Iron in kaolinite: II. The relationship between kaolinite crystallinity and iron content

Abstract

Calibration of the internal and external signals appearing at g_eff ∼4 in the electron paramagnetic resonance (EPR) spectra of twenty-four kaolinites, has led to the recognition of two types of kaolinite-iron. The amount of iron associated with the internal signal (I iron) shows good inverse correlations with parameters used to describe the degree of crystalline perfection in kaolinite. Iron associated with the external signal (E iron) is insensitive to crystalline order. By considering both the amount and nature of the iron, the kaolinites investigated are placed in three groups. The first contains well-crystallized varieties characterized by low total iron and EPR spectra consisting mainly of an E signal. Poorly-crystallized kaolinites contain more iron and are characterized by a fifty-fifty partition of this iron into E and I sites. The third group contains samples which are intermediate with respect to both the amount and nature of the iron.

Résumé

L'étalonnage des signaux internes et externes apparaissant à g_eff∼4 dans les spectres de résonance paramagnétique électronique de vingt-quatre kaolinites, a conduit à la reconnaissance de deux types de fer-kaolinite. La quantité de fer associée au signal interne (I fer) montre de bonnes corrélations inverses avec les paramètres utilisés pour décrire le degré de perfection cristalline dans la kaolinite. Le fer associé au signal externe (fer E) n'est pas affecté par l'ordre cristallin. En considérant à la fois l'abondance et la nature du fer, les kaolinites étudiées sont placées dans trois groupes. Le premier comprend les variétés bien cristallisées caractérisées par un faible fer total et par des spectres RPE composés principalement d'un signal E. Les kaolinites mal cristallisées contiennent plus de fer et sont caractérisées par un partage 50-50 de ce fer entre les sites E et les sites. I. Le troisième groupe comprend des échantillons qui sont intermédiaires en ce qui concerne à la fois la teneur en fer et la nature de celui-ci.

Kurzreferat

Die Kalibrierung von den inneren und äußeren Signalen, welche bei g_eff∼4 in den elektronparamagnetischen Resonanz—(EPR) Spektren von 24 Kaoliniten erscheinen, hat zur Aufdeckung von zwei Kaolinit-Eisen-Typen geführt. Der Betrag an Eisen, der dem inneren Signal (I-Eisen) zugeordnet werden kann, zeigt gute inverse Beziehungen mit den Parametern, die zur Beschreibung des Kristallinitätsgrades im Kaolinit gebraucht werden. Das Eisen, das dem externen Signal (E-Eisen) zugeordnet werden kann, hat für den kristallinen Ordnungsgrad keinen Einfluß. Hinsichtlich des Betrages als auch der Art des Eisens lassen sich die Kaolinite in drei Gruppen einteilen. Die erste enthält gut kristallinierte Varientäten, die charakterisiert sind durch niederen Gesamteisengehalt und EPR-Spektren, die hauptsächlich ein E-Signal zeigen. Weniger gut kristallisierte Kaolinite enthalten mehr Eisen und lassen sich durch eine 50 zu 50 Verteilung an Eisen in E- und I-Lagen charakterisieren. Die dritte Gruppe enthält Proben, welche hinsichtlich Betrag und Art des Eisens dazwischen liegen.

Resumen

La calibración de las señales internas y externas que aparecen a g_eff∼4 en los espectros de resonancia paramagnética de veinticuatro caolinitas ha conducido al reconocimiento de dos tipos de caolinita-hierro. La cantidad de hierro vinculada a la señal interna (I hierro) muestra buenas correlaciones inversas con parámetros empleados para describir el grado de perfección cristalina de la caolinitia. El hierro vinculado a la señal interna (E hierro) es insensible al orden cristalino. Atendiendo a la cantidad y la naturaleza del hierro, las caolinitas investigadas se clasifican en tres grupos. El primero contiene variedades bien cristalizadas caracterizadas por un bajo contenido total de hierro y espectros de resonancia paramagnética que consisten principalmente en una señal E. Las caolinitas mal cristalizadas contienen más hierro y se caracterizan por una división 50-50 de este hierro en sitios E e I. El tercer grupo contiene muestras que son intermedias respecto a la cantidad y la naturaleza del hierro.