Глиністі породи

Глинисті мінерали утворюють велику групу різноманітних мінералів. Вони належать до шаруватих (листових) силікатів і складаються з безкінечного чергування згрупованих в особливому порядку двовимірних сіток, утворених кременекисневими тетраедрами і алюмокисневогідроксильними октаедрами (мал. 10.1).

(* Деякі глинисті мінерали (палигорскіт, сепіоліт) за своєю структурою, утвореною здвоєними ланцюжками кременекисневих тетраедрів, мають певну схожість з амфіболами.)

У тетраедрах кремній може частково замінюватись катіонами Al³⁺ або Fe³⁺. При цьому виникає надмірний негативний заряд сітки, який компенсується катіонами K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ і деяких інших елементів. Часткова компенсація негативного заряду тетраедричної сітки може здійснюватися за рахунок заміщення частини аніонів O^2- в октаэдричних сітках аніонами (OH)^-.

У октаедрах реалізовуються більш різноманітні заміщення іонів. Так, Al³⁺ може частково або повністю замінюватись катіонами Mg²⁺ або Fe³⁺, а також частково катіонами F²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Ni³⁺ і деяких інших елементів. Аніони О^2- замінюються гідроксильними групами (ОН)^-. Виникаючий надмірний негативний заряд октаедричної сітки компенсується катіонами K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ і деяких інших елементів.

Кременекисневі тетраедри розташовуються в межах сітки так, що всі їх вершини звернені в один бік, а основи лежать в одній площині, утворюючи плоску сітку з гексагональним мотивом. Таким чином, тетраедричні сітки мають «вільні» валентності іонів кисню, розташованих у вершинах тетраедрів над кожним атомом кремнію. За рахунок цих вільних валентностей може здійснюватися зв’язок тетраедричних сіток між собою або з октаедричними сітками.

Алюмокисневогідроксильні октаедри, сполучуючись бічними ребрами, також утворюють впорядковані двовимірні сітки, в яких всі октаедри лежать паралельними гранями в одній площині з гексагональним мотивом.

Якщо в центрах всіх октаедрів будуть розташовуватися катіони Mg²⁺, то кожна група (ОН)^- буде належати одночасно трьом сусіднім октаедрам і суцільна сітка таких октаедрів буде електрично нейтральною, оскільки негативний заряд груп (ОН)^- кожного октаедра буде (6e: 3=2е) компенсуватися катіоном Mg²⁺. Така сітка відповідає структурі мінералу бруситу Mg(OH)₂ і часто називається бруситовою (мал. 10.2, а).

Якщо в центрах октаедрів будуть розташовуватися катіони Al³⁺, то балансу валентностей буде досягнуто якщо два з кожних трьох октаедрів будуть зайняті Аl³⁺, а третій октаедр залишиться незайнятим (мал. 10.2, б). При цьому кожна група (ОН)^- буде належати одночасно тільки двом сусіднім октаедрам. Негативний заряд груп (ОН)^- октаедру рівний 6е: 2 =3е і буде компенсуватися катіоном Аl³⁺. Така сітка відповідає структурі мінералу гібситу (гідраргіліту) Аl(ОН)₃ і часто називається гібситовою, або гідраргілітівою. Гібситові сітки, в яких тільки два з кожних трьох октаедрів зайняті катіоном Al³⁺, називаються діоктаедричними. Бруситові сітки, де три з трьох октаедрів зайняті катіонами Mg²⁺, називаються триоктаедричними.