수성 백운모와 일라이트

뮤코바이트(Mucovite)와 일라이트(Illite)는 같은 광물을 가리키는 동의어로 사용되는 경우가 많다. 실제로는 그 의미가 다르다. 백운모는 수화된 백운모로, 풍화 지각 내 물의 작용(또한 저온 열수 조건 하에서)으로 인해 K+의 일부를 잃고, 특히 산성수의 작용으로 인해 H3O+가 K+를 대체하여 중간층 영역으로 들어갑니다. 화학 공식은 다음과 같습니다.

K2-x(H3O+)xAl4[Al2Si6S20](OH)4

일라이트는 인질암 암석이나 토양(예: 카올리나이트, 몬모릴로나이트 등)의 점토 광물입니다. .) 운모로. K+ 함량도 백운모보다 적고 Si4+를 대체하는 Al3+도 적습니다. 이 두 가지가 전하 균형을 형성합니다.

K2-xAl4 [Al2-xSi6+xO20] ( OH) 4

따라서 토양이나 각종 점토질 암석에 있는 백운모와 유사한 광물의 대부분은 실제로 일라이트이다. 풍화지각에서 변형된 수화된 백운모만을 수화된 백운모라 부른다. 그러나 둘 다 점토 광물과 백운모 사이의 전이 생성물이기 때문에 실제로 둘을 구별하기가 어렵습니다.

[화학 조성] 백운모와 비교하여 K2O 함량이 감소하고(<6%) H2O는 8% ~ 9%로 증가할 수 있으며 SiO2는 25%로 감소할 수 있습니다. 55% .

[형태] 단사정계 결정계; 종종 비늘이나 조밀한 블록 형태입니다. 흙 덩어리의 입자는 대개 매우 작으며 일반적으로 2μm 미만, 일반적으로 200~2000nm 사이입니다.

[물리적 특성] 흰색, 회색, 때로는 노란색 또는 녹색 색조를 띤 유리 광택, 기름 광택 또는 흙빛 광택이 있는 촘촘한 블록형 광택. 절단 평행 {001}, 완전 경도 2 ~ 3. 상대밀도 2.5~2.8.

[발생 및 유래] 수분성 백운모는 풍화 작용에 의해 점토 광물로 변하는 중간 생성물로, 백운모 편암, 편마암 등이 풍화되어 형성된 토양에서 흔히 발견됩니다. 카올리나이트와 같은 점토 광물을 형성할 수 있습니다. 일라이트는 셰일과 이암의 주요 광물입니다. 장석과 기타 광물도 풍화 및 변형 시 일라이트를 형성할 수 있습니다. 일라이트의 결정화도를 측정하면 암석의 변성 정도를 결정하는 데 도움이 됩니다.

[식별특성] 일반적으로 육안으로는 정확하게 식별할 수 없으며, 기타 기기분석 방법이 필요하다.

[용도] 자색토기의 점토 원료에는 하이드로미카 암석과 일라이트 암석을 세라믹 원료로 사용할 수 있다. 정제된 하이드로미카 분말과 일라이트 분말은 우수한 플라스틱, 고무, 코팅 충진제로 사용할 수 있습니다.

질석 Mg0.7(Mg, Fe2+, Fe3+)6[Al2Si6O20](OH)4·8H2O

[화학 조성] 흑운모에 비해 K+는 마그네슘에 의해 수화되어 이온 (Mg·6H2O)2+가 치환되고, Fe2+가 Fe3+로 산화된다. 그 구성은 그다지 고정되어 있지 않으며, 그 화학식은 가장 일반적인 경우만을 나타냅니다. 질석의 최대 K2O 함량은 5% 미만입니다.

[형태] 단사정계 결정계는 일반적으로 여전히 흑운모 또는 금운모의 벗겨지고 비늘 모양의 모양을 유지합니다.

[물리적 특성] 갈색, 황갈색, 청동색 광택은 흑운모보다 강하며 종종 기름 광택이 있습니다. 경도 1 ~ 1.5; 절단은 평행하고 {001} 완전하며, 플레이크는 기본적으로 비탄력적이지만 유연합니다. 상대밀도 2.4~2.7.

질석을 가열하면 급격하게 팽창하여 부피가 15~20배까지 늘어나 마치 거머리(거머리)처럼 생겼다고 하여 질석이라는 이름이 붙여졌다. 부풀어 오르면 황백색으로 변하고 체중(틈새를 포함한 무게/체적)이 0.6~0.9로 떨어진다. 팽창의 원인은 층간 도메인에서 물 분자의 기화 결과입니다. 구운 질석은 매우 강한 방음 및 단열 특성을 가지고 있습니다.

[발생 및 유래] 주로 저온 열수변질과 풍화작용을 통한 흑운모 변태의 산물이다.

[식별특성] 모양과 색깔은 금운모와 유사하나, 박편은 탄력이 없고 광택이 어두우며 연소 후 부풀어 오른다.

[용도] 질석은 흡착성과 이온교환성이 우수하다. 팽창질석은 기밀공기가 다량 함유되어 있어 경량성, 단열성, 차음성, 내화성, 내동결성, 항균성을 지닌다. 환경 보호, 에너지 절약, 소음 감소, 단열, 경량 건축 자재, 정원, 축산, 토양 재배 및 기타 분야에 사용됩니다.

몬모릴로나이트-사포나이트 계열

이 계열의 구조는 물 분자와 결합된 Mg2+, Ca2+, Na+ 플라즈마(수화 이온)로 채워진 층간 도메인이 특징입니다. 는 고가 양이온(예: Al3+ 대신 Mg2+) 대신 단위층의 팔면체 시트에 저가 양이온이며, 사면체 시트에는 Si4+ 대신 Al3+가 있을 수도 있습니다.

그림 15-38 몬모릴로나이트의 결정구조

Mg2+, Ca2+, Na+는 물 분자와 강한 결합력을 가지며, 이들의 이온 수화열은 1882, 1435, 406( 각각 kJ/mol), 둘 다 K+의 수화열(kJ/mol)을 초과합니다. 따라서 이 광물 계열의 층간 양이온은 많은 수의 물 분자를 결정 격자로 끌어당겨 광물이 많은 양의 층간 물을 포함하게 만듭니다(그림 15-38). 이는 이 미네랄 계열의 중요한 특징입니다.

운모군에 비해 이 광물군의 구조단위층에 남아있는 음전하는 적고, 팔면체 시트의 양이온 치환으로 인해 발생하는 경우가 많다. 이 그룹의 미네랄은 두 가지 중요한 특성, 즉 물 팽창과 이온 교환을 가지고 있습니다.

(1) 격자 확장성 물 분자가 층간 도메인에 진입하면 격자는 c축 방향을 따라 증가할 수 있습니다. 예를 들어, 물 분자의 개수가 다른 경우, c축을 따른 구조 단위층 사이의 거리와 층간 도메인에 수용될 수 있는 물 분자의 층 수를 비교하면 표 15-5와 같다. 실험에서 측정된 최대 d 값은 48°에 도달했는데, 이는 물 분자가 없을 때의 5배입니다. 이 광물 계열의 이러한 특성은 종종 공학적 지질 조건에 큰 영향을 미칩니다. 중간층에 Mg2+와 Ca2+가 포함되어 있으면 가장 많은 물을 흡수합니다. Na+가 포함되어 있으면 일정량의 물을 흡수하여 연화되어 K+가 포함된 층상 규산염은 거의 흡수되지 않습니다.

표 15-5 구조단위의 층간 간격에 따른 몬모릴로나이트-사포나이트계 광물의 물 분자 수와 층간 도메인의 물 분자층 수 비교

(2) 양이온 교환 구조 단위층은 층간 영역의 양이온, 특히 수화 이온에 대한 인력이 약하기 때문에 이 미네랄 계열의 층간 영역의 양이온은 결정 격자 안팎으로 비교적 자유롭게 이동할 수 있습니다. 예를 들어, 칼슘과 마그네슘을 함유한 경수가 나트륨을 함유한 몬모릴로나이트 사이로 흐를 때 Ca2+와 Mg2+가 결정 격자로 들어가 물 속 Na+를 대체할 수 있습니다. 광물의 양이온 교환 특성은 산업 분야에서 매우 유용하게 사용됩니다.

이 계열의 일부 광물의 이상적인 화학 공식은 다음과 같습니다.

광물학에 대한 간략한 튜토리얼

그 중에서 몬모릴로나이트가 가장 중요하며 아래에 설명되어 있습니다.

몬모릴로나이트(미결정 카올리나이트, 콜리나이트)

[화학 조성] 층간 양이온의 종류와 수, 물 분자의 수를 제외하고는 조성이 크게 다릅니다. 변수로, 그 구성은 논트로나이트(nontronite) 및 베이델라이트(beidellite)와 과도기적 관계에 있습니다. 또한 소량의 Fe2+, Mn2+, Ti4+, Ni2+ 등도 함유할 수 있습니다.

[형태] 단사정계 결정계, 종종 흙 블록 형태입니다.

[물리적 특성] 흰색 또는 약간 밝은 빨간색, 밝은 회색, 밝은 녹색 및 기타 흙빛 또는 밀랍 광택. 경도 1~2. 상대밀도 2~3. 물을 흡수한 후 부피가 여러 번 팽창하여 페이스트 형태로 분산됩니다.

[원인 및 발생] 실제로 알칼리 조건에서 화산유리의 실투, 분해, 결정화에 의해 형성되는데, 조건은 용액이 알칼리성이며 Mg, Ca, Na 및 K가 적게 함유되어 있다는 것입니다. 암석은 강우량이 적은 지역에서 가장 쉽게 풍화되어 몬모릴로나이트를 생산합니다. 몬모릴로나이트의 추가 풍화는 이를 카올리나이트와 같은 보다 안정적인 광물로 바꿀 수 있습니다. 기원에는 퇴적형, 잔류형, 열수형의 세 가지 주요 유형이 있습니다.

[식별 특성] 흙이 많고 물을 흡수하는 팽윤 및 분산은 예비 식별의 기초로 사용될 수 있습니다.

[응용] 몬모릴로나이트를 주광물로 하는 점토를 벤토나이트라고 하며, 이온교환 성질을 이용하여 나트륨계 및 유기벤토나이트를 제조한다. 주로 드릴링 머드 재료, 철광석 펠렛 바인더, 주물사 바인더 및 페인트 증점제로 사용됩니다. 유기 벤토나이트는 제지 및 고무 산업에서 식용유의 탈색, 정제 및 해독에 사용됩니다.