نبذة تعريفية عن معدن الإلّيت

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الأول

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معدن الإلّيت علوم الأرض والجيولوجيا

أول من استخدم هذا الاسم هم قْرِمْ وبْري وبْرادْلي عام 1937 م. وقد اشتقوه من اسم ولاية ألينوي (Illionois) الأمريكية. لا يشير هذا المصطلح إلى معدن بعينه. بل إلى مجموعة من المعادن الطينية الناتجة عن معدن الميكا.

ومن ثم فإنه يعني أي معدن طيني سمك وحدته البنائية 10 انجستروم في اتجاه المحور (C). ولا يتمدّد (أو ينتفخ) هذا السمك عند معالجته بمواد أخرى.

لجميع معادن الإليت بنية من نوع الميكا. وهي تتكون من ثلاثة أنواع من الطبقات على طول المحور (جـ) أي في اتجاه المقطع الذي يحدد سمك المعدن. (أنظر الشكل المرفق).

 

1-توجد طبقتان من رُباعي الأوجه السليكاتي (Silica tetrahedral) واحدة متجهة إلى الأعلى والأخرى متجهة إلى الأسفل.

أما الوحدة المكررة في هاتين الطبقتين فهي رباعي أوجه السيليكا SiO₄)^-4)، حيث تحيط أربعة أيونات أكسجين بكل أيون سيليكون.

 

وتترابط هذه الوحدات (SiO₄)^-4 بحيث تتعادل ثلاث شحنات سالبة من الشحنات الأربع التي عليها في داخل الطبقة السليكاتية. ولا يبقى إلا شحنة واحدة على كل وحدة سيليكياتية.

ففي الطبقة السيليكاتية الموجهة نحو الأعلى تتكوّن غيمة أو سحابة أو طبقة من الشحنات السالبة فوق الطبقة السيليكاتية، وفي الطبقة الموجهة نحو الأسفل تكون الغيمة السالبة تحتها.

 

2- توجد طبقة من الألمنيوم أو الحديد أو المغنيسيوم أو غيرها محاطة بعدد من أيونات الأكسجين أو الهيدروكسيل (OH)^-1 مرتّبة على شكل ثماني الأوجه.

وقد يكون هذا الأخير ثنائي الثماني أو ثلاثي الثماني لتكافؤ العناصر الموجودة في هذه الطبقة (أيونات Al⁺³ أو Fe⁺³ في الحالة الأولى، وثلاثة (أيونات Mg⁺² في الحالة الثانية.

 

وتتعادل الشحنات السالبة المتبقية على طبقتي السيليكا في (1) مع الشحنات الموجبة الموجودة على طبقة ثماني الأوجه المحصورة بينهما.

فتصبح طبقتا السيليكا كشطيرة تحصر ثماني الأوجه. غير أن التعادل الكهربائي ليس كاملاً بل تبقى بعض الشحنات السالبة على الشطيرة. مما يوجب وجود طبقة ثالثة نصفها في (3).

 

3- تصور تراكم الشطائر بعضها فوق بعض عمودياً. يقتضي عدم التعادل الكهربائي بوجود طبقة بين كل أيون مثل البوتاسيوم أو الصوديوم أو الكالسيوم.

والأغلب أن يكون البوتاسيوم هو الأيون السائد في هذه الطبقات. وتعادل شحنات البوتاسيوم الموجبة ما تبقى على الشطيرة من شحنات سالبة حسب نوع معدن الإليت.

ففي معدن المسكوفيت (الميكا البيضاء) ينبغي أن تكون الشحنة على الشطيرة (-2) لتتعادل مع أيوني بوتاسيوم (+2).

 

أما في معادن الإليت فإن الشحنة تكون دائماً أقل من 2 تبعاً لنوع الاستبدال الذي حدث في الميكا إثر تحولها إلى معادن الإليت.

بقي أن نذكر أن الفرق الجوهري بين معادن الإلّيت ومعادن السمكتيت (smectite) (وهي مجموعة معادن طينية شديدة الشبه بمجموعة الإليت) هو أن شحنة الطبقات البينية في الإلّيت أكبر منها في السْمِكْتيت. فهي 1,5 تقريباً في الأولى و 0,65 في الثانية.

 

ويستدعي كبر شحنه الطبقات البينية في الإليت منع هذه البنية من التمدد عند معالجته بالماء أو المذيبات العضوية.

وبنفس المنطق فإن صِغر هذه الشحنة من السمكتيت لا يستطيع أن يحول دون تمدّد (أو انتفاخ) المعادن التابعة لها.

فلو أننا عالجنا معدناً من السمكتيت سمكه 12 انجستروم بمادة الجليكول مثلاً فإنه ينتفخ إلى أن يصل إلى 18 انجستروم. ولا يحدث ذلك في مجموعة معادن الإلّيت وهو فرق مميز لهاتين المجموعتين.

 

يبين الجدول المرفق التركيب الكيميائي للميكا وكيف يمكن أن يشتق منه التركيب الكيماوي لمعادن الألّيت.

 

ففي معدن المسكوفيت يُلاحظ استبدل ذرتي (Al) بذرتي (Si) في كل ثمانية وحدات سيليكا في طبقتي رباعي الأوجه السيليكاتي وينتج من ذلك فرق في الشحنة يساوي -2 يعادله البوتاسيوم الموجود في الطبقات البينية.

وينتج الإليت من تجوية أو تحلل الميكا وذلك بزيادة كمية السيليكون في رباعي الأوجه بمقدار (×) التي تتراوح بين 5,-01 ومن ثم ينقص الألمنيوم بنفس الكمية.

ويجري التعادل في الطبقات البينية بأن تصبح كمية البوتاسيوم أقلّ من 2 بمقدار (×) ويلاحظ ان طبقة ثماني الأوجه لم تتأثر بل بقي محتواها ثابتاً ولم يحدث فيها استبدال ذو قيمة.

 

وبالتالي يمكن كتابة صغية الإليت العامة على النحو التالي:

والأنواع الأكثر شيوعاً من الإلّيت يمكن أن تكتب على النحو التالي:

 

وفي بعض أنواع التربة، تكون كمية البوتاسيوم في الطبقات البيئية للإلّيت متدنية. ومن ثم فإنه عادة ما يمتص البوتاسيوم في تلك المواضع البنيوية عند إضافته.

 وتختلف معادن الإليت عامة عن معادن الميكا في قلّة إحلال الألومنيوم محل السيليكون واحتوائها على ماء أكثر وكذلك بوجود الكالسيوم والمغنيسيوم حالين محل جزء من البوتاسيوم.

لا ينشأ الإلّيت من تحلل الميكا فقط، بل ينتج أيضا من تحلّل وتغير كثير من المعادن السيليكانية الأخرى، وعلى الأخص معادن الفلسبار. ويجب أن تكون البيئة التي يتشكل فيها الأليت غنية بالبوتاسيوم.

 

وبسبب استقراره الكيميائي والبنوي فإنه يعد أكثر المعادن الطينية وجوداً وانتشاراً في الصخور الطينية. وهذه النتيجة صحيحة في الرواسب الحديثة وفي الصخور القديمة.

كما أنه يمكن القول أن بعض أنواع المعادن الطينية تتحول إلى اليت خلال تصحر الرواسب ودفنها مع الزمن. ومن ذلك تحول معادن السمكتيت بشكل خاص إلى إليت إذا توفرت كمية مناسبة من البوتاسيوم.

يُستخدم الإليت في صناعة المنتجات الطينية التركيبية مثل القرميد نظراً لأنه لا يتمدد ولا ينتفخ عند معالجته بمواد أخرى، كما تصنع منه بعض القوالب.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]