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Clays and Clay Minerals

, Volume 17, Issue 1, pp 13–22 | Cite as

Formation of Halloysite from Feldspar: Low Temperature, Artificial Weathering Versus Natural Weathering

  • Walter E. Parham
Article

Abstract

Weathering products formed on surfaces of both potassium and plagioclase feldspar (An70), which were continuously leached in a Soxhlet extraction apparatus for 140 days with 7·21 of distilled water per day at a temperature of approximately 78°C, are morphologically identical to natural products developed on potassium feldspars weathered under conditions of good drainage in the humid tropics. The new products, which first appear as tiny bumps on the feldspar surface, start to develop mainly at exposed edges but also at apparently random sites on flat cleavage surfaces. As weathering continues, the bumps grow outward from the feldspar surface to form tapered projections, which then develop into wide-based thin films or sheets. The thin sheets of many projections merge laterally to form one continuous flame-shaped sheet. The sheets formed on potassium feldspars may then roll to form tubes that are inclined at a high angle to the feldspar surface. Etch pits of triangular outline on the artificially weathered potassium feldspars serve as sites for development of continuous, non-rolled, hollow tubes. It is inferred from its morphology that this weathering product is halloysite or its primitive form. The product of naturally weathered potassium feldspars is halloysite · 4H2O.

The flame-shaped films or sheets formed on artificially weathered plagioclase feldspar do not develop into hollow tubes, but instead give rise to a platy mineral that is most probably boehmite. These plates form within the flame-shaped films, and with continued weathering are released as the film deteriorates. There is no indication from this experiment that platy pseudohexagonal kaolinite forms from any of these minerals under the initial stage of weathering.

Résumé

Les produits d’altération par les intempéries formés sur les surfaces du feldspath de potassium et de plagioclase (An70), qui ont été lixiviées de manière continue dans un appareil d’extraction Soxhlet pendant 140 jours avec 7,21. d’eau distillée par jour à une température d’environ 78°C, sont morphologiquement identiques aux produits naturels développés sur des feldspaths de potassium altérés par les intempéries dans des conditions de bon drainage dans une région tropicale et humide. Les nouveaux produits qui aparaissent d’abord comme des protrubérances de dimensions réduites à la surface du feldspath commencent à se développer surtout aux bords exposés mais également de manière apparemment aléatoire aux surfaces plates de fente. A mesure que l’altération continue, les protubérances se propagent vers l’extérieur à partir de la surface du feldspath afin de former des projections effilées, qui se développent ensuite en pellicules ou feuilles minces et à base large. Les feuilles minces d’un nombre élevé de projections se fondent alors dans le sens latéral afin de former une seule feuille continue en forme de flamme. Les feuilles formées sur les feldspaths de potassium peuvent alors s’enrouler pour former des tubes inclinés en angle élevé par rapport à la surface du feldspath. Des cavités de forme triangulaire sur le feldspath de potassium à altération artificielle servent en tant que centres pour le développement de tubes continus, non-roulés et creux. On suppose sur la base de sa morphologie que ce produit d’altération est le halloysite ou une forme primitive de celui-ci. Le produit du feldspath de potassium à altération naturelle est le halloysite ·4 H2O.

Les pellicules ou feuilles en forme de flamme formées sur le feldspath de plagioclase à altération artificielle ne se développent pas en tubes creux mais donnent lieu à un minéral sous forme de plaques, probablement le boehmite. Ces plaques se forment à l’intérieur des pellicules sous forme de flamme, et à mesure que l’altération continue, sont libérées quand la pellicule se dégrade. Cette expérience ne tend pas à démontrer la formation des formes de kaolinite pseudo-hexagonal sous forme de plaques à partir de ces minéraux lors du commencement de l’altération.

Kurzreferat

An den Oberflächen von Kalium- sowie von Plagioklasfeldspaten (An70) gebildete Verwitterungsprodukte, die in einem Soxhlet Extraktionsapparat 140 Tage lang ununterbrochen mit 7,21. destilliertem Wasser pro Tag bei einer Temperatur von ca. 78°C ausgelaugt wurden, sind morphologisch identisch mit den Naturprodukten, die sich an Kaliumfeldspaten bilden, die in den feuchten Tropen unter guten Ablaufbedingungen, der Verwitterung ausgesetzt waren. Die neuen Produkte, die zunächst als winzige Höcker an der Oberfläche des Feldspates auftreten, entwickeln sich zuerst hauptsächlich an den exponierten Kanten aber auch in scheinbar regelloser Anordnung an flachen Spaltoberflächen. Bei fortschreitender Verwitterung wachsen die Höcker auswärts von der Feldspatoberfläche und bilden konische Ansätze, die sich später in dünne Filme oder Blättchen auf breiter Grundlage entwickeln. Die dünnen Blättchen zahlreicher Ansätze vereinigen sich seitlich und bilden ein kontinuierliches, flammenförmiges Blättchen. Die auf Kaliumfeldspaten gebildeten Blättchen können sich dann zusammenrollen und formen ein in einem steilen Winkel zur Feldspatenoberfläche geneigtes Röhrchen. Ätzgrübchen mit dreieckigen Kontouren auf den künstlich verwitterten Kaliumfeldspaten dienen als Ansatzorte für die Entwicklung kontinuierlicher, nicht gerollter Hohlröhrchen. Aus der Morphologie wird geschlossen, dass es sich bei diesem Verwitterungsprodukt um Halloysit oder um die Primitivform desselben handelt. Das Produkt des natürlich verwitterten Kaliumfeldspates ist Halloysit ·4H2O.

Die flammenförmigen Filme oder Blättchen auf künstlich verwittertem Plagioklasfeldspat bilden keine Hohlröhrchen, sondern ergeben anstatt dessen ein Plättchen, das höchstwahrscheinlich Boehmit ist. Diese Plättchen bilden sich innerhalb der flammenförmigen Filme und werden bei fortgesetzter Verwitterung in dem Masse, in dem sich der Film zersetzt, freigegeben. Nach diesem Versuch bestehen keine Anzeichen für eine Bildung von pseudohexagonalem Kaolinit aus irgend einem dieser Minerale im Anfangsstadium der Verwitterung.

Резюме

Продукты, образовавшиеся на калиевом полевом шпате и плагиоклазе (An70), которые подвергались выщелачиванию в экстракционном аппарате Сокслета в течение 140 дней (7,2 л. дистиллированной воды в день при температуре приблизительно 78°С), морфологически тождественны с природными продуктами, образующимися за счет калиевых полевых шпатов в условиях влажных тропиков. Новообразования преимущественно развиваются на обнаженных краях, а также на плоских поверхностях спайности. При продолжении выветривания бугорки растут, образуя конусообразные выступы, которые затем образуют тонкие пленки или листы. Тонкие листы с многочисленными выступами сливаются, переходяв один непрерывный лист. Листы, образовавшиеся на калиевых полевых шпатах, сворачиваются, возникают трубки. Судя по морфологическим особенностям продуктом изменения является галлуазит, возможно, в самой ранней стадии его существования. Продукт естественного выветривания полевых шпатов—галлуазит с 4H2O. Пленки или листы на искуссгвенно измененных плагиоклазах не дают полых трубок; в этом случае, по-видимому, возникают пластинки бёмита. Проведенное исследование не дает оснований думать, что пластинчатый псевдогексагональный каолинит образуется из полевых шпатов в начальную стадию выветривания.

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Copyright information

© Clay Minerals Society 1969

Authors and Affiliations

  • Walter E. Parham
    • 1
  1. 1.Minnesota Geological SurveyUniversity of MinnesotaMinneapolisUSA

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