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Clays and Clay Minerals

, Volume 27, Issue 3, pp 175–184 | Cite as

A Method for the Quantitative Estimation of Clay Minerals in North Pacific Deep-Sea Sediments

  • G. Ross Heath
  • Nicklas G. Pisias
Article

Abstract

The addition of a 10% talc internal standard to North Pacific sediments allows the relative abundances of clay minerals to be determined both accurately and precisely by X-ray powder diffractometry. Linear programming can be used to generate factors for converting talc-normalized peak areas to weight percentages; hence, absolute clay-mineral abundances can be estimated. This procedure minimizes residuals (nondiffracting or poorly crystalline components), but its accuracy is untested. Even this procedure results in an average residual of almost 30% for North Pacific sediments; other peak-area to weight conversion schemes generate even larger values.

In general, there is no correlation between clay-mineral abundances estimated from talc-normalized peak areas and abundances derived from the assumption that the sum of smectite, illite, kaolinite, and chlorite is 100%. This accounts for the past difficulties in relating bulk-sediment chemistry to clay mineralogy.

Key Words

Clay Distribution Clay Quantification Deep-sea Pacific X-ray Methods 

Резюме

Добавление 10% талькового внутреннего эталона к Северо-Тихоокеанским осадкам позволяет определить с большой точностью и воспроизводимостью результатов относительные содержания глинистых минералов с помощью порошкового метода рентгеноструктурного анализа. С помощью линейного программирования могут быть получены множители для превращения площадей талько-нормализованных пиков в весовые проценты; следовательно могут быть оценены абсолютные содержания глинистых минералов. Эта процедура минимизирует остатки (не дифрагирующие или слабо кристаллизованные компоненты) но точность ее результатов не исследовалась. Даже эта процедура в среднем дает почти 30% остатков для Северо-Тихоокеанских осадков. Другие схемы преобразования пиковых площадей в вес дают даже большие величины.

В целом, не наблюдается коррелятции между содержаниями глинистых минералов, оцененных по талько-нормализованным пиковым площадям, и содержаниями, полученными в предположении, что сумма смектита, иллита, каолинита, и хлорита равна 100%. Это обуславливало в прошлом трудности в увязывании химического состава осадков и минералогии глин.

Resümee

Die Zugabe eines inneren Standarts aus 10% Talk an Sedimente vom Nord Pazifik erlaubt die genaue und präzise Bestimmung der relativen Vorkommen von Tonmineralien durch Röntgenpulverdiagramme. Lineares programmieren kann benutzt werden, um Faktoren für die Umwandlung der auf Talk normalisierten Signalflächen in Gewichtsprozente zu erhalten; daher können absolute Vorkommen der Tonmieralien geschätzt werden. Diese Methode hält Rückstände (nicht diffraktierende oder schlecht kristallisierte Bestandteile) auf ein Minimum, aber ihre Genauigkeit ist unbestimmt. Selbst diese Methode ergibt einen durchschnittlichen Rückstand von 30% für Nord Pazifik Sedimente; andere Umrechnungen von Signalflächen in Gewicht bringen sogar noch größere Werte hervor.

Im Allgemeinen besteht kein Vergleich zwischen den Vorkommen von Tonmineralien, welche von auf Talk normalisierten Signalflächen erhalten wurden und denen, die von der Annahme, daß die Summe von Smektit, Mit, Kaolinit, und Chlorit 100% ist, abgeleitet wurden. Diese Tatsache erklärt die Schwierigkeiten, die man früher hatte, Mengen-Chemie mit Tonmineralogie zu verbinden.

Résumé

L’addition de 10% d’un Standard de talc à des sédiments de l’océan pacifique nord permet la détermination exacte et précise par diffractométrie aux rayons-X des quantités relatives des minéraux argileux. La programmation linéaire peut être utilisée pour produire des facteurs pour la conversion de régions de maxima de normalisation au talc à des pourcentages de poids; ainsi, des abondances absolues de minéraux argileux peuvent être estimées. Ce procédé amoindri les résiduels (composants ne diffractant pas ou peu cristallins), mais son exactitude n’est pas testée. Même ce procédé résulte en un résiduel moyen de près de 30% pour les sédiments du Pacifique Nord; d’autres moyens de conversion de régions de maxima au poids produisent des valeurs plus grandes encore.

En général, il n’y a pas de corrélation entre les abondances de minéraux argileux estimées à partir des régions de maxima de normalisation au talc et les abondances dérivées de la présomption que la somme des smectites, illites, kaolinites, et chlorites est 100%. Ceci explique les difficultés rencontrées dans le passé pour établir une relation entre la chimie totale et la minéralogie des argiles.

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Copyright information

© The Clay Minerals Society 1979

Authors and Affiliations

  • G. Ross Heath
    • 1
  • Nicklas G. Pisias
    • 1
  1. 1.Graduate School of OceanographyUniversity of Rhode IslandKingstonUSA

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