Глинистые минералы и ионный обмен ` 97 < < Ъ = < ® < х е х = Ё ':': е х - е $ с — -Т © м Расстоянив от поверхности — >- Расстоянив а б Рис, 4.12. Концентрации катионов СТ и анионов С в диффузном двойном спое отдельной частицы (а) и в поровом пространстве между солрикасающимися глинистыми частица= ми (6). Показано, как анионы исключаются из узких лор друг друга. Раствор в порах между соседними зернами будет состоять толь- ко из слоев Гуи, и,следовательно, анионы из пор будут почги вытеснены (рис. 4.12), в связи с чем этот эффект называют вытескением аниоков. Когда на раствор в системе глина — вода налагается градиент давления, молекулы воды могут двигаться через поры, но из-за вытеснения анионов ионы перемешаться не мо- гут (эта теория обсуждалась в работе Хэншоу и Коплена [ 141]), 'Гаким обра- зом, глина ведет себя как полупроницаемая мембрана, пропускающая воду и задерживающая ионы. Но глины не являются безупречными полупроницаемыми мембранами; различные ионы они задерживают с разной степенью эффектив- ности, что вызывает химическое фракционирование при прохождении воды че- рез поры [202]. Предполагают, что мембранная фильтрация является главным процессом, определяющим состав воды, залегаюшей в глубокопогребенных оса- дочных породах, Она эффективна только тогда, когда первичные осадки под» верглись уплотнению, и не имеет большого значения в близповерхностных ус- ловиях (на глубине менее 1 км). Мембранная фильтрация могла бы проявляться и на меньших глубинах, где раствор очень разбавлен (озерные осадки) и, сле- довательно, слои Гуи распространяются далско от частиц, но в природных ус- ловиях это не обнаружено. Относительно оценки влияния мембранной фильтра- ции на химический состав подземных вод в литературе сушествуют большие разногласия, Обменная адсорбция. Все глинистые минералы обладают в определен- ной степени способностью к ионному обмену подобно цеолитам, коллоидным оксигидроокисям и природным органическим соединениям. В почвоведении и геологии емкость катионного обмена (ЕКО) часто измеряется (и, следователь- но, определяется) поглошением иона аммония из 1-молярного раствора ацета- та аммония при рН равном 7,0, хотя иногда вместо ПНЗ' используются дру> гие катионы, Емкости катионного обмена некоторых вешеств приведены в табл. 4,2, ЕКО глинистых минералов — не очень точная и надежная величина. Как обсуждалось в предыдушем разделе, она изменяется в зависимости от рН и