Применение электронного микроскопа позволило точно определить форму частиц различных глинистых минералов, составить представление о порядке размеров частиц компонентов глин и о той степени, до которой могут уменьшаться размеры глинистых частиц при механическом воздействии на них воды. В многочисленных работах уже опубликованы электронные микрофотографии глинистых минералов и описана методика электронной микроскопии в применении к исследованию глинистых минералов. Особенно следует упомянуть достижения в этой области Арденна, Эйтеля, Миддела, Гумберта, Шоу, Маршалла, Александера, Мура, Бейтса, Керра и их сотрудников. По поводу общих принципов экспериментальной методики следует обратиться к работам этих авторов, а также к книгам Зворыкина и др. и Косслетта.
Некоторые из приведенных в этой главе электронных микрофотографий заимствованы (с разрешения автора) у Керра. Другие были специально получены для данной книги проф. Т.А. Бейтсом из Пенсильванского государственного колледжа. Автор считает своим долгом выразить благодарность проф. Керру и Американскому нефтяному институту за разрешение воспроизвести их микрофотографии и проф. Бейтсу за то, что он предоставил и разрешил опубликовать полученные им результаты.
В электронной микроскопии формирование изображения связано с рассеянием электронов при прохождении электронного пучка через исследуемый образец. В ранних исследованиях частицы глинистых минералов непосредственно экспонировались электронному пучку без всякой предварительной обработки. В последних работах при приготовлении препаратов с успехом применялся метод оттенения, который часто необходим для установления толщины, частиц, а также позволяет увеличить контраст изображения частиц по отношению к фону. При оттенении образцы помещаются в испаритель металла, в котором на образец под косым углом напыляются некоторые металлы, часто уран или бериллий. Угол, под которым пары металла наносятся на препарат, зависит от толщины частиц образца. Для более тонких частиц берется угол порядка 10°, а для более толстых — до 30°. В электронном микроскопе получают непосредственное увеличение от 3000 до 15 000. Получаемое изображение может быть увеличено еще в 3—5 раз фотографическим путем.
В настоящей книге приведены как позитивные, так и негативные отпечатки. Позитивные отпечатки отбрасывают белые тени, негативные отпечатки — черные.
При электронно-микроскопическом исследовании образцы нагреваются вследствие поглощения электронов. Нагревание до низких температур (от 60 до 100°) вызывает в некоторых глинистых минералах, например галлуазите, вермикулите, монтмориллоните, реакции дегидратации, что следует учитывать при выяснении первоначального характера этих минералов.
Хаст применил для исследования глин метод реплик. Согласно примененному им методу, со свежесколотой поверхности глины сдирается чешуйка реплики из пленки нитрата целлюлозы. Такая чешуйка получается при покрытии поверхности глины раствором нитрата целлюлозы в амилацетате после испарения ацетата. Чешуйка покрывается слоем напыляемого бериллия или алюминия толщиной от 25 до 50 А, после чего пленка нитрата целлюлозы удаляется растворением в амилацетате. Металлическая реплика устанавливается под электронный пучок. В результате применения этой методики к исследованию бентонитов Хаст получил указания на винтообразный характер наложения в них монтмориллонитовых частиц. Необходима дальнейшая работа для оценки достоверности тех результатов, которые дает нам метод реплик.
Главная