Savimineraalit ovat alumiinin vesipitoisia fylisilikaatteja, joissa on toisinaan erilaisia rauta-, magnesium-, alkali- ja maa-alkalimetallien epäpuhtauksia, samoin kuin muita kationeja, joita löytyy joillakin planeettapinnoilla tai niiden läheisyydessä.
Ne muodostuvat veden läsnä ollessa, ja kerran ne olivat tärkeitä elämän syntymiselle, koska monet abiogeneesin teoriat ottavat huomioon heidän roolinsa tässä prosessissa. Ne ovat tärkeitä maaperän komponentteja ja ovat olleet hyödyllisiä ihmisille antiikin ajoista lähtien maataloudessa ja tuotannossa.
muodostus
Savet muodostavat kiillettä vastaavat litteät kuusikulmaiset levyt. Savimineraalit ovat yleisiä säänkestäviä tuotteita (mukaan lukien maasälpäsäätö) ja hydrotermisen muutoksen matalan lämpötilan tuotteet. Ne ovat hyvin yleisiä maaperässä, hienorakeisissa sedimenttikiveissä, kuten hakoissa, mutakiveissä ja silkkikiveissä, sekä hienorakeisissa metamorfisissa kiteissä ja fylliiteissä.
ominaisuudet
Savimineraalit ovat yleensä (mutta ei välttämättä) erittäin hienojakoisia. Yleisesti uskotaan, että niiden koko on alle 2 mikrometriä hiukkaskokojen vakioluokituksessa, joten niiden tunnistamiseksi ja tutkimiseksi voidaan tarvita erityisiä analyyttisiä menetelmiä. Näitä ovat röntgendiffraktio, elektronidiffraktiomenetelmät, erilaiset spektroskopiset menetelmät, kuten Mössbauer-spektroskopia, infrapunaspektroskopia, Raman-spektroskopia ja SEM-EDS, tai automatisoidut mineralogiset prosessit. Näitä menetelmiä voidaan täydentää polarisoidulla valomikroskopialla, perinteisellä tekniikalla, joka muodostaa perustavanlaatuiset ilmiöt tai petrologiset suhteet.
leviäminen
Veden tarve huomioon ottaen savimineraalit ovat suhteellisen harvinaisia aurinkokunnassa, vaikka ne ovatkin yleisiä maan päällä, missä vesi on vuorovaikutuksessa muiden mineraalien ja orgaanisten aineiden kanssa. Ne on löydetty myös useista paikoista Marsilla. Spektrografia vahvisti heidän läsnäolonsa asteroideissa ja planetoideissa, mukaan lukien kääpiöplaneetta Ceres ja Tempel 1 sekä Jupiter Europe -kuukausi.
luokitus
Tärkeimmät savimineraalit sisältyvät seuraaviin ryhmiin:
- Kaoliiniryhmä, joka sisältää mineraalit kaoliniitti, dikkit, halloysite ja nakrit (polymorfit Al2Si2O5 (OH) 4). Jotkut lähteet sisältävät kaoliniitti-serpentiiniryhmän rakenteellisten samankaltaisuuksien vuoksi (Bailey 1980).
- Smektiittiryhmä, joka sisältää dioktaedriset smektiitit, kuten montmorilloniitti, nononiitti ja beidelliitti, ja trioktaedriset smektiitit, esimerkiksi saponiitti. Vuonna 2013 Curiosity roverin analyyttisillä testeillä löydettiin tuloksia, jotka olivat yhdenmukaisia smektiittisavimineraalien esiintymisen kanssa planeetalla Mars.
- Illiittiryhmä, johon kuuluu savikiilto. Illit on tämän ryhmän ainoa yleinen mineraali.
- Klooriittiryhmä sisältää laajan valikoiman samanlaisia mineraaleja, joilla on merkittävä kemiallinen vaihtelu.
Muut lajit
Näitä mineraaleja on muun tyyppisiä, kuten sepioliitti tai attapulgiitti, savet, joilla on pitkät vesikanavat, rakenteeltaan sisäisiä. Sekoitetut savimuunnelmat ovat merkityksellisiä suurimmalle osalle edellä mainituista ryhmistä. Tilausta kuvataan satunnaisena tai säännöllisenä tilauksena, ja sitä kuvataan edelleen ilmaisulla “Reichweit”, joka saksaksi tarkoittaa “alue” tai “kattavuus”. Kirjallisuusartikkeleissa mainitaan esimerkiksi tilattu illiitti-smektiitti R1. Tämä tyyppi sisältyy ISISIS-luokkaan. Toisaalta R0 kuvaa satunnaista järjestystä. Niiden lisäksi löytyy myös muita laajennettuja tilaustyyppejä (R3 jne.). Savi sekoitetut savimineraalit, jotka ovat täydellisiä R1-tyyppejä, saavat usein oman nimensä. R1-tilauksesta kloriitti-smektiitti tunnetaan korrensiittina, R1-illiitti-smektiitti-rektooriittina.
Opintohistoria
Saven luonteen tuntemus tuli ymmärrettävämmäksi 1930-luvulla kehittämällä röntgendiffraktioteknologioita, joita tarvittiin savipartikkeleiden molekyylin luonteen analysointiin. Myös terminologian standardisointi syntyi tänä aikana kiinnittäen erityistä huomiota samankaltaisiin sanoihin, jotka johtivat sekaannuksiin, kuten arkki ja taso.
Kuten kaikille fylisilikaateille, myös savimineraaleille on ominaista kulmattoman SiO4-tetraedran ja / tai AlO4-oktaedran kaksiulotteiset kerrokset. Arkkilohkojen kemiallinen koostumus (Al, Si) 3O4. Kullakin piitetrahedrolla on 3 sen huippupitoisesta happiatomista muiden tetraedrien kanssa, muodostaen heksagonaalisen hilan kahdessa ulottuvuudessa. Neljättä kärkipistettä ei jaeta toisen tetraedron kanssa, ja kaikki tetraedronit "osoittavat" samaan suuntaan. Kaikki erottamattomat kärjet ovat arkin yhdellä puolella.
rakenne
Saveissa tetraedriset levyt on aina sidottu oktaedrisiin levyihin, jotka on muodostettu pienistä kationeista, kuten alumiini tai magnesium, ja joita koordinoi kuusi happiatomia. Tetraedroidun levyn muotoimaton kärki muodostaa myös osan oktaedrisen sivun yhdestä sivusta, mutta ylimääräinen happiatomi sijaitsee tetraedrisen levyn raon yläpuolella kuuden tetraedran keskellä. Tämä happiatomi on sitoutunut vetyatomiin, joka muodostaa OH-ryhmän savirakenteessa.
Savet voidaan jakaa luokkiin riippuen tetraedristen ja oktaedristen levyjen pakkausmenetelmistä kerroksittain. Jos jokaisessa kerroksessa on vain yksi tetraedrinen ja yksi oktaedriryhmä, niin se kuuluu luokkaan 1: 1. Vaihtoehdossa, joka tunnetaan nimellä savi 2: 1, on kaksi tetraedroitua levyä, joissa kummassakin on jakamaton kärki, jotka on suunnattu toisiaan kohti ja muodostavat kahdeksankulmaisen levyn kummankin sivun.
Yhdistäminen tetraedristen ja oktaedristen levyjen välillä vaatii, että tetraedrinen levy tulee aallotettua tai kiertynyttä aiheuttaen heksagonaalisen matriisin ditrigonaalisen vääristymisen, ja oktaedrinen levy on kohdistettu. Tämä minimoi kristalliitin yleisen valenssin vääristymisen.
Tetraediaanisten ja oktaedristen levyjen koostumuksesta riippuen kerroksella ei ole varausta tai sillä on negatiivinen. Jos kerrokset ovat varautuneita, tätä varausta tasapainottavat kerrosten väliset kationit, kuten Na + tai K +. Kummassakin tapauksessa välikerros voi sisältää myös vettä. Kiderakenne muodostetaan kerrosten pinosta, joka sijaitsee muiden kerrosten välissä.
"Savikemia"
Koska suurin osa saveista on valmistettu mineraaleista, niillä on korkea biologinen yhteensopivuus ja mielenkiintoiset biologiset ominaisuudet. Levyn muodon ja varautuneiden pintojen vuoksi savi on vuorovaikutuksessa useiden makromolekyylien kanssa aineiden, kuten proteiinien, polymeerien, DNA: n, jne. Kanssa. Joitakin savin käyttökohteista ovat lääkkeiden antaminen, kudostekniikka ja biopainatus.
Savikemia on sovellettu kemia, joka tutkii savin kemiallisia rakenteita, ominaisuuksia ja reaktioita sekä savimineraalien rakennetta ja ominaisuuksia. Tämä on monitieteinen ala, joka sisältää käsitteitä ja tietoa epäorgaanisesta ja rakennekemiasta, fysikaalisesta kemiasta, materiaalikemiasta, analyyttisestä kemiasta, orgaanisesta kemiasta, mineralogiasta, geologiasta ja muista.
Savien kemian (ja fysiikan) ja savimineraalien rakenteen tutkimuksella on suuri akateeminen ja teollinen merkitys, koska ne ovat yleisimmin käytettyjä teollisuusmineraaleja, joita käytetään raaka-aineina (keramiikka jne.), Adsorbentteja, katalysaattoreita jne.
