Tobelityzacja dioktaedrycznego wermikulitu w środowiskach geologicznych – studium eksperymentalne

master
dc.abstract.enDioctahedral vermiculite commonly occurs in soils and fresh sediments but has not been reported in sedimentary rocks. The evolution of the mineral during diagenesis still remains obscure. According to the available literature data, dioctahedral vermiculite is likely to exhibit strong potential for selective sorption and fixation of cations with low hydration energy, such as NH4+ ion. Sorption of such ion causes dehydration of interlayer spaces and structure collapse, which leads to ion fixation in the vermiculite structure and rebuilt of the structure of the material. This makes the identification of vermiculite impossible. The objective of the present study was to investigate if there is a possibility of natural tobelitization (NH4+ illitization) of dioctahedral vermiculite in geological environments by sorption of NH4+ions. Due to the fact that no divermiculite standard reference material was available, two natural samples of soil clays containing dioctahedral vermiculite were used in the study. After natural soil clay (<2 µm) fractions separation, the clays were saturated with the ammonium using different protocols simulating natural processes taking place in soils. The impact of time on the sorption process was also examined. The solid products of the experiments were analyzed for total nitrogen content using CHNS/O Elemental Analyzer. The results were calculated into the ammonium content per sample. The effect of the treatments used on the structure of dioctahedral vermiculite was studied using fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffractometry (XRD).All procedures of saturating the dioctahedral vermiculite with the NH4+ ions caused an irreversible collapse of at least a portion of the hydrated (vermiculitic) layers. During drying of the material saturated in NH4+ the amount of collapsed portions of vermiculite increased. The obtained results did not give a clear answer whether the time had had a significant effect on the sorption process. The results of the conducted experiments clearly indicate that the tobelization process of the dioctahedral vermiculite may occur naturally in soil during weathering as well as early diagenesis. The experiments have also shown that the mentioned process may partly be accountable for the lack of vermiculite in the sedimentary rocks.pl
dc.abstract.plWermikulit dioktaedryczny jest minerałem powszechnie występującym w glebach oraz młodych osadach, jednakże brak jest go w skałach osadowych. Jego ewolucja w trakcie diagenezy nie została dotychczas poznana. Zgodnie z danymi literaturowymi wermikulit dioktaedryczny może wykazywać znaczny potencjał do sorpcji kationów o niskiej energii hydratacji takich jak jon NH4+. Pod wpływem sorpcji następuje dehydratacja przestrzeni międzypakietowych i kolaps struktury, w wyniku czego dochodzi do unieruchomienia jonu w strukturze wermikulitu oraz do zmiany struktury minerału, która uniemożliwia jego identyfikację. Celem niniejszej pracy było sprawdzenie, czy jest prawdopodobnym, iż w środowiskach geologicznych wermikulit dioktaedryczny może ulegać procesom niskotemperaturowej illityzacji amonowej (tobelityzacji) w wyniku sorpcji jonów NH4+ ze środowiska. Ze względu na brak dostępności standardu wermikulitu dioktaedrycznego użyto dwóch naturalnych próbek materiału glebowego bogatego w ten minerał. Po wydzieleniu z nich materiału ilastego o frakcji <2 µm zostały nasycone jonami amonowymi, stosując różne procedury. Zbadano także wpływ czasu na proces sorpcji. W otrzymanym materiale została oznaczona całkowita zawartość azotu, która została przeliczona na zawartość jonu NH4+. Zmiany w strukturze wermikulitu zostały zanalizowane metodą fourierowskiej spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (FTIR) oraz metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD).Wszystkie procedury nasycania wermikulitu dioktaedrycznego jonami NH4+ spowodowały nieodwracalny kolaps przynajmniej części pakietów wermikulitu do miki amonowej (tobelitu). Podczas suszenia materiału nasyconego NH4+ zwiększyła się ilość skolapsowanych pakietów wermikulitu. Otrzymane wyniki nie dały jednakże jednoznacznej informacji na temat wpływu czasu na proces sorpcji. Rezultaty badań pozwalają sądzić, iż proces tobelityzacji wermikulitu dioktaedrycznego może zachodzić w środowisku glebowym podczas wietrzenia oraz wczesnej diagenezy i że proces ten może być częściowo odpowiedzialny za brak wermikulitu w skałach osadowych.pl
dc.affiliationWydział Geografii i Geologiipl
dc.areaobszar nauk przyrodniczychpl
dc.contributor.advisorSkiba, Michał - 131897 pl
dc.contributor.authorGach, Joannapl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WGGpl
dc.contributor.reviewerSawłowicz, Zbigniew - 131812 pl
dc.contributor.reviewerSkiba, Michał - 131897 pl
dc.date.accessioned2020-07-24T14:07:23Z
dc.date.available2020-07-24T14:07:23Z
dc.date.submitted2013-10-15pl
dc.fieldofstudygeologiapl
dc.fieldofstudyspecjalizacja mineralogiczno-petrologiczno-geochemicznapl
dc.identifier.apddiploma-72804-96498pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/185719
dc.languagepolpl
dc.subject.endioctahedral vermiculite, tobelitization, NH4+ sorptionpl
dc.subject.plwermikulit dioktaedryczny, tobelityzacja, sorpcja jonów amonowychpl
dc.titleTobelityzacja dioktaedrycznego wermikulitu w środowiskach geologicznych – studium eksperymentalnepl
dc.title.alternativeTobelitization of dioctahedral vermiculite in geological environments - an experimental approachpl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Dioctahedral vermiculite commonly occurs in soils and fresh sediments but has not been reported in sedimentary rocks. The evolution of the mineral during diagenesis still remains obscure. According to the available literature data, dioctahedral vermiculite is likely to exhibit strong potential for selective sorption and fixation of cations with low hydration energy, such as NH4+ ion. Sorption of such ion causes dehydration of interlayer spaces and structure collapse, which leads to ion fixation in the vermiculite structure and rebuilt of the structure of the material. This makes the identification of vermiculite impossible. The objective of the present study was to investigate if there is a possibility of natural tobelitization (NH4+ illitization) of dioctahedral vermiculite in geological environments by sorption of NH4+ions. Due to the fact that no divermiculite standard reference material was available, two natural samples of soil clays containing dioctahedral vermiculite were used in the study. After natural soil clay (<2 µm) fractions separation, the clays were saturated with the ammonium using different protocols simulating natural processes taking place in soils. The impact of time on the sorption process was also examined. The solid products of the experiments were analyzed for total nitrogen content using CHNS/O Elemental Analyzer. The results were calculated into the ammonium content per sample. The effect of the treatments used on the structure of dioctahedral vermiculite was studied using fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffractometry (XRD).All procedures of saturating the dioctahedral vermiculite with the NH4+ ions caused an irreversible collapse of at least a portion of the hydrated (vermiculitic) layers. During drying of the material saturated in NH4+ the amount of collapsed portions of vermiculite increased. The obtained results did not give a clear answer whether the time had had a significant effect on the sorption process. The results of the conducted experiments clearly indicate that the tobelization process of the dioctahedral vermiculite may occur naturally in soil during weathering as well as early diagenesis. The experiments have also shown that the mentioned process may partly be accountable for the lack of vermiculite in the sedimentary rocks.
dc.abstract.plpl
Wermikulit dioktaedryczny jest minerałem powszechnie występującym w glebach oraz młodych osadach, jednakże brak jest go w skałach osadowych. Jego ewolucja w trakcie diagenezy nie została dotychczas poznana. Zgodnie z danymi literaturowymi wermikulit dioktaedryczny może wykazywać znaczny potencjał do sorpcji kationów o niskiej energii hydratacji takich jak jon NH4+. Pod wpływem sorpcji następuje dehydratacja przestrzeni międzypakietowych i kolaps struktury, w wyniku czego dochodzi do unieruchomienia jonu w strukturze wermikulitu oraz do zmiany struktury minerału, która uniemożliwia jego identyfikację. Celem niniejszej pracy było sprawdzenie, czy jest prawdopodobnym, iż w środowiskach geologicznych wermikulit dioktaedryczny może ulegać procesom niskotemperaturowej illityzacji amonowej (tobelityzacji) w wyniku sorpcji jonów NH4+ ze środowiska. Ze względu na brak dostępności standardu wermikulitu dioktaedrycznego użyto dwóch naturalnych próbek materiału glebowego bogatego w ten minerał. Po wydzieleniu z nich materiału ilastego o frakcji <2 µm zostały nasycone jonami amonowymi, stosując różne procedury. Zbadano także wpływ czasu na proces sorpcji. W otrzymanym materiale została oznaczona całkowita zawartość azotu, która została przeliczona na zawartość jonu NH4+. Zmiany w strukturze wermikulitu zostały zanalizowane metodą fourierowskiej spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (FTIR) oraz metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD).Wszystkie procedury nasycania wermikulitu dioktaedrycznego jonami NH4+ spowodowały nieodwracalny kolaps przynajmniej części pakietów wermikulitu do miki amonowej (tobelitu). Podczas suszenia materiału nasyconego NH4+ zwiększyła się ilość skolapsowanych pakietów wermikulitu. Otrzymane wyniki nie dały jednakże jednoznacznej informacji na temat wpływu czasu na proces sorpcji. Rezultaty badań pozwalają sądzić, iż proces tobelityzacji wermikulitu dioktaedrycznego może zachodzić w środowisku glebowym podczas wietrzenia oraz wczesnej diagenezy i że proces ten może być częściowo odpowiedzialny za brak wermikulitu w skałach osadowych.
dc.affiliationpl
Wydział Geografii i Geologii
dc.areapl
obszar nauk przyrodniczych
dc.contributor.advisorpl
Skiba, Michał - 131897
dc.contributor.authorpl
Gach, Joanna
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WGG
dc.contributor.reviewerpl
Sawłowicz, Zbigniew - 131812
dc.contributor.reviewerpl
Skiba, Michał - 131897
dc.date.accessioned
2020-07-24T14:07:23Z
dc.date.available
2020-07-24T14:07:23Z
dc.date.submittedpl
2013-10-15
dc.fieldofstudypl
geologia
dc.fieldofstudypl
specjalizacja mineralogiczno-petrologiczno-geochemiczna
dc.identifier.apdpl
diploma-72804-96498
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/185719
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
dioctahedral vermiculite, tobelitization, NH4+ sorption
dc.subject.plpl
wermikulit dioktaedryczny, tobelityzacja, sorpcja jonów amonowych
dc.titlepl
Tobelityzacja dioktaedrycznego wermikulitu w środowiskach geologicznych – studium eksperymentalne
dc.title.alternativepl
Tobelitization of dioctahedral vermiculite in geological environments - an experimental approach
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
8
Views per month
Views per city
Szczecin
3
Dublin
2
Wroclaw
2

No access

No Thumbnail Available