глина
Матеріал з GeoWiki - відкритої енциклопедії з наук про Землю.
Видобуток білих глин кар'єром
Видобуток білих глин кар'єром
Глина (англ. Clay) - тонкозерниста осадова гірська порода, кусковатості або пилоподібна в сухому стані і набуває пластичність або розкисати при зволоженні.
склад:
Глина складається з одного або декількох глинистих мінералів - каолініту, монтморилоніту, галлуазіта, або інших шаруватих алюмосилікатів, але може містити також піщані і карбонатні частинки в якості домішок. Як правило породообразующим мінералом в глині є каолініт. Глинозем (Al2O3) і кремнезем (SiO2) складають основу складу глиностворюючих мінералів.
Діаметр частинок глин менше 0,005 мм .; породи, що складаються з більш великих часток, прийнято класифікувати як лес. Колір глин різноманітний і обумовлений гл. чином фарбуючими їх домішками мінералів-хромофоров або органічних сполук. Більшість чистих глин - сірого або білого кольору, але звичайні і глини червоного, жовтого, коричневого, синього, зеленого, лілового і чорного кольорів.
походження
Глина - вторинний продукт, що утворюється в результаті руйнування скельних порід в процесі вивітрювання. Основним джерелом глинистих пластів служать польові шпати, при руйнуванні яких під впливом атмосферних агентів утворюються силікати групи глинистих мінералів. Деякі глини утворюються в процесі місцевого накопичення цих мінералів, але більшість з них представляють собою наноси водних потоків, які скупчуються на дні озер і морів.
В цілому за походженням і складом все глини підрозділяються на:
Глини осадові, образовавщіеся в результаті перенесення в інше місце і відкладення там глинистих та інших продуктів кори вивітрювання. За походженням осадові глини діляться на морські глини, що відклалися на дні моря, і континентальні глини, що утворилися на материку.
Серед морських глин розрізняють:
+ Прибережно-морські - утворюються в берегових зонах (зонах взмучивания) морів, незамкнутих затоках, дельтах річок. Характеризуються часто неотсортірованностью матеріалу. Швидко переходять в піщанисті і грубозернисті різновиди. Заміщаються піщаними і карбонатними відкладеннями по простяганню Такі глини зазвичай перешаровуються з пісковиками, алевролітами, пластами вугілля і карбонатними породамм.
+ Лагунові - утворюються в морських лагунах, напівзамкнутих з підвищеною концентрацією солей або опріснених. У першому випадку глини неоднорідні по гранулометричному складу, недостатньо відсортовані і ветречаются спільно з гіпсом або солями. Глини опріснених лагун зазвичай тонкодисперсні, тонкослоістие, містять включення кальциту, сідеріта, сульфідів заліза та ін. Серед цих глин зустрічаються вогнетривкі різновиди.
+ Шельфові - утворюються на глибині до 200 м. При відсутності течій. Характеризуються однродним гранулометричним складом, великою потужністю (до 100 м. І більше). Поширені на великій площі.
Серед континентальних глин виділяють:
+ Делювіальні - характеризуються змішаним гранулометричним складом, різкою його мінливістю і неправильної слоистостью (іноді відсутній).
+ Озерні, б. ч. з однорідним гранулометричним складом і тонкодисперсні. У таких глинах присутні всі глинисті мінерали, але каолинит і гідрослюд, а також мінерали водних оксидів Fе і Аl переважають в глинах прісних озер, а мінерали монтмориллонитовій групи і карбонати - в глинах соляних озер. До озерним глинам належить кращі різновиди вогнетривких глин.
+ Пролювіальние. утворені тимчасовими потоками. Характеризуються дуже поганий сортуванням.
+ Річкові - розвинені в річкових терасах, особливо в заплаві. Зазвичай погано відсортовані. Швидко переходять в піски і галечники, найчастіше нешаруваті.
Глини залишкові - глини, що виникають в результаті вивітрювання різних гірських порід на суші, і в море в результаті зміни лав, їх попелом і туфів. Вниз по розрізу залишкові глини поступово переходять в материнські породи. Гранулометричний склад залишкових глин мінливий - від тонкодисперсних різновидів у верхній частині поклади до нерівномірнозернисті - в нижній. Залишкові глини, що утворилися з кислих масивних порід, які не пластичні або мало пластичні; пластичніші глини, що виникли при руйнуванні осадових глинистих порід. До континентальним залишковим глинам відносяться каоліни та ін. Елювіальний глини. У Росії широко поширені, крім сучасних, стародавні залишкові глини - на Уралі, в Зап. і Сх. Сибіру, (їх багато також на Україні), - що мають велике практичне значення. У згаданих районах на основних породах виникають глини переважно монтморилонітові, нонтронітовие і ін., На середніх і кислих - каоліни і гідрослюдисті гліни.Морскіе залишкові глини утворюють групу глин відбілюючих, складених мінералами монтмориллонитовій групи.
Глини широко застосовуються в промисловості (у виробництві керамічної плитки, вогнетривів, тонкої кераміки, фарфоро-фаянсових і сантехнческіх виробів), будівництві (виробництво цегли, керамзиту та ін. Будматеріалів), для побутових потреб, в косметиці і як матеріал для художніх робіт (ліплення ).
Вироблений з керамзитових глин шляхом відпалу зі спучуванням керамзитовий гравій та пісок широко використовуються при виробництві будівельних матеріалів (керамзитобетон, керамзитобетонні блоки, стінові панелі та ін.) І як тепло- і звукоізоляційний матеріал. Це легкий пористий будівельний матеріал, що отримується шляхом випалення легкоплавкої глини. Має форму овальних гранул. Проводиться також у вигляді піску - керамзитовий пісок. Залежно від режиму обробки глини виходить керамзит різної насипної щільності (об'ємної ваги) - від 200 до 400 кг / м3 і вище. Керамзит володіє високими тепло- і шумо-ізоляційні властивості і використовується переважно як пористий заповнювач для легких бетонів, що не має серйозної альтернативи. Стіни з керамзитобетону довговічні, мають високі санітарно-гігієнічні характеристики, а споруди з керамзитобетону, побудовані більше 50 років тому, експлуатуються і до цього дня. Житло, який зводять зі збірного керамзитобетону, дешево, якісно і доступно. Найбільшим виробником керамзиту є Росія.
Глина (clay)
осадова порода, що містить більше 50% часток розміром менше 0,01 мм, що володіє великою пластичністю і набуває при випалюванні високу твердість.
Глина Валунна (boulder clay)
піщана глина льодовикового або пролювіальних походження, що представляє собою суміш глинистої речовини, алевриту, піску, брил і валунів.
Глини стрічкові (ribbon clay)
перешаровуються глинисті, алеврітістие і ін. відкладення пріледникових озер, де ясно виражені річний (щодо грубозернистий) і зимовий шари.
(Словник геологічних термінів і понять)
створена глина
Глини - найпоширеніший тип осадових порід на нашій планеті. Вони утворюються в результаті вивітрювання гірських порід, осадження з насичених розчинів і кристалізації, а також різних процесів, що відбуваються в товщі земної кори. Як показують сучасні експерименти, бактерії здатні скопіювати, мабуть, всі процеси, які призводять до синтезу або розчинення різних типів глин. При цьому багато процесів за участю бактерій йдуть набагато швидше, ніж в стерильних умовах, і не вимагають високих температур, тисків і зміни лужності середовища. Бактеріальний світ виявляється активним учасником геохімічного круговороту, пов'язаного з трансформацією глин.
Коли в повсякденній розмові почуєш слово "глина", на думку відразу приходять розкидані колії мокрого путівця де-небудь під Липецькому, або який зайшов в грязі трактор, або, в разі крайньої інтелектуального запала - гончарний круг. для геологів глина - це збірна назва широкого кола природних мінералів. Геолог уявить собі правильно перемежовуються шари октаедрів і тетраедрів, в яких з'єднуються алюміній, кремній і кисень, а між шарами - катіони різних металів. Саме тому глини називаються шаруватими силікатами. Крім того, ази геології свідчать про те, що глини - це найпоширеніший тип осадових порід на Землі. Одним словом, чого на планеті вистачає, так це глини. Глини - прекрасні адсорбенти, вони акумулюють на своїй поверхні органічні речовини, вбирають воду, є джерелом необхідних для життя катіонів металів, з глинистих мінералів складається грунт - те середовище, яка забезпечує життя на поверхні планети. Так що, здавалося б, при такій поширеності та господарської важливості вчені повинні були досконально з'ясувати всі про ці менералах. Проте питання про походження глин все ще залишається відкритим.
Прийнята точка зору, яка ніким, до речі, не заперечується, згідно з якою глинисті мінерали виходять в результаті вивітрювання метаморфічних і вивержених гірських порід. Різні умови вивітрювання сприяють утворенню різних типів глинистих мінералів, зміна умов веде до перетворення одних глинистих мінералів в інші. Сучасні моделі освіти глинистих мінералів на Землі враховують такі параметри як температура, тиск, рН середовища, але при цьому жодна з моделей не включає діяльність бактерій. Психологічно це зрозуміло - масштаби бактеріального світу вважаються на мікрони і секунди, а масштаби геологічних явищ - на кубокілометрів і тисячоліття. Важко уявити собі, що крихітні бактерії можуть якось суттєво змінити геологічні складові нашої планети. При цьому, правда, ми вже подумки звикли до того, що кисневу атмосферу створили ті самі мікроскопічні істоти, а до них атмосфера була зовсім іншого складу і властивостей. Але ось в сучасний вік біології поступово приходить усвідомлення того, що бактерії істотно переробили не тільки невидиму і невловиму атмосферу, а й цілком видимі і щільні гірські породи, в тому числі і глинисті мінерали.
Отже, глинисті мінерали формуються в результаті руйнування вивержених, метаморфічних і осадових порід. Протилежний йому процес - утворення осадових товщ в результаті осадження глинистих частинок; глинисті мінерали також синтезуються з розчинів, насичених силікатами, сполуками алюмінію і іншими катіонами металів. Крім того, в певних умовах одні типи глин перетворюються в інші. Всі ці процеси зворотні і утворюють замкнутий цикл трансформації глинистих мінералів, як це показано на наступному малюнку.
В експериментах, які проводилися за останні півтора десятка років, пробували вирощувати мікробів на самих різних мінералах і гірських породах. Використовували і граніт, і базальт, і пісок, і глини, і слюди, і вулканічні скла. У різних умовах спостерігали найрізноманітніші перетворення глинистих мінералів, наприклад, досить швидке бактеріальне розчинення гранітів і базальтів в анаеробних і аеробних умовах. При цьому фіксували новоутворення різних типів глин. Вражають досліди групи фахівців під керівництвом Конхаузера. Ця група досліджує механізми синтезу глинистих мінералів за участю живих бактерій. Вони показали, що важливо пошарове осадження катіонів металів на слизових чохлах бактерій. Залежно від виду бактерій, концентрації субстрату, рН середовища утворюються різні типи глинистих мінералів. Важливі також експерименти по прямому біосинтезу глинистих мінералів з розчинів. Ці роботи ведуться японськими вченими в групі К.Тазакі. Нещодавно корейські фахівці проводили успішні досліди з перетворення смоктати в Ілліт (два різних типи глинистих силікатів). Вони довели, що цей процес за участю мікробів йде при звичайних кімнатних умовах за лічені тижні, тоді як в абіотичних умовах він вимагає високого тиску, високих температур і займає не одну сотню років. Болгарська група вчених під керівництвом Стіряковой працює в основному з каолинитом - основою для виробництва порцеляни та фаянсу. Дослідження цієї групи показали, як бактерії змінюють будову кристалічної решітки і хімічний склад каолинита. Так що кожна ланка зазначеного циклу трансформації глинистих мінералів можуть виконати і бактерії. Важливим є те, що якщо в абіотичних процесах синтез, кристалізація, руйнування і розчинення глинистих мінералів йдуть при підвищених температурах і тисках, сильно лужному або сильно кислі рН, то для бактерій такі крайні параметри середовища зовсім необов'язкові. Вони справляються із завданням і в звичайних умовах, і роблять це значно швидше, ніж в стерильних дослідах.