Nine muscovite samples from different localities were analysed for all major chemical elements and examined by infrared spectroscopy in the range of 4000–250 cm−1. Iron in the octahedral positions was found to cause an intensity decrease and shifting of some absorption bands. Other structural cations were found not to be effective in producing intensity and frequency changes due to the narrow variations in their amounts. Heating studies indicated that at about 800°C muscovite transforms into a dehydroxylated phase which is stable at least up to 1000°C. Particle size studies showed that 5 µm is the upper size limit for a representative spectrum.

Après avoir rappelé l'importance du mode de préparation des associations montmorillonite-acides humiques sur leurs propriétés d'hydratation, nous présentons les résultats obtenus par adsorption d'azote.

L'ensemble des résultats obtenus sur ces associations indique que la localisation de la matière organique dans l'espace poral de l'argile joue un grand rôle, localisation qui varie avec le mode de préparation des échantillons et la teneur en carbone.

On donne une interprétation générale des courbes représentant la variation des quantités d'eau fixées par ces associations, quand la teneur en carbone augmente.

A survey of 060 spacings of dioctahedral smectites has shown that for nontronites with only iron on octahedral sites, a linear relationship exists between the b-axial dimension and the number of atoms of tetrahedrally coordinated Fe3+ per unit cell containing O20(OH)4. The slope, 0·0497 Å/Fe3+, is steeper than that for the increase in b resulting from Fe3+ on octahedral sites, 0·0377 Å/Fe3+, demonstrating the greater importance of tetrahedral substitution in influencing b. Factors that take account of the number of Fe3+ atoms on tetrahedral sites have been incorporated in existing formulae for calculating b-axis cell dimensions for smectites, but these are usually less successful in predicting b than a new formula involving only tetrahedral and octahedral iron contents.

An extensive X-ray diffraction investigation of Keuper Marl samples from the English Midlands shows the existence of both chloritic and interlayered chloritic clays.

Chemical experiments show that the interlayer component of the chloritic phase can be removed. This suggests that the ‘chloritic materials of unusual type’, known since the early 1950s to exist in the Keuper Marl, represent chlorite-montmorillonite intergrades.

The mineralogy of any sample identified by an X-ray investigator, is influenced by the completeness of the chlorite interlayer. Since the amount of interlayer material is variable any ‘absolute’ differentiation between species is difficult.

Les analyses thermiques (A.T.P. et A.T.D.) de la palygorskite ont été réalisées entre 20 et 900° La palygorskite contient trois types d'eau nettement différenciés par leur rôle dans la structure. Cependant, les analyses thermiques indiquent un chevauchement des domaines de température où ces diverses molécules d'eau sont éliminées. L'interprétation des enregistrements à partir de la zone de plus haute température (qui correspond aux plus fortes énergies de liaison des molécules d'eau éliminées) permet d'obtenir un bon accord entre les résultats expérimentaux et ceux calculés à partir du modèle dioctaédrique du minéral.

La rétention du K par la montmorillonite est liée à une modification de l'ordre de superposition des feuillets élémentaires apparaissant au cours des cycles d'humectation et de dessiccation (HD). A ce sujet deux questions sont évoquées:

• (1) L'importance relative des facteurs expérimentaux mis en jeu: température de séchage et hydratation. Pour un nombre donné d'HD la quantité de K fixé ainsi que les diagrammes de diffraction X et électronique sont indépendants de la température. Le facteur essentiel de la transformation est donc le mouvement de l'eau au niveau interfeuillet.

• (2) Les conditions de libération du K de la montmorillonite et les conséquences de cette libération sur la structure acquise.

L'eau ne pénètre plus dans les espaces interfeuillets de la montmorillonite ayant subi plus de 100 HD; cependant l'éthylène glycol provoque encore une ouverture presque complète à 17 Å, sans pour autant perturber la structure tridimensionnelle.

Des essais d'extraction par différents cations ont montré qu'une fraction importante du K demeure à l'état non échangeable. Mais lorsque la quantité de K extraite atteint 70%, la structure tridimensionnelle est détruite, et l'on revient à un empilement turbostratique.

L'étude de l'adsorption des α amino-acides à leur point isoélectrique par la montmorillonite saturée en cations minéraux de valences différentes montre que la quantité fixée dépend de la réactivité de l'acide aminé pour le cation minéral saturant la smectite. La fixation des α amino-acides est plus forte avec les cations bivalents qu'avec les cations monovalents; elle s'accompagne d'une libération des cations minéraux (échange).

Nous avons pu mettre en évidence l'existence de relations linéaires entre les quantités d'amino-acide fixé et les quantités de cations incorporés dans le minéral. Ces relations permettent de connaître à priori le comportement d'un acide aminé donné vis-à-vis de la montmorillonite saturée en un cation donné. Elles permettent de classer les amino-acides en trois familles: (1) les amino-acides qui sont incorporés sous une forme cationique simple par échange d'ions; (2) les amino-acides qui forment des sels et/ou des complexes de coordination avec les cations métalliques; (3) les amino-acides qui présentent un comportement compliqué et dont l'incorporation dans la smectite se conjugue avec une polycondensation.

Dickites with well-ordered crystal structures and with relatively high dehydroxylation temperatures develop a 14 Å phase when heated to temperatures in the range 550–800°C. The actual spacing is close to 13·7–13·8 Å. Dickites with less well-ordered structures and with lower dehydration temperatures give less development of this phase or none at all. Other kaolinite group minerals do not produce a similar phase. Thermal weight-change and differential thermal analysis data show that the 14 Å phase develops to a maximum as hydroxyl ions are eliminated from the dickite structure and infrared spectroscopic data are consistent with this result. AIKα fluorescence wavelength measurements indicate that the Al ions are in four-fold coordination in the 14 Å phase. Absence of other diffraction data makes structure analysis impossible. The description ‘chlorite-like’ for the 14 Å phase is of questionable validity.

Imogolite has been identified in small amounts in clays from a soil profile developed on pyroclastics of tephrite-bassanite composition. The major part of the fine clay was an allophanic material termed proto-imogolite, characterized by an infrared spectrum with some of the features given by imogolite, including a well-developed band at 346 cm−1. Similar products have been obtained in the laboratory.

The variations in surface area of a sepiolite (Toledo, Spain) after acid and heat treatments (1 n to 5 n, HNO3, 110°C to 900°C for 100 h) have been studied. Surface areas have been determined from N2 adsorption isotherms at 77 K using B.E.T., Langmuir and Dubinin-Radushkevich equations. SBET values range from 65 up to 391 m2 g−1, the maximum value corresponding to the sample activated with 1 n HNO3 solution and treated at 300°C. SL and SD-R values are similar, but slightly larger than the corresponding SBET values.

A correlated study has been carried out with samples activated with 1 n and 2 n HNO3 solutions and heat treated at 110, 200, 300, 400 and 500°C for 10 h. SBET values of these samples are rather similar to those of the corresponding samples treated during 100 h.

Dioktaedrische Smektite aus 19 Bentonitproben werden abgetrennt. Aus den chemischen Analysen errechnen sich unter Berücksichtigung der direkt gemessenen Zwischenschichtladungen (nach Lagaly & Weiss, 1971) kristallchemische Strukturformeln von exakt dioktaedrischen Mineralen. Die Tetraederzentren in der Struktur sind fast ausschliesslich von Si4+ besetzt; nur zwei der untersuchten Minerale zeigen eine beidellitische Komponente. Die gemessenen mittleren Zwischenschichtladungen der Montmorillonite (0·33 bis 0·39) ergeben sich allein aus der oktaedrischen Substitution von Me3+ durch Me2+. Im Gegensatz zu der grossen Variation der Strukturformeln von dioktaedrischen Smektiten in der älteren Literatur sind die kristallchemischen Unterschiede der hier untersuchten gereinigten Smektite sehr klein.

Im Vergleich zu den Rohbentoniten sind die Konzentrationen der meisten Spurenelemente in den abgetrennten Montmorilloniten erheblich verringert. Nur Mn, Zn, Co und Ni scheinen in die Kristallstruktur eingebaut zu sein. Die übrigen analysierten Spurenelemente sind adsorbtiv gebunden oder in akzessorischen Mineralen enthalten.

Une méthode de synthèse directe de complexes entre un silicate phylliteux et des pigments azoïques a été mise au point. L'étude des complexes obtenus montre que le mécanisme d'interaction entre le feuillet phylliteux et le colorant azoïque fait intervenir des réactions de transfert de charges. On a pu mettre en évidence des phénomènes d'oxydo-réduction et des réactions acide-base. Le mécanisme d'interaction dépend du mode de préparation du complexe. Suivant les conditions de pH du milieu, la fixation du colorant s'effectue soit par une simple ‘précipitation’ dans la structure, soit par échange d'ions. La molécule de colorant subit généralement une protonation au cours de son incorporation avec formation de cations à structure quinonique. La protonation peut se faire soit à partir de protons, cations échangeables du minéral, soit à partir de protons provenant d'une ionisation de groupements structuraux AlMgOH. Le phénomène de protonation apparait prédominant vis-à-vis des réactions d'oxydo-réduction. La présente étude montre également qu'il est difficile de savoir si les phénomènes d'oxydo-réduction ont lieu par l'intermédiaire des atomes d'aluminium ou de fer de la structure ou par des cations Al3+ et de l'alumine eventuellement formés au cours de l'attaque du réseau.

Mössbauer spectra have been obtained at room temperature on a series of phlogopites and biotites which have also been characterized by chemical analyses, I.R. and N.M.R. The distribution of the Fe2+ ions on the two possible octahedral sites is on the average nearly random. A clear example of tetrahedrally coordinated Fe3+ ions in a natural phlogopite is given. This phlogopite has a very high vermiculitization ability. The Fe3+ content of the samples has been determined by two different chemical methods and it is shown that even when precautions are taken to minimize oxidation, the agreement with Mössbauer spectra is poor.

Pour les hydrates à ‘deux couches’ des vermiculites issues des phlogopites 1 M, saturées par Li, Na, Ca, Mg ou Ba, nous avons rencontré quatre modes d'empilement des feuillets. Un seul (VIII) présente une structure ordonnée tridimensionnellement. Les trois autres (VI, VV et VVII) sont des structures semi-ordonnées.

Nous avons défini les translations entre feuillets pour chaque empilement ainsi que les domaines d'existence en fonction du cation et de l'humidité relative.

Pour l'édifice ordonné VIII calcique la structure de la couche interfoliaire est décrite (deux types de polyèdres d'eau plus de l'eau de liaison entre polyèdres).

Les diffèrents facteurs conditionnant, pour une vermiculite donnée, le ‘choix’ d'un mode d'empilement sont discutés : facteurs propres à la couche interfoliaire (nature des cations et degré d'hydratation); facteurs propres au feuillet (densité et localisation des charges, disposition des oxygènes de surface); facteurs liés à la texture.

Solid solutions of fluoromicas WMg2Li(Si4−x GexO10)F2 (W = K, Na, Li. 0 ≦ x ≦ 4), which were closely related to taeniolite, were synthesized and the effect of the isomorphic substitution Ge for Si and also the interlayer cations Li, Na and K respectively upon hydration and dehydration were studied by X-ray diffraction, infrared and thermal analysis. The Na- and Li-series exhibit swelling with water, whereas the K-series does not. The increase of tetrahedral germanium substitution reduces hydration and also lowers the dehydration temperature of hydrates in both the Na- and Li-series. The reasons for such tendencies are discussed. Repulsion between interlayer cations and tetrahedral cations seems to play the dominant role. K in opposition to the smaller interlayer cations Li and Na respectively fits in the interlayer sites of the mica structure and lowers repulsion. By increasing the substitution Ge for Si interionic distances become greater and repulsion also decreases.

The characteristic structural, textural and compositional features of the various kaolinite-rich clayrocks known as flint clay, toasted clay, kaolinite tonstein and bauxitic clay are briefly reviewed together with their mode of occurrence. It is considered that these rocks have much in common; sufficient to warrant their grouping in a single sedimentary facies. The origin of these clayrocks is discussed and it is concluded that whereas some modifications apparently took place within the depositional area, the concept of development in Situ for the bulk of the material is difficult to substantiate. Rather, the evidence appears consistent with an essentially allochthonous origin.

Three-component interstratification of layer silicate minerals in the clay fractions of soils and sediments is probably more common than is generally realized. However, interpretation of the proportion and arrangement of the various components from experimentally recorded X-ray diffraction curves is difficult and in this paper a series of calculated diffraction patterns are presented which illustrate the types of diffraction patterns obtained from interstratified mica-vermiculite-montmorillonite systems.

Three samples have been selected to represent the sedimentary variations of the Basin of Autun. IR and ESR techniques have been used to study the sheet composition of the different kinds of clays. The kaolinites are fire clays with two different degrees of crystallinity. The illites have a muscovite origin and belong to the 1 M polytype with mainly tetrahedral Al3+ and Fe3+ substitutions but also with some octahedral Fe3+ substitutions. The dioctahedral phyllosilicates contain mostly divalent and trivalent octahedral substitutions.

Un minéral interstratifié mica-vermiculite en paillettes de 1 à 4 mm2 est traité par des solutions concentrées de chlorure de sodium. Dans ces conditions une adsorption de sel dans les interfeuillets vermiculite se superpose à l'échange d'ions. L'adsorption de sel prédomine en solution concentrée et l'échange d'ions en solution moins concentrée. Des complexes salins sont ainsi obtenus. Ceux-ci possèdent la propriété de gonfler macroscopiquement dans l'eau avec désorption du sel. L'addition d'eau oxygénée aux solutions salines provoque également un gonflement. Cette propriété est utilisée pour la transformation du minéral en vermiculite. Le minéral et la vermiculite gonflés trouvent des applications intéressantes.

Samples of muscovite and phlogopite of particle sizes varying from less than 5 µm to 500 µm were allowed to stand in distilled water and in several NaNO3 solutions. The modifications of their surface were determined by thermovolumetric measurements of the extra-water associated with the altered rim.

Phlogopite undergoes congruent dissolution due to protonic action at low pH and vermiculitization by sodium under other conditions. Muscovite ground and aged in water suffers potassium hydrolysis and silica dissolution both of which contribute to the accumulation of aluminium on the surface. The altered rim, which develops on basal surfaces as well as on the edges, has an extra-water content of about 1·2 H2O molecules per accumulated Al atom; the surface can be cleaned by a treatment at low pH.