Слоистые силикаты: группа монтмориллонита

Монтмориллониты представляют собой глинистые минералы, образующие очень маленькие и несовершенные кристаллы. Обычно считается, что их структура (Hofmann, Endell, Wilm, 1933; Marshall, 1935; Maegdefrau, Hofmann, 1937; Hendricks, 1942) весьма близка к структуре пирофиллита и талька и характеризуется беспорядочной упаковкой слоев (фиг. 184), однако многие детали структуры еще полностью не изучены. Вода в структуре монтмориллонита располагается между талькоподобными силикатными слоями. Содержание этой воды, а следовательно, и величина оси с зависят от содержания влаги в образце. В этом отношении монтмориллониты отличаются от вермикулитов, которые характеризуются переменной величиной межслоевого промежутка (см. выше), но устойчивы в широком диапазоне влажности, а также от хлоритов, структура которых не зависит от влажности образца. Кроме воды, в структуре монтмориллонита имеются обменные катионы, располагающиеся между силикатными слоями, на основании чего можно предположить, что последние не являются нейтральными, как в тальке и пирофиллите, а обладают некоторым отрицательным зарядом.

Согласно Россу и Хендриксу (Ross, Hendricks, 1945), количество катионов, находящихся в октаэдрических положениях силикатного каркаса, колеблется от 4,00 до 4,44 Å. и от 5,76 до 6,00 Å. Это указывает на существование двух различных типов монтмориллонитов — диоктаэдрических и триоктаэдрических,— соответствующих пирофиллиту и тальку.


Силикатный слой обладает некоторым отрицательным зарядом в том случае, если входящий в него октаэдрический алюминий частично замещается на магний или же некоторое количество кремния замещается на алюминии. Отрицательный заряд нейтрализуется положительными катионами, располагающимися между слоями. В нонтронитах октаэдрический алюминий в большой степени замещается на железо.


Анализ последовательных стадий гидратации монтмориллонита, прослеживаемых по величине параметра с, указывает на то, что между силикатными слоями может располагаться 0, 1, 2, 3 или 4 слоя молекул воды. Легко заметить, что монтмориллонит весьма близок по структуре к вермикулиту. Однако до сих пор не ясно, какое различие в структуре этих минералов лежит в основе заметного различия в их физических свойствах¹.

Примечания

1. Болсс детальный анализ структурной природы монтмориллонитов можно найти в сборнике «Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов» под редакцией Брауна, в котором глава, посвященная монтмориллонитам, написана Мак-Юаном.