Синтез и поля устойчивости глинистых минералов

05.01.2017

По экспериментальным данным Ф. Нолля, помимо температуры, давления и pH среды важное значение для образования минералов имеет соотношение в растворе компонентов, входящих в состав минерала (табл. 15). Опыты других исследователей подтвердили, что каолинит устойчив в кислой среде до температуры 400° С, а монтмориллонит и гидрослюды — предпочтительно в щелочной. В сильно кислых растворах каолинит неустойчив, что выявляется и при изучении измененных пород сольфатарных полей. Действие умеренно кислых термальных растворов на альбит вызывает появление бемита как промежуточной фазы; при увеличении количества кремнезема в растворе и смещении pH в сторону менее кислых значений бемит замещается каолинитом. Калийсодержащие щелочные термальные растворы превращают каолинит в мусковитоподобные слюды; при этом элементы структуры каолинита наследуются мусковитом. Б. Вельде получил слюду 1 M и 1 Md, действуя на каолинит и метакаолинит раствором KOH при давлении около 1—2 тыс. атм. и температуре 170—700° С.
Синтез и поля устойчивости глинистых минералов

Монтмориллонит синтезирован в водной среде при повышенном давлении и температуре 175—300° С из тонкозернистых смесей доломита со следующими минералами: каолинит + кварц, гидрослюда + + кварц, полевой шпат + кварц, полевой шпат. Монтмориллониты синтезированы при температурах от комнатной до 750° С; более магнезиальные виды имеют более высокую температуру устойчивости. С. Хенен получила разнообразные монтмориллониты из магний-никельсодержащих растворов в щелочной среде, при избытке SiO2 и температуре 20—100° С. В присутствии калия получались гидрослюды, а при недостатке кремния — антигориты.
Гидрослюды многими исследователями синтезированы в низкотемпературной обстановке при действии калийсодержащих кислых и щелочных растворов на каолинит и долевые шпаты. А.И. Трубин синтезировал гидрослюду и монтмориллонит при действии щелочного 0,1 н. раствора KOH на каолинит при температуре 70—80° С. Воздействие 0,1 н. раствора хлористого магния на монтмориллонит вызывало образование хлоритоподобных продуктов при температуре 350—400° С. Натрийсодержащие растворы вызывают замещение монтмориллонита парагонитом. Экстракция K+ из слюд вызывает превращение их в вермикулиты и монтмориллониты.
Синтез и поля устойчивости глинистых минералов

Смешанно-слойные минералы типа гидрослюда-монтмориллонит легко получаются при действии калийсодержащих растворов на монтмориллонит при низких и высоких температурах.
Хлориты синтезированы в щелочной среде, Б.В. Нельсон и Р. Рой на основе смеси MgO*Al2O3*SiO2 в разных пропорциях получили две серии хлоритов одинакового состава, но разной структуры. При температуре 120—515° С образуются септохлориты (7 А), а в интервале 520—700° С преобладают; хлориты с ячейкой в 14 А. Каждый полиморфный тип (7 или 14 А) может иметь непрерывное изоморфное замещение 2А13+ на Si4+ + Mg2+, прекращающееся при составе амезита. Трансформация каолинита и монтмориллонита в гидрослюды, хлориты, смешанно-слойные фазы происходит под действием термальных растворов хлоридов К, Na, Ca, Mg стадийно, с преемственностью структурных черт исходных минералов.
Влияние температуры и кислотности на поля образования некоторых гидротермальных минералов (рис. 49 , 50) суммированы P.Л. Фолком и Б. Стрингхемом. Поля устойчивости ведущих минералов аргиллизированных пород рассмотрены Дж. Дж. Хемли и В. Р.Джонесом (рис. 51, 52). Последовательность зон в аргиллизированных породах от внутренней гидрослюдяной до внешней монтмориллонитов ой можно объяснить, по мнению авторов, постепенным изменением отношения активностей катиона к H+ в растворе, фильтрующемся в стороны от трещин. Если принять во внимание то обстоятельство, что в начальный период метасоматоза растворы не содержали щелочей, то возможно и иное объяснение зональности метасоматических продуктов.
Синтез и поля устойчивости глинистых минералов