Electron-Optical Investigations on Montmorillonites—I. Cheto, Camp-Berteaux and Wyoming Montmorillonites

Abstract

Other layer silicates are consistently present as impurities in natural montmorillonite samples. They have a distinctly different morphology from the common montmorillonite particles. The selected area electron diffraction (SAD) of these impurities display unusually sharp spot patterns with triclinic, monoclinic and hexagonal symmetries. These impurities are most likely micas, which are easily detectable with X-rays in the coarser fractions (> 10 μm) of the samples.

The crystal structure model with the space group C2 for montmorillonite single layer has an unusual configuration of OH’s and vacancies for a dioctahedral layer silicate. Our intensity calculations do not bring a conclusive evidence for distinguishing the two possible space groups C2 and C2/m on the observed SAD patterns of montmorillonite.

The SAD of the thin montmorillonite flakes in Cheto, Camp-Berteaux and Wyoming samples display uniform ring, circular arcs and spotty ring patterns, respectively. These patterns indicate different modes of association of crystallites or different arrangements of elementary layers within them.

Résumé

D’autres phyllosilicates que la montmorillonite sont présents normalement comme impuretés dans les montmorillonites naturelles. Ils ont une morphologie distinctement différente de celle des particules normales de montmorillonite. La microdiffraction électronique (SAD) de ces impuretés donne des taches inhabituellement nettes, relevant de symétries trlclinique, monoclinique et hexagonale. Ces impuretés sont en général des micas facilement détectables avec les rayons X dans les fractions les plus grossières (> 10 μm) des échantillons.

Le modèle de structure cristalline avec le groupe spatial C 2 pour le feuillet de montmorillonite a une configuration inhabituelle pour un phyllosilicate dioctaédrique, en ce qui concerne les OH et les lacunes. Nos calculs d’intensité n’apportent pas de preuve concluante pour distinguer les deux groupes spatiaux possibles, C 2 et C 2/m d’après les diagrammes de SAD observés avec les montmorillonites.

La SAD de fines lamelles de montmorillonites de Cheto, de Camp-Berteau et du Wyoming, montre respectivement des diagrammes en anneaux uniformes, en arcs circulaires et en anneaux ponctués. Ces diagrammes indiquent différents modes d’association des cristallites ou différents arrangements des feuillets élémentaires dans les cristallites.

Kurzreferat

In natürlichen Montmorillonitproben sind erklärlicherweise andere Schichtsilicate als Verunreinigungen enthalten. Sie besitzen eine von der der gewöhnlichen Montmorillonitteilcben deutlich unterschiedene Morphologie. Die Feinbereichselektronenbeugungsdiagramme (SAD) dieser Verunreinigungen weisen gewöhnlich scharfe Punktmuster mit trikliner, monokliner und hexagonaler Symmetrie auf. Diese Verunreinigungen bestehen sehr wahrscheinlich aus Glimmern, die leicht durch Röntgenbeugung in den gröberen Fraktionen (> 10 μm) der Proben nachweisbar sind.

Das Kristallstrukturmodell mit der Raumgruppe C 2 für die Einzelschicht des Montmorillonits weist eine für ein dioktaedrisches Schichtsilicat ungewöhnliche Konfiguration der OH-Gruppen und der Fehlstellen auf. Unsere Intensitätsberechnungen erbringen keinen schlüssigen Nachweis für eine Unterscheidung der beiden möglichen Raumgruppen C 2 und C 2/m anhand der erhaltenen SAD-Diagramme des Montmorillonits.

Die SAD der dünnen Montmorillonitplättchen in Cheto-, Camp-Berteaux- und Wyoming-Proben weisen einförmige ring-bzw. kreisförmige Bogen- und fleckige Ringmuster auf. Diese Muster deuten auf eine unterschiedliche Art der ZU.S.A.mmenlagerung der Kristallite oder auf eine unterschiedliche Art der Anordnung der Elementarschichten innerhalb der Kristallite hin.

Резюме

В природных образцах монтмориллонита всегда присутствуют другие слоистые силикаты. Их частицы обладают заметно отличающейся морфологией от обычных частиц монтмориллонита. Электронная дифракционная картина избранной площади этих включений показывают необыкновенно резкие световые пятна с триклинной, моноклинной и шестиугольной симметриями. Эти включения весьма вероятно слюды, которые легко детектируются рентгеновскими лучами в более крупных фракциях (>10 μм) образцов.

Модель структуры кристалла пространственной группы С2 одного слоя монтмориллонита имеет необыкновенную конфигурацию ОН и пустоты для диоктаэдрально слоистого силиката. Наши расчеты интенсивности не дали решающего доказательства для различения двух возможных пространственных групп С2 и С2/м на электронной дифракционной картине монтмориллонита.

Электронные дифракционные картины тонких чешук монтмориллонита в образцах из Чето, Камп-Берто и Вайоминга отображают однородные кольца, круговые арки и точечные изображения колец, соответственно. Эти рисунки указывают на различные формы ассоциации кристаллов или различное расположение их элементарных слоев.