Tone und Tonminerale

1 Tone und Tongesteine 1
1.1 Definitionen 1
1.2 Eigenschaften und Häufigkeit 2
1.3 Bestandteile 3
1.4 Zur Genese und Sedimentologie von Tonen 5
1.4.1 Zerkleinerung detritischer Minerale 7
1.4.2 Tonanreicherungen durch Transport und Sedimentation 8
2 Aufbau und Strukturprinzipien der silicatischen Tonminerale
2.1 Die Bauelemente 20
2.1.1 Das Si04-Tetraeder 20
2.1.2 Die Tetraederschicht (T-Schicht) 23
2.1.3 Die Oktaederschicht (0-Schicht) 25
2.2 Verknüpfung der Tetraeder- mit den Oktaederschichten 27
2.3 Die Zwischenschichten 30
2.4 Strukturtypen der Tonminerale 32
2.4.1 Zweischichtminerale 33
2.4.2 Dreischichtminerale 33
2.4.3 Vierschichtminerale 34
2.4.4 Wechsellagerungen 35
2.4.5 Bandsilicate 36
2.5 Polytypie 36
3 Systematik der Tonmineralstrukturen
3.1 Schichtsilicate 40
3.1.1 Zweischichtminerale 40
3.1.2 Dreischichtminerale 41
3.1.3 Vierschichtminerale (Chlorite) 43
3.1.4 Wechsellagerungs-Minerale 44
3.2 Bandsilicate 45
3.3 Tonminerale mit geringer Kristallordnung 45
4 Tonmineralneubildung und ihre Voraussetzungen
4.1 Prinzipien der chemischen Verwitterung silicatischer Minerale 47
4.2 Randbedingungen bei der Tonmineralneubildung im Verwitterungs Milieu 49
4.2.1 Primäres lonenangebot 49
4.2.2 Mobilisierbarkeit der Verwitterungsprodukte 50
4.2.3 lonenradien und Koordinationszahlen 50
4.3 Das Verhalten der häufigsten Elemente im Verwitterungsmilieu und die Tonmineralgenese 51
5 Spezielle Tonmineralogie
5.1 Zweischichtminerale 54
5.1.1 Die Kaolin-Minerale 54
5.1.2 Trioktaedrische Zweischichtminerale 58
5.2 Dreischichtminerale 60
5.2.1 Dreischichtminerale ohne innerkristalline Quellfähigkeit 60
5.2.2 Dreischichtminerale mit innerkristalliner Quellfähigkeit 65
5.3 Vierschichtminerale (Chlorite) 78
5.3.1 Dioktaedrische Chlorite 79
5.3.2 Trioktaedrische Chlorite 81
5.4 Wechsellagerungs-Minerale 87
5.4.1 Illit/Smectit-Wechsellagerungen 88
5.4.2 Corrensit 90
5.5 Bandsilicate (Palygorskit) 92
6 Spezielle Eigenschaften der silicatischen Tonkomponenten
6.1 Spezifische Oberfläche 95
6.2 Oberflächenladungen 96
6.3 lonenaustausch 97
6.3.1 Austauschkapazität (AK) 97
6.3.2 Selektiver Kationeneintausch 99
6.4 Physikalische Eigenschaften 99
6.4.1 Quellverhalten von Tonen und seine Ursachen 99
6.4.2 Fließeigenschaften von Tonen und Tonkomponenten 101
7 Tonminerale in einer anthropogen veränderten Umwelt
7.1 Tone in anthropogen belasteten Böden 105
7.1.1 Bodenacidität und Tone 105
7.1.2 Die Rolle von Tonkomponenten in Böden mit erhöhten Metallkonzentrationen 107
7.2 Tone als Schadstoffbarrieren 109
8 Hinweise zur mineralogischen Untersuchung von Tongesteinen
8.1 Präparation und Aufbereitung 111
8.1.1 Tonsteine 111
8.1.2 Tone bis mergelige Tone 111
8.2 Korngrößenfraktionierung 112
8.3 Bestimmungsmethoden 115
8.3.1 Lichtoptisch 115
8.3.2 Röntgendiffraktometrisch 117
Anhang: Zusammensetzung und Eigenschaften wichtiger Tonminerale 136
Anmerkungen 141
Literatur 143
Sachregister 153