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Argiles et minéraux argileux

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Le argiles Ils sont un groupe de des minéraux argileux Ils sont générés par des processus d’érosion, de digénèse et d’altération et sont donc les principaux composants des roches sédimentaires à grain fin appelées mudstones (y compris les schistes, siltstones et schistes).

En réalité, argiles et les minéraux argileux représentent environ 40% des composants des roches sédimentaires.

En outre, argiles et les minéraux argileux sont le principal composant des sols.

Par conséquent, comprendre le argiles c’est important du point de vue de l’ingénierie, car certains minéraux se dilatent considérablement lorsqu’ils sont exposés à l’eau.

Il est également important dans le domaine de l’agronomie car ils contiennent une grande quantité de nutriments et jouent également un rôle important dans la transmission de l’eau dans le sol.

En outre, les minéraux argileux sont largement utilisés dans l’industrie de la céramique et sont donc des minéraux économiques importants.

Caractéristiques de l’argile

Le terme argile ou argiles est quelque peu ambigu à moins d’être spécifiquement défini, car il est utilisé de trois manières:

  1. Il s’agit d’un groupe diversifié de minéraux à grains fins.
  2. Parfois, ils sont pris comme un terme rock
  3. Et aussi argiles est dit comme une taille d’argile

En tant que terme de roche, l’argile est difficile à définir en raison de la grande variété de matériaux qui la composent; par conséquent, la définition doit être générale.

Grim (1962) a défini l’argile comme un matériau à grain fin, naturel, terreux et argileux.

La granulométrie des argiles est très fine et est généralement considérée par la plupart des scientifiques de l’argile comme étant d’environ 2 μm ou moins.

Ces minéraux sont des silicates hydratés composés principalement de silice, d’alumine et d’eau.

Plusieurs de ces minéraux contiennent également des quantités appréciables de magnésium, de fer, d’alcalins et d’alcalino-terreux.

De nombreuses définitions indiquent qu’une argile est plastique lorsqu’elle est humide. La plupart des matériaux argileux ont cette propriété, mais certaines argiles n’ont pas de comportement plastique, comme l’halloysite et l’argile à silex.

Lire :  Carbonates et minéraux carbonatés

En tant que terme pour la taille des particules, les argiles sont utilisées pour la catégorie qui comprend les plus petites particules.

Les particules de taille maximale dans la classe granulométrique d’argile sont définies différemment sur diverses échelles de teneur.

Les chercheurs pédologiques et les minéralogistes utilisent généralement 2 µm (microns) comme taille maximale, tandis que l’échelle largement utilisée par les ingénieurs (Wentworth 1922) définit l’argile comme un matériau plus fin d’environ 4 µm (microns).

Les argiles sont une matière première naturelle abondante et ont une variété surprenante d’utilisations et de propriétés, qui sont discutées dans cet article.

Principaux minéraux argileux

Dans cette section, nous vous montrons les minéraux argileux les plus courants:

Classification et types d’argiles

Le argiles Ils sont classés selon leur utilité et leur composition en:

  1. Argiles à billes
  2. Bentonite
  3. Argiles et schistes communs
  4. Kaolin
  5. Paligorskite et sépiolite (hormites)
  6. Terres à foulon
  7. Argiles réfractaires

Selon leur couleur, les plus courants sont:

  1. Argiles blanches
  2. Argiles vertes
  3. Argiles rouges

Propriétés physiques et chimiques des argiles.

Les caractéristiques communes de tous des minéraux argileux Ils sont dérivés de sa composition chimique, de sa structure et de sa taille.

Les des minéraux argileux ils ont une grande affinité pour l’eau. Certains gonflent facilement et peuvent doubler d’épaisseur lorsqu’ils sont mouillés.

La plupart ont la capacité d’absorber les ions (atomes et molécules chargés électriquement) d’une solution et de libérer les ions plus tard lorsque les conditions changent.

Les molécules d’eau sont fortement attirées par les surfaces minérales argileuses.

Quand un peu d’argile est ajouté à l’eau, il forme une suspension car l’argile est uniformément répartie dans l’eau.

L’industrie de la peinture utilise cette propriété de l’argile pour répartir uniformément le pigment (couleur) dans toute la peinture.

Sans argile pour agir comme support, il serait difficile de mélanger uniformément la base de peinture et le pigment de couleur.

Un mélange de beaucoup d’argile et de peu d’eau donne une boue qui peut être moulée et séchée pour former un solide relativement rigide.

Les potiers et l’industrie de la céramique exploitent cette propriété pour produire des assiettes, des tasses, des bols, des pipes, etc.

Les industries environnementales utilisent ces deux propriétés pour produire des revêtements homogènes de confinement des déchets.

Le processus par lequel certains minéraux argileux gonflent lorsqu’ils absorbent de l’eau est réversible.

Les argiles expansives se dilatent ou se contractent en réponse aux changements des facteurs environnementaux (conditions humides et sèches, température).

L’hydratation et la déshydratation peuvent faire varier l’épaisseur d’une seule particule d’argile de près de 100%.

Les maisons, bureaux, écoles et usines construits sur des sols contenant des argiles expansives peuvent être sujets à des dommages structurels causés par le gonflement saisonnier de la partie argileuse du sol.

Une autre propriété importante des minéraux argileux est la capacité d’échanger des ions, et elle est liée à la surface chargée des minéraux argileux.

Les ions peuvent être attirés à la surface d’une particule d’argile ou absorbés dans la structure de ces minéraux.

La propriété des minéraux argileux qui permet aux ions en solution de se fixer sur les surfaces d’argile ou dans les sites internes s’applique à tous les types d’ions, y compris les molécules organiques telles que les pesticides.

Les argiles peuvent être un véhicule important pour transporter et disperser largement les polluants d’une zone à une autre.

Comment et où se forment les dépôts d’argile et d’argile

Les argiles et les minéraux argileux se trouvent dans une gamme assez limitée de conditions géologiques.

Les environnements de formation comprennent les horizons pédologiques, les sédiments continentaux et marins, les champs géothermiques, les dépôts volcaniques et les formations rocheuses altérées.

La plupart des minéraux argileux se forment là où les roches sont en contact avec l’eau, l’air ou la vapeur.

Des exemples de ces situations incluent des roches érodées sur une colline, des sédiments au fond de la mer ou du lac, des sédiments profondément enfouis contenant de l’eau interstitielle et des roches en contact avec de l’eau chauffée par le magma (roche fondue).

Tous ces environnements peuvent provoquer la formation de minéraux argileux à partir de minéraux préexistants.

Une transformation extensive des roches en minéraux argileux peut produire des gisements d’argile relativement purs qui présentent un intérêt économique (p. Ex., Bentonites, principalement des montmorillonites, utilisées pour le forage des boues et des argiles utilisées dans la céramique).

Si vous voulez en savoir plus sur les intempéries, nous avons un article spécial pour cela, vous pouvez cliquer ici

De plus, nous avons également un article spécifique qui vous apprend ce que sont la diagenèse et la lithification, vous pouvez cliquer ici

Érosion Le transport et le dépôt d’argile et de minéraux argileux produits par l’érosion des roches et des sols continentaux et marins plus anciens sont des éléments importants du cycle qui forme les roches sédimentaires.
Le registre des roches sédimentaires anciennes est composé d’environ 70 pour cent de schistes (contenant environ 50 pour cent de fragments de la taille de l’argile) et de siltstones (qui sont plus épais que les schistes mais peuvent contenir des particules de la taille de l’argile) (Blatt et al., 1980).
Aujourd’hui, les environnements sédimentaires contenant des boues et des argiles couvrent environ 60 pour cent des plateaux marins continentaux et 40 pour cent des bassins océaniques profonds.
Les milieux aquatiques intérieurs tels que les lacs, les rivières, les estuaires et les deltas contiennent également des proportions élevées de sédiments à grains fins.
De toute évidence, les argiles et les minéraux argileux sont des composants essentiels des environnements sédimentaires anciens et modernes.
Diagenèse La diagenèse est l’altération in situ d’un minéral en formes plus stables, à l’exclusion de l’altération de surface (qui est l’altération).
La diagenèse se produit, par exemple, lorsque des minéraux stables dans un environnement de gisement sont exposés à un autre par enfouissement et compactage.
Les matériaux silicatés courants tels que le quartz, les feldspaths et les verres volcaniques, ainsi que les carbonates, les oxydes de fer non cristallins et les minéraux argileux primaires, sont transformés en minéraux argileux plus stables pendant la diagenèse, principalement par dissolution et recristallisation.
La formation de bentonite (lits contenant des minéraux argileux du groupe smectite, y compris la montmorillonite) et de terre à foulon (un type de gisement minéral argileux qui a une grande capacité à absorber l’eau) peut se produire principalement par diagenèse, bien que certains dépôts puissent également être formés par processus hydrothermaux.
Les lits de bentonite sont généralement formés à partir de cendres volcaniques perturbées, mais d’autres types de roches peuvent également servir de sources.
Les propriétés d’absorption des bentonites et de la terre à foulon les rendent idéales pour des utilisations aussi diverses que la boue de forage; liaison fonderie-sable; liant pour granuler les minerais de fer et les liquides de blanchiment; absorbants pour huiles, graisses et déchets animaux; et les porteurs de pesticides et d’engrais.
La bentonite est également utilisée comme revêtement de sol pour les applications de confinement environnemental et avec le polyacrylamide pour fabriquer du papier.
Érosion L’érosion des roches et du sol est le principal moyen de formation des argiles et des minéraux argileux à la surface de la Terre aujourd’hui.
Le processus d’altération implique une désagrégation physique et une décomposition chimique qui transforme les minéraux d’origine en minéraux argileux.
L’altération est inégale et de nombreux stades de décomposition peuvent être trouvés dans le même échantillon d’argile.
Les facteurs qui régissent l’altération des roches et la formation du sol comprennent le type initial de roche, le rapport eau / roche, la température, la présence d’organismes et de matière organique et la durée.
Les types de minéraux argileux trouvés dans les roches altérées contrôlent fortement le comportement des roches altérées dans diverses conditions climatiques (telles que des conditions humides, tropicales, tropicales et tempérées).
La kaolinite se trouve dans la plupart des zones altérées et des profils de sol.
Les montmorillonites, chimiquement plus complexes que les kaolinites, sont communes dans les parties inférieures des profils d’altération, plus proches de la roche, où la chimie exerce un contrôle fort sur la minéralogie.
Les minéraux argileux complexes à couches mixtes (tels que les ilites-smectites) sont abondants dans les assemblages d’argile qui se développent à partir de roches précurseurs contenant du mica, telles que les plutons granitiques trouvés dans le nord-est des États-Unis tempéré. Par exemple, une grande partie des sols formés par l’altération granitique peut être constituée de muscovite métastable, de biotite et de chlorite. Ces minéraux se transformeront progressivement en minéraux argileux.
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