Silva, 2007; Newman and Cragg, 2007; Floody et al. , 2009).

За последнее десятилетие, во многом благодаря достижениям в области нанотехнологий, интерес людей к глинистым минералам возрос. Исследования глинистых минералов увеличились (рис. 7.1a), особенно в 2008–2009 гг., И в широком диапазоне предметных областей (рис. 7.1b). Науки о Земле и планетах были ответственны за самый большой сегмент исследовательской деятельности — в общей сложности 8319 публикаций, за которыми следует материаловедение (5040 публикаций).Затем последовали исследования в области инженерии, химии, экологии, сельского хозяйства и биологии (по 3400–3700 публикаций). Наименее активными областями, связанными с глинистыми минералами, являются биохимия, генетика и молекулярная биология. Эти цифры подчеркивают важность глинистых минералов в современном обществе. Из-за химической неоднородности и различия в географическом распределении природных слоистых силикатов были разработаны различные искусственные альтернативы для удовлетворения постоянно растущих потребностей человека.Кроме того, глинистые минералы были органически модифицированы во многих инновационных приложениях, добавляя больше разновидностей к семейству глинистых минералов.

7.1. Резюме исследований глинистых минералов за последние 10 лет. Данные были извлечены из базы данных Scopus с использованием ключевых слов «глина» и «минерал» (по состоянию на 23 июня 2013 г.). На рисунке показаны тенденции и тематические направления исследовательской деятельности.

Глинистые минералы обычно считаются наноматериалами, поскольку они обладают слоями с толщиной и межслоевыми промежутками в пределах нанометрового диапазона, поэтому термин «глинистые минералы» часто используется как синоним «наноглины».Появляется все больше свидетельств того, что наноматериалы отличаются от своих массовых аналогов с точки зрения их физико-химических и токсикологических свойств. Увеличение использования глиняных материалов, особенно в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, кормах для животных, восстановлении окружающей среды и медицине, неизбежно приведет к увеличению воздействия различных глинистых материалов на окружающую среду и человека. В соответствии с положениями REACH (Регистрация, оценка, авторизация и ограничение химических веществ) и другими международными руководящими принципами, касающимися безопасности наноматериалов, необходимо проанализировать влияние наноматериалов на окружающую среду и здоровье для достижения устойчивого развития.Читателям рекомендуется ознакомиться с обзорами Pettitt and Lead (2013) и Hansen (2010), посвященных национальным и международным инициативам по регулированию наноматериалов.

Эта глава служит двум основным целям: во-первых, для обзора современных знаний о характеристиках, тенденциях развития и применениях глинистых минералов; и, во-вторых, рассмотреть доказательства воздействия глинистых минералов на окружающую среду и здоровье человека. Общая цель состоит в том, чтобы установить характер проблем, связанных с достижением максимальной пользы и предотвращением или минимизацией негативного воздействия наноматериалов.Представленная информация взята из литературы в открытом доступе, в основном за последние 10 лет, с упором на наиболее часто используемые формы глинистых минералов, включая природные, синтетические нетронутые глины и органически модифицированные глинистые материалы.

Глинистые минералы и геохимические прокси для интенсивного изменения климата в пермских породах Гондвана, Восточная Индия

Комплексы глинистых минералов и геохимический состав пермских аргиллитов Талчир и Баракар бассейна Ранигандж, Индия, были использованы для интерпретации палеоклимата суши. .Формация Талчир представляет собой недвусмысленное свидетельство глобального ледникового климата перми, а вышележащая формация Баракар с плетеными флювиальными отложениями сразу же следует за стадией мелиорации ледников до влажного теплого климата. Отложения, не затронутые диагенезом захоронения и происходящие из аналогичного источника в контрастных климатических условиях, идеально подходят для разработки косвенных признаков существенного изменения климата. Иллит (28,4-63,8%), иллит / смектит (0-58,6%, 40-80% иллит), хлорит (0-53,9%) и хлорит / смектит (5.6-29,8%) составляют ассоциацию глинистых минералов в талчирской свите, тогда как иллит (5,3-78,2%), иллит / смектит (следы-34,1%, в основном 60-90% иллит) и каолинит (36,1-86,8%) преобладают в ассоциация глинистых минералов в баракарской свите. Грязевые породы Талчира обогащены подвижными элементами и обеднены глиноземом по весу. PAAS, имеют относительно более высокие отношения K 2 O / Al 2 O 3 (~ 0,3), высокие значения ICV (1,12-1,28) и более низкие значения CIA (52,6-65,1) по сравнению с более молодыми аргиллитами Баракара. .Баракарские аргиллиты обеднены подвижными элементами. PAAS имеют относительно низкие значения ICV (0,33-0,62) и K 2 O / Al 2 O 3 (0,11-0,16) и более высокие значения CIA (72,9-88,2). Текстурная, минералогическая незрелость и обломки различных компонентов фундамента, обнаруженные в песчаниках Талчира, показывают, что эти отложения являются осадочными отложениями первого цикла. Характерная ассоциация глинистых минералов и основной оксидный состав глинистых пород Талчира свидетельствуют об уникальном химическом выветривании низкой интенсивности в условиях холодного засушливого климата.Значительное присутствие каолинита, а также отличительные геохимические характеристики грязевых пород Баракара знаменуют сдвиг палеоклимата от холодного засушливого к влажному. Этот климатический сдвиг дополнительно подтверждается долей и составом иллита / смектита в формациях. Таким образом, относительная пропорция хлорита и каолинита и состав иллита / смектита полностью подтверждают значительный климатический сдвиг, и, следовательно, такие косвенные значения являются полезными индикаторами экстремальных климатических явлений в геологической летописи.

1. Введение

Наша Земля хранит долгую историю изменения климата в стратиграфических записях [1]. Самая ранняя известная запись такого экстремального климата относится к низкоширотным ледниковым диамиктитам мезоархейской Понгола в Южной Африке [2]. Чтобы понять эти изменения и иметь возможность реалистично прогнозировать изменение климата в будущем, нам необходимо иметь очень четкое представление об инструментах, которые можно использовать для отслеживания экстремальных климатических изменений в прошлом, особенно по сукцессиям горных пород.Обычно используемые заместители включают биологические, такие как споровая пыльца, древесный уголь, фораминиферы, кораллы, и химические, такие как стабильные изотопы кислорода и углерода. Также считается, что минералогия глины осадочных последовательностей дает важные ключи к разгадке условий континентального выветривания и, следовательно, климатического контроля [3–6]. Но использование глинистых минералов в качестве индикатора палеоклимата несколько ограничено, по-видимому, из-за ограниченного сохранения древних осадочных толщ, которые в минимальной степени подвержены постпозиционным изменениям во время диагенеза и метаморфизма.Однако в хорошо сохранившихся и наименее измененных летописях пород глинистые минеральные ассоциации могут оказаться очень полезными индикаторами изменения континентальных режимов выветривания и, следовательно, причинных изменений климата [7, 8]. Хотя некоторые изменения глин преобладают во время отложения и раннего диагенеза [9–11], ассоциация глинистых минералов может быть особенно полезна при изучении климатических параметров по кернам глубоководных буровых скважин с более высоким разрешением. Полезность таких приближенных значений, основанных на ассоциациях глинистых минералов, может быть проверена на основе известных стратиграфических данных с хорошо установленными свидетельствами резкого изменения климата.Например, переход от перми к концу перми стал свидетелем глобального изменения климата от стадии оледенения до стадии теплого влажного климата на суперконтиненте Гондвана (Hambrey and Hartland 1981, [1]. Ледниковые тиллиты и надледниковые осадочные последовательности в низких широтах Земли Гондваны внезапно сменяются флювиолакустриновыми / эстуарными кремнисто-обломочными отложениями теплого климата [12–15]. Такие последовательности горных пород с контрастирующими климатическими режимами были бы важны для формулирования подходящих литологических заместителей для применения в исследованиях изменения климата в летописи горных пород.Крайне разные ассоциации глинистых минералов были также задокументированы в последовательности контрастного пермского климата в бассейне Сидней-Гондвана, Австралия [16]. Основной оксидный состав отложений является еще одним важным показателем для выявления палеоэкологических условий, который можно использовать в сочетании с заместителями глинистых минералов для лучшего разрешения при понимании климатических сигнатур. Основные химические изменения, происходящие во время выветривания, используются для количественной оценки истории выветривания осадочных пород, в первую очередь для понимания прошлых климатических условий [17, 18].Кроме того, использование двух линий доказательств устранит возможные эффекты постдепозиционных изменений, которые могут повлиять на интерпретацию любого из этих косвенных свидетельств, когда они используются изолированно.

Полуостров Индия — одна из множества наиболее хорошо сохранившихся последовательностей Гондваны ([19], рис. 1 (а)). Базальная часть Гондваны в Индии представлена ​​талчирскими ледниковыми отложениями раннепермского возраста [15, 20–22]. Повсеместно распространенные ледниковые отложения (рис. 1 (b)) и эрозионные особенности в талчирских породах недвусмысленно говорят в пользу низкоширотного оледенения, что также отмечено в нижнепермских ледниковых отложениях Двика в Южной Африке [23].Ледниковые отложения талчирской формации перекрыты перекрестно-стратифицированной ассоциацией с преобладанием аркоза (рис. 1 (c)) флювиолакустриновой средне-верхней пермской формации Баракар [15], которая является основным хранилищем угольных пластов в Индии, поскольку хорошо. Баракар представляет собой теплый влажный климат с резким переходом от засушливого холодного климата [24–27]. Таким образом, переход Талчир-Баракар предлагает уникальную возможность изучить геологические прокси для резкого изменения климата, которые могут быть использованы в других последовательностях для раскрытия истории изменения климата.В этой статье мы документируем ассоциации глинистых минералов и геохимический состав аргиллитов Талчирской и вышележащих баракарских свит и демонстрируем, что резкое изменение климата от засушливого холодного ледникового периода к теплому влажному периоду может быть убедительно установлено, особенно в отсутствие мегагараметрических доказательства.


2. Геологическая обстановка, образцы и анализ

Образцы для настоящего исследования взяты из бассейна Ранигандж, самого восточного внутрикратонного рифтового бассейна в поясе бассейна долины Дамодар в восточной Индии (рис. 1 (а)).Здесь Гондванская супергруппа имеет мощность около 3200 м и была разделена на шесть основных литостратиграфических единиц, а именно, формации Талчир, Баракар, Баррен Мерз, Ранигандж, Панчет и Махадева, расположенные в порядке возрастания. Длина этого бассейна составляет около 80 км. Породы Талчир и Баракар имеют региональное простирание с востока на запад и падение на юг от 5 ° до 15 °. На основании присутствия морских беспозвоночных ( Praeundolomya subelongata, Dickins, 1963 и Eurydesma sp. Juv.) И их сравнения с фаунистическими сообществами, зарегистрированными в различных бассейнах Гондваны в Индии и Австралии, талчирской формации в Индии была отнесена к ранней группе. Пермский возраст [21].На основании палинологических исследований кровля баракарской свиты в бассейнах Индийской Гондваны знаменует переход от нижней к верхней перми (кунгурско-уфимский, [28]).

В разрезе реки Аджай сохранилась нижняя часть талчирской свиты (рис. 1 (а)). Формация Талчир здесь включает гляциогенные диамиктиты (рис. 1 (b)) с ограненной галькой, валуны с камнями, ритмиты песчаника-аргиллита ([24, 26, 27], Bhattacharyya and Bhattacharya 2006 2007). Тальчирская свита в разрезе реки Баракар в основном представлена ​​гетеролитиками песчаников и аргиллитов (рис. 2).Секция реки Мадхрарди включает верхние части формации Талчир, в которой преобладают богатые хлоритом ритмики зеленого песчаника и зеленого аргиллита, переходящие вверх к грубым аркозовым песчаникам формации Баракар. Формация Баракар в разрезе реки Мадхрарди включает ряд рыхлых восходящих пластов песчаника-сланца. В нижних частях песчаники более мощные. Песчаники в баракарской свите крупнозернистые и среднезернистые и полевошпатовые. Слои песчаника внутри желобов поперечно-стратифицированы и были интерпретированы как отложения из плетеной речной среды (рис. 1 (c), [25]).Переслаивающиеся сланцы — типичные пойменные отложения. Во многих сланцевых интервалах залегают угольные пласты мощностью от нескольких метров до более 10 метров, которые составляют основной запас угля в бассейне Ранигандж [29].


Имеющиеся палеогеографические реконструкции предполагают очень значительное изменение широты Индийского субконтинента от положения 60 ° южной широты в нижней перми до 30-40 ° южной широты к середине триаса [21]. Таким образом, климатические условия, которые повлияли на образование и отложение этих отложений, возникли из-за движения Индийского субконтинента к экватору.

Цветочные, миофлоральные и фаунистические свидетельства [30–32], а также литологические свидетельства [33, 34] позволяют предположить, что климат изменился с ледниково-холодного, полузасушливого (Талчир) на умеренный, влажный (Баракар), на теплый, полузасушливые (Ранигандж), теплые, полувлажные (Панчет), теплые и влажные (Махадева). Похоже, что имело место циклическое изменение количества осадков с тенденцией к значительному потеплению [34].

Многочисленные выбросы CO 2 теперь распознаются в пермский и триасовый периоды, и они имеют последствия для стратиграфии и глобального изменения климата, такие как прекращение ледниковых периодов, наблюдаемых в переходном периоде Талчир-Баракар.В последовательности угольных мероприятий парниковые кризисы отмечены палеопочвами с сидеритом и бертьерином, свидетельствующими о гипоксии [35]. Увеличение CO 2 приводит к более влажному и теплому местному климату [35]. В настоящем исследовании присутствие сидерита в образце углеродистых аргиллитов баракарской свиты (таблица S1) может указывать на повышенный уровень CO 2 .

Образцы песчаников и тесно связанных с ними аргиллитов разного цвета были собраны из нескольких разрезов и шахт по всему бассейну и с разных стратиграфических уровней тальчирской и баракарской свит (рис. 1 (а)).Всего было отобрано тридцать девять образцов средне- и крупнозернистого песчаника из талчирской и баракарской свит. Для петрографических исследований были подготовлены тонкие разрезы, перпендикулярные плоскостям напластования. Основная цель заключалась в определении влияния климата и диагенеза на состав песчаника. Всего 24 образца аргиллита были подвергнуты рентгеноструктурному анализу (XRD) для определения ассоциаций глинистых минералов в каждом образце (Таблица S1). Образцы анализировали от компании X-ray Minerals, Великобритания, на дифрактометре Philips.Глинистые минералы идентифицируются и количественно оцениваются по дифрактограммам глинистой фракции <2 мкм м, а интенсивности пиков измеряются и включаются в формулу для расчета относительных количеств присутствующих глинистых минералов [36]. Одиннадцать образцов аргиллитов были проанализированы с помощью ICP-MS и ICP-ES для определения следовых элементов (включая РЗЭ) и основных оксидов, соответственно (Таблица S2). Эти образцы были проанализированы компанией Bureau Veritas Commodities Canada Ltd. Подробности анализа приведены в Приложении.Несколько отобранных образцов аргиллита были исследованы под растровым электронным микроскопом (SEM) в основном для изучения ткани и морфологии смешанного слоя иллит / смектит. Образцы были проанализированы с помощью Zeiss SEM MA 15 (диаметр пучка: 20 микрон, ускоряющее напряжение: 20 кВ) в лаборатории факультета геологии Университета Калькутты.

3. Результаты
3.1. Рентгеноструктурный анализ грязевых пород

Несколько репрезентативных дифрактограмм высушенных воздухом, гликолированных и нагретых (380 ° C) образцов (фракция <2 мкм, мкм) проанализированных отложений показаны на рисунке 3.Выявленные глинистые минералы в основном включают различные пропорции иллита, иллита / смектита, хлорита / смектита, хлорита и каолинита. Сидерит (5,3%) присутствует в единичной пробе баракарской свиты. Плагиоклаз (2,8-9,3%) и калиевый полевой шпат (3,3-15,4%) присутствуют в ряде проб из тальчирской свиты.


Иллит (28,4-63,8%) с некоторым количеством хлорита / смектита (5,6-29,8%, 50-60% хлорита) составляет ассоциацию глинистых минералов в образцах Талчира. Иллит / смектит (I / S с 40-80% иллита, порядок R0-R1, 20.6-58,6%) и хлорит (9,5-53,9%) присутствуют в значительных количествах в некоторых образцах тальчира (Рисунок 4). В аргиллитах Баракара иллит (5,3-78,2%) и каолинит (36,1-86,8%) являются доминирующими компонентами ассоциации глинистых минералов с некоторым количеством иллита / смектита (I / S с большей частью 60-90% иллита, в основном R1-R3 заказ, трассировка-34,1%, рисунок 4).


3.2. Геохимия грязевых пород

График основных элементов, нормализованный к постархейским средним сланцам Австралии (PAAS, значения по [37], рис. 5 (a)), показывает небольшое истощение Al 2 O 3 в аргиллитах Талчира и незначительное увеличение в аргиллитах Баракара.Аргиллиты баракарской свиты обычно обеднены большинством основных оксидов, таких как SiO 2 , MnO, CaO, MgO, Na 2 O и P 2 O 5 по сравнению с PAAS. Обогащение CaO и Na 2 O в сочетании с более низкими значениями LOI в аргиллитах Талчира предполагает присутствие плагиоклаза. Рентгеноструктурный анализ аргиллитов Талчира также подтверждает наличие плагиоклаза.


K 2 O / Al 2 O 3 значения для глинистых минералов и полевых шпатов варьируются от 0.От 0 до 0,3 и от 0,3 до 0,9 соответственно [38]. Более высокие значения (~ 0,3, таблица S3) образцов тальчира согласуются с присутствием калиевого полевого шпата и иллита, что подтверждается рентгеноструктурным анализом. Низкое отношение K 2 O / Al 2 O 3 в аргиллитах Баракара (0,11–0,16, таблица S3) согласуется с их богатой каолинитом глинистой минералогией. Один образец Баракара (Рани 16А) имеет высокое значение K 2 O / Al 2 O 3 (0,31). Рентгеноструктурный анализ этого образца подтверждает присутствие калиевого полевого шпата.

Глинистые минералы и неглинистые силикатные минералы характеризуются очень разными пропорциями глинозема. На основе этого [38] было определено соотношение, индекс изменчивости состава (ICV): (Fe 2 O 3 + K 2 O + Na 2 O + CaO + MgO + MnO + TiO 2 ) / Al 2 O 3 . Это мера содержания глинозема по сравнению с другими основными катионами [38] в породе или минерале. Кремнезем исключен для устранения проблем с разбавлением кварца.Неглинистые силикаты содержат меньшую долю Al 2 O 3 по сравнению с глинистыми минералами по сравнению с другими составляющими и, следовательно, имеют значения ICV (0,54–0,87) выше, чем у глинистых минералов (0,03–0,78, [38]). Кроме того, внутри неглинистых силикатов существует градиент состава: ICV имеет тенденцию быть наивысшим для минералов, находящихся в верхней части последовательности выветривания Голдича [39], таких как пироксены и амфиболы, и уменьшается в более стабильных минералах, таких как щелочные полевые шпаты.ICV далее снижается в группе монтмориллонита глинистых минералов и является самым низким в группе минералов каолинита [38]. Поскольку минералы демонстрируют взаимосвязь между устойчивостью к выветриванию и ICV, ICV можно применять к глинистым породам как меру зрелости состава [38].

Образцы тальчира имеют значения ICV в диапазоне неглинистых силикатов (1,12–1,28, таблица S3). Образцы Баракара показывают низкие значения ICV (0,33-0,62, Таблица S3) в основном в диапазоне глинистых минералов, за исключением Рани 16А (0.86).

Все образцы аргиллитов нанесены на диаграмму A-CN-K (Al 2 O 3 -CaO + Na 2 O-K 2 O) (Рисунок 5 (b)). На диаграмме A-CN-K графики для аргиллитов Талчира показывают четкий линейный тренд выветривания, параллельный стороне A-CN, и картина отличается от таковой для аргиллитов из вышележащей баракарской свиты. Аргиллиты из более молодой формации Баракар показывают линейный тренд выветривания вдоль стороны A-K на диаграмме. В пермской толщи наименьшее значение CIA приходится на тальчирские аргиллиты (52.6–65.1, таблица S3) и увеличения вышележащих аргиллитов Баракара (72.9–88.2, таблица S3). Увеличение значений CIA, возможно, отражает увеличение доли глинистых минералов по отношению к полевому шпату, а также увеличение доли глинистых минералов, обогащенных Al 2 O 3 , например, каолинита.

3.3. Отношения микроэлементов

Значения отношения Th / Sc для всех образцов аргиллита (0,87–3,25, таблица S3) лежат в пределах ожидаемого диапазона для кислых пород в целом (0.84–20,5, [40]) и намного превышают значения для основных нефтематеринских пород (0,05–0,22). Значения La / Sc и Cr / Th в образцах аргиллитов хорошо согласуются со значениями отложений, образованных из нефтематеринских пород кислого состава [40]. Значения La / Th (1.52–2.99, таблица S3) аргиллитов довольно близки к UCC (2.7).

Все проанализированные образцы аргиллитов имеют общие содержания РЗЭ, аналогичные более высоким, чем у PAAS. В целом, нормированные на хондрит спектры REE для аргиллитов обеих формаций кажутся схожими и характеризуются высоким соотношением LREE / HREE (6.54–11.49, Таблица S3), плоская структура тяжелых РЗЭ и выраженная, но изменчивая отрицательная Eu аномалия (Рисунок 5 (c), Таблица S3). Все образцы аргиллитов имеют значения Eu / Eu, лежащие в узком диапазоне (0,47–0,76) и довольно близкие к таковому для PAAS (0,66).

3.4. Петрография песчаников
3.4.1. Тальчирская свита

Тальчирские песчаники (от галечных до мелкозернистых) структурно и минералогически незрелые и от умеренно до умеренно хорошо отсортированы. Преобладающие зерна каркаса включают зерна кварца, плагиоклаза (как двойниковые, так и несвязанные), калиевого полевого шпата (как ортоклаза, так и микроклина), биотита, мусковита и различных обломков горных пород (Q 54-70 F 23-41 ) от субугловой до округлой формы. R 1-15 , рисунок 6 (а)).Плагиоклазовые полевые шпаты обычно немного изменены, чем калиевый полевой шпат. Полевые шпаты относительно свежие, за исключением нескольких частично измененных зерен. Чаще всего встречаются обломки горных пород гранита, за ними следуют кварцево-слюдяные сланцы, перекристаллизованные кремни, филлиты, внутрипластовые грязевые обломки и т. Д. Большинство обломков горных пород неизменны и легко узнаваемы. Тяжелый минеральный комплекс включает гранат, эпидот, непрозрачный, сфен и циркон. Глинистый протоматрикс присутствует в небольшом количестве (<10%). Карбонатные цементы разрабатываются на месте.Кремнеземистые цементы также присутствуют локально в виде наростов.


Текстурно-минералогическая незрелость и наличие обломков пород различных компонентов докембрийского комплекса фундамента свидетельствуют о преобладании детрита первого цикла в тальчирских песчаниках. Обилие свежего полевого шпата (как плагиоклаза, так и калиевого полевого шпата) и обломков горных пород и фактическое отсутствие эпиматрисы в целом согласуются с зарегистрированными холодным и засушливым климатом тальчирского периода [30, 31, 33, 34].

3.4.2. Баракарская свита

Песчаники Баракар (от крупнозернистых до мелкозернистых) незрелые по текстуре, от умеренной до плохо отсортированной и богатые матриксом (11-25%, рис. 6 (б)). Каркасные зерна состоят в основном из угловатых или частично округлых зерен кварца, калиевого полевого шпата, мусковита, биотита и обломков горных пород гранита, слюдистого сланца, биотит-хлоритового сланца, тремолит-хлоритового сланца, филлита, сланца, внутрипластовых грязевых обломков, перекристаллизованного кремня и т. Д. (Q 70-95 F 11-28 R 0-5 ).Калиевый полевой шпат (как ортоклаз, так и микроклин) присутствует на разных стадиях изменения (Рисунок 6 (c)). Биотит обычно разлагается до хлорита. Тяжелые минеральные ассоциации включают непрозрачные, сфен, турмалин и циркон. Эти песчаники содержат обильную глинистую эпиматрицу с подчиненной псевдоматрицей. Местами присутствуют глинистые кутаны. Каолинит, замещающий зерно (калиевый полевой шпат), а также заполняющий поры, хорошо развит (рис. 6 (d)). Местами встречаются карбонатный цемент, кремнеземистый цемент и железоцемент. Эти песчаники минералогически более зрелые, чем песчаники нижележащей талчирской свиты.

Петрографические характеристики песчаников, такие как заметное отсутствие полевого шпата плагиоклаза, сильное уменьшение общего количества полевого шпата и обломков горных пород, изменение калиевого полевого шпата и биотита, а также частое появление эпиматрикс, согласуются с умеренно-влажным климатом. климатическая обстановка периода Баракар по предположениям нескольких авторов [30, 31, 33, 34].

4. Обсуждение
4.1. Характер материнской породы и роль в диагенезе

Большинство обломков горных пород в песчаниках узнаваемы.Систематического увеличения видимой диагенетической деструкции зерен нестабильного каркаса с глубиной в песчаниках не наблюдается. Фактически, в этом случае наиболее незрелый песчаник находится на наибольшей глубине, а наиболее зрелый — на самом молодом стратиграфическом уровне заполнения бассейна [34]. Песчаники Талчира содержат мало первичной обломочной матрицы и не содержат аутигенных филлосиликатных цементов. Глинистая эпиматрикс в песчаниках Баракар не перекристаллизована и не имеет крупнокристаллической формы.Отсутствие какой-либо предпочтительной ориентации глинистых минералов в эпиматрисе, наличие матрицы в межзеренных контактах и ​​обломочная текстура в матрице свидетельствуют о детритовой природе этой матрицы. Свидетельства ранней глинистой инфильтрации сохранились в виде случайных кутанов, где глиняные пластинки, ориентированные по касательной к поверхности зерен, подтверждают их детритное происхождение. Еще одно интересное наблюдение — отсутствие позднего диагенетического иллита в изученных песчаниках.Контакты зерен в изученных образцах песчаника просты. Сильно сварные и опрессованные контакты — редкость.

Одновременное появление свежих K-f и K-f с различными стадиями изменения в песчаниках Баракара настоятельно предполагает изменение до отложения или во время эогенеза. Влажный климат с низкой концентрацией ионов в грунтовых водах был благоприятным для образования каолинита за счет замены полевого шпата.

На основании преимущественно текстурных соотношений аутигенные кварцевые и каолинитовые цементы интерпретируются как эогенетические цементы.Незначительный аутигенный кварц, возможно, образовался во время раннего диагенеза до значительного уплотнения, о чем свидетельствует обычное сплавление и взаимное проникновение наростов (Рисунок 6 (e)). Все перечисленные выше петрографические показатели полностью исключают какое-либо существенное участие диагенеза погребений в изученной сукцессии.

Глинистые минералы в аргиллитах кажутся слабокристаллическими под СЭМ. Иллит и смешанный слой иллит / смектит имеют типичную форму изогнутого листа или обломочную пластинчатую форму (рис. 6 (f)).Морфологически трудно различить иллит и иллит / смектит в наших образцах, поскольку последний содержит высокую долю иллита и, следовательно, по существу имеет иллитоподобную морфологию. Мы исключаем аутигенное происхождение иллита и иллита / смектита из-за отсутствия характерной реечной формы или нитчатого роста. Принято считать, что диагенетический иллит, наблюдаемый в SEM, будет иметь нитевидную или игольчатую форму и будет образовывать «мостиковые» структуры между частицами [41], поскольку сохранение этих хрупких структур предотвращает длительный перенос.Более того, отдельные чешуйки аутигенных смешанослойных глин обычно имеют радиальное расположение относительно более крупных поверхностей зерен обломков [42]. С другой стороны, частицы глины в наших образцах выровнены параллельно очертаниям соседних более крупных обломочных зерен (рис. 6 (g)), что убедительно подтверждает их детритовое происхождение. Структура и морфология глинистых минералов под SEM, безусловно, подтверждают отсутствие значительных пост-осадочных изменений и говорят в пользу детритовой модели их происхождения.

Типы пород фундамента и структура палеотока отложений — это два основных аспекта, которые необходимо принимать во внимание при определении влияния литологии источника на образующиеся глинистые минеральные ассоциации отложений. Характер распространения наносов указывает на то, что докембрийский рельеф, охватывающий северную окраину бассейна Ранигандж, был наиболее вероятным источником Талчирских и Баракарских отложений [27, 43]. Докембрийский фундамент в основном состоит из гранитов и гнейсов (Chotanagpur Granite Gneiss) с подчиненным количеством метаморфических и метаосадочных пород, таких как роговообманковые сланцы, кварциты, эпидотоносные породы, актинолит-сланцы и слюдяные сланцы [20].Бассейн Ранигандж небольшой (80 км в длину), и направления палеотечения для обеих формаций очень похожи. Направления палеотечения, измеренные на нескольких участках бассейна, показывают широкое направление потока на юго-западе с небольшими локальными отклонениями для обеих формаций [27, 43]. Очевидно, что существенных изменений в материнских породах за время седиментации этих образований не произошло. Основываясь на подробном анализе типов обломочного кварца, Саттнер и Датта [34] также пришли к выводу, что во время осадконакопления Гондваны в природе материнских пород практически не было изменений.

График A-CN-K (рис. 5 (b)) предполагает аналогичные источники гранитов, гранодиоритов, гнейсов и метаосадков фундамента для аргиллитов Талчир и Баракар, и нет никаких признаков каких-либо изменений в материнской породе. характер между формациями [18].

В целом аргиллиты обоих пластов имеют концентрации элементов с высокой напряженностью поля (Zr, Nb, Hf, Ta, Th, U и La; Таблица S2) выше или близки к концентрации UCC, что указывает на относительно больший вклад из кислых материнских пород.Обогащение LIL-элементами в большинстве образцов аргиллитов относительно UCC (таблица S2) также указывает на преимущественно кислый источник. Различные соотношения микроэлементов (Th / Sc, La / Sc, Cr / Th и La / Th) для всех аргиллитов и их составов РЗЭ (рис. 5 (c)) убедительно подтверждают наличие кислого источника. Составы РЗЭ аргиллитов Ранигандж указывают на локально неоднородный характер. Эта локальная неоднородность согласуется с коротким расстоянием транспортировки в бассейне Ранигандж Гондвана.

Так как бассейн Ранигандж представляет собой небольшой бассейн с небольшой площадью водосбора с несколькими типами пород; как следствие, ассоциации глинистых минералов в основном находились под влиянием значительных синдозиционных палеоклиматических изменений, влияющих на выветривание в области источника.

4.2. Изменение климата по данным геохимии аргиллитов

Более низкая доля Al 2 O 3 по отношению к PAAS в аргиллитах Талчира (рис. 5 (а)) и их высокие значения ICV (1,12–1,28) предполагают, что преобладание неглинистых силикатов. Сохранение плагиоклаза и калиевого полевого шпата и относительно высокое содержание K 2 O / Al 2 O 3 (~ 0,3), SiO 2 / Al 2 O 3 (3,05–5,7) и ICV Значения указывают на незрелость состава тальчирских аргиллитов, меньшую интенсивность химического выветривания в очаговых областях и отсутствие значительных пост-осадочных изменений.В аргиллитах Баракара обогащение Al 2 O 3 по отношению к PAAS (рис. 5 (а)) и более низкие значения SiO 2 / Al 2 O 3 (2,02–2,53) указывают на преобладание. глинистых минералов, содержащих алюминий, которые, в свою очередь, отражают интенсивное выветривание источников. Низкие отношения K 2 O / Al 2 O 3 в большинстве аргиллитов Баракара (0,11–0,16), вызванные присутствием высокой доли каолинита, указывают на химическое выветривание материнских пород от умеренного до интенсивного [44].Низкие значения ICV (0,33–0,62) большинства аргиллитов Баракара также подтверждают зрелость состава и интенсивное химическое выветривание в областях источника. Один аргиллит из нижней части баракарской свиты относительно незрелый, о чем свидетельствуют высокие значения ICV (0,86), высокие значения K 2 O / Al 2 O 3 (0,31) и сохранность Kf, что указывает на диагенез захоронения. было незначительным.

Картина выветривания, показанная аргиллитами Талчира на графике A-CN-K (Рисунок 5 (b)) и относительно более низкими значениями CIA (52.6–65.1) свидетельствуют о низкой интенсивности химического выветривания. Осадки происходили из зон III и IV типичного профиля выветривания. Умеренный влажный климат в период отложения баракарской свиты усилил химическое выветривание, и, следовательно, на коренных породах образовались выветрившиеся покровы. Это отражено на графиках более молодых аргиллитов Баракара на диаграмме A-CN-K, где илы были получены из зон II и III профиля выветривания и их относительно более высоких значений CIA (72.9-88,2). Очевидно, что химическое выветривание имело большое влияние на повышение минералогической зрелости отложений нижележащей талчирской свиты. В результате эрозии илы стали более глиноземистыми, чем те, которые ранее производились в период Талчира. График указывает на нестационарное выветривание для обоих пластов, когда скорость удаления материала превышает производство продуктов выветривания [18]. Это согласуется с относительно активной тектонической обстановкой обеих формаций. Явно продемонстрированное изменение интенсивности химического выветривания от талчирской свиты к баракарской свите согласуется с изменением климата от холодного засушливого до умеренного и влажного.

4.3. Изменение климата по данным ассоциаций глинистых минералов в более мелкой фракции аргиллитов

Группы глинистых минералов во фракции <2 мкм м пермских аргиллитов бассейна Ранигандж идеально подходят для интерпретации палеоклимата, поскольку эти породы возникли из аналогичных материнских пород в очень контрастных климатических условиях, и влияние диагенеза захоронения незначительно. Это также подтверждается значительным присутствием калиевого полевого шпата (макс.15,4% в Rani 4C) и плагиоклаз (макс. 9,3% в Rani 4C) во фракции <2 мкм м аргиллитов Талчира.

Иллит довольно распространен как в Талчирских (28,4-63,8%), так и в Баракарских аргиллитах (от 5,3 до 78,2%, Таблица S1), что согласуется со значительными количествами детрита, поступающего из гранитных и гнейсовых источников (Chotanagpur Granite Gneiss, сравните [7]). В дополнение к этому, выветривание филлитов и сланцев, возможно, внесло свой вклад в некоторые иллиты. Иллиты в основном представляют собой механически измельченные первичные глинистые минералы и сохраняются после физических процессов выветривания, таких как воздействие ледников [4].Иллит структурно подобен мусковиту и чаще всего унаследован отложениями в результате физического выветривания и небольшой химической модификации мусковита в области источника. В ледниковом климатическом режиме в талчирское время только механическое выветривание было значительным и привело к сохранению характерных черт местного фундамента в тонких отложениях, выявленных иллитами.

Хлорит присутствует в большинстве проб тальчирской свиты (9.5-53.9%) и считается обломочным. Хлорит может быть унаследован непосредственно от материнских магматических пород, подверженных умеренной гидротермальной активности, или от низкосортных пелитовых метаосадков в источнике. Поскольку он нестабилен в теплых, влажных и сильнокислых условиях, наличие детритного хлорита в образцах Талчира предполагает, по крайней мере, либо прохладную, либо засушливую среду выветривания. Хлорит в некоторых местах превратился в смешанный слой хлорита / смектита в результате воздействия на поверхность.

В целом, смектиты обычно образуются в почвах в условиях сезонно контрастного климата и / или над базальтовыми коренными породами, а затем трансформируются в I / S R0 при зарождении захоронения [45].Основные породы в очаговой области практически отсутствуют, диагенез погребения незначителен. Существует очевидная обратная зависимость между составом и упорядочением смешанных слоев I / S глин с глубиной. Глины I / S в более молодых аргиллитах Баракара более нелиты и упорядочены (в основном 60-90% иллита с порядком от R1 до R3) по сравнению с более старыми аргиллитами Талчира (глины I / S с 40-80% иллита, порядок R0-R1). ), что исключает диагенетическое превращение смектита в иллит / смектит с увеличением глубины залегания.

Поскольку мы исключили диагенетическое преобразование иллита, палеопоток, петрография и геохимия всей горной породы подтвердили схожесть / единый источник, смешанный слой иллит / смектит, скорее всего, образовался в результате разложения обильного обломочного иллита. Мы рассматриваем иллит / смектит как продукт выветривания иллита, и это выветривание представляет собой многостадийный химический процесс, в котором смектитизация происходит через промежуточные межслойные глинистые минеральные фазы I / S [46]. В холодном ледниковом климате во время отложения талчирских пород скорость выветривания имеет тенденцию к снижению.Выветривание в холодных регионах совершенно отличается от других климатов и обычно приводит к образованию переслаивающихся глин [47]. Как и в отложениях талчирской свиты, в гляциогенных отложениях сообщалось о значительном количестве смешанного слоя иллит / смектит и смектит [48, 49]. Процент иллита в глинах I / S существенно различается между талчирской и баракарской свитами. Вместе с богатыми каолинитом отложениями Баракара обнаружены более иллитные глины I / S.Это интересное объединение. Присутствие каолинита в аргиллитах Баракара свидетельствует о сильно выветрившейся осадочной формации. Когда климатические условия стали умеренно-влажными в период Баракара, интенсивное химическое выветривание пород фундамента привело к выщелачиванию большей части катионов и образованию большого количества каолинита [49]. Появление обильной гондванской флоры усилило кислый характер почв, что способствовало гидролизу алюмосиликатов, например полевых шпатов, слюд и роговых обманок [4], которые очень распространены в гранитных породах докембрийского комплекса фундамента.Подобная ассоциация с преобладанием каолинита была обнаружена в отложениях, содержащих уголь и углистые аргиллиты, олигоцен-миоценовой последовательности в бассейне As Pontes, Испания, и угленосных отложениях каменноугольного периода группы Paganzo в Аргентине [7, 50]. Поскольку умеренно-влажный климат с хорошими дренажными условиями во время отложения баракарской свиты был благоприятным для выщелачивания, он не способствовал смекттизации. Очевидно, что смешанные слои I / S глин встречаются в меньшей пропорции (след-34.1%) и более богаты иллитом (60-90% иллит) и встречаются в ассоциации с каолинитом. Дифференциальное выветривание, вызванное явным изменением климата во время осаждения, четко проявляется в изменении состава смешанного слоя иллит / смектит в пластах.

5. Заключение

Отчетливые различия в ассоциациях глинистых минералов и главном оксидном составе глинистых пород между формациями Талчир и Баракар, диагенез которых не был достаточно серьезным, чтобы существенно изменить предрасположенные особенности, близко соответствуют их климатическим условиям во время отложений литология источника не претерпела значительных изменений по пластам.Фундамент в основном представлен гранитами и гнейсами (Chotanagpur Granite Gneiss) с незначительными метаморфическими и метаосадочными породами. Обилие иллита в обеих формациях согласуется с их преобладающими гранитными и гнейсовыми источниками. Холодный и засушливый климат талчирской свиты хорошо подтверждается наличием иллита, хлорита / смектита, иллита / смектита (40-80% иллита), а также ассоциациями с преобладанием хлорита и основными составами оксидов (обогащение подвижными элементами, обеднение глинозема, высокий ICV ( 1.12-1,28) и относительно низкие значения CIA (52,6-65,1)) тальчирских аргиллитов. Смешанный слой иллит / смектит является продуктом разложения обильного обломочного иллита. Хлорит местами превратился в смешанный слой хлорита / смектита в результате воздействия на поверхность. Теплые влажные условия в баракарской свите в основном представлены каолинитом, иллитом и доминирующей ассоциацией иллит / смектит (в основном 60-90% иллита), что дополнительно подтверждается относительно высокими значениями CIA (72,9-88,2), низким ICV (0 .33-0,62), низкий K 2 O / Al 2 O 3 и обогащение Al 2 O 3 в аргиллитах. Присутствие значительного количества каолинита в формации Баракар предполагает интенсивное химическое выветривание, которое согласуется с переходом от холодного засушливого климата к влажному, что в период Баракара способствовало выщелачиванию и предотвращало превращение иллита в смектит. Следовательно, глины I / S менее многочисленны и более нелиты (в основном 60-90% иллита) в аргиллитах Баракара. Палеоклиматический анализ ассоциаций глинистых минералов и основного состава оксидов аргиллитов согласуется с ранее опубликованными интерпретациями нескольких других ориентиров.Обилие хлорита или каолинита, а также пропорция и состав, которые по существу указывают на зрелость трансформации глинистых минералов смешанного слоя I / S, поэтому могут быть полезным индикатором экстремальных климатических явлений в геологической летописи. Таким образом, минералогические и геохимические показатели глины могут служить полезными инструментами для расшифровки изменения климата.

Приложение
A.1. Метод

Для XRD-анализа образец сначала осторожно дезагрегируют с помощью пестика и ступки. Разделение этого материала на 2 г затем «микронизируют» с помощью микронизирующей мельницы McCrone для получения «порошка» дифракции рентгеновских лучей со средним диаметром частиц от 5 до 10 микрон.Образец в виде суспензии сушат и повторно измельчают до мелкого порошка, получая произвольно ориентированный образец для представления рентгеновскому лучу.

Разделение фракции <2 мкм мкм достигается ультразвуком и центрифугированием. Образцы анализируют как необработанную глину после насыщения парами этиленгликоля в течение ночи и после нагревания при 380 ° C в течение 2 часов с последующим нагреванием до 550 ° C в течение одного часа. Начальное сканирование для этих четырех процедур составляет от 3 ° до 35 ° 2 θ с шагом 0.05 ° / сек с использованием рентгеновского излучения от медного анода при 40 кВ, 40 мА. Необработанный образец также анализируют между 24 и 27 ° 2 θ с шагом 0,02 ° / 2 с для дальнейшего определения пиков каолинита и хлорита. Иллит идентифицируется по наличию пика 10,1 Å. Этот профиль не зависит от сольватации этиленгликоля и нагревания до 380 ° C. Каолинит идентифицируется по наличию пиков 7,2 и 3,58 Å. Пики каолинита остаются неизменными при обработке этиленгликолем, но разрушаются при нагревании выше 450 ° C.Отражение 002 каолинита находится при 3,57 Å (24,9 ° 2 θ ), в то время как хлорит имеет отражение 004 при 3,53-3,52 Å (25,1 ° -25,2 ° 2 θ ). Хлорит имеет серию отражений, которых нет у каолинита, таких как отражение 001 при 14,2 Å (6,2 ° 2 θ ) и 003 при 4,7 Å (18,8 ° 2 θ ). Нагревание при 380 ° C не влияет на хлорит и каолинит, за исключением уменьшения интенсивности каолинита. При нагревании до 550 ° C каолинит полностью разрушается, в то время как пики хлорита после этих обработок значительно ослабевают, за исключением отражения 001, которое обычно увеличивается и смещается до 13.8 Å. Наиболее диагностические отражения (004) для хлорита / смектита составляют около 11,3 ° 2 θ или 7,8 Å (50% хлорита) / 11,7 ° 2 θ или 7,6 Å (60% хлорита) после сольватации этиленгликоля. Присутствие хлорита / смектита подтверждается, поскольку дифрактограмма указывает на расширение при сольватации этиленгликоля (12,5 ° 2 θ после гликоляции).

Образцы, показывающие низкий широкий дифракционный пик, примерно при 6 ° 2 θ (расстояние d около 15 Å), сольватировали в этиленгликоле.После обработки низкий широкий дифракционный пик при примерно 6 ° 2 θ изменился на более низкие значения 2 θ (примерно 5,2 ° 2 θ ), а расстояние d увеличилось примерно до 17 Å. Этот пик указывает на уверенное присутствие смектитовой составляющей. Образцы, которые дают пик около 5,2 ° 2 θ при сольватации этиленгликоля, богаты смектитом. Отражение около 9 ° 2 θ и от 16 до 17,7 ° 2 θ в образцах, высушенных на воздухе, указывает на присутствие иллита / смектита.Присутствие иллита / смектита подтверждается перемещением пика при 8,8 ° 2 θ после гликоляции. Пик 5,2 ° в гликолизированном образце становится шире и слабее по мере увеличения доли иллита и почти исчезает для образцов, содержащих 70-90% иллита в смешанном слое иллит / смектит. Для упорядоченной структуры пики более резкие. Тип заказа определяется положением отражения между 5 и 8,5 ° 2 θ для препаратов, сольватированных этиленгликолем.Отражение при 5 ° 2 θ указывает на случайные переслоения, а отражение около 6,5 ° 2 θ указывает на упорядочение R1. Последнее отражение становится широким и слабым и не сильно перемещается по мере того, как композиция становится более нелитной [51]. При нагревании дифрактограммы напоминают чистый иллит (структура 10 A) для образцов, содержащих смешанный слой иллит / смектит.

Пиковые интенсивности измеряются и включаются в формулу для расчета относительных количеств присутствующих глинистых минералов [36].

Для геохимического анализа всей породы образцы аргиллита измельчали ​​до -200 меш с использованием стана инструментальной стали без хрома (Pulverisette 9 Fritz-GMBH). Анализ основных элементов проводился методом ICP-эмиссионной спектрометрии (ICP-ES). Образцы анализировали на спектрометре SPECTRO ARCOS. Полностью переработанный генератор с воздушным охлаждением, керамической трубкой мощностью 5 кВт и твердотельным источником питания обеспечивает SPECTRO ARCOS абсолютно стабильные условия плазмы. Автономный генератор с резонансной частотой 27.Используется частота 12 МГц и выходная мощность от 0,7 до 1,7 кВт. Электрические требования: 230 В переменного тока ± 5%, 50/60 Гц и прибл. Потребляемая мощность 4,5 кВА. Классический анализ всей породы на 11 основных оксидов и нескольких второстепенных элементов методом ICP-эмиссионной спектрометрии был проведен после плавления бората лития и разложения в разбавленной кислоте. Потери при прокаливании (LOI) определяли спеканием при 1000 ° C, а LECO-анализ был проведен для общего содержания углерода и серы. Сертифицированные стандартные образцы серы (GS 311-1, GS 910-4) использовались в качестве стандартов для этого анализа.Сертифицированные контрольные значения приведены в таблице S4. ACME Labs сообщает о точности и прецизионности анализа ICP-ES выше 1,5%. Стандарт SO-18 (матрица смешанной породы) использовался для анализа ICP-ES.

Анализ концентраций микроэлементов, включая редкоземельные элементы (РЗЭ), был проведен с использованием NexION 300 ICP-MS. Аналитические условия для NexION 300 ICP-MS: максимальный непрерывный ток 22 А, рабочее напряжение 200-240 Гц и рабочая частота 50/60 Гц. Для каждого образца было выполнено от 2 до 3 повторных анализов, чтобы убедиться, что точность и достоверность находятся в допустимых пределах.Прецизионность составляла <5% RSD при сопоставимых уровнях точности. Точность и точность основаны на нескольких анализах международного стандарта горных пород SO-18. Результаты анализов стандартных образцов приведены в таблице S4.

Хорошая мера степени химического выветривания дается химическим индексом изменения (CIA, [18]) по формуле (в молекулярных пропорциях), где CaO — количество кальция, включенного в силикатную фракцию породы. . Валовые составы отложений и горных пород нанесены так же, как и минералы.Массовые проценты объемных химических анализов сначала преобразуются в моли оксидов (для этого индекса требуется преобразование только Na 2 O, CaO, K 2 O и Al 2 O 3 ). Затем рассчитываются мольные проценты этих оксидов и наносятся на диаграмму A-CN-K. Любой CaO, связанный с кальцитом, доломитом или апатитом, должен быть удален из общего количества CaO, чтобы остаток отражал CaO только в силикатах [18].

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых и нефинансовых интересов в отношении публикации этой статьи.

Вклад авторов

С.Г. разработал проект, основные концептуальные идеи и схему написания. A.C. представил стратиграфическую последовательность S.G. и J.M. Все авторы участвовали в полевых исследованиях и сборе наилучшего возможного набора образцов с разных стратиграфических уровней. J.M. и A.C. провели полевой седиментологический анализ. С.Г. проанализировал данные и подготовил все рисунки и первый вариант рукописи. Все авторы внесли свой вклад в интерпретацию результатов и доработку рукописи.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась Министерством науки и технологий Индии, грант в рамках Схемы женщин-ученых (санкция SR / WOS-A / EA-1006/2015 (G)), санкционированный SG. JM выражает признательность за грант FRPDF Президентского университета. Авторы выражают признательность за лабораторную поддержку средств DST-FIST и UGC-CAS кафедры геологии Президентского университета. Авторы выражают благодарность доктору Бисваджиту Гошу, Санкхадипу Рою и Суми Чаттопадхая за помощь в проведении исследований методом SEM на факультете геологии Калькуттского университета.

Дополнительные материалы

Таблица S1: Рентгеноструктурный анализ аргиллитов (фракция <2 мкм мкм). Таблица S2: основной оксид (мас.%) И микроэлемент, включая концентрации редкоземельных элементов (ppm) в аргиллитах. Таблица S3: ICV, K 2 O / Al 2 O 3 , SiO 2 / Al 2 O 3 , CIA и соотношения микроэлементов в аргиллитах из бассейна Ранигандж по сравнению с аналогичные соотношения в отложениях, образованных кислыми породами, основными породами и верхней континентальной корой.Таблица S4: анализы стандартов горных пород [40, 52]. (Дополнительные материалы)

Происхождение глинистых минералов в почвах и выветрившихся породах

Margens Continentais Passivas Elevadas (MCPEs) são caracterizadas por apresentarem extensionsas elevações topográficas, como elevationsosésísésísésísésésésés . Entretanto, локализованный из escarpa, bem como sua morfologia, pode Variar consideravelmente e, em alguns casos, ao longo de uma mesma MCPE.Esta situação é observada na margem Sudeste do Brasil, onde a porção sul exibe as escarpas íngremes das serras do Mar e da Mantiqueira, marcando divisores de drenagem regionais próximos a costa, ea regiãêêêêê, Norte, caracminespaisada de regiãêêà norte, caracminusteizada de pénésécéé de pésénécée de pésénécénécée на главной дороге в 100 км нет континентальной части. В частности, na região norte da Serra da Mantiqueira, внутренняя часть событий neotectônicos, которая является участницей образования осадочных неогенных рестритосов, а также контрастирует с естественной атмосферой, представляет собой quiescência tectônica pós-miocênica interior indicada Porção de de de denuda.Neste estudo, exploramos os padrões de topografia e estruturas tectônicas para investigar a evolução geológica pós-rifte e alation das estruturas rúpteis na evolução topográfica da terminação Norte da Serra. Para tanto, realizamos análises geomórficas Quantitativas for a extração de métricas da topografia, um extensivo levantamento de campo para levantamento de estruturas geológicas rúpteis e análizes Mineralógicas de materiais de preentechrasimento em estrutchrasient. Os resultados indicam um grande número de estruturas rúpteis orientadas a NE-SW e NW-SE formadas pela concentração de tensões locais desenvolvidas nas descontinuidades do embasamento pre-cambriano.Falhas rúpteis, cujas estrias são marcadas nos materiais de preenchimento, originaram-se após минеральный осадок (no caso dos óxidos de manganês) ou durante (no caso da illita), com idade máxima de deformação no Miocenoceno. Есть события тектоникос пост-рифте для детерминированных: ума transcorrência sinistral E-W e uma distensão WNW-ESE, ambos atuantes entre o Mioceno e o Plioceno; e um evento distensivo NE-SW и NNE-SSW, posicionado no Pleistoceno. Os padrões de topografia, de drenagem e a deformação rúptil indicam a presença de uma knickzona de direção NE-SW ancorada em limites estruturais reativados, associada a um rejuvenescimento topográfico maiscente do.Contudo, морфология да paisagem em grande escala e, em, в частности, origin dos divisores de drenagem regionais deve ser anterior à deformação rúptil e ao rejuvenescimento pós-miocênico, implando que elementos topográficos mais antigos coexage e mais. A terminação Norte da Serra da Mantiqueira, uma MCPE não caracterizada por uma escarpa proeminente, sofreu rejuvenescimento topográfico e deformação rúptil relativamente Recentes, eestes processos não Estão de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de Péçé de la de la ”мире состоянии — требуется изменение формы.

Минеральный состав глины горных почв и его значение для почвообразования и систематики почв в субтропическом Китае

Влияние исходных материалов на состав и относительное содержание глинистых минералов

Тип исходного материала и степень его выветривания изменились. большое влияние на новообразование и преобразование глинистых минералов. Эти факторы могут привести к вариациям в составе и содержании глинистых минералов на одной и той же территории из-за различий в минеральном составе и текстуре основных материалов 7 .GR в основном состоит из полевого шпата, кварца, биотита и других первичных минералов 27 , и в настоящем исследовании содержание песка и K 2 O в GR было значительно выше, чем в других четырех типах исходных материалов. (Таблица 2). В кислых и сильных условиях выщелачивания полевой шпат интенсивно выветривается и гидролизуется, и каолинит может производиться в массовом порядке путем новообразования 37 . Кроме того, в условиях высокого содержания калия может подавляться вермикуляция, а биотит может окисляться и подвергаться прямому выветриванию до каолинита 38,39 .Таким образом, содержание каолинита в группе GR в целом было высоким (рис. 3). QRC состоит из четвертичных флювиогляциальных отложений и во время развития подвергается как процессам осадочного выветривания, почвообразования, так и ледниково-межледниковому циклу 40 . Нестабильные факторы в процессе формирования почвы при осадочном выветривании, сильный циклический климат и условия, в которых чередуются засушливые и влажные сезоны, могут способствовать изменению иллита, явлению, которое включает превращение однофазных минералов в смешанные. 16,41,42 .Таким образом, в настоящем исследовании содержание минералов смешанного слоя в группе QRC было в целом высоким.

Предыдущие исследования показали, что цокольный горизонт QRC сформировался на плоской низменной территории в климате, который часто чередовался между сухим и влажным 25 . Из-за частых колебаний грунтовых вод почвенные агрегаты сжимаются при высыхании, что способствует образованию трещин 43 . Когда уровень грунтовых вод повышается, почва находится в восстановительном состоянии, в котором Fe 3+ может превращаться в растворимый и подвижный Fe 2+ , тем самым способствуя вымыванию оксида Fe из почвы.В результате этого процесса образуется плинтусный горизонт, состоящий из однородных красных почв с белыми прожилками и белыми пятнами 44,45 . Смектит обычно образуется в тропических и субтропических регионах с сухим и влажным сезонами, равнинной местностью и плохим дренажем 46 . Во влажном климате с плохими дренажными условиями иллит превращается в смектит за счет поглощения Mg 2+ , но в сухих условиях K фиксируется в слое смектита и способствует образованию смешанных минералов I / S 5,47 .Таким образом, окружающая среда способствует превращению иллита в смектит, и в плинтусном горизонте обнаружены минералы смешанного слоя I / S.

В настоящем исследовании SDS в основном состоит из кварцевого песка, полевошпатового песка и других железосодержащих и кремнистых цементов. Почвы, разработанные с помощью SDS, характеризуются высоким содержанием гравия и низкой степенью развития, и они встречаются на больших высотах (> 300 м) 27 . Таким образом, содержание глинистых минералов типа 2: 1 и смешанных минералов было самым высоким в SDS.LS в основном состоит из морских осадочных карбонатных пород, а его стратиграфическая хронология в основном простирается от девона до перми 27 . Почвы, полученные из LS, старые и имеют высокую степень выветривания. Таким образом, каолинит типа 1: 1 был основным глинистым минералом в почвах, полученных из LS. Относительное содержание каолинита в LS было ниже, чем в GR из-за его высокой вязкости и слабого выщелачивания в LS.

Физические и химические свойства почв, образовавшихся из СС, различаются, потому что СС в исследуемой области состоит из двух видов материнских пород, т.е.е., низкопробные метаморфические горные сланцы и осадочные сланцы, и как их компоненты являются относительно сложными 27 . Выщелачивание было сильным в почвах, образованных из песчаного сланца с низким pH и высоким содержанием ила, поэтому содержание каолинита типа 1: 1 в этих почвах было высоким. Однако выщелачивание было слабым в почвах, образованных из глинистого сланца с высоким pH и высоким содержанием глины, и, следовательно, содержание глинистых минералов типа 2: 1 и минералов смешанного слоя было высоким в этих почвах 48 .

Влияние почвенной среды на состав и относительное содержание глинистых минералов

Теплые и влажные климатические условия в субтропических регионах способствуют выветриванию и развитию почвы, а вымывание и осаждение материалов приводят к развитию кислых, мелкозернистых, прочных -выветриваемые почвы с опреснением и ферраллитизацией 49,50 . Эти факторы окружающей среды в основном способствовали развитию глинистого минерала каолинита типа 1: 1 и, в определенной степени, иллита и вермикулита типа 2: 1.В смешанных минералах преобладали I / V (рис. 3). Эти результаты согласуются с результатами исследований минеральных свойств глинистых почв на возвышенностях в других регионах южного Китая 8,9,10,51 .

Региональные почвенные среды, особенно высота и рельеф, влияют на преобразование глинистых минералов через температуру и осадки или через изменения гидрологических и термических условий. В высокогорных условиях с низкими температурами первичные минералы слюды могут образовывать большое количество иллита из-за депотасификации в минеральном прослое из-за слабого выветривания 52 .В слабокислой среде и среде с сильным выщелачиванием вермикулит может легко образовываться при потере почвенного калия и магния 53,54,55 . В высокогорных районах низкие температуры приводят к снижению H 4 SiO 4 0 и активности ферраллитизации, явления, которое может ингибировать преобразование каолинита типа 1: 1 56 . Однако в низинных районах преобразованию глинистых минералов типа 2: 1 в каолинит способствуют более высокие температуры, которые также увеличивают ферраллитизацию и активность H 4 SiO 4 0 56,57,58 .На преобразование глинистых минералов также может повлиять эрозия в высокогорных районах. В районах на большой высоте или с крутым рельефом каолинит типа 1: 1 сильно эродирован, в то время как глинистые минералы типа 2: 1 непрерывно создаются из исходных материалов 59 . В настоящем исследовании содержание каолинита типа 1: 1 в почвах, полученных из LS, GR, SS и SDS, уменьшалось с увеличением высоты, тогда как содержание глинистого минерала типа 2: 1 показало противоположную тенденцию (рис. ). Эти результаты были аналогичны тем, которые наблюдались для невысоких гор и холмов (<1500 м) 59,60 , но отличались от результатов, полученных для субальпийских или альпийских зон (> 1500 м) 61 .Однако различный градиент содержания глинистых минералов с изменением высоты над уровнем моря различается в разных климатических зонах, даже в одной и той же невысокой горной / холмистой местности. Основываясь на результатах предыдущих исследований глинистых минералов в различных климатических регионах 60,62 , мы создали серию регрессионных моделей для анализа влияния высоты на состав и относительное содержание глинистых минералов (Таблица 4). В настоящем исследовании снижение содержания каолинита (\ (\ stackrel {-} {\ mathrm {k}} \) = — 0.09) с высотой больше, чем в тропических (k = -0,03) и умеренных океанических регионах (k = -0,04) 60,62 . Возможной причиной такого результата являются относительно стабильные экологические и климатические условия, существующие в этих двух регионах, которые ответственны за относительно медленную миграцию материалов и преобразование минералов в почве.

Таблица 4 Результаты литературного обзора корреляции между глинистым минералом (каолинитом) и высотой в различных климатических зонах.

Тем не менее, величина колебаний содержания глинистых минералов на разных высотах зависит от типа исходного материала. Для LS его слабая щелочность (pH: 5,5 ± 0,5), высокое содержание глины (глина: 650 ± 152 г кг −1 ) и небольшое выветривание минералов на больших высотах способствовали превращению первичного минерала в иллит. через дамуритизацию и серицитизацию 52,63 . На малых высотах высокая температура и старая стратиграфическая хронология LS (от девона до перми) будет способствовать преобразованию глинистых минералов типа 2: 1 в каолинит типа 1: 1 путем новообразования или деградации минералов.Следовательно, чувствительность глинистых минералов в LS к изменению высоты была выше, чем у других исходных материалов.

Микрорельеф может повлиять на трансформацию глинистых минералов в подповерхностном горизонте путем перераспределения гидрологических условий почв в высокогорных почвах провинции Хунань (рис. 5). Настоящее исследование показало, что широкое распространение каолинита в почвах уступа или гребня склона также указывает на сильные условия выщелачивания, в то время как высокое содержание глинистых минералов типа 2: 1 (иллит, вермикулит) и минералов смешанного слоя в подножье склона или почвенные пятна предполагают частые влажно-сухие циклы и слабые условия выщелачивания.Эти результаты были аналогичны результатам, полученным Fang et al. 51 , который сообщил, что каолинит чаще всего обнаруживался в поверхностных почвах с расходящимися участками, тогда как глинистые минералы типа 2: 1 в основном существовали в поверхностных почвах с конвергентными участками (водосборными). Однако настоящее исследование показало, что влияние микротопографических особенностей на преобразование глинистых минералов почвы может распространяться на недра.

Динамические изменения минерального состава глины между различными типами почв (т.е., порядки почв)

Системы классификации почв, особенно системы количественной классификации, такие как WRB, ST и CST, основаны на теории почвообразования, диагностических горизонтах и ​​диагностических характеристиках. Следовательно, разные типы почв часто могут отражать разные почвенные процессы и стадии развития 17,18,19 . Глинистые минералы развиваются из первичных минералов, подвергшихся выветриванию и почвообразованию в процессе развития почвы. Их состав и относительное содержание могут отражать силу выветривания почвы и изменения почвообразующей среды.По мере увеличения степени почвообразования (т. Е. Содержание ЕКО / глины уменьшается, а содержание Fe d увеличивается), содержание каолинита увеличивается, тогда как содержание глинистых минералов 2: 1 уменьшается (Таблица 3). В системе ST глинистые минералы 1: 1 в основном были обнаружены в ультисолях и оксизолях с высокой степенью выветривания, а глинистые минералы 2: 1 (смектит) в основном были обнаружены в вертисолях, которые сжимаются и расширяются. И наоборот, вермикулит и иллит обычно обнаруживаются в типах почв с менее интенсивным выветриванием, таких как альфизоли, моллисоли и аридисоли 64 .При использовании WRB каолинит типа 1: 1, который имеет низкую активность, был идентифицирован как основной тип глинистых минералов в ферралсолах, тогда как глинистые минералы 2: 1 (такие как хлорит, смектит и вермикулит) в основном были обнаружены в Luvisols.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.