Глинистые минералы

Рис. 14-32. Образование бесконечных листов в тальке, слюде и глинистых минералах, где каждый силикатный тетраэдр обобществляет три своих вершинных атома кислорода с други-

Принцип дифференциально-термического анализа (ДТА) впервые был использован Ле-Шателье в 1887 г. для испытания глинистых минералов [114]. В 1904 г. Курнаков завершил работу по созданию пирометра—автоматического прибора для регистрации изменения температур во времени 115]. [c.318]

Глинистые минералы составляют группу слоистых и слоисто-ленточных силикатов и состоят в основном из двух структурных элементов - кремнекислородного тетраэдра и алюмокислородного октаэдра. Они характеризуются гидрофильной поверхностью, способностью к сорбции и ионному обмену [1,2]. Из-за изоморфного замещения атомов кремния и алюминия на катионы более низкой валентности плоские грани кристаллической решетки глинистых минералов приобретают отрицательный заряд. Его компенсация происходит за счет адсорбции ионов Mg Са, Ре", К и На" . Эти катионы представляют ионообменный комплекс глин. Сила взаимодействия катионов ионообменного комплекса с кристаллической решеткой глин обусловливает их физико-химические и механические свойства, в частности, набухаемость. При контакте глин с водой молекулы воды проникают в межплоскостное пространство структурных [c.199]

Проблема взаимодействия нагнетаемой воды с глинистыми фракциями пород-коллекторов нефти и газа возникла с самого начала освоения систем разработки нефтяных месторождений при искусственном заводнении. Глинистые минералы относятся к числу характерных компонентов гранулярных коллекторов и в значительной мере определяют их ФЕС. Поэтому они уже давно привлекают внимание нефтяников. Лабораторные и промысловые исследования показали, что с увеличением относительного количества глинистой фракции обычно связано ухудшение проницаемости коллекторов, а пространственная изменчивость глин в породе — одна из причин неоднородности продуктивных объектов по ФЕС. Хорошо известна повышенная сорбционная активность глин, а также способность некоторых к набуханию при опреснении пластовых вод, сопровождающемуся снижением проницаемости и пористости. Для сильноглинизированных коллекторов характерны нелинейность закона фильтрации, предельный градиент давления. Эти свойства приводят к образованию застойных зон, т. е. отрицательно сказываются на коэффициенте охвата. [c.33]

Твердые вещества в буровых растворах встречаются в кристаллическом и реже в аморфном состояниях. Аморфное (неопределенное) строение имеют некоторые оксиды, гидроксиды и алюмосиликаты, попадающие в промывочную жидкость вместе с выбуренной породой или образующиеся в ней в результате конденсирования. Изучению аморфных веществ в буровых растворах уделяют мало внимания. Наиример, ири оиределении глинистых минералов их удаляют, чтобы получить хорошую рентгенограмму, а при обсуждении различных превращений в буровых растворах иногда забывают о том, что аморфные вещества являются не только продуктами разложения кристаллических веществ, по и материалом для синтеза новой твердой фазы. [c.11]

Вторым важным свойством коллекторов является их фильтрационная способность, определяемая проницаемостью. Проницаемость — это способность породы пропускать через себя жидкость и газ. Абсолютно непроницаемых пород нет. Практически непроницаемыми можно считать такие породы, которые при существующей в верхней части земной коры перепадах давления не пропускают через себя флюиды. Так, глины обладают нередко значительной пористостью, достигающей более 50%, но поскольку они состоят из комплекса глинистых минералов пластинчатого строения и плотно прилегают друг к другу, изолируя поры, движение воды, нефти и газа по ним чрезвычайно затруднено. Вот почему проницаемость глин ничтожно мала, и они являются барьерами на пути движения нефти. [c.13]

Глинистые минералы представляют собой силикаты с листовой структурой, подобной имеющейся в слюде. Эти слоистые структуры обладают высокоразвитыми внутренними поверхностями и поэтому часто способны поглощать большие количества воды и других веществ, внедряю- [c.636]

Наличие ДЭС в глинистых минералах, особенно в монтмориллонитах, может быть также обусловлено, как отмечалось ранее, изоморфными замещениями 51 + и АР+ в тетраэдрическом и октаэдрическом слоях алюмосиликатов соответственно А1 и (или другим, двух-или одновалентным катионом). При этом поглощается электрон извне и минерал приобретает отрицательный заряд. [c.53]

ЩИХСЯ между силикатными слоями. По этой причине глинистые почвы очень удобны для выращивания растений. Это же свойство позволяет использовать их в качестве носителей для металлических катализаторов. Один из распространенных катализаторов-платиновая чернь - представляет собой тонкоизмельченную металлическую платину, полученную осаждением из раствора. Каталитическая активность платиновой черни усиливается высокоразвитой поверхностью металла. Аналогичный эффект достигается путем осаждения металла-катализатора (N1 или Со) на поверхность глины. Атомы металла покрывают внутренние поверхности силикатных листов, а кристаллическая структура глины предотвращает слипание металла в бесполезную массу. Согласно предположению Дж. Бернала, первые каталитические реакции на ранних стадиях эволюции жизни, еще до появления биологических катализаторов (ферментов), могли протекать на поверхности глинистых минералов. [c.637]

В свежих илах, где минералы расположены хаотично, содержание воды очень велико. Когда отбирали для изучения пробы илов в разных водоемах, в Черном и Каспийском морях, в Цюрихском озере, то обнаружили, что в них содержится до 90% воды. По мере уплотнения в результате того, что илы перекрываются новыми осадками и они превращаются в породы, ориентировка глинистых минералов изменяется. Под нагрузкой вышележащих толщ глинистые минералы стремятся занять горизонтальное положение и плотно прилегают друг к другу. Но при этом объем пор между минералами сокращается, часть воды выжимается сначала в морской водоем, а по мере погружения осадков на все большую глубину в другие породы и прежде всего в те, которые уплотняются меньше, т. е. в песчаники и кавернозные или трещиноватые известняки. Отмечено, что уже на глубине 3 км глина теряет большую часть своей воды и ее содержание не превышает 10%- Что же происходит с выжатой водой в коллекторах [c.18]

РЕГУЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КОЛЛЕКТОРСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТА [c.199]

Глинистые минералы принадлежат к слоистым алюмосиликатам. Их кристаллическая решетка составлена из чередующихся слоев тетраэдров и октаэдров [46]. Группа слоев, сцепленных между собой, образует пакет. Глины различаются природой атомов, находящихся внутри слоя, количеством слоев в пакете, типом упаковки пакетов, природой катионов, заполняющих пустоты между ними. Зазоры между пакетами создают внутрикристаллическую пористость глинистых минералов. [c.169]

Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]

Чистые глинистые минералы, как каолинит, встречаются редко. Обычно глины представляют собой смесь глинистых минералов. [c.32]

Каждый из перечисленных основных типов осадочных пород редко встречается в чистом виде. Обычно в глинах наблюдается примесь песка и карбонатов. В песчаных породах встречается примесь глинистых минералов. Карбонатные породы также могут содержать примесь песка и глин. Известны глинистые пески, содержащие большую примесь глины, а также мергели, представляющие собой смесь глины и карбоната. [c.33]

Пока условия отложения и накопления осадков остаются неизменными, отлагающийся пласт сохраняет свою однородность. Когда эти условия становятся другими, изменяются состав и свойства осадка. Начинает отлагаться другой пласт. Вместо глины начинает отлагаться песок, или один вид глины сменяется другим, появляется та или иная примесь других глинистых минералов, примесь песка и т. п. [c.34]

Строение и спойства важнейших глинистых минералов [c.15]

Т а Плица 1.5 Химический состав тонкой фракции глинистых минералов [c.17]

Ионообменные процессы играют большую роль при бурения. Носителем обменной адсорбции в разбуриваемых породах и промывочных жидкостях обычно является так называемый поглощающий комплекс, емкость которого, выражаемая в моль-экв/кг, колеблется для различных глинистых минералов от 50—100 до 1000—1500. Поглощающий комплекс глин обычно представлен Ка+, Са и реже К+, [c.50]

Рассмотрим теперь современные представления о путях и механизме превращений липидной части органических веществ в ут леводороды нефти. Пути эти сложны и многостадийны. Лишь небольшая часть исходных молекул попадает затем в нефть в неизмененном или мало-измененном виде. Основное же превращение органического вещества в осадочных породах заключается в образовании нерастворимого продукта — геополимера, называемого обычно керогеном. В состав керогена, кроме остатков исходных органических молекул, входит и неорганическая составляющая, представленная обычно глинистыми минералами Детальное описание состава, свойств и строения керогена можно найти в монографиях [1, 2]. Для понимания механизма превращения органического вещества особенно важно, то, что молекулы последнего на определенном этапе химически связаны со своей неорганической матрицей. По мере погружения керогена в осадочную толщу земной коры, т. е. по мере роста температуры (что особенно важно) и давления в керогене происходят различные микробиологические и химические превращения. Обычно выделяют две основные стадии образования и преобразования керогена а) диагенез, или седиментогенез [1, 3], и б) катагенез. [c.183]

Взаимодействие воды с активными центрами минералов может происходить вследствие образования водородных или молекулярных связей. Водородная связь между гидратированными молекулами воды и активными центрами, например, глинистых минералов возникает прежде всего на их поверхности, образующей гидроксид-ными группами октаэдрического слоя. В каолините октаэдриче- [c.57]

Емкость катионного обмена некоторых глинистых минералов по Р. Е. Гриму колеблется в пределах (мг-экв на 100 г) [c.10]

Аналогичные результаты бьши получены в результате экспериментального моделирования процессов нефтеобразования при геохимических исследованиях [15]. В качестве исходных веществ для этих целей были приняты природный кероген и асфальтены. Кероген, как известно, в соответствии с осадочно-миграционной теорией органического происхождения нефти, представляет собой конечный продукт превращений органического вещества в осадочных породах. Это труднорастворимое органическое вещество, находящееся в комплексе с неорганической составляющей, представленной обычно глинистыми минералами и образующее геополимер . По установившимся представлениям из керогена в результате длительных многостадийньи процессов в осадочных поро- [c.19]

На участке широтного течения р. Оби и центральной части Западно-Сибирской низменности в неокоме, а также в верхнемеловых отложениях большей части территории низменности развиты глинистые минералы, содержащие 5—10% песчано-алевритовой примеси. В составе глинистых мине, ралов наибольшим развитием пользуются гидрослюды, в меньшей степени каолинит, монтмориллонит, хлорит и смешанослойные генетические сростки. [c.370]

Согласно гипотезе Н.В. Тагеевой, растворитель поровых вод поглощается в процессе метаморфизма слоистых глинистых минералов типа монтмориллонита. Однако тогда следует предположить вьщеление ионов воды, а следовательно, уменьшение книзу солености поровых вод, а не увеличение. Увеличение солености возможно в случае образования на глубине слоистых минералов, чего, однако, не наблюдается в изученных разрезах. [c.77]

Иной источник создания напора в элизионной водонапорной системе (рис. 3,6) Элизио по-гречески означает выжимаю. Некоторые осадки, особенно глины, при уплотнении уменьшаются в объеме и отдают, выжимают из себя излишнюю воду, которая поступает в менее уплотняющиеся породы, такие как песчаники и известняки. Процесс уплотнения глин определяется особенностью строения глинистых минералов. Мы уже упоминали о том, что глинистые минералы имеют пластинчатое строение, между пластинками всегда имеется вода, заполняющая поры. [c.18]

Лабораторные эксперименты проводились для определения наиболее эффективных композиций химреагентов для воздействия на терригенные породы с учетом их структурно-текстурных типов. Так, для первого структурнотекстурного типа наиболее эффективными оказались композиции на основе соляной и плавиковой кислот. Для второго и четвертого типов пород, характеризуемых повышенным содержанием глинистых минералов, эффективны спиртокислотные обработки, композиции на основе ацетона, т.е. стабилизаторы г лин. [c.181]

Наиболее распространенным типом осадочных пород служат глины. На долю их приходится в среднем около 50% всех осадочных пород. Глины — это тонкозернистые горные породы, состоящие из алюмосиликатов, т. е. из солей кремневых кислот со значительным участием окиси алюминия. Известно несколько кремневых кислот, а в составе их соле11 присутствуют кроме алюминия и другие металлы. Поэтому существует много типов глин. Они выделяются в зависимости от состава кремневых кислот и содержащихся в их солях металлов. В составе глинистых минералов присутствует также вода. В качестве примера глин можно привести минерал каолинит. Его формула А1281207-2Н20. [c.32]

Глина — горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов. Глинистые минералы отличаются друг от друга химическим составом и строением кристаллической решетки. Они представлены в основном водными алюмосиликатами хАЮз уЗЮг-гНгО, кроме того, в них содержится 5—15% других соединений, главным образом в виде окисей железа, магния, кальция, натрия, марганца, титана, углерода и серы [154, 169]. [c.44]

Оптимизация процессов очистки сточных вод практически возможна лишь при работе с иммобилизованными микроорганизмами. При этом используют подращивание микроорганизмов, их пространственное разобщение для направленного разрушения того или иного соединения с помощью подобранных щтаммов. Например, с помощью специально селекционированной чистой культуры Ba illus subtilis 23/3, закрепленной на стекловолокне или глинистых минералах, успешно разрушается гексаметилендиамин (токсичное соединение в сточных водах предприятий, выпускающих анидные волокна). В очистных сооружениях устанавливают специальные каркасы с гибкими ершами из стекловолокна, на которых адсорбированы микроорганизмы. Такие системы обезвреживают нитропродукты, ароматические углеводороды и другие соединения в 2-10 раз быстрее, снижают себестоимость очистки, улучшают качество воды. [c.165]

Основу слоистого строения глинистых минералов составляют кремиекислородные тетраэдрические и алюмогидроксидные октаэдрические сетки, неограниченно развитые в плоскости. Тетраэдрические сетки состоят из тетраэдров, связанных между собой через вершины своих оснований. Четыре вершины тетраэдра (5104] заняты аиионамн О , а в центре его находится более мелкий катнон. Расстояния 81—О в тетраэдрах меняются в зависимости от структурного типа силиката в пределах (1,55— 1.72)-10 см. В слоистых силикатах средние расстояния —О в пределах одного тетраэдра равны 1,62-10" см. Центральная по.зи-ция в тетраэдрах иногда частично изоморфно замещается на А - +. При этом в слоистом силикате расстояние А1—О уже составляет в среднем 1,77-10 см. Сопоставление этих расстояний с суммой ковалентных радиусов З н О, а также А1 и О свидетельствует о преимущественно ковалентном характере связей в тетраэдрах. [c.14]

В глинистых минералах различные поверхности отличаются по свойствам. Боковые ребра глин имеют амфотерный. характер и в широком интервале pH могут нести положительный заряд. Плоские же грани глинистых минералов всегда заряжены отрицательно. Поэтому глинистые частицы в суспензиях могут притягиваться и при отсутствии потенциальных минимумов, характерных для частиц с развитыми адсорбционно-гидратными слоями. В результате этих взаимодействий возникает так называемая реброграниая коагуляция глин. [c.72]

Центры многогранников как в тетраэдрических, так и в октаэдрических слоях располагаются гексагонально, причем гексагональные ячейки обеих слоев соизмеримы между собой. Соединяясь между собой в различных сочетаниях, слои образуют кристаллические решетки глинистых мине-ралов. Иными словами, крпстал лическая решетка глинистых минералов образуется сочетанием кремнекислородных и кислород-гидрокснд-алюминиевых слоев (см. табл. 1.3). В глинистых минералах соотношение между этими слоями, образующими пакеты, обозначают цифрами 1 1, 2 1, 2 2. При соединении тетраэдрического и октаэдрического слоев ионы Q2- тетраэдрического слоя, расположенные на вершинах тетраэдров, становятся общими для обоих слоев, т. е. слул<ат мостиками между ионами Si + одного слоя и ионами А1- + другого слоя. Такая структура наиболее устойчива, так как число ноложительиы.ч зарядов Si + и АР+ в этой структуре равно числу отрицательных зарядов и ОН. [c.15]

В глинистых минералах степень поверхностной диссоциации зависит от типа обменного катиона. Так, для На-глин она на два по-порядка выше чем для Са-глин, причем степень поверхностной диссоциации возрастает с уменьшением концентрации глины в суспензии до определенного предела. После достижения этого предела, составляющего для фракции менее 1 мкм Ыа-каолина и Ма-монт-мориллонита соответственно около 0,11 и 0,04%, поверхностная диссоциация остается постоянной и ДЭС получает полное развитие. [c.52]

Связь воды с глинистыми минералами при межмолекулярных взаимодействиях возникает в результате гидратации обменных катионов, насыщающих свободные валентности в местах сколов на поверхности кристаллов при изоморфных замещениях, Нескомпен-сированность электростатических сил в сколах кристаллов зависит от места сечений, по которым происходит разрушение рсп1етки. Иногда разрушение решетки может привести к нарушению связей, которые обусловливают гидратацию глинистых минералов не только через обменный катион, но и непосредственно через поляризующее действие электростатических сил. [c.58]

С другой стороны, энергетическая неоднородность поверхности, присутствие обменных катионов приводят к различию в свойствах связанной воды. Свойства молекул воды, связанных обменными ионами поверхности твердой частицы, отличаются от свойств воды в объеме тем больше, чем выше плотность заряда нона.В глинистых минералах количество воды, связанной наиболее прочно, больше при наличии поливалентных катионов в обменном комплексе. Кривые обезвоживания мо-ноионных форм бентонитов при нагревании (рис, 11.16) свидетельствуют о различном энерге-т-нческом состоянии связанной воды в зависимости от обменного катиона, его способности влиять яа трансляционное движение молекул воды. Чем выше упорядочивающее воздействие катионов (А1 +, Mg +), тем слабее трансляционное движение молекул воды и тем при более высоких температурах в пей разрываются водородные связн и она удаляется с [c.61]

К добавкам четвертой группы относятся вещества, образующие собствепную структурную сетку в цементных суспензиях. Такими добавками являются диспергированные глинистые минералы, а также коллондно-дисперсные трудиорастворимые гидроксиды, которые образуются в жидкой фазе цементной суспензии при реакцип гидроксида кальция, выделяющегося при гидролизе минералов цементного клш кера, с добавкой соли [c.113]

При минералогическом анализе глин минералы шестой группы легко спутать друг с другом. Эти мкнералы хорошо растворимы в кислотах и часто встречаются в известковых породах. Они разрушаются, когда оиреде.тению глинистых минералов предшествует предварительная обработка кислотами с целью растворения карбонатов. [c.6]

На различных участках структуры сложных молекул глинистых минералов находятся катионы, способные аамещаться катионами раствора, называемые поэтому обменными катионами. Суммарное число этих катионов составляет комплекс поглощения или катионообменный комплекс, величина которого обычно выражается в мг-экв на 100 г сухой глины. В состав катионообменного комплекса природных глин в основном входят катионы одно-, двух- и реже трехвалентных металлов. [c.9]

Общая химия (1979) -- [ c.446 ]

Геохимические барьеры (2003) -- [ c.57 ]

Структурная неорганическая химия Том3 (1988) -- [ c.3 , c.146 ]

Введение в химию окружающей среды (1999) -- [ c.99 ]

Структурная неорганическая химия Т3 (1988) -- [ c.3 , c.146 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) -- [ c.0 ]

Очерки кристаллохимии (1974) -- [ c.315 , c.320 , c.340 ]

Строение неорганических веществ (1948) -- [ c.547 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) -- [ c.0 ]

Происхождение жизни Естественным путем (1973) -- [ c.284 , c.291 , c.299 , c.301 , c.302 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология