Az agyagásványok az alumínium vizes fitoszilikátjai, néha különféle vas-, magnézium-, alkálifém- és alkáliföldfémek-szennyeződésekkel, valamint más kationokkal, amelyeket néhány bolygófelületen vagy annak közelében találnak.
Víz jelenlétében képződnek, és egyszer fontosak voltak az élet kialakulásában, mivel az abiogenezis sok elmélete figyelembe veszi szerepét ebben a folyamatban. Ezek a talaj fontos alkotóelemei, és az ősi idők óta jótékony hatással vannak az emberekre a mezőgazdaságban és a termelésben.
képződés
A agyag sima, hatszögletű lapokat alkot, mint a csillám. Az agyagásványok szokásos időjárási termékek (beleértve a földpátot) és alacsony hőmérsékletű hidrotermikus változások. Nagyon gyakoriak a talajban, a finomszemcsés üledékes kőzetekben, mint például a gyöngyszem, az iszapkövek és a kövek, valamint a finomszemcsés metamorf és a fitilitekben.
jellemzői
Az agyagásványok általában (de nem feltétlenül) rendkívül finom szemcsék. Általában úgy gondolják, hogy méretük kevesebb, mint 2 mikrométer a részecskeméret szabványos osztályozásában, ezért speciális analitikai módszerekre lehet szükség azok azonosításához és tanulmányozásához. Ide tartoznak a röntgendiffrakció, az elektrondiffrakciós módszerek, a különböző spektroszkópiai módszerek, például a Mössbauer spektroszkópia, az infravörös spektroszkópia, a Raman spektroszkópia és a SEM-EDS, vagy az automatizált ásványtani folyamatok. Ezek a módszerek kiegészíthetők polarizált fénymikroszkóppal, egy olyan hagyományos módszerrel, amely alapvető jelenségeket vagy petrológiai kapcsolatokat állapít meg.
terjedését
Figyelembe véve a víz szükségességét, az agyagásványok viszonylag ritkák a Naprendszerben, bár elterjedtek a Földön, ahol a víz kölcsönhatásba lép más ásványokkal és szerves anyagokkal. A Marson számos helyen felfedezték őket. A spektrográfia megerősítette jelenlétét aszteroidákon és planetoidokon, beleértve a törpe Ceres és a Tempel 1 bolygót, valamint a Jupiter Europe holdját.
besorolás
A fő agyagásványokat a következő klaszterek képezik:
- A kaolin-csoport, amely magában foglalja a kaolinit, dikkit, halloysite és nakrit ásványokat (Al2Si2O5 (OH) 4 polimorfok). Néhány forrás a kaolinit-szerpentin csoportot tartalmazza a szerkezeti hasonlóságok miatt (Bailey 1980).
- Szmektit-csoport, amely magában foglalja a dioktaéderes szmektiteket, például a montmorillonitot, a nontronitot és a beidellitet, és a trioktaéderű smektiteket, például a szaponitot. 2013-ban a Curiosity rover analitikai teszteivel olyan eredményeket találtak, amelyek összhangban vannak a szmektit agyagásványok jelenlétével a Mars bolygón.
- Illit csoport, amely magában foglalja agyag csillámot. Az illit e csoport egyetlen általános ásványa.
- A kloritcsoport hasonló ásványok széles skáláját tartalmazza, jelentős kémiai változásokkal.
Egyéb fajok
Ezeknek az ásványoknak más típusai is vannak, például a szepiolit vagy az attapulgit, a hosszú vízcsatornájú, a szerkezetükben belső agyagok. A kevert rétegű agyag variációk a fenti csoportok többségére vonatkoznak. A megrendelést véletlenszerű vagy rendszeres megrendelésként írják le, és tovább ismertetik a „Reichweit” kifejezéssel, amely németül „hatótávolságot” vagy „lefedettséget” jelent. Irodalmi cikkek például az R1 rendelt illit-szmektitet idézik. Ez a típus az ISISIS kategóriába tartozik. Az R0 viszont véletlenszerű sorrendet ír le. Ráadásul megtalálhatók más kiterjesztett megrendeléstípusok is (R3 stb.). Agyag vegyes agyagásványok, amelyek az R1 tökéletes típusai, gyakran megnevezik saját nevüket. Az R1-ből rendelt klorit-szmektit korrensit, R1-illit-szmektit-rektorit néven ismert.
Tanulmányi előzmények
Az agyag természetének ismerete az 1930-as években érthetőbbé vált az agyag részecskék molekuláris természetének elemzéséhez szükséges röntgendiffrakciós technológiák fejlesztésével. A terminológia egységesítése ebben az időszakban is felmerült, különös tekintettel a hasonló szavakra, amelyek összetéveszthetőséghez vezettek, például egy lap és egy sík.
Mint minden philosilikát, az agyagásványokat kétdimenziós rétegek jellemzik: ferde SiO4 tetraéder és / vagy AlO4 oktaéder. A lemeztömbök kémiai összetétele (Al, Si) 3O4. Mindegyik szilícium-tetraéder megosztja csúcsának oxigénatomjainak 3-at más tetraéderekkel, hatszögletű rácsot képezve két dimenzióban. A negyedik csúcsot nem osztjuk meg egy másik tetraéderrel, és az összes tetraéder azonos irányba mutat. Az összes szétválasztott csúcs a lap egyik oldalán található.
struktúra
Agyagokban a tetraéderes lemezeket mindig az oktaéderes lapokhoz kötik, kis kationokból, például alumíniumból vagy magnéziumból állítva, és hat oxigénatom koordinálva. A tetraéderes lemez alaktalan csúcsa szintén része az oktaéder egyik oldalának, de egy további oxigénatom található a négyzet alakú lemez rése fölött, a hat tetraéder közepén. Ez az oxigénatom kapcsolódik egy hidrogénatomhoz, amely OH csoportot képez az agyagszerkezetben.
Az agyagokat kategóriákba lehet osztani a tetraéder és az oktaéderes lemezek rétegekbe csomagolásának módjától függően. Ha minden rétegben csak egy tetraéderes és egy oktaédercsoport van, akkor az 1: 1 kategóriába tartozik. A 2: 1 agyagnak nevezett alternatíva két tetraéderes lemezt tartalmaz, amelyek mindegyikének osztatlan csúcsa van, egymás felé irányítva, és a nyolcszögletű lap mindkét oldalát képezik.
A tetraéderes és az oktaéderes lemezek közötti kapcsolat megköveteli, hogy a tetraéderes lemez hullámossá vagy csavarodássá váljon, ami a hatszögletű mátrix ditrigonális torzulását idézi elő, és az oktaéderes lemez igazodik. Ez minimálisra csökkenti a kristályit teljes valencia-torzulását.
A tetraéder és az oktaéder lemezek összetételétől függően a rétegnek nincs töltése, vagy negatív lesz. Ha a rétegek töltve vannak, ezt a töltést egy rétegközi kationok, például Na + vagy K + ellensúlyozzák. A közbenső réteg mindegyik esetben vizet is tartalmazhat. A kristályszerkezetet más rétegek között elhelyezkedő rétegek halmaza alkotja.
"Agyi kémia"
Mivel a legtöbb agyag ásványokból készül, ezek nagy biokompatibilitással és érdekes biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. A korong alakja és a töltött felületek miatt az agyag kölcsönhatásba lép számos makromolekulával, például fehérjével, polimerekkel, DNS-vel stb. Az agyag felhasználásának néhány része gyógyszerszállítás, szövettechnika és bionyomtatás.
Az agyi kémia a kémia alkalmazott tudományága, amely megvizsgálja az agyag kémiai szerkezetét, tulajdonságait és reakcióit, valamint az agyagásványok szerkezetét és tulajdonságait. Ez egy interdiszciplináris terület, amely magában foglalja a szervetlen és szerkezeti kémia, a fizikai kémia, az anyagkémia, az analitikai kémia, a szerves kémia, az ásványtan, a geológia és mások fogalmait és ismereteit.
A agyagok kémiai (és fizikai), valamint az agyagásványok szerkezetének tanulmányozása nagy tudományos és ipari jelentőséggel bír, mivel ezek a legszélesebb körben alkalmazott ipari ásványok, amelyeket nyersanyagként (kerámiák stb.), Adszorbensek, katalizátorok stb. Használnak fel.
