Монтмориллонит
Монтмориллони́т (от фр. Montmorillon, топоним), иногда наноглина, раньше горное мыло или мыльная земля (устар.) — глинистый минерал, относящийся к подклассу слоистых силикатов, основной компонент бентонита. По составу — сложный алюмосиликат, содержит в своём составе также натрий, кальций и магний, расчётная формула: (Na,Ca)0,33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2•nH2O. Монтмориллонит обладает способностью к сильному набуханию благодаря своему строению и имеет ярко выраженные сорбционные свойства.
Название минералу было присвоено в честь одного из типовых месторождений в окрестностях города Монморийон во французском департаменте Вьенна. Монтмориллонит — центральный минерал группы слоистых глин, носящей его имя. В литературе монтмориллонит с разновидностями иногда встречается под синонимами: бентониты или бентонитовые глины, болюсы, отбеливающие глины, фуллеровы земли, гумбрины или нальчикиты. Все эти термины не обладают достаточной точностью, применяются чаще всего в мыловаренной промышленности и относятся скорее к товарной группе глин, которые хорошо адсорбируют едкие и углекислые щёлочи и потому используются в качестве «омыляющих» веществ. В самой общей форме эти глины носят название «отбеливающих глин».
О монтмориллоните коротко
править| — Степан Крашенинников, «Описание земли Камчатки» (глава 4), 1755 |
Мягкая и вкусом похожая на сметану, полюсовая земля, которую едят, встречается в разных местах как у Пенжинского моря, так и около Курильского озера...[2] | |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
| — Магазинъ общеполезныхъ знанïй и изобрѣтенïй, 1795 |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Армянской болюсъ былъ прежде всего въ большой славѣ такъ какъ изсушающее и вяжущее средство. <...> Древніе почитали сію землю за сильное противуядное лѣкарство.[4] | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Нынѣ прикладывается печать Султанская, или Повелителя острова; и отъ того сей болюсъ называютъ печатною землею.[4] | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Из разновидностей по составу заслуживает внимания Cr-монтмориллонит, называемый волконскоитом и используемый в качестве красителя.[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Интересны некоторые внешние признаки, свойственные выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом. После дождей поверхностные выходы их превращаются в густую массу скользкого студня. При высыхании они трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбухания более глубоких участков.[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является более или менее устойчивым минералом. В пустынных местностях залежи его, превращаясь с поверхности в тонкий пылевидный материал, с помощью ветров и самумов легко переносятся по воздуху.[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
В настоящее время термин «монтмориллонит» употребляется для обозначения всей группы глинистых минералов с разбухающей решеткой, за исключением вермикулита, а также как название отдельного минерального вида.[6] | |
| — Ральф Ерли Грим, «Минералогия глин», 1956 |
Интересны <...> соединения включения мономеров с минералом монтмориллонитом. <...> Молекулы мономера расположены на плоскости между двумя листочками монтмориллонита: полимеризация этих комплексов приводит к образованию полимеров, сшитых в ленту.[7] | |
| — Эммануил Бородянский, «Реакция идет в кристалле ― твердофазная полимеризация», 1966 |
| — Герберт Смит, «Драгоценные камни», 1971 |
Гольфстрим, берущий начало в Мексиканском заливе, несет огромное количество тонкой глинистой взвеси, в которой преобладает монтмориллонит.[9] | |
| — Александр Конюхов, «Геология океана: загадки, гипотезы, открытия», 1989 |
| — Александр Иличевский, «Перс», 2009 |
При нагревании от 100 до 200°C монтмориллонит теряет адсорбированную воду <...>. Этот процесс заканчивается при температуре 800-900°C, когда монтмориллонит переходит в аморфное состояние.[11] | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
Монтмориллонит сильно впитывает воду (до 600-700%), решетка его очень подвижная.[11] | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
Основным породообразующим компонентом бентонитовых глин является преимущественно монтмориллонит (> 60-70%), в свою очередь входящий в группу смектита.[12] | |
| — Пётр Белоусов, Виктория Крупская, «Инженерная геология», 2019 |
| — Павел Кашперюк, Николай Платов, Александр Потапов и др., «Инженерные изыскания в строительстве», 2019 |
<Монтмориллонит> встречается <...> в суглинках и глинах. Мономинеральная глина ― «бентонит». Является сырьём в гончарном и фарфоровом производствах, применяется как гидроизоляционная завеса.[13] | |
| — Павел Кашперюк, Николай Платов, Александр Потапов и др., «Инженерные изыскания в строительстве», 2019 |
В научной и научно-популярной литературе
править_20.jpg)
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Разности и мѣста нахожденія. Сюда причисляются: | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Высокая поглотительная способность глин, состоящих главным образом из минералов группы монтмориллонита и способных извлекать из жидкостей различные загрязняющие взвешенные примеси (а в сухом состоянии даже нефтяные газы), широко используется в разных отраслях промышленности. Встречаются глины, которые хорошо адсорбируют едкие и углекислые щелочи и потому используются как «омыляющие» вещества, применяемые в мыловаренной промышленности. Все эти глины носят название «отбеливающих» глин. Им даны также различные специальные названия: «бентониты», или «бентонитовые глины», «фуллеровы земли», «гумбрин», «нальчикит» и т. д.[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Другим очень важным свойством минералов этой группы, представленных обычно тонкодисперсными массами, является сильно выраженная способность к обмену катионами, подобно тому, как это установлено для цеолитов и специальных веществ, называемых пермутитами. Глины, состоящие главным образом из монтмориллонита, на 100 г вещества содержат от 60 до 100 мγ-экв обменных катионов, главным образом Са2+, К1+, Na1+, тогда как в каолинах устанавливается всего 3–15 мγ-экв этих катионов. Поскольку после тонкого помола обмен катионами увеличивается до трех раз, считают, что эти обменные катионы могут располагаться не только на поверхности частиц, но и внутри кристаллических фаз (очевидно, в пространствах между слоистыми пакетами в кристаллических структурах).[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Монтмориллонит <...> является широко распространенным минералом, главным образом среди некоторых разностей глин. Химический состав непостоянный, сильно зависит от варьирующего содержания воды. <...> Из разновидностей по составу заслуживает внимания Cr-монтмориллонит, называемый волконскоитом и используемый в качестве красителя. <...> | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Наличие монтмориллонита в тех или иных глинах можно заподозрить по явлениям сильного их набухания от влаги и связанной с этим свойством жирности. Однако точная диагностика без измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов невозможна. | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Монтмориллонит образуется почти исключительно в экзогенных условиях, преимущественно в процессе выветривания основных изверженных горных пород, в условиях щелочной среды. | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является более или менее устойчивым минералом. В пустынных местностях залежи его, превращаясь с поверхности в тонкий пылевидный материал, с помощью ветров и самумов легко переносятся по воздуху. Этим путем возникают лёссовые отложения, содержащие часто в существенных количествах бейделлит и монтмориллонит.[5] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Найдены были и другие вещества, пустоты в кристаллических решетках которых можно было использовать в качестве матриц для будущего полимера. Интересны также соединения включения мономеров с минералом монтмориллонитом. Эти комплексы представляют собой как бы слоеное пирожное. Молекулы мономера расположены на плоскости между двумя листочками монтмориллонита: полимеризация этих комплексов приводит к образованию полимеров, сшитых в ленту.[7] | |
| — Эммануил Бородянский, «Реакция идет в кристалле ― твердофазная полимеризация», 1966 |
Так называемый сапонит из Пломбьера во Франции представляет собой глину — монтмориллонит, название которой происходит от месторождения Монтмориллон, расположенного вблизи Вьенна во Франции. Это очень мягкий минерал, распадающийся в воде. Удельный вес и показатель преломления равны соответственно 2 и 1,52, цвет от белого до красноватого или зеленоватого. Монтмориллонит — глинистый минерал, водный алюмосиликат.[8] | |
| — Герберт Смит, «Драгоценные камни», 1971 |
...в зонах подъема глубинных вод, помимо фосфоритов и глауконита, встречается много цеолитов, барит, натриевый монтмориллонит...[9] | |
| — Александр Конюхов, «Геология океана: загадки, гипотезы, открытия», 1989 |
...плотный поток взвешенного материала, видимо, препятствует развитию <...> коралловых рифов. Гольфстрим, берущий начало в Мексиканском заливе, несет огромное количество тонкой глинистой взвеси, в которой преобладает монтмориллонит. Взвешенный материал попадает в Мексиканский залив в составе твердого стока Миссисипи и ряда мелких рек, выходящих к побережью Техаса. Исследования последних лет свидетельствуют о существовании в данном районе придонного, промежуточных и поверхностного нефелоидных потоков, которые поддерживаются не только выносами рек, но и приливно-отливными явлениями. Из лагун, которыми изобилует побережье Техаса, в отлив выносится тонкий глинистый материал в виде нефелоидных потоков малой плотности. Самый значительный из них, придонный, прослеживается до кромки шельфа.[9] | |
| — Александр Конюхов, «Геология океана: загадки, гипотезы, открытия», 1989 |
Монтмориллонит присутствует в составе многих глинистых пород, он является основным для бентонитовых глин, которые употребляются для изготовления высококачественных глинистых растворов при проходке буровых скважин. | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
При нагревании от 100 до 200°C монтмориллонит теряет адсорбированную воду; при температуре 500-700°C происходит выделение конституционной воды и разрушение кристаллической решётки. Этот процесс заканчивается при температуре 800-900°C, когда монтмориллонит переходит в аморфное состояние.[11] | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
Строение кристаллической решетки монтмориллонита, в общем, очень близко к строению кристаллической решётки каолинита, но у каолинита элементарных слоёв пять, у монтмориллонита их семь. Смежные пакеты соприкасаются друг с другом атомами кислорода, поэтому связи между пакетами гораздо слабее, чем между пакетами каолинита. | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
Монтмориллонит хорошо адсорбирует из растворов (подземных вод) различные катионы. Это приводит к изменению свойств монтмориллонитовых глин (Ca-бентонит и Na-бентонит). Такая особенность создаёт возможность искусственного воздействия на свойства монтмориллонитовых глин. Mонтмориллонитовые глины по сравнению с каолинитовыми и другими глинами характеризуются большей набухаемостью и сжимаемостью и малой водопроницаемостью.[11] | |
| — Алан Лолаев, Вячеслав Бутюгин, «Инженерная геология», 2017 |
Основным породообразующим компонентом бентонитовых глин является преимущественно монтмориллонит (> 60-70%), в свою очередь входящий в группу смектита. В качестве примесных компонентов встречаются кварц, полевые шпаты, кальцит, редко пирит и органическое вещество, а также другие глинистые минералы — каолинит, иллит, смешанослойные глинистые минералы, реже хлорит и вермикулит. <...> Благодаря изоморфным замещениям в составе октаэдрических и тетраэдрических сеток формируется отрицательный заряд слоя, который компенсируется межслоевыми катионами и обеспечивает высокие сорбционные свойства бентонитовых глин. Для монтмориллонита характерна преимущественная локализация заряда в составе октаэдрических сеток, что приводит к высокой сорбции катионов и органических компонентов.[12] | |
| — Пётр Белоусов, Виктория Крупская, «Инженерная геология», 2019 |
Монтмориллонит, (Mg,Ca)O×Al2O3×SiO2×nH2O, экзогенное. Габитус различим только в электронном микроскопе в виде чешуек размером менее 0,002 мм. Внутренняя структура образована сочетанием слоёв-пакетов, вложенных друг в друга, которые способны раздвигаться при поглощении минералом воды или сближаться при её удалении (высыхании). Спайность отсутствует. Цвет белый, розовый, голубовато-серый. Черта белая. Твёрдость 1. | |
| — Павел Кашперюк, Николай Платов, Александр Потапов и др., «Инженерные изыскания в строительстве», 2019 |
<Монтмориллонит> встречается в виде микрочешуйчатых агрегатов, образуя сплошные землистые массы. Устойчив к выветриванию. При взаимодействии с водой (увлажнении) набухает, при высыхании дает усадку. Встречается в суглинках и глинах. Мономинеральная глина ― «бентонит». Является сырьём в гончарном и фарфоровом производствах, применяется как гидроизоляционная завеса.[13] | |
| — Павел Кашперюк, Николай Платов, Александр Потапов и др., «Инженерные изыскания в строительстве», 2019 |
В публицистике и документальной литературе
править
...камчатские горы весьма плотны, и не столько расседались как сибирские. Где они разваливаются, там находят в великом множестве сибирское каменное масло. Мяхкая земля, называемая болус,[14] которая вкусом как сметана, збирается во многих местах, как у Пенжинского моря, так и около Курильского озера и Олюторска, и употребляется от тамошних жителей от поносу за действительное лекарство.[1] | |
| — Степан Крашенинников, «Описание земли Камчатки» (глава 4), 1755 |
По пути к Бобровому морю попадается особый сорт белой глины, именуемой по-русски земляной сметаной... <...> | |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
Мягкая и вкусом похожая на сметану, полюсовая земля, которую едят, встречается в разных местах как у Пенжинского моря, так и около Курильского озера и у Олюторы; о ней я говорил в своих «Заметках» под заголовком «Земляная сметана».[15] | |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
| — Георг Вильгельм Стеллер, «Описание земли Камчатки», 1774 |
Всѣ роды бѣлаго притиранья, пріуготовляемаго изо ртути и свинцу, вредны здоровью. Однакожъ самыя чистыя не однократно промытыя Венеціанскія бѣлила менѣе вредны, естьли сперва кожа довольно натрется мазью, сдѣланною изъ двухъ лотовъ бѣлаго воску, такогожъ количества розовой помады и полулота Спермацету. Не вредны порошки висмутовый (magisterium marcasitae), изъ устерсовыхъ раковинъ, мѣлкой не однократно промытый мѣлъ, крохмалъ и мѣлкой бѣлый болюсъ.[3] | |
| — Магазинъ общеполезныхъ знанïй и изобрѣтенïй, 1795 |
Армянской болюсъ былъ прежде всего въ большой славѣ такъ какъ изсушающее и вяжущее средство. Сего ради подъ симъ именемъ продаютъ жители острова Лемноса, красную землю у нихъ находимую. Древніе почитали сію землю за сильное противуядное лѣкарство. Попеченіе о собираніе ея и приготовленіи поручаемо было священнослужителямъ сего острова. Они промывали ее для отдѣленія песку, и составляли изъ нея толстыя лепешки, на кои прикладывали печать съ изображеніемъ разныхъ предметовъ. Нынѣ прикладывается печать Султанская, или Повелителя острова; и отъ того сей болюсъ называютъ печатною землею.[4] | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
Сородными болюсу землями кажутся быть: | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
На Камчаткѣ употребляютъ въ снѣдь тамошніе коренные жители нѣжную близь старыхъ Вулкановъ просякающую земляную жидкость бѣлаго, желтоватаго и другихъ цвѣтовъ. Она имѣетъ глинистой запахъ и почти безъ вкуса, но по употребленіи остается вкусъ сладимой, какъ бы отъ квасцовъ. Камчадалы находятъ ее вкусною, и снѣдаютъ просто, либо съ водою, а еще охотнѣе съ оленьимъ молокомъ. Они не примѣчаютъ отъ того ни какого вреда здоровью, кромѣ запора; но дѣйствіе сіе бываетъ имъ полезно весною, когда отъ неумѣреннаго употребленія рыбы получаютъ поносы. Зри Крашенинникова: Описаніе Камчатки.[4] | |
| — Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821 |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Благодаря высокой поглотительной способности монтмориллонитовые глины широко используются для различных целей в промышленности либо непосредственно в просушенном виде, либо после предварительной химической обработки (активации). Главным потребителем таких глин является нефтяная промышленность, использующая их для очистки продуктов дробной перегонки нефтей от посторонних взвешенных примесей (смол, углистых веществ и пр.). | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
До развития современных методов исследования невозможно было правильно охарактеризовать этот минерал, в связи с чем в литературе под названием «сапонит» рассматривалось значительное число материалов. Pocc и Керр в 1931 г. установили, что сапонит является членом группы монтмориллонита с более высоким содержанием MgO. Росс и Хендрикс в 1945 г. отнесли сапонит к монтмориллонитовой группе, в которой Al3+ почти полностью замещен Mg++, a Si4+ частично замещен Al3+. | |
| — Ральф Ерли Грим, «Минералогия глин», 1956 |
Бертье в 1827 г. предложил название «нонтронит» для обозначения материала, связанного с марганцевыми рудами из месторождения Аррондисмент в Нонтроне, близ деревни Сен-Парду, Франция. Химический анализ, произведенный Бертье, показал, что этот минерал представляет собой водный силикат железа. Коллинс в 1877 г. первым обнаружил связь между нонтронитом и монтмориллонитом; кроме того, тождественность этих минералов была установлена Ларсеном и Штейгером, Россом и Керром, а также Грюнером. В настоящее время термин «нонтронит» обозначает богатый железом конечный член монтмориллонитовой группы.[6] | |
| — Ральф Ерли Грим, «Минералогия глин» (Глава 2. Классификация и номенклатура)), 1956 |
| — Татьяна Матвеева, «Реставрация столярно-мебельных изделий», 1988 |
В беллетристике и художественной литературе
правитьРазлом — морщинистая от оврагов, местами уставленная сгрудившимися соборами утесов линейная складка от столкнувшихся Североамериканской и Тихоокеанской плит. На зимних и летних каникулах он открывался нам то в выжженной степи, то в марте — в предгорьях. Весной, готовые бросить транспорт и буры, мы работали под угрозой схода селя — короткого, мощного сброса не успевших впитаться землей осадков. Зигзагом — стежками по разные стороны складки мы добуривались до корневой породы и проходили еще сотню футов, один за другим паля буры и тратя тонны голубой глины — смазки, ценнейшего монтмориллонита, годного больше для рынка косметики, двадцать долларов за тюбик.[10] | |
| — Александр Иличевский, «Перс», 2009 |
Источники
править- ↑ 1 2 С. П. Крашенинников. Описание земли Камчатки. С приложением рапортов, донесений и других неопубликованных материалов. — М.,-Л.: Издательство Главсевморпути, 1949 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Стеллер Георг Вильгельм. Описание земли Камчатки. — Петропавловск-Камчатский: Камчатский печатный двор. Книжн. Изд-во, 1999 г.
- ↑ 1 2 Магазинъ общеполезныхъ знанïй и изобрѣтенïй съ присовокупленіемъ Моднаго Журнала, раскрашенныхъ рисунковъ, и музыкальныхъ нотъ. Часть Вторая. съ Іюля по Декабрь. В Санктпетербургѣ, печатано въ Типографіи І. К. Шнора. 1795 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Севергин В. М. Начертаніе технологіи минеральнаго царства, изложенное трудами Василья Севергина... Томъ первый. — С. Петербургъ. При Императорской Академіи Наукъ. 1821 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 А. Г. Бетехтин, Курс минералогии. — М.: КДУ, 2007 год
- ↑ 1 2 3 Грим, Ральф Ерли. Минералогия глин (Перевод с англ. Б.Б.Звягина и др.). Под ред. и с предисл. В.А.Франк-Каменецкого. — Изд-во иностр. лит., 1959 г. — 452 с.
- ↑ 1 2 Э. И. Бородянский. Реакция идет в кристалле ― твердофазная полимеризация. ― М.: «Химия и жизнь», № 1, 1966 г.
- ↑ 1 2 Г. Смит. «Драгоценные камни» (перевод с G.F.Herbert Smith, «Gemstones», London, Chapman & Hall, 1972). — Москва: «Мир», 1984 г.
- ↑ 1 2 3 А. И. Конюхов, Геология океана: загадки, гипотезы, открытия. ― М.: «Наука», 1989 г.
- ↑ 1 2 Александр Иличевский, «Перс» (роман), Москва, изд. «АСТ», 2010 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Лолаев А. Б., Бутюгин В. В. Инженерная геология и грунтоведение. ― Ростов-на-Дону: Феникс, 2017 г. — 350 с.
- ↑ 1 2 Белоусов П. Е., Крупская В. В. Бентонитовые глины России и стран ближнего зарубежья. ― М.: Георесурсы, Том 21, № 3, 2019 г. — с.79-90
- ↑ 1 2 3 4 Кашперюк П. И., Платов Н. А., Потапов А. Д., Крашенинников В. С., Лаврусевич А. А., Криночкина О. К. Инженерные изыскания в строительстве. Геология (минералогия, петрография). — М.: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2019 г.
- ↑ Болюс — это глины, содержащие гидрат окиси железа. Местами и в Европе эти глины употреблялись как лекарственное средство. Стеллер (стр. 72—73) сообщает, что эти глины (Poluserde) — у русских «земляная сметана» — встречаются на берегу Охотского моря, у Курильского озера и у Олюторы; камчадалы ели эту глину. Такое употребление глины известно и у других народов. — (примечание от Л. Берга)
- ↑ Земляная сметана. — Возможно, Г.-В. Стеллер под земляной сметаной имел в виду минерализованную глину типа каолина в зонах дробления и гидротермальной переработки. На юге полуострова, в частности у озера Курильского, таких мест достаточно. На севере, в Корякии, это могут быть бентонитовые глины — продукты подводного разложения вулканических пеплов и туфов (Геологический словарь. 1978. Т. 1; Геологическая карта Камчатки. 1976). (примечание от А. Л. и В. Ф.)
- ↑ Матвеева Т. А.. Реставрация столярно-мебельных изделий. — М.: Высшая школа, 1988 г.
