Przechodzimy dziś do nowej grupy – skały ilaste. Skały ilaste też mają podręczniki. Pierwszy to „Minerały Ilaste” autorstwa Leszka Stocha mineraloga i ceramika z AGH w Krakowie. Napisał go w 1974. Nie ma wznowienia. Wiele rzeczy się zdeaktualizowało, ale w dalszym ciągu godny polecenia. Drugi to niemiecki Tonminerale Und Tone.
Skały ilaste są bardzo rozpowszechnione, a zbudowane są przede wszystkim z minerałów ilastych. To te skały które są zbudowane z ilastych w ponad 50%. Oprócz nich może być kwarc, skalenie, węglany, siarczany, elementy piroklastyczne. Dzieje się to przede wszystkim w środowisku oceanicznym. Stowarzyszenie z piroklastykami jest ważne bo działalność wulkaniczna to powszechny obrazek na dnie oceanów. W książce wiele definicji minerałów ilastych, ale żadna nie jest krótka i zwarta. Minerały ilaste opisujemy zatem zespołem cech:
Często uwodnione, krystaliczne krzemiany glinu i magnezu
Wykazują budowę warstwową lub warstwowo wstęgową, na którą składają się warstwy oktaedryczne i tetraedryczne. Warstwy tetraedryczne uformowane są z połączeń krzemowo – tlenowych. Jest to zatem grupa SiO. Najczęściej są to 4 atomy tlenu i jeden atom krzemu. Warstwy oktaedryczne są połączeniami metalo-tlenowo-wodorotlenowymi. Czworościan składa się z czterech równobocznych trójkątów, gdzie na narożach są tleny, a w środku jest Si (tetraedryczny) W oktaedrycznej na narożach O i grupy OH natomiast w środku jest metal. Nie określamy jaki bo wymienność może być dosyć istotna.
Te struktury układają się w warstwy, a warstwowość może mieć typy 1:1, 1O:2T albo 1O:2T:1 rozdzielająca, np. MgOH (brucyt). Warstwy układają się we wstęgi. To jest gdy mamy strukturę uporządkowaną. Są też takie, które mają budowę nieuporządkowaną, np. pomieszane 1:2, 1:1, 1:2:1
Mogą być one nieuporządkowane ale regularnie, kiedy różne pakiety powtarzają się cyklicznie.
Następna grupa to nieuporządkowana nieregularna. Te trzy grupy uporządkowanych, n. regularnych i n. nieregularnych.
Czyli druga cecha to budowa z pakietów tetraedrycznych i oktaedrycznych.
Wraz ze zmiana warunków środowiska te minerały mogą przebudowywać swoją strukturę. Nie jest to typowe. W minerałach ilastych pakiety mogą się modyfikować. Uzyskujemy zupełnie inny minerał o innej budowie. Ulegają one przebudowie w inny minerał ilasty.
Nagromadzenia minerałów ilastych w stanie wilgotnym są plastyczne. Uformowanie ceramiki może następować dzięki wodzie, bo wtedy staje się plastyczny. Możemy formować wyroby rzemieślnicze i artystyczne. Minerały ilaste stanowią często pierwowzór tego co zostanie później wykonane w metalu czy gipsie.
Zwykle są bardzo drobnoziarniste. Mówimy o tym jako Clay - frakcja ilasta. Cecha ta nie jest jednak zawsze (dickity maja nawet kilka mm).
Klasyfikację minerałów ilastych oparto na podstawie cech krystalograficznych. Wśród minerałów ilastych są takie które mają najważniejsze znaczenie: grupa kaolinitu, montmorylonitu i illitu.
Grupa kaolinitu należy do uporządkowanych (1:1)
Grupa illitu należy do nieuporządkowanych, ale regularnie
Grupa montmorylonitu nieuporządkowane nieregularnie
Między nimi istnieją przejściowe minerały ilaste. Jest to tak różnorodna grupa, że wymaga osobnych wykładów.
Grupy genetyczne:
Pierwszą grupę stanowią minerały i skały allogeniczne, powstałe w innym środowisku i przetransportowane do środowiska depozycji.
Drugą grupę równie obfitą tworzą minerały ilaste powstałe z koagulacji zawiesiny. Zawiesina to roztwór nierzeczywisty. Nowopowstałe
Trzecia grupa powstaje z przeobrażenia innych minerałów (transformowane)
Inne minerały, które są powszechne w środowiskach depozycyjnych, pochodzące z wietrzenia czy transportu. Dalej mogą to być składniki organogeniczne. Powszechny jest udział materiału roślinnego do tych należeć będą również glony. Wśród osadów ilastych często przewarstwienia stanowią osady mułowcowe. Między pyłowcem, mułowcem i iłowcem różnica polega na zawartości minerałów ilastych. Niewielka to pyły, powyżej 20-30% muły, powyżej 50% ilaste. Rozprzestrzenieni minerałów ilastych występuje w osadach czysto ilastych i wkomponowanych w inne zespoły (mułowce, pyłowce).
Najczęściej występuje illit. Powiemy to na przykładzie jednego z wierceń wykonanego w Zagłębiu Saary. Wiercenie to osiągnęło głębokość około 3.000 m i wykonane zostało w utworach karbonu, w których osady ilaste miały dominujące znaczenie.
W części stropowej stosunek kaolinitu do illitu było 9:1, w środku 5:5 a w spągu 1:9. Jest to wynikiem przeobrażenia kaolinitu w illit. Wraz ze zmianą warunków środowiskowych (T, P) dochodziło do przeobrażenia kaolinitu w illit poprzez przebudowę struktury. We wszystkich osadach, które stanowią miąższe formacje, należy brać pod uwagę to że przeobrażenie które ma cechy przeobrażeń diagenetycznych jest wynikiem zmiany warunków występowania osadu. Skład mineralny nie sugeruje zmiany warunków sedymentacyjnych , ale wzrost dojrzałości osadu!. Im osad zawiera więcej illitu tym jest bardziej dojrzały z punktu widzenia zespołu minerałów ilastych. Mamy też taki drugi szereg, gdzie wyjściowy jest montmorylonit, który procesach diagenezy przechodzi w chloryt. Pozycja systematyczna chlorytu jest kłopotliwa do wyjaśnienia. Chloryt jest wliczany do najbardziej dojrzałego stadium minerałów ilastych, przy czym dojście do chlorytu odbywa się poprzez przekształcenie montmorylonitu (ale jest też zaliczany do krzemianów).
Halmyroliza – podstawowa definicja to podmorskie wietrzenie skał wulkanicznych, ale halmyroliza to wszystkie przeobrażenia które zachodzą w środowisku morskim pod wpływem składników wody morskiej. Np. kaolinit może wprowadzić w swoje struktury magnez. Halmyro to z greckiego woda morska. Akwatoliza (łac. woda słodka) ma miejsce, jeżeli minerał powstały w środowisku morskim przechodzi do słodkiej i kationy Na, K, Mg są zastępowane przez Ca, Fe. Aniony tez są inne.
Skały:
Ta klasyfikacja będzie prowadzona w prosty sposób w zależności od minerału o dominującym znaczeniu. Zasobne w montmorylonit, kaolinit i illit. Będziemy sobie mówić o szczególnych typach – boksyty itd.