Solubility Measurements of Phases in Three Illites

Abstract

Goose Lake, Beavers Bend, and Fithian illites were equilibrated in the presence of goethite (or hematite) at room temperature for as long as 2.6 yr. Kaolinite of known stability was added to some samples. Samples of solution were obtained after centrifuging with, or without, immiscible displacement or column leaching. Equilibrium was indicated by constant values over a long period of time, with kaolinite solubility as an internal indicator, and most importantly, by the approach to equilibrium from both undersaturation and supersaturation. Data plots indicate that the illites contain two or more phases or components in equilibrium with each other. Statistical and graphical techniques were used to analyze hundreds of equilibrations. The constancy of pK values for various expressions indicates that bulk illite composition and pyrophyllite are likely solution-controlling phases or components, but that muscovite, leucophyllite, phlogopite, and talc are not. A muscovite-like phase, of lower K content than muscovite, fit one pK expression well, but failed on two others.

Резюме

Иллиты из Гусевого Озера, Бобрового Изгиба, и Фитиана уравновешивались в присутствии гетита (или гематита) при комнатной температуре в течении 2,6 лет. Каолинит с известной стабильностью был добавлен к некоторым образцам. Образцы раствора получались после центрифу-гования при или без несмешиваемого перемещения или выщелачивания колонны. Симптомами равновесия были постоянные величины в течение длительного периода времени с использованием растворяемости каолинита как внутреннoго индикатора. Главным признаком создания равновесия был подход к этому состоянию из обоих, ненасыщенного и перенасыщенного состояния. Графики данных указывают на то, что иллиты содержат две или больше фазы или компоненты в равновесии между собой. Статистические и графические подходы использовались для анализа сотни равновесий. Неизменяемость величин рК для различных выражений указывает на то, что общий состав иллита и пирофиллит являются фазами или компонентами контролирующими растворы. Мусковит, леу-кофиллит, флогопит, и тальк не проявляют таких черт. Фаза похожа на мусковит, но с меньшим содержанием К, согласуется хорошо с одним выражением рК, но не согласуется с двумя другими. [E.G.]

Resümee

Illite von Goose Lake, Beaver Bend, und Fithian wurden in der Gegenwart von Goethit (oder Haematit) bei Raumtemperatur und über den Zeitraum von 2,6 Jahren ins Gleichgewicht gebracht. Kaolinit mit bekannter Stabilität wurde zu manchen Proben hinzugegeben. Lösungsproben wurden nach dem Zentrifugieren mit oder ohne nicht mischbaren Ersatz oder mehrmaliger Auslaugung genommen. Das Gleichgewicht wurde durch konstante Werte über eine längere Zeit angezeigt—wobei die Kaolinitlölichkeit als innerer Standard verwendet wurde—und vor allem auch dadurch, daß das Gleichgewicht von sehen der Untersättigung und der Übersättigung eingestellt wurde. Die Datenplots deuten darauf hin, daß die Illite zwei oder mehr Phasen oder Komponenten im Gleichgewicht miteinander enthalten. Statistische und graphische Methoden wurden angewandt, um hunderte von Gleichgewichte zu analysieren. Die Konstanz der pH-Werte für verschiedene Ausdrücke weist daraufhin, daß die Durchschnittszusammensetzung von Illite und Pyrophyllit wahrscheinlich Lösungs-kontrollierende Phasen oder Komponenten sind, während das für Muskovit, Leukophyllit, Phlogopit, und Talk nicht zutrifft. Eine Muskovit-ähnliche Phase mit niedrigerem K-Gehalt als Muskovit entsprach einem pK-Wert gut, während sie zwei anderen nicht entsprach. (U.W.)

Résumé

Des illites de Goose Lake, Beavers Bend, et Fithian ont été équilibrées en présence de goethite (ou d'hématite) à température ambiante pour aussi longtemps que 2,6 ans. On a ajouté de la kaolinite de stabilité connue à quelques échantillons. Des échantillons de solution ont été obtenus après la centrifugation avec, ou sans déplacement immiscible ou délavement de colonne. L’équilibre était indiquée par des valeurs constantes pendant une longue période de temps, avec la solubilité de la kaolinite comme indicateur interne, et de manière plus importante, par l'approche de l’équilibre à partir d’à la fois la sous saturation et la supersaturation. Des graphes de données indiquent que les illites contiennent deux phases ou composés, ou plus, en équilibre les uns avec les autres. Des techniques statistiques et graphiques ont été employées pour analyser des centaines d’équilibrations. La constance des valeurs pK pour des expressions variées indique que la composition d'illite en masse et la pyrophyllite sont de vraisemblables phases ou composés contrôlant la solution, mais que la muscovite, la leucophyllite, et le talc ne le sont pas. Une phase semblable à la muscovite, mais de moindre contenu en K que la muscovite s'est bien associée avec une expression pK, mais pas avec deux autres. [D.J.]