При изучении глинистых минералов часто поднимается вопрос о значении оптических методов. Некоторые исследователи глин утверждают, что оптические методы исследования непригодны для изучения тонкозернистых материалов, в то время как другие доказывают их универсальность, считая необходимым основывать детальное определение глинистых минералов исключительно на оптических исследованиях. По мнению автора, оптические методы часто очень важны, но их надо применять с осторожностью, так как они пригодны только для некоторых типов глинистых материалов. Оптические испытания могут быть выполнены в весьма короткий срок, и получаемые при этом ценные данные оправдывают затрату времени. Для успешного осуществления микроскопического изучения глин необходим некоторый навык. Обычно в образцах глинистых минералов можно определить с достаточной степенью точности, по крайней мере, показатели преломления и двупреломления. Оптические свойства глинистых минералов столь разнообразны, что могут служить для отличия глинистых минералов друг от друга. Как указывалось ранее, следует обращать внимание на аномальные явления, которые наблюдаются в смесях глинистых минералов.
Некоторые глинистые минералы обычно имеют определенный внешний вид под микроскопом, что помогает их определению. Например, агрегаты монтмориллонитовых глинистых минералов часто выглядят как большие несколько деформированные одиночные кристаллы. Отдельные частицы монтмориллонита или нельзя увидеть или трудно различить, так как они сливаются друг с другом; аттапульгит-сепиолитовые минералы иногда похожи друг на друга. Агрегаты других глинистых минералов обладают таким обликом, как будто они состоят из отдельных частиц даже и в том случае, если эти отдельные частицы меньше одного микрона в диаметре и все ориентированы одинаково. Даже имея небольшой опыт в определении глинистых минералов, под микроскопом легко можно определить относительно чистый монтмориллонит по его внешнему виду, не прибегая к определению оптических констант.
Присутствие зерен неглинистых минералов, таких, как кварц, кальцит и полевой шпат, значительно затрудняет определение, если зерна этих минералов имеют размеры, равные размерам частиц глинистых минералов. Присутствие в материале значительного количества исключительно тонкозернистого кварца или кальцита во многих случаях делает невозможным применение оптических методов. Такие неглинистые минералы могут придавать образцу необычный вид или приводить к появлению необычных оптических свойств; иногда это дает указание на наличие в образце некоторого количества неглинистого материала. Однако во многих случаях неглинистые материалы при помощи оптических методов определению не поддаются.
Присутствие в образце даже относительно небольшого количества чрезвычайно тонкозернистых карбонатов делает оптическое изучение глинистых минералов невозможным вследствие высокого двупреломления карбонатов. Удалить карбонаты из образца глины путем их растворения невозможно, так как некоторые глинистые минералы очень чувствительны к воздействию кислот. Одни глинистые минералы слабо растворимы в кислотах, а другие — полностью. К сожалению, многие известковые материалы содержат наиболее растворимые глинистые минералы, так что при изучении подобных материалов состав глинистых минералов приходится определять без использования оптических методов.
Оптические свойства глинистых минералов маскируют органический материал и соединения окисного железа. Органический материал часто можно удалить при помощи растворителей или слабых окислителей (например, перекисью водорода), не изменяя при этом глинистые минералы. Некоторые органические материалы, особенно в древних отложениях, воздействию таких реактивов не поддаются и могут быть удалены только при помощи сильных окислителей или путем нагревания до высокой температуры. При этом, если в образце присутствует железо, оно может окислиться и маскировать свойства глинистых минералов.
Иногда соединения несвязанного железа могут быть удалены посредством восстановления, например путем воздействия сероводорода и последующего растворения закисного железа. При этом нужно опять опасаться воздействия восстановителей на глинистые минералы, особенно на минералы группы монтмориллонита и аттапульгит-палыгорскита.
Оптические методы имеют, конечно, большое значение при определении неглинистых минералов, присутствующих в глинистом материале. Обычно могут быть надежно определены минералы, которые встречаются в глине в частичках размером не менее 5 u. Если тот или иной минерал имеет особенно характерные оптические свойства, то могут быть определены его частички значительно меньших размеров. Например, при небольшом опыте зерна карбонатов можно обнаружить, по крайней мере, в частичках размером до 1 u. Количественное определение неглинистых минералов очень трудно провести для частиц размером меньше 5 u.
При изучении структур глин, которые обнаруживаются в шлифах, применяется петрографический микроскоп. Примером структур могут служить характерные «черепки», свойственные многим бентонитам, и параллельная ориентировка глинистых минералов во многих сланцах. Структуры глинистых материалов в настоящей книге не рассматриваются. Идентификация глинистых минералов в шлифах обычно трудна и часто даже невозможна. Оптические методы определения глинистых минералов могут быть более успешно применены при использование иммерсионного метода и метода изготовления ориентированных агрегатов.
Главная