Глина является горной породой: Что является горной породой,кварц ,слюда,глина

Горные породы глинистые

К сильновлагоемким породам относятся торф, глина, суглинки; к слабовлагоемким породам — мергели, мел, рыхлые песчаники, глинистые мелкие пески, лёсс; к невлагоемким— крупнообломочные породы: галька, гравий, песок и массивные изверженные и осадочные породы.[ …]

Горные растворы, находящиеся в породах с разным генезисом, и разного литологического состава, при определенных нагрузках выше-залегающих толщ, перепадах давления и температуры принимают участие в водном балансе различных зон осадочного чехла и миграции элементов, а также в других геологических процессах. Поэтому всестороннее изучение их имеет важное научное и практическое значение. Так, горные растворы глинистых пород отражают условия первичного осадконакопления, что может быть использовано при составлении палео-гидрохимических карт. Качественная и количественная оценка органической составляющей горных растворов поможет выявить новые аспекты нефтегазообразования, а именно гидрогеологические. [ …]

В горных породах, в корнеобитаемой зоне и ниже под лесом образуется глинистая, обычно латеритная или сиаллитная кора выветривания, мощностью до 3 м на крутых склонах и до 12 м и более на пологих склонах, а также в днищах долин, включая и их подрусловые части.[ …]

Глина — горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов. Глинистые минералы отличаются друг от друга химическим составом и строением кристаллической решетки. Они представлены в основном водными алюмосиликатами хАЮз-уЗЮг-гНгО, кроме того, в них содержится 5—15% других соединений, главным образом в виде окисей железа, магния, кальция, натрия, марганца, титана, углерода и серы [154, 169].[ …]

Выделить горные растворы из плотных осадочных пород с влажностью менее 3% даже при высоких давлениях не всегда представляется возможным. Поэтому для выделения горных растворов из глинистых пород с влажностью менее 3% и карбонатных пород (известняков ) с влажностью менее 2% приходится применять небольшое предварительное увлажнение (не более 10%) с последующим отпрессовыванием при давлениях 3000—5000 кГ/см2 [2]. В этом случае применимы приборы с цилиндрами, изготовленными из нержавеющей стали 2X13 без термической обработки. Наружный диаметр цилиндров равен 100мм, остальные размеры и конструкция деталей те же, что и для описанного выше прибора.[ …]

В почвах и горных породах пестициды активно поглощаются глинистыми минералами, почвенными коллоидами (в том числе и гуминовыми веществами) и далее включаются в метаболизм микроорганизмов и беспозвоночных. Сорбция пестицидов глинистыми частицами зависит от их минерального состава, pH среды, температуры и других факторов. Например, установлено, что сорбция дилъдрина (хлорорганический пестицид, С12Н8ОС1й) возрастает при понижении pH от 10 до 6. Инсектициды легко аккумулируются живыми организмами. Так, например, через 24 ч концентрация ДДТ в дафниях превышает концентрацию в воде в 16-23 тыс. раз. Поэтому пестициды могут скапливаться в грунтах с большим содержанием биотических компонентов. Часть пестицидов разлагается за счет естественного метаболизма (фотосинтеза и гидролитического разложения) на воду и углекислый газ. Окисление пестицидов протекает чрезвычайно медленно [65].[ …]

Почвообразующие породы. Наибольшее распространение получили продукты выветривания эффузивных горных пород (андезитов, базальтов, вулканических туфов), а также глинистых и песчано-глинистых сланцев. На более пониженных территориях преобладают делювиально-пролювиальные отложения. В условиях субтропического климата образуется мощная кора выветривания, для которой характерно пониженное содержание кремния, щелочных и щелочно-земельных оснований и повышенное — алюминия и железа.[ …]

Почвообразующие породы. Наиболее распространенными почвообразующими породами влажнвд субтропиков являются продукты выветривания изверженных горных пород: андезитов, базальтов, порфиритовых туфов и осадочных третичных отложений — глинистых и песчано-глинистых сланцев. На более низких территориях почвообразую-Щими породами служат аллювиальные и делювиально-пролювиальные глинисто-песчаные и галечно-валунные отложения.[ …]

С размером обломков горных пород связан их химический состав. Так, пески водно-ледникового и аллювиального происхождения являются окисью кремния. Алевриты и глины — обломки полевых шпатов, а по химическому составу — это алюмоселикаты различных металлов: калия, натрия, кальция, магния, железа и т.д. Поэтому понятна более высокая трофность по сравнению с песками отложений, где в песках в различных пропорциях есть глинистые частицы.[ …]

Такой же тип цикличности обнаружен и для горных пород эндогенного происхождения, например, серой яшмы девона (Рудный Алтай).[ …]

В процессе выветривания горных пород, например гранита, состоящего из трех основных компонентов: полевого шпата (К20 ■ А1203 ■ 6Si02), слюды (оксиды калия, магния, железа, алюминия и кремния) и кварца (одна из форм Si02), происходят сложные химические превращения веществ. Полевой шпат выветривается вследствие вымывания калия в виде карбоната с образованием глинистого вещества — каолинита (А1203 — 2Si02 • 2Н20). Из вкраплений слюды удаляются калий и магний, а остающиеся оксиды железа, алюминия, кремния образуют частицы глины. Кварц практически нерастворим и остается в почве в виде частиц песка.[ …]

Терригенные (обломочные и глинистые) осадки состоят в основном из продуктов разрушения горных пород суши.[ …]

Магнезит — кристаллическая горная порода на основе углекислого магния (1 СОз). При его обогащении образуются доломитсодержащие отходы с примесью карбонатных и глинистых компонентов, кварцитов и т.п. Большая их часть используется при изготовлении огнеупорных и строительных материалов, получении хлоридов магния.[ …]

В отличие от кристаллических пород в результате внутреннего взрыва пластичные породы под действием высокого давления, образующегося при взрыве, не разрушаются, а уплотняются и приобретают повышенные прочностные свойства. Устойчивость полостей зависит от горного давления, которое возрастает с увеличением глубины. Поэтому глинистые породы, залегающие на относительно небольшой глубине, наиболее приемлемы для сооружения хранилищ Следует отметить, что в результате образования вокруг полости зоны упроченной породы, неглубокого заложения плоскостей и придания им сферической формы получаемые этим методом емкости для хранения нефтепродуктов отличаются хорошей устойчивостью. [ …]

Песчаный груит — рыхлая несвязная порода с частица?/ размером 0,05—2 мм, между которыми имеются воздушнь полости. Состоит из зерен минералов, горных пород, содерж! пылеватые (размером 0,05—0,005 мм) и глинистые (размере менее 0,005 мм) частицы. Коэффициент фильтрации песчано; грунта более 1 м/сутки.[ …]

Освобождающиеся при выветривании гидраты окислов железа в среде, бедной органическими кислотами, остаются на месте и прокрашивают массу каолинита. Свободные окислы алюминия, не входящие в состав каолинита, образуют минералы гиббсит и гидраргиллит.[ …]

Богатые почвы, развившиеся на карбонатных материнских горных породах, ускоряют рост сосны и ели, но ухудшают технические качества древесины этих пород.. Еще в половине прошлого столетия в России Шелгунов указывал, что на таких почвах ель особенно сильно ■ поражается сердцевинной гнилью. Такое же явление наблюдал Ткаченко в Германии, в Гарце, в лесничестве Вестергоф, где на суглинистокарбонатных почвах ель давала большие запасы древесины, но ухудшенного качества. Аналогичное явление установлено для хвойных смешанных архангельских лесов, на почвах, образовавшихся на известняках (Шелековский лесхоз). Ель на пестрых песчаниках дает хорошую древесину. Для Урала Каменский отметил, что сосна, выросшая на элювии каменноугольных известняков, сильно повреждается гнилью и древесина ее обладает меньшей прочностью, чем древесина сосны, выросшей на элювии гранитов. Ель на элювии известняков и мергелей, по свидетельству того же автора, дает в техническом отношении менее ценную древесину, чем ель на элювии глинистых сланцев и на аллювиальных опесчанен-ных глинах.[ …]

Континентального происхождения и широко распространенная горная порода — лесс. Это мелкозернистая, неслоистая порода желтоватого цвета, состоящая из смеси кварца, глинистых частиц, углекислой извести и гидратов окиси железа. Легко пропускает воду.[ …]

Алеврит (от греч. а1еигоп — мука) — разновидность рыхлой осадочной горной породы, по составу является промежуточной между песчаными и глинистыми породами. Размер главной массы зерен 0,01—0,1 мм.[ …]

Г руды (Д) отличаются наиболее высоким плодородием преимущественно глинистых почв, довольно широко распространённых в южной части зоны хвойных лесов, занимая обширные площади и в зонах смешанных и лиственных лесов, и лесостепи на серых лесных почвах, выщелоченных, оподзоленных чернозёмах, горных бурозёмах. Груды встречаются и в степи на южных чернозёмах. Они предоставляют благоприятные условия для культивирования главных лесообразующих пород ели (рамени), лиственницы (листвяги), кедра (кедрачи), дуба (дубравы) и других хозяйственно ценных пород. В грудах выращивают высокопродуктивные, устойчивые, смешанные и сложные древостой, которые имеют многофункциональное значение.[ …]

Сущность этого явления заключается в том, что в процессе бурения столб глинистого раствора предохраняет стенки скважины от воздействия горного давления. Чем больше снижается забойное давление, тем больше напряжение в породе. При определенных критических напряжениях деформируются глинистые пропластки и разрушаются слабосцементированные песчаники призабойной зоны пласта. [ …]

Подтопление территорий весьма негативно влияет на природную среду. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются. Активизируются оползни, карст и другие неблагоприятные процессы. В лессовых глинистых фунтах возникают просадки, в глинах набухание. Возрастает сейсмическая балльность подтопленной территории. Кроме того, в результате вторичного засоления почв угнетается растительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.[ …]

Подземные полости могут быть получены методом камуфлетных взрывов в пластичных глинистых породах, горным способом в устойчивых породах, выщелачиванием или размывом в отложениях каменной соли и др.[ …]

ОПОЛЗНИ — отрыв и скользящее смещение (на несколько м, реже на десятки и сотни м) масс горной породы вниз по склону под действием силы тяжести. Наиболее часто возникают на склонах речных долин, высоких берегах морей, озер и водохранилищ, сложенных чередующимися наклонными пластами водоупорных (глинистых) и водоносных пород. О. — один из видов неблагоприятных и опасных явлений — наносят большой ущерб с.-х. угодьям, промышленности, населенным пунктам. Для борьбы с ними проводятся берегоукрепительные и дренажные работы, лесопосадки, закрепление склонов сваями. О. широко распространены в России и проявляются на территории более 500 городов (Сочи, почти все города на Волге, Екатеринбург, Новосибирск и др.).[ …]

Под влиянием гидроклиматических и биотических компонентов происходит выветривание горных пород. Плотные магматические, метаморфические и осадочные породы разбиваются трещинами, распадаются сначала на крупные обломки, затем на мелкозернистый и глинистый материал; горные породы в результате выветривания меняют не только физические, но и химические свойства, так как с помощью водных растворов выносятся одни элементы и их соединения и возрастает концентрация других. Так образуется на материнских горных породах кора выветривания, венчающаяся на поверхности почвой.[ …]

Промывочная жидкость, циркулирующая в скважине, служит для удаления продуктов разрушения горных пород с забоя. В мировой практике в 95% для этого используются глинистые буровые растворы на водной основе плюс хим. реагенты, т.к. качество промывочной жидкости определяет эффективность буровых работ: механическую скорость бурения, вероятность возникновения различного рода осложнений, в т.ч. поглощений, флюидопроявлений, нарушение устойчивости горных пород и т.д.[ …]

Следует привлечь внимание к возможности скопления газовоздушных смесей в тупиковых затопленных горных выработках и, возможно, на выходах проницаемых пластов пород под покровные глинистые отложения. Такие скопления газов могут находиться под большим гидростатическим давлением и их прорыв на дневную поверхность, вероятно, может носить взрывной характер.[ …]

Ледниковые или моренные отложения, кратко именуемые мореной, — это скопление несортированных обломков горных пород — валунов, гальки, гравия, песков, алевритов и глин, перенесенных и отложенных ледником. Глинистые разности характеризуются большей уплотненностью и малой пористостью, иногда сланцеватостью. [ …]

В процессе выветривания (гипергенеза) происходит глубокое изменение элементного и минерального состава горных пород. Массивные породы резко изменяют свой первоначальный облик и превращаются в глинистую или щебенчатую кору выветривания пестрой, пятнистой или белой окраски.[ …]

Круговые движения воды не ограничиваются поверхностью Земли. Значительное количество воды присутствует в горных породах в виде пленочных и поровых вод, еще больше входит ее в состав минералов, образующихся в зоне гипергенеза. Все глинистые минералы, оксиды железа и другие распространенные в этой зоне соединения содержат в своем составе воду. Подсчитано, что в 16-километровом слое земной коры содержится примерно 200 млн км воды. Поступая в глубинные зоны земной коры, связанные формы воды постепенно освобождаются и включаются в метаморфические, магматические и гидротермические процессы. С вулканическими газами и горячими источниками глубинные воды поступают на поверхность.[ …]

Содержание твердых примесей характеризует загрязненность бурового раствора песком и недиспергированными частицами глины и других горных пород. С их ростом увеличивается износ бурильных труб, долот, забойных машин, насосов и очистных устройств, повышаются вязкость раствора и толщина глинистой корки. Измеряется этот показатель с помощью отстойников типа ОМ-2 или мензурки Лысенко.[ …]

Ртуть представляет собой рассеянный элемент, и ее среднее содержание в земной коре, по разным сведениям, колеблется от 0.03 до 0.08 мг/кг, в горных породах — от 0.00021 до 1.0 мг/кг [70, 130, 131, 169, 183, 311]. Как правило, во всех типах магматических пород содержание ртути очень низкое и не превышает п 10 мкг/кг. Более высокие концентрации этого элемента установлены в осадочных породах, особенно в глинистых сланцах, богатых органическим веществом, — от 10 до 1000 мкг/кг [70, 311].[ …]

Когда уплотнение протекает нормально, пластовые флюиды обычно имеют градиент давления приблизительно 10,5 кПа/м. Если допустить, что градиент горного давления равен 22,6 кПа/м, то градиент давления на скелет породы составит 12,1 кПа/м (это допущение часто используется, однако оно справедливо только на больших глубинах или в приподнятых более старых уплотненных породах). Песчаные пласты обычно имеют такое же поровое давление, как и соседние уплотненные глинистые сланцы.[ …]

Однако, быть может еще большее значение в процессах корообразования имеют микроорганизмы. Исследования Ю.Ю.Бугельского показали, в частности, что в глинистых корах выветривания широко распространены тионовые и нитрофицирующие бактерии, использующие для питания восстановленные соединения серы и азота. Тионовые бактерии добывают пищу преимущественно в самих горных породах, тогда как органические соединения азота поступают с поверхности вследствие инфильтрации поверхностных вод.[ …]

Частицы разного размера, слагающие плейстоценовые отложения, имеют различный минералогический состав. Грубообломочные частицы — это в основном обломки горных пород. Мелкообломочные частицы представлены минералами, относительно устойчивыми к процессам выветривания. Среди них часто преобладает наиболее устойчивый — кварц. Высокодисперсные частицы преимущественно сложены глинистыми минералами.[ . ..]

Практически полностью защищены от проникновения загрязняющих веществ с поверхности земли подземные воды напорных водоносных горизонтов, перекрытые выдержанными слабопроницаемыми глинистыми слоями. В этих условиях загрязнение может быть связано только с неудовлетворительным техническим состоянием водозаборных и разведочных скважин. Надежно защищены от загрязнения и родниковые воды в предгорных и горных районах в случаях, когда в областях их питания не осуществляется хозяйственная деятельность. Значительно хуже защищены подземные воды первых от поверхности водоносных горизонтов, особенно в речных долинах, где подземные воды тесно связаны с поверхностными, и при эксплуатации происходит подтягивание поверхностных загрязненных вод. Однако, даже в этих условиях защищенность подземных вод значительно выше речных, так как при движении загрязненных вод по толще горных пород происходит их самоочищение. Тем не менее, во всех случаях, где это возможно, предпочтение следует отдавать надежно защищенным напорным водам более глубоких водоносных горизонтов и родниковым водам. [ …]

Нужно отметить длительность образования поверхностных кор выветривания влажных тропиков, исчисляемую миллионами лет и более, их биогеохимическую природу и то, что возникновение такого глинистого чехла — это свидетельство перераспределения энергии из богатой ею растительности в горные породы.[ …]

При добыче флюидов наиболее подверженной различным воздействиям, а, следовательно ослабленной, является призабойная зона продуктивного пласта, из-за резкого снижения пластового давления, уплотнения, глинистых прослоев разрушения коллектора под воздействием флюидов и химических обработок и др. В призабойной зоне поэтому возникают наибольшие техногенные осадки горных пород.[ …]

Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. По степени дисперсности минеральные вещества принято делить на две группы. К первой относятся частицы диаметром больше 0,001 мм. Это обломки горных пород и слагающих их минералов, минеральные новообразования, появляющиеся в процессе почвообразования, и др. Ко второй группе относятся тонкодисперс-ные частицы диаметром меньше 0,001 мм. Она состоит из частиц, преимущественно вновь образовавшихся в процессе выветривания глинистых минералов, а также специфических органических соединений — продуктов глубокого разложения органических остатков и синтеза из них новых элементов. Тонкодисперсная часть почвы определяет ряд ее физических, физико-химических и водно-физических свойств. От них зависят почвенная структура, режим питания растений. Тонкодисперсная часть почвы аккумулирует ряд химических элементов, необходимых растениям для их жизнедеятельности, В свою очередь, состав поглощенных ионов опосредует состояние тонкодисперсной части почвы и некоторые ее свойства в целом.[ …]

Зенфт также указывал, что каждое напластование, входящее в состав современной земной коры, было некогда поверхностью земли и обиталищем живших тогда организмов. Все минеральные составные части огромного большинства конгломератов, песчаников, глинистых сланцев, мергелей в геологическом прошлом образовывали почву, покрытую растительностью. Зенфт здесь предварил взгляды В. И. Вернадского, рассматривавшего горные породы как наследие «былых биосфер». Плодородие почвы — ее основное качество — Зенфт трактует как динамическое явление, возникающее и эволюционирующее под влиянием взаимодействия породы и организмов, которым при этом принадлежит более активная роль (Ярилов, 1937). Напомним, что, располагая меньшим числом фактов, подобный взгляд некогда высказали Ломоносов и Дэви. В. Р. Вильямс, описывая первичный почвообразовательный процесс и роль в нем организмов, опирался на Зеифта (Вильямс, 1948).[ …]

Особенности минералогического состава отложений обусловливают их химический состав. Так как при выветривании разрушаются все породообразующие минералы, за исключением кварца, то в плейстоценовых отложениях кремния содержится больше, чем в исходных горных породах. Наличие высокодисперсных (глинистых) минералов типа гидрослюд обусловливает присутствие алюминия, железа, магния и отчасти калия. В результате гипергенного разрушения минералов, содержащих кальций и натрий (полевых шпатов, слюд, пироксенов и амфиболов), количество этих химических элементов в плейстоценовых отложениях меньше, чем в исходных породах. Разрушение гипогенных силикатов сопровождается окислением Fe (II). Поэтому в составе этих отложений в значительном количестве присутствуют оксиды Fe (III). Отмеченные закономерности хорошо видны при сопоставлении среднего химического состава пород Балтийского щита и ледниковых отложений, образованных за счет переотложения гипергенно измененных обломков пород этого щита (табл. 1).[ …]

Химический состав. Несмотря на небольшие величины влагоемкости, пески представляют хороший субстрат для развития многих песколюбов (шелюга, джузгун и др.). Содержание основных элементов питания в песках, их химический состав (макро- и микроэлементы), значительное количество глинистых минералов гидрослюдистой группы, а также полевых шпатов и других слабоустойчивых к выветриванию первичных минералов доказывают, что широко распространенное мнение о бесплодности песчаных отложений ошибочно. Даже отложения современного аллювия через некоторый период оказываются заселенными травянистой растительностью. Химические анализы говорят о содержании в песках основных элементов питания растений. Пески, даже самые бедные, еще не освоенные растительностью, обладают качественно новым свойством — плодородием и не могут рассматриваться как горная порода.[ …]

На практике применяются известняки, мел, доломиты, мергели. Доломит CaC03MgC03 содержит, в %: СаО — 30,4; MgO — 21,7; CÖ2 — 47,9. Мег-рель — осадочная горная порода глинисто-карбонатного состава содержит, в %: SiOa —8,02—53,32; А1203 — 1,52—9,92; Fe203 — 0,44—3,30; MgO— 0,26-1,95; CaO —18,18—50,44; S03 — 0,05—0,75.[ …]

Горные породы — состав, разрушение

В структуре Земли имеется множество химических элементов, в частности азот, кремний, железо, др. Химические элементы формируют соединения из которых состоят минералы. В свою очередь, скопления одного либо ряда минералов образуют горные породы. Так, из одного минерала состоят такие породы, как известняк, мрамор, гипс, из нескольких – базальт, гранит. В настоящее время в природной среде изучено около 1000 разных горных пород. Все они делятся на три обширные группы в зависимости от происхождения. Это осадочные, магматические и метаморфические горные породы.Осадочные горные породы являются покровом более 80% земной поверхности. Их характерными чертами являются пористость и слоистость. Обычно осадочные породы формируются в процессе накопления в океанах и морях остатков погибших живых организмов либо принесенных с суши частичек разрушенных горных пород. В связи с тем, что накопление осадочных пород происходит неравномерно, образованные слои имеют неравную толщину (мощность). Часто в осадочных породах ученые обнаруживают древние окаменелости растений и животных.

По месту образования осадочные горные породы подразделяют на морские и континентальные. Местом образования морских пород является морское и океаническое дно. К этой группе принадлежат песок, некоторые виды глины, гравий. Примерами континентальных осадочных пород являются глина, лёсс. Глина представляет собой измельченные твердые горные породы и состоит из мелких чешуйчатообразных частиц. Глина обладает способностью хорошо впитывать влагу, это водоупорный и пластичный материал, имеющий разнообразную окраску. Широко распространена такая горная порода, как лёсс, которая, в отличие от глины, легко пропускает влагу. Лёсс состоит из кварца, углекислой извести, частиц глины, гидратов оксида железа.

В обширную группу объединены биогенные осадочные породы, которые сформировались из остатков погибших растений и животных. Данная группа включает доломиты, известняки, мел, трепел, ряд горючих полезных ископаемых (каменный уголь, нефть, горючие сланцы). Породы, которые образовались при осаждении из водных растворов, также относятся к осадочным (каменная соль, гипс, бурый железняк, т.д.).Магматические горные породы появляются при остывании магмы. Для них характерно кристаллическое строение, отсутствие слоистости. В этих породах не находят остатков умерших животных и растений. Породы данной группы делят на глубинные и излившиеся. Первые сформировались в глубине земной коры под большим давлением, где магма остывает крайне медленно. Самой распространенной горной кристаллической породой этого типа является гранит, в составе которого различают три минерала: слюда, полевой шпат и кварц. Излившиеся горные породы образуются в случае выхода магмы на поверхность Земли. Они выглядят как спекшаяся масса, иногда стекловидная (вулканическое стекло). Иногда может формироваться мелкокристаллическая порода – базальт.

Группа метаморфических горных пород образовалась путем химических изменений осадочных и магматических пород под действием высокого давления и высоких температур. Так, из глины получаются глинистые сланцы, из известняка — мрамор, из песка – твердые песчаники, преобразующиеся при определенных условиях в прочные кварциты. Если магматические породы преобразуются под воздействием физических факторов среды, происходит их перекристаллизация. Например, из гранита образуется новая порода гнейс со слоистой структурой.

Похожие материалы:

Литосфера

Внутреннее строение Земли

Литосферные плиты
Сейсмические пояса


Что такое глины и играют ли они роль в критической зоне?

Есть поговорка, что большие вещи приходят в маленьких упаковках и мало что соответствует этому утверждению больше, чем пластилин. Глины важны для многих аспектов нашей повседневной жизни, от бежевых и красных кирпичей зданий до керамических блюд, которые мы используем для еды. Но истинная важность глин обусловлена ​​как их физическими, так и химическими свойствами. Их микроскопический размер позволяет им образовывать очень компактные структуры в почве, а их размер создает огромную площадь поверхности для химических реакций. Кроме того, их можно заряжать, что позволяет им взаимодействовать с питательными веществами и химическими соединениями. Однако глины бывают разных форм: они могут быть настоящими глинистыми минералами, такими как биотит или каолинит, или они могут быть частицами кварца и полевых шпатов размером с глину. Кажется, что ученые называли глинами очень разные вещи и называли глины многими другими именами. Это приводит нас к двум вопросам: что такое глины и играют ли они роль в критической зоне?


Глины могут относиться к двум разным вещам: размер частиц или определенный тип минерала. Частицы размером с глину представляют собой фрагменты горных пород и минералов диаметром менее 2 микрометров (примерно размером с большинство бактерий). Частицы размером с глину образуются в результате физического выветривания более крупных горных пород и минералов. Камни, трущиеся друг о друга в реках, лед, царапающий камни, и микроскопические кристаллы льда внутри камней — вот лишь несколько способов, которыми вода и лед создают частицы размером с глину. Частицы размером с глину также могут быть созданы в результате химических реакций, при которых они растут (осаждаются) из раствора.

А) Глинистый минерал вермикулит, обычно используемый для очистки разливов и в садоводстве. Веримкулитовые «книги» видны невооруженным глазом. B) Частицы размером с глину, для просмотра которых требуется сканирующий электронный микроскоп.


Глины также могут относиться к группе глинистых минералов, которые состоят из слоев алюминиевых и кремниевых листов. Глинистые минералы считаются 1:1, если у них есть по одному листу каждого типа, или они могут быть 2:1, если у них есть два листа кремния и один лист алюминия. Глинистые минералы не должны быть меньше 2 микрометров. Некоторые глинистые минералы, такие как вермикулит, можно увидеть в почве, и они часто выглядят как золотые чешуйки. В магматических породах могут быть биотитовые жилы шириной с автомобиль! Однако многие глинистые минералы имеют размер глины, потому что они образуются в результате химического выветривания почвы.

Частицы размером с глину и глинистые минералы играют ключевую роль в перемещении воды и элементов в критической зоне из-за их очень большой площади поверхности. Один грамм глины имеет площадь поверхности примерно в 10 000 раз больше, чем один грамм песка. На самом деле, один грамм глины почти вдвое превышает площадь двух баскетбольных площадок (> 8000 квадратных футов или> 430 квадратных метров). Эта огромная площадь поверхности позволяет воде и питательным веществам оставаться в почве. Небольшие промежутки между глинистыми минералами создают крошечные поры, удерживающие воду. Глины сами по себе могут удерживать воду, а молекулы питательных веществ прилипают к ним, в зависимости от типа минерала, из-за электрических зарядов. Частицы кварца размером с глину имеют очень небольшой поверхностный заряд, в то время как вермикулит или монтмориллонит размером с глину, набухающая глина, могут иметь в тысячи раз больший поверхностный заряд, чтобы удерживать питательные вещества.

Встречайте Рэя Глину! Рэй — круглый кусок глины в шляпе и кроссовках. Он стоит у профиля почвы, держа пакет с питательными веществами и чашку с водой.

Иллюстрация Мэтью Нью и Джастина Ричардсона.


Фермеры и почвоведы в первую очередь заинтересованы в содержании глины в их почвах, потому что это определяет, как вода и элементы перемещаются через почву. Богатые глиной почвы обычно очень медленно перемещают воду из-за размера пор между частицами глины. Это важно для сохранения воды в построенных прудах или предотвращения выщелачивания токсичных соединений из глиняных свалок.


Ученые Критической зоны стремятся выйти за рамки того, что глины могут сделать для сельского хозяйства и техники; некоторые ученые работают над тем, чтобы определить, что они могут сказать нам об эволюции ландшафтов. Анна Уэйд, аспирант Университета Дьюка, использует тип глинистого минерала, чтобы определить, образовалась ли глинистая фракция в результате эрозии или химического выветривания. Используя количественную рентгеновскую дифракцию, Анна Уэйд смогла определить состав илистой фракции почвы. Она надеется связать наличие или отсутствие каолинита, минерала, полученного в результате химического выветривания, в качестве индикатора степени выветривания/эрозии почв в CZO Калхун. Это особенно важно, поскольку почвы формируются на старых отложениях из-за эрозии. Посетите ее презентацию о своей работе на осеннем собрании Американского общества почвоведов в Тампе, штат Флорида (Wade et al., 2017).

Анна Уэйд вместе со своим консультантом, доктором Дэном Рихтером, изучает «полосы тигра» горизонта B на профиле почвы в CZO Калхуна, наблюдая за ее техникой.

Анна Уэйд не одинока в стремлении применять глину для изучения Критической зоны. Доктор Пол Шредер — профессор минералогии глин в Университете Джорджии в Афинах, он изучает глины в почвах. По словам доктора Шредера, «наука о глине играет важную роль в науке о критической зоне, поскольку будущей задачей является разработка единой теории эволюции критической зоны». В частности, глины играют центральную роль в том, как формируется Критическая зона и как она повлияет на нас как людей. Он продолжает, что глины важны для фильтрации просачивающихся грунтовых вод, важны для дорог и фундаментов и даже имеют духовную ценность для некоторых культур (Schroeder 2016). Мы с нетерпением ждем выхода книги доктора Пола Шредера «Глины в критической зоне»!

По мере того, как ученые продолжают расширять наши знания об окружающем нас наномире, мы будем лучше понимать частицы размером с глину и глинистые минералы в критической зоне. Хотя мы часто думаем об этом, наш друг Глиняный Рэй будет продолжать выполнять многие работы, на которые мы полагаемся.

У вас в голове крутятся вопросы о камнях, почве, воде, фауне или флоре Критической зоны? Отправьте их нам по адресу [email protected]

Наука включена!

Джастин Ричардсон

Обсерватория критических зон Постдокторант

Каталожные номера:

Пол Шредер (2016): Глины в критической зоне: введение. Глины и глинистые минералы 65 (5): 586-587. DOI: 10.1346/CCMN.2016.064045

Уэйд А., Д. Рихтер, А. Джеймс, А. Черкинский, Прошлое и настоящее почвообразование в унаследованных отложениях поймы, Совместное ежегодное собрание ASA-CSA-SSA, Тампа, Флорида, 22-25 октября 2017 г.

А) Глинистый минерал вермикулит, обычно используемый для очистки разливов и в садоводстве. Веримкулитовые «книги» видны невооруженным глазом. B) Частицы размером с глину, для просмотра которых требуется сканирующий электронный микроскоп.

Анна Уэйд вместе со своим консультантом, доктором Дэном Рихтером, изучает «полосы тигра» горизонта B на профиле почвы в CZO Калхуна, наблюдая за ее техникой.

Почвоведение / Почвоведение
Геохимия/минералогия
ОБРАЗОВАНИЕ/РАССЫЛКА
Широкая публика
K-12 Образование

Все комментарии проходят модерацию. Если вы хотите комментировать, не входя в систему, выберите либо поле «Начать/Присоединиться к обсуждению», либо ссылку «Ответить», затем «Имя» и, наконец, флажок «Я предпочитаю опубликовать как гость».

Включите JavaScript для просмотра комментариев с помощью Disqus.

часть I – Аня Слапникар

Многие спрашивают меня, как я могу найти глину в природе и как я узнаю, что это глина.

Что такое глина? Вы можете погуглить, можете найти геологическое описание в Википедии, но я дам вам другое объяснение. Глины – это горные породы, измельченные и выветренные до мельчайших частиц – менее 2 мкм. Между частицами находится вода, что делает материал пластичным и пригодным для обработки. Я думаю о глине как о жидкой породе. Таким образом, в зависимости от породы происхождения существует множество различных глин. В процессе выветривания глины могут оставаться на месте и оставаться очень чистыми, или они могут перемещаться из исходного места, смешиваясь со всевозможными другими глинами, оксидами металлов и органическими веществами. Я думаю о глине как о природном материале, доступном почти каждому, кто приложит усилия, чтобы найти его. Глина — это плоть Земли.

Для геолога глина должна иметь глинистый минерал. Но с точки зрения гончара, глина может быть любым пластическим материалом, с которым можно работать, и после обжига он остается в той же форме. Несколько лет назад я познакомился с австралийским гончаром Стивом Харрисоном. Он старается быть максимально самодостаточным с керамическими материалами. Так как глины в его непосредственном окружении не было, он делал ее из горных пород, что включало в себя измельчение, замачивание в воде и выдержку с уксусом около года, если я правильно помню. Он сделал что-то вроде фарфора.

  1. Откуда ты знаешь, что это глина?

Есть несколько индикаторов. Я люблю ходить на глиняную охоту после дождя. После дождя местность становится влажной, цвета становятся более контрастными, и вы можете попробовать мокрый материал, если он липкий и пластичный. Есть простой тест: возьмите горсть материала, сверните катушку и согните ее буквой U. Если катушка достаточно пластична, она не треснет. Это означает, что это, скорее всего, глина. Но опять же, он должен быть достаточно влажным. Не путайте слишком сухую с не пластиковой. Они оба трескаются.

Цвет и текстура. Глина бывает разных цветов, но обычно она отличается от почвы растительного покрова над ней. Понаблюдайте, как выглядит почва и гумус, увидьте разницу между тем слоем и тем, что находится под ним. Обычно растительный покров имеет глубину 10-30 см. После этого это могут быть камни, песок или глина.

Цвет . Глина может быть светло-серого, темно-серого, коричневого, оранжевого, оливкового, кремового, охристого, красного и многих других цветов.