Qu'est-ce que « Minéral argileux, kaolinite, illite, smectite, chlorite » ? — Sciences de la Terre et de l’Univers

Définition 19.10 Sciences de la Terre et de l’Univers à l’université — 1re année · 第 19 章 — L’altération et les argiles

Un minéral argileux est un phyllosilicate d’aluminium hydraté, en général en grains de quelques micromètres ou moins, construit de feuillets qui combinent une couche tétraédrique (T) de tétraèdres $\ce{SiO4}$ partageant trois sommets et une couche octaédrique (O) d’aluminium ou de magnésium entouré d’oxygène et d’hydroxyle. Dans la kaolinite, $\ce{Al2Si2O5(OH)4}$ , chaque feuillet est une couche T et une couche O (un feuillet 1:1 ou T–O), non chargé, et les feuillets sont tenus par des liaisons hydrogène. Dans les minéraux argileux 2:1 ou T–O–T une couche O se trouve entre deux couches T tournées vers elle : l’illite est un minéral argileux 2:1 non gonflant avec des ions potassium entre les feuillets, comme un mica avec moins de potassium ; une smectite est un minéral argileux 2:1 avec des cations hydratés échangeables et de l’eau entre ses feuillets, qui peut absorber davantage d’eau et gonfler ; une chlorite est un minéral 2:1 dont les feuillets chargés négativement alternent avec des couches octaédriques chargées positivement de type brucite, $\ce{(Mg,Fe)(OH)2}$ avec un peu d’aluminium.

Les quatre familles de minéraux argileux (schématique, deux feuillets de chacune). L’échelle verticale est proportionnelle à l’espacement basal, la distance de répétition d’un feuillet au suivant mesurée par diffraction des rayons X : 7\, Å pour la kaolinite, 10\, Å pour l’illite, environ 14\, Å pour une smectite séchée à l’air et pour la chlorite. — Les quatre familles de minéraux argileux (schématique, deux feuillets de chacune). L’échelle verticale est proportionnelle à l’espacement basal, la distance de répétition d’un feuillet au suivant mesurée par diffraction des rayons X : $7\,\text{Å}$ pour la kaolinite, $10\,\text{Å}$ pour l’illite, environ $14\,\text{Å}$ pour une smectite séchée à l’air et pour la chlorite.

minéral	feuillet	interfoliaire	séché à l’air	glycol	chauffé	CEC	contexte typique
kaolinite	T–O	aucun	$7\,\text{Å}$	$7\,\text{Å}$	détruite à $550\,{}^{\circ}\mathrm{C}$	3–15	feldspaths lessivés par une eau acide ; altération tropicale intense
illite	T–O–T	$\ce{K+}$	$10\,\text{Å}$	$10\,\text{Å}$	$10\,\text{Å}$	10–40	eau alcaline riche en K ; issue de feldspaths et de micas ; l’argile principale des argilites
smectite	T–O–T	$\ce{Na+}$ , $\ce{Ca^2+}$ hydratés	environ $14\,\text{Å}$	$17\,\text{Å}$	$10\,\text{Å}$ à $400\,{}^{\circ}\mathrm{C}$	70–100	roches basiques altérées ; terrain mal drainé, K rare
chlorite	T–O–T	couche de type brucite	$14\,\text{Å}$	$14\,\text{Å}$	$14\,\text{Å}$	–	roches métamorphiques de bas degré et roches ignées altérées ; argilites

Table 19.1. Les quatre familles de minéraux argileux : structure, espacement basal mesuré sur des préparations orientées séchées à l’air, après solvatation à l’éthylène glycol et après chauffage, capacité d’échange cationique (CEC, milliéquivalents pour

100\,\mathrm{g}

; la valeur pour la smectite est celle de la montmorillonite) et leur contexte de formation typique.

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