2.1.4 Аллофаноиды

Аллофаноиды являются аморфной разновидностью глинных минералов, сравнительно недавно осажденных из растворов (истинных или коллоидных) соединений кремнезёма и алюминия.

Коагели аллофаноидов имеют общий состав, выражаемый формулой [nSiO₂∙mAl₂O₃]∙xH₂O, что говорит о широких вариациях в соотношениях кремнезема, алюминия и воды. Повышение рН растворов сопровождается расширением отношения SiO₂:Al₂O₃; возрастание кислотности среды способствует сужению этого отношения. Однако преобладают аллофаны с молекулярным отношением SiO₂:Al₂O₃ = 2:1.

Аллофаноиды могут иметь конституционные и сорбированные примеси. Обычно аллофаноиды белого и сероватого цветов. Замещение алюминия железом с образованием аморфного феррисиликата даёт тёмный и даже чёрный минерал. Аллофаноиды являются типичными минералами молодых почв, образованных на относительно свежих вулканических пеплах. По-видимому, в других условиях аллофаноиды быстро кристаллизуются и переходят в кристаллические формы вторичных силикатов.

Хисингерит - сравнительно широко распространенный аморфный силикат железа - аналог аллофана; он имеет молекулярное отношение SiO₂:Fe₂O₃ = 2:1. Между аллофаном и хисингеритом имеются многочисленные переходные минералы, связанные с различной степенью замещения железа алюминием.

3 Кристаллические вторичные минералы

3.1 Глинные минералы (алюмосиликаты)

Глинные кристаллические минералы являются гидратированными (водными) силикатами (алюмосиликатами) со слоистой или цепочечной кристаллической решеткой, состоящей из слоев кремнекислородных тетраэдров, сведенных в гексагональную форму и упакованных в самостоятельные слои.

Каждый слой состоит из поверхности катионов (кремний, алюминий, магний, железо), причем индивидуальный катион окружён четырьмя ионами кислорода или шестью ионами гидроксила (тетраэдры или октаэдры соответственно). Классификационное подразделение вторичных силикатных минералов базируется на их кристаллохимической структуре, т.е. на типе организации кристаллической решетки и ее элементов. Главным при этом является структура ионных пакетов.

Различают глинные минералы двухслойные (1:1), в которых на один слой кремнекислородных тетраэдров приходится один октаэдрический слой алюминия, магния или железа. К этому типу относятся минералы групп каолинита, галлуазита, 7А-хлорита.

Далее выделяют класс трехслойных минералов (2:1), в которых между двумя кремнекислородными слоями расположен один слой алюмогидроксильных октаэдров. Сюда относятся минералы групп монтмориллонита, иллита (гидрослюды), вермикулита. Наконец, различают четырехслойные глинные минералы, например, 14А-нормальный хлорит, имеющий два кремне-кислородных и два октаэдрических слоя магния или железа, которые перемежаются.

Нужно иметь в виду, что химизм глинных минералов крайне изменчив, так как алюминий также может образовывать кислородные тетраэдры, которые могут замещать кремнекислородные тетраэдры. Кроме того, железо и магний, образующие октаэдры с гидроксилами, замещают алюминий в октаэдрических слоях. Очень важным классификационным признаком глинных силикатных минералов является подвижность или неподвижность кристаллической решетки и способность сорбировать воду (и другие жидкости), а также катионы и анионы.

Глинные минералы групп монтмориллонита и вермикулита характеризуются подвижной кристаллической решеткой. Другие не обладают этим свойством или обладают им лишь в слабой степени.