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.

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.

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.

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.

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.

La mise en contact d'un minéral interstrafié mica-vermiculite, en paillettes de 1 à 4 mm2, avec une solution concentrée d'halogénure de métal alcalin conduit à un échange d'ions ainsi qu'à une adsorption de sel. L'échange d'ions n'est que partiel et l'adsorption de sel a lieu dans les interfeuillets vermiculite. La teneur du minéral en sel adsorbé dépend de la nature du cation et de l'anion du sel ainsi que de la température de la solution. Les complexes salins obtenus possèdent la propriété de gonfler macroscopiquement dans l'eau avec désorption du sel. Dans les cas des chlorures de lithium, de potassium et d'ammonium, les complexes salins tendent vers des compositions définies.

A comprehensive study of weathering in plagioclase-hornblende rock (amphibolite) from La Roche-l'Abeille, Massif Central, using optical and classical methods of clay mineralogy and electron microprobe determinations demonstrates the mineral reactions which can occur as amphibole and plagioclase weather. Both minerals decompose ultimately into beidellitic smectites but of different lattice compositions. It appears, depending on the host mineral, that an aluminous ‘intergrade’ mineral, similar to a hydroxy-complexed vermiculite, forms first, recrystallizing into the beidellites. Exchangeable ion composition of the beidellites suggests that all smectites were in equilibrium with waters of similar chemical activity for Ca and Mg ions at equivalent depths in the profile. The activities of the exchangeable interlayer ions of the newly-formed smectites are similar, regardless of the host mineral. Very local chemical potentials evidently dictate the lattice composition of the phases, ferribeidellite formed from amphiboles, aluminous beidellite formed from plagioclases, but longer range equilibria (centimetric) dictate the type of phase which will crystallize, i.e. smectite.

The diagenesis of illite from smectite was investigated in relation to temperature on marly shale core samples from different Tertiary stages (depths between 200 and 3000 m) by X-ray and chemical analyses. It is concluded that the alteration of smectite to illite primarily depends on the cumulative energy supply (temperature × time). Small grain size and high potassium concentrations in the pore solutions shorten the time necessary to complete the alteration. Potassium is supplied by decomposition of feldspar within the sediment so that the replacement of feldspar by secondary calcite increases the availability of potassium. Supply of potassium by pore solutions from distant sources is very unlikely due to reduced permeability in compacted shales. Illite diagenesis is influenced by the inherited layer charge of the initial smectite.

On heating at temperatures below 600°C kaolinite reacts with salts of alkali metals according to the equation

2SiO2 · Al2O3 · 2H2O + 2nMX → 2SiO2 · Al2O3 · nM2O + 2nHX + (2−n)H2O

The reaction commences with the dehydroxylation of the clay and is favoured by high solubility of the salt and small size of the alkali ion.

It appears that on dehydroxylation the clay becomes reactive and, concurrently, the water liberated dissolves adjacent salt particles and catalyses the reaction.

Infrared spectra indicate that alkali ions are incorporated directly into the aluminosilicate structure, without the formation of metakaolinite as a detectable intermediate. The initial product is disordered, but as n approaches 1, crystalline phases tend to be formed.