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Zur Mineralogie, Kristallchemie und Geochemie einiger Montmorillonite aus Bentoniten

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

Klaus Vogt  and
Heinrich M. Köster
Klaus Vogt
Affiliation:
Lehrstuhl für Mineralogie, Technische Universität München, Lichtenbergstrasse 4, 8046 Garching, Deutschland
Heinrich M. Köster
Affiliation:
Lehrstuhl für Mineralogie, Technische Universität München, Lichtenbergstrasse 4, 8046 Garching, Deutschland
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Zusammenfassung

Dioktaedrische Smektite aus 19 Bentonitproben werden abgetrennt. Aus den chemischen Analysen errechnen sich unter Berücksichtigung der direkt gemessenen Zwischenschichtladungen (nach Lagaly & Weiss, 1971) kristallchemische Strukturformeln von exakt dioktaedrischen Mineralen. Die Tetraederzentren in der Struktur sind fast ausschliesslich von Si4+ besetzt; nur zwei der untersuchten Minerale zeigen eine beidellitische Komponente. Die gemessenen mittleren Zwischenschichtladungen der Montmorillonite (0·33 bis 0·39) ergeben sich allein aus der oktaedrischen Substitution von Me3+ durch Me2+. Im Gegensatz zu der grossen Variation der Strukturformeln von dioktaedrischen Smektiten in der älteren Literatur sind die kristallchemischen Unterschiede der hier untersuchten gereinigten Smektite sehr klein.

Im Vergleich zu den Rohbentoniten sind die Konzentrationen der meisten Spurenelemente in den abgetrennten Montmorilloniten erheblich verringert. Nur Mn, Zn, Co und Ni scheinen in die Kristallstruktur eingebaut zu sein. Die übrigen analysierten Spurenelemente sind adsorbtiv gebunden oder in akzessorischen Mineralen enthalten.

Abstract

Abstract

Dioctahedral smectites are separated from nineteen samples of bentonite. Structural formulas of the smectites are calculated from chemical analysis by means of directly measured interlayer charges (Lagaly & Weiss, 1971). The structural formulas confirm the exactly dioctahedral character of the investigated smectites. The tetrahedral sites of the crystal structure are almost all occupied by Si4+; two of the investigated minerals only have a beidellitic component. The measured average of interlayer charges of the montmorillonites (ranging from 0·33 to 0·39) result from the octahedral substitution of trivalent cations by divalent cations only. Among the porified smectites the variations in crystal chemistry are very limited compared to the published large variation of structural formulae of dioctahedral smectites.

The concentrations of most of the analysed trace elements are much lower in the separated smectites than in the samples of raw bentonite. Mn, Zn, Co and Ni only may be structural elements. The other analysed trace elements (Cr, P, Cu, Pb, Rb, Li, Sr, Ba) are adsorbed on the clay mineral surfaces or are constituents of accessory minerals.

Résumé

Résumé

Des smectites dioctaédriques sont séparées de dix-neuf échantillons de bentonite. Les formules structurales des smectites sont calculées par analyse chimique au moyen de charges intercalées mesurées directement (Lagaly & Weiss, 1971). Les formules structurales confirment le caractère parfaitement dioctaédrique des smectites étudiées. Les sites tétraédriques de la structure cristalline sont presque tous occupés par Si4+; seuls deux des minéraux etudiés ont un composant beidellitique. La moyenne mesurée des charges intercalées de montmorillonites (allant de 0·33 à 0·39) résulte de l'échange octaédrique de cations trivalents par des cations divalents seulement. Parmi les smectites purifiées, les variations de la chimie des cristaux sont très limitées à la grande variation publiée des formules structurales des smectites dioctaédriques.

Les concentrations de la plupart des oligo-éléments analysés sont beaucoup plus faibles dans les smectites séparées que dans les échantillons de bentonite brute. Mn, Zn, Co et Ni seuls peuvent être des éléments structuraux. Les autres oligo-éléments analyses (Cr, P, Cu, Pb, Rb, Li, Sr, Ba) sont adsorbés sur les surfaces minérales argileuses ou sont des composants de minéraux accessoires.

Resumen

Resumen

Se separan las esmectitas dioctaedricas de diecinueve muestras de bentonita. Se calculan las fórmulas estructurales de las esmectitas partiendo del análisis químico por medio de cargas de intercalación medidas directamente (Lagaly & Weiss, 1971). Las fórmulas estructurales confirman el carácter exactamente dioctaédrico de las esmectitas investigadas. Los sitios tetraédricos de la estructura cristalina están ocupados casi todos por Si4+; sólo dos de los minerales investigados tienen un componente beidelitico. El promedio medido de cargas de intercalación de las montmorillonitas (que varía de 0·33 a 0·39) resulta de la sustitución octaédrica de cationes trivalentes por cationes divalentes únicamente. Entre las esmectitas purificadas las variaciones en la química de los cristales son muy limitadas en comparación con las grandes variaciones publicadas de fórmulas estructurales de esmectitas dioctaédricas.

Las concentraciones de la mayoría de los oligoelementos analizados son mucho menores en las esmectitas separadas que en las muestras de bentonita cruda. Sólo Mn, Zn, Co y Ni puede que scan elementos estructurales. Los demás elementos anilizados (Cr, P, Cu, Pb, Rb, Li, Sr, Ba) están adsorbidos en las superficies de los minerales de arcilla o son constituentes de minerales accesorios.

Type
Research Article
Information
Clay Minerals , Volume 13 , Issue 1 , March 1978 , pp. 25 - 43
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1978

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References

Literatur

A.P.I. (1951) American Petroleum Institute, Reference Clay Minerals, Research Project 49, Columbia University, New YorkGoogle Scholar
Foster, M.D. (1951) Am. Miner. 36, 717.Google Scholar
Foster, M.D. (1953) Am. Miner. 38, 994.Google Scholar
Grim, R.E. & Kulbicki, G. (1961) Am. Miner. 46, 1329.Google Scholar
Hashimoto, J. & Jackson, M.L. (1960) Clays Clay Min. 7, 102.Google Scholar
Hendricks, S.B. (1942) J. Geol., 50, 276.Google Scholar
Herold, R. (1970) Sedimentpetrographische und mineralogische Untersuchungen an pelitischen Gesteinen der Molasse Niederbayerns. Dissertation, Università! Miinchen.Google Scholar
Hirst, D.M. (1962) Geochim. cosmochim. Acta 26, 1147.CrossRefGoogle Scholar
Horn, M.K. & Adams, J.A.S. (1966) Geochim. cosmochim. Acta, 30, 279.Google Scholar
Kerschreiter, H. (1976) Mineralogische und kristallchemische Untersuchungen am Nontronit von Hundsangen (Westerwald) und den Montmorilloniten von Gòpfersgriin und Grosschlattengriin (Nordostbayern). Diplomarbeit, Technische Universitat Miinchen.Google Scholar
Knechtel, W.M. & Patterson, S.H. (1956) U.S. Geol. Surv. Bull. 1023.Google Scholar
Köster, H.M. (1977) Clay Miner. 12, 45.Google Scholar
Köster, H.M. (1978) Die Chemische Silikatanalyse. Springer, Berlin.Google Scholar
Köster, H.M., Kohler, E.E., Krahl, J., Kroger, J. & Vogt, K. (1973) N. Jb. Min. Abh., 119, 83.Google Scholar
Kurzweil, H. (1973) Tscher. Min. Petro. Mitt. 20, 169.Google Scholar
Lagaly, G. & Weiss, A. (1971) Z. Pflanzenernàhrung Bodenk., 130, 9.CrossRefGoogle Scholar
Lagaly, G. & Weiss, A. (1971) Kolloid Z. Z. Polymere, 243, 48.Google Scholar
Minato, H. & Imai, N. (1969) Guide-book, Int. Clay Conf., Tokyo. Google Scholar
Osthaus, B.B. (1954) Clays Clay Min. 2, 404.CrossRefGoogle Scholar
Ross, C.S. & Hendricks, S.B. (1945) U.S. Geol. Survey Prof. Paper 205-B, 23.Google Scholar
Roth, C.B., Jackson, M.L. & Syers, J.K. (1969) Clays Clay Min. 17, 253.CrossRefGoogle Scholar
Schultze, D. (1969) Differentialthermoanalyse. Verlag Chemie, Weinheim.Google Scholar
Siegl, W. (1945) N. Jb. Min. Mh. Abt. A, 11. Google Scholar
Slaughter, M. & Earley, J.W. (1965) Geol. Soc. Am. Spec. Paper 83.Google Scholar
Stevens, R.E. (1946) U.S. Geol. Surv. 950.Google Scholar
Takeshi, H. & Kato, C. (1969) The Clays of Japan. Geol. Surv. Japan, Int. Clay Conf., Tokyo.Google Scholar
Turekian, K.K. (1972) Chemistry of the Earth. Holt, Rinehart & Winston, New York.Google Scholar
Vogt, K. (1975) Mineralogische und chemische Untersuchungen an niederbayerischen, amerikanischen und japanischen Bentoniten. Dissertation, Technische Universitat Miinchen.Google Scholar
Weaver, C E . (1956) Am. Miner., 41, 202.Google Scholar
Weaver, C.E. & Pollard, L.D. (1973) The Chemistry of Clay Minerals. Elsevier, Amsterdam.Google Scholar
Weir, A.H. & Greene-Kelly, R. (1962) Am. Miner. 47, 137.Google Scholar
Weiss, A., Koch, G. & Hofmann, U. (1954) Ber. DKG, 31, 301.Google Scholar
Weiss, A., Koch, G. & Hofmann, U. (1955) Ber. DKG, 32, 12.Google Scholar