Selectivity Effect of Cesium on Clay Size Weathered Mica; Transmission Electron Microscopy Studies

Abstract

The use of electron diffraction contrast to detect local concentrations of interlayer cations in mica-vermiculites was examined. Cs and Mg, because of their contrasting atomic scattering amplitudes for electrons, were chosen as exchange ions for Ca. Cs was absorbed to the near exclusion of Mg by the clays from the three soils and by weathered clay-size muscovite and phlogopite. The presence of Cs in addition to the other interlayer cations, K and Ca, caused bending and perhaps splitting of the mica-verrmculite layers. Extinction bend contours were common in Cs-treatea specimens but not those Ca-treated. After freeze-drying of specimens of Cs-Ca Nason clay, differential destruction by the electron beam of the central core in clay-size vermiculite containing hydrated Ca ions may indicate the edge location of Cs.

Résumé

En vue de détecter les concentrations locales en cations interfeuillets dans les micas-vermiculites, on a mis à profit le contraste existant en diffraction des électrons. Cs et Mg ont été choisis comme ions échangeurs du Ca, à cause du contraste qu’il y a entre leurs emplitudes de diffusion atomique des électrons. Cs a été adsorbé jusqu’à exclusion presque complète de Mg par les argiles provenant de trois sols et par de la muscovite et de la phlogopite altérées de la taille de l’argile. La présence de Cs en plus des autres cations interfeuillets K et Ca, entraîne une déformation et peut être une séparation des feuillets du mica-vermiculite. Des contours d’extinction déformés s’observent couramment dans les échantillons traités par Cs, mais ne s’observent pas dans les échantillons traités par Ca. Après cryodessiccation des échantillons de l’argile de Nason sous forme Cs-Ca, la destruction différentielle par le faisceau d’électrons du noyau central de la vermiculite de la taille de l’argile contenant des ions Ca hydratés peut indiquer une localisation du Cs sur les bords.

Kurzreferat

Die Verwendung von Elektronenbeugungskontrast zur Auffindung örtlicher Konzentrationen von Zwischenschichtkationen in Glimmer-Vermiculiten wurde überprüft. Cs und Mg wurden im Hinblick auf ihre kontrastierenden Atömstreuweiten für Elektronen als Austauschkationen für Ca gewählt. Die Tone der drei Böden sowie verwitterter Muscovit und Phlogopit von Tongrösse absorbierten Cs mit beinahe vollständigem Ausschluss von Mg. Die Anwesenheit von Cs zusätzlich zu den anderen Zwischenschichtkationen, K und Ca, verursachte Biegung und möglicherweise Spaltung der Glimmer-Vermiculitschichten. Auslöschungsbiegungskonturen waren gewöhnlich bei Cs-behandelten Proben, jedoch nicht bei den Ca-behandelten, vorhanden. Nach Gefriertrocknung von Proben von Cs-Ca Nasonton kann Differentialzerstörung des mittleren Kernes in Vermiculit von Tongrösse mit einem Gehalt von hydratisierten Ca-Ionen durch den Elektronenstrahl die Kantenposition von Cs anzeigen.

Резюме

Исследовалось применение контрастов дифракции электронов для обнаружения по месту концентраций прослоек катионов в слюдяных вермикулитах. Сs и Мg, вследствие их противоположных амплитуд атомного рассеяния электронов, были выбраны в качестве ионов обмена для Са. Сз абсорбировался почти до полного исключения Мg глинами из трех видов почвы и выветренными мусковитом и флогопитом с частицами размеров глины. Присутствие Сs вдобавок к другим катионам прослоек, К и Са, причиняли изгиб и, вероятно, расщепление слоев слюдяных вермикулитов. Исчезающие контуры изгиба встречались часто в обработанных Сs образцах, но не в обработанных Са. После сушки образцов глины с Сs-Са Назона при температуре ниже 0° дифференциальное разрушение электронным лучом содержащей гидрированные ионы Са центральной части вермикулита размеров глины, может служить указанием положения края Сs.