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.
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.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Biscaye, P. E. (1964) Distinction between kaolinite and chlorite in recent sediments by X-ray diffraction: Am. Mineral. 49, 1282–1289.
Biscaye, P. E. (1965) Mineralogy and sedimentation of Recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans: Geol. Soc. Am. Bull. 76, 803–831.
Borg, I. Y. and Smith, D. K. (1969) Calculated X-ray Powder Patterns for Silicate Minerals, Geol. Soc. Am. Mem. 122, 896 pp.
Geary, R. C. and McCarthy, M. D. (1964) Elements of Linear Programming, With Economic Applications, Hafner, New York, 126 pp.
Gibbs, R. J. (1967) Quantitative X-ray diffraction analysis using clay mineral standards extracted from the samples to be analyzed: Clay Miner. 7, 79–90.
Gorbunova, Z. N. (1963) Argillaceous minerals in the sediments of the Pacific ocean: Lithol. Miner. Resour. 1, 28–43.
Griffin, J. J. and Goldberg, E. D. (1963) Clay-mineral distribution in the Pacific Ocean: in The Sea, v. 3, E. D. Goldberg, ed., 728–741.
Griffin, J. J., Windom, H., and Goldberg, E. D. (1968) The distribution of clay minerals in the world ocean: Deep-Sea Res. 15, 433–459.
Heady, E. O. and Candler, W. (1958) Linear Programming Methods, Iowa State College Press, Ames, 597 pp.
Heath, G. R. (1968) Mineralogy of Cenozoic deep-sea sediments from the equatorial Pacific Ocean: Ph.D. Thesis, Scripps Institution of Oceanography, 168 pp.
Heath, G. R., Dauphin, J. P., Opdyke, N. D., and Moore, T. C., Jr. (1973) Distribution of quartz, opal, calcium carbonate and organic matter in Holocene, 600,000 and Brunhes/Matuyama age sediments of the North Pacific: Geol. Soc. Am. Abstr. with Prog. 5, 662.
Heath, G. R., Moore, T. C., Jr., Somayajulu, B. L. K., and Cronan, D. S. (1970) Sediment budget in a deep-sea core from the central equatorial Pacific: J. Mar. Res. 28, 225–234.
Johns, E. D., Grim, R. E., and Bradley, W. F. (1954) Quantitative estimations of clay minerals by diffraction methods: J. Sediment. Petrol. 24, 242–251.
Kolia, V., Henderson, L., and Biscaye, P. E. (1976) Clay mineralogy and sedimentation in the western Indian Ocean: Deep-Sea Res. 23, 949–961.
Mehra, O. P. and Jackson, M. L. (1960) Iron removal from soils and clays by a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate: Clays & Clay Minerals 7, 317–327.
Rateev, M. A., Gorbunova, Z. N., Lisitzyn, A. P., and Nosov, G. L. (1969) The distribution of clay minerals in the oceans: Sedimentology 13, 21–43.
Rex, R. W. (1970) X-ray mineralogy: Initial Reports Deep Sea Drilling Project 4, 748–753.
Rex, R. W. and Goldberg, E. D. (1958) Quartz contents of pelagic sediments of the Pacific Ocean: Tellus 10, 153–159.
Venkatarathnam, K. and Biscaye, P. E. (1973) Clay mineralogy and sedimentation in the eastern Indian Ocean: Deep-Sea Res. 20, 727–738.
Yeroshchev-Shak, V. A. (1962) The clay minerals in Atlantic Ocean sediments: Okeanologiya 2, 98–105.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Heath, G.R., Pisias, N.G. A Method for the Quantitative Estimation of Clay Minerals in North Pacific Deep-Sea Sediments. Clays Clay Miner. 27, 175–184 (1979). https://doi.org/10.1346/CCMN.1979.0270302
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1346/CCMN.1979.0270302