מינרלי חרסית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מינרלי חרסית - משפחה של מינרלים השייכים לקבוצת המינרלים הפילוסיליקטים - (סיליקטים במבנה בצורת לוחיות).

מינרלי חרסית הם מינרלים יציבים מאוד המתפתחים בתנאי בליה של פעולת תמיסות מימיות חמות (מקור הידרותרמאלי) מתוצרי פרוק כימי של פלדספטים (פצלות השדה) ורוב המינרלים האחרים פרט לקוורץ. המינרל מאופיין בגביש זעיר הבנוי מסיליקה (SiO₂) ואלומינה (Al₂O₃) ובנטייה לספוח מים. בחלק מהמינרלים יש כמות משתנה של ברזל, מגנזיום, מתכות אלקליות ותחמוצות של מתכות אלקליות עפרוריות וקטיונים נוספים. למינרלי חרסית יש מבנה דומה לנציץ, והם בנויים מלוחיות משושות. מינרלי חרסית נפוצים מאוד בסלעי משקע המכונים לוטיטים או פליטים (lutitites, pelites), סלעים קלאסטיים השייכים לקבוצת הגודל של סלעים בעלי גרגיר עדין הקטן מ-60 מיקרון. כדוגמת אבן טין (Silt) שגודל הגרגירים שלה בין 1/16 ל-1/256 מ"מ וחרסית - סלע שגודל גרגיריו קטן מ-1/256 מ"מ. מינרלי חרסית נפוצים גם בסלעים מותמרים בעלי גרגרים דקים כדוגמת צפחה ופיליט.

במינרלי החרסית נעשה שימוש בתעשייה הקראמית, בקידוחי מים ונפט, בבניין ובייצור נייר. למינרלי חרסית חשיבות בחקלאות שכן מינרלי החרסית הם מרכיבים משמעותיים בקרקע וכמותם ומהותם קובעים במידה רבה את תכונות הקרקע.

[עריכה] מבנה

כמו כל הפילוסילקטים מאופיינים מינרלי החרסית במבנה של לוחיות זעירות ברוחב של מספר אנגסטרם. במבנה הבסיסי יש שני סוגי שכבות. סוג אחד הוא שכבה של טטרהדרונים של סיליקה (SiO₄). שלושה מתוך ארבעת אטומי החמצן שבסיליקה נמצאים במישור השכבה ומתחברים לאטומי חמצן של הטטרהדרונים האחרים באותה שכבה ויוצרים בכך רשת של משושים. אטום החמצן הרביעי בסיליקה המהווה את הקודקוד הרביעי של הטטרהדרון מתקשר עם השכבה הבאה, כאשר כל אטומי החמצן "מצביעים" באותו כיוון. אלומיניום מחליף לעתים את הצורן בטטרהדרונים. משום שהצורן הוא ארבע־ערכי בעוד שהאלומיניום הוא שלוש־ערכי נדרש פיצוי חשמלי שבא בצורת קטיון אשלגן.

הסוג השני הוא שכבה הבנויה מאוקטהדרונים (גופים בעלי שמונה מישורים) שבמרכזם אלומיניום ולעתים מגנזיום וברזל המוקפים באטומים של חמצן או בקבוצת ההידרוקסיל (OH).

סיווג מינרלי החרסית נקבע על פי הצורה בה השכבות הטטרהדרליות והאוקטוהדרליות מתחברים ללוחיות. אם יש שכבה אחת של טטרהדרונים ושכבה אחת של אוקטהדרונים בכל לוחית המינרל מכונה חרסית של 1:1. האפשרות השנייה היא בדומה לנציץ, שכבה אחת של אוקטהדרונים מקושרת משני צדדיה לשתי שכבות של טטרהדרונים, מצב המכונה חרסית של 2:1. בין הלוחיות מפרידה שכבת ביניים. שלעתים היא ריקה ולעתים מכילה מים.

הרכב השכבות הטטרהדרליות והאוקטוהדרליות קובע אם הלוחית תהיה נטולת מטען חשמלי או בעלת מטען חשמלי שלילי. ואז יהיה פיצוי חשמלי בצורת קטיון אשלגן או נתרן.שיחבר בין הלוחיות ויהווה את שכבת הביניים. גביש המינרל בנוי הוא מלוחיות הנערמות זו על גבי זו וביניהן יש שכבות ביניים.

[עריכה] סוגים

מינרלי חרסית כוללים את הקבוצות הבאות:

• קבוצת הקאוליניט – הלוחית בנויה משכבה אחת של טטרהדרונים ושכבה אחת של אוקטהדרונים, אין שכבת ביניים. הקבוצה כוללת את המינרלים קאוליניט, דיקיט, האלויסיט ונקריט.
  • חלק מהמקורות כוללים גם את קבוצת הסרפנטין בשל דמיון מבני (באילי, 1980)
• קבוצת הסמקטיט – כל לוחית בנויה משכבה אחת של אוקטהדרונים המקושרת משני צדדיה לשתי שכבות של טטרהדרונים כאשר שכבת הביניים מכילה מים ויונים ספוחים. הקבוצה כוללת את המינרלים פירופיליט, טלק, ורמיקוליט, סאוקוניט, סאפוניט, נונטרוניט ומונטמורילוניט.
• קבוצת האיליט – מבנה הלוחית כמו קבוצת הסמקטיט פרט לעובדה ששכבת הביניים מכילה יוני אשלגן. הקבוצה כוללת מינרל אחד, איליט.
• קבוצת הכלוריט - מבנה הלוחית כמו קבוצת הסמקטיט אלא שלעתים מתחלפת הלוחית בשכבה בודדת של אוקטהדרונים של מגנזיום. הקבוצה כוללת מגוון נרחב של מינרלים בעלי מבנה דומה ושונות כימית ניכרת. קיים ויכוח בין המינרלוגים לגבי שייכותה של קבוצת הכלוריט למינרלי החרסית וחלקם מסווגים את הכלוריט כקבוצה נפרדת בין הפילוסיליקטים.

[עריכה] קישורים חיצוניים

• הסבר על מינרלי חרסית באתר Mineral Gall (באנגלית)
• אתר הביטאון Clay minerals ניתן לקרוא חלק מן המאמרים (באנגלית)
• The Clay Minerals Society אגודה העוסקת בחקר מינרלי חרסית ומוציאה לאור את הביטאון Clays and Clay Minerals (באנגלית)