سميكتيت

السميكتايت ( من اليونانية القديمة σμηκτός ( سميكتوس ) بمعنى " مُشحَّم " ؛ من σμηκτρίς ( سميكتريس ) بمعنى " تراب السائرين، تراب الفولر " ؛ حرفيًا " تراب الفرك؛ التراب الذي له خاصية التنظيف " ) ^{[ 1 ]} هو خليط معدني من سيليكات صفائحية متنوعة قابلة للتمدد ( فيلوسيليكات )، ذات بنية ثلاثية الطبقات بنسبة 2:1 (TOT) ، وتنتمي إلى معادن الطين. يتكون السميكتايت بشكل أساسي من المونتموريلونيت ، ولكنه قد يحتوي غالبًا على معادن ثانوية مثل الكوارتز والكالسيت . ^{[ 2 ]}  

في علم معادن الطين، يُعدّ السميكتايت مرادفًا للمونتوموريلونيت (وهو أيضًا اسم طور معدني طيني نقي) للدلالة على فئة من الطين المتمدد. يُستخدم مصطلح السميكتايت بشكل شائع في أوروبا والمملكة المتحدة، بينما يُفضّل مصطلح المونتوموريلونيت في أمريكا الشمالية، إلا أن كلا المصطلحين متكافئان ويمكن استخدامهما بالتبادل. أما في التطبيقات الصناعية والتجارية، فيُستخدم مصطلح البنتونيت غالبًا بدلًا من السميكتايت أو المونتوموريلونيت.

يتكون تركيب الطبقات 2:1 (TOT) من طبقتين رباعيتي الأوجه من السيليكا (SiO₂ ₎ مرتبطتين بروابط كهروستاتيكية عبر طبقة مركزية ثمانية الأوجه من Al₂O₃ _{( الجبسيت )} أو Fe₂O₃ . _لا ترتبط الطبقات الأولية لـ TOT ببعضها اتصالاً مباشراً، بل يفصل بينها فراغ: هذا الفراغ بين الطبقات يحتوي على كاتيونات مائية وجزيئات ماء . يمكن أن يتمدد السميكتايت نتيجةً للاندماج العكسي للماء والكاتيونات في الفراغ بين الطبقات.

تُشحن طبقات TOT بشحنة سالبة نتيجةً للإحلال المتماثل لذرات السيليكون رباعي السطوح (Si(IV)) بذرات الألومنيوم ثلاثي السطوح (Al(III)) في طبقتي السيليكا رباعيتي السطوح الخارجيتين، ولإحلال كاتيونات المغنيسيوم ثنائي التكافؤ (Mg²⁺) أو الحديد ثلاثي التكافؤ (Fe(III)) ^أو الحديد ثنائي التكافؤ (Fe²⁺ ⁾ في طبقة الجبسيت ثمانية السطوح الداخلية. ونظرًا لأن الشحنات +4 التي تحملها ذرات السيليكون رباعي السطوح (Si(IV))، والتي تُعادل عادةً بشحنات -4 من ذرات الأكسجين المحيطة، تصبح +3 نتيجةً لإحلال ذرات الألومنيوم ثلاثي السطوح (Al(III))، مما يُحدث اختلالًا كهربائيًا: +3 - 4 = -1. يجب تعويض فائض الشحنات السالبة في طبقة TOT بوجود كاتيونات موجبة في الطبقة البينية. وينطبق المنطق نفسه على طبقة الجبسيت المركزية في وحدة TOT الأولية عند إحلال أيون المغنيسيوم ثنائي التكافؤ (Mg²⁺) محل ^{أيون الألومنيوم ثلاثي التكافؤ (} Al³⁺ ) في ثماني السطوح الجبسيتية. عدم التوازن الكهربائي هو: +2 −3 = −1.

الأيونات الموجبة الرئيسية في الطبقات البينية للسميكتايت هي Na⁺ ^و Ca²⁺ ^. أيونات الصوديوم مسؤولة عن أعلى نسبة انتفاخ للسميكتايت، بينما أيونات الكالسيوم لها خصائص انتفاخ أقل. يتميز سميكتايت الكالسيوم بقدرة انتفاخ أقل بكثير من سميكتايت الصوديوم، ولكنه أيضًا أقل عرضة للانكماش عند التجفيف. ^{[ 3 ]}

تُفسر درجة ترطيب الكاتيونات ونصف قطرها المائي سلوك التمدد أو الانكماش في السيليكات الصفائحية. وتُظهر كاتيونات أخرى، مثل أيونات المغنيسيوم (Mg²⁺ ⁾ والبوتاسيوم (K⁺ ⁾ ، تأثيرًا أكثر تباينًا: فأيونات المغنيسيوم عالية الترطيب تُسبب التمدد كما في الفيرميكوليت (تمدد كامل للطبقة البينية)، بينما أيونات البوتاسيوم قليلة الترطيب تُسبب الانكماش كما في الإيليت (انكماش كامل للطبقة البينية).

نظراً لأن الفراغات بين طبقات معادن السميكتايت أكثر انفتاحاً، وبالتالي يسهل وصول الماء والأيونات الموجبة إليها، فإنها تُظهر أعلى قدرة على تبادل الكاتيونات (CEC) بين معادن الطين الشائعة في التربة. ولا يُظهر سوى الفيرميكوليت، الأكثر قابلية للتمدد، وبعض معادن الألومينوسيليكات النادرة ( الزيوليت ) ذات البنية القنوية الداخلية، قدرة على تبادل الكاتيونات أعلى من السميكتايت.

تتشكل معادن السميكتايت نتيجة تجوية البازلت والجابرو والزجاج البركاني الغني بالسيليكا ( مثل الخفاف والأوبسيديان والريوليت والدايسيت ). يتشكل العديد من معادن السميكتايت في الأنظمة الحرارية المائية البركانية (مثل أنظمة السخانات ) حيث تعمل المياه الساخنة المتسربة عبر المسام أو الشقوق في رواسب الرماد البركاني ( الخفاف والبوزولان ) على إذابة معظم السيليكا غير المتبلورة (قد تصل نسبة الذوبان إلى ₅₀ % من وزن SiO₂ ) ، تاركةً السميكتايت في مكانه. هذه الآلية مسؤولة عن تكوين رواسب البنتونيت (سيراتا دي نيجار ) في كابو دي غاتا في المنطقة الجنوبية الشرقية من ألميريا في الأندلس ( إسبانيا ). وقد تشكل بنتونيت وايومنغ MX-80 بطريقة مماثلة خلال العصر الطباشيري عندما كان الرماد البركاني يتساقط في بحر داخلي في قارة أمريكا. تتفاعل الرماد البركاني عالي المسامية (ذو مساحة سطحية كبيرة وسهلة الوصول ) وشديد التفاعل بسرعة مع مياه البحر . وبسبب تحلل السيليكا ، ذاب معظمها في مياه البحر وانفصل عن الرماد، مما أدى إلى تكوين معادن السميكتايت. غالبًا ما تتشكل معادن السميكتايت الموجودة في العديد من رواسب الطين البحري بهذه الطريقة، كما هو الحال في طين الإيبريسيان الموجود في بلجيكا والغني جدًا بمعادن السميكتايت.

تُستخدم معادن السميكتايت على نطاق واسع في تطبيقات صناعية متنوعة. ففي أعمال الهندسة المدنية، تُستخدم بشكل روتيني كطبقة سميكة من ملاط ​​البنتونيت عند حفر الخنادق العميقة والضيقة في الأرض لدعم الجدران الجانبية ومنع انهيارها. كما تُستخدم أيضًا كطين لسوائل الحفر . وتُعد معادن السميكتايت، التي تُعرف باسم البنتونيت، مرشحة لتكون مواد عازلة ومواد ردم لملء الفراغات المحيطة بالنفايات المشعة عالية المستوى في المستودعات الجيولوجية العميقة. كما تُستخدم معادن السميكتايت كمادة مضافة في الدهانات أو كعامل مُكثِّف في العديد من المستحضرات.

• معادن طينية
• البنتونيت
• فخار
• كيمياء الطين
• معدن الطين
• التفاعل بين الطين والماء
• طين متمدد
• هيكتوريت
• مونتموريلونيت
• نونترونيت
• سابونيت

• مونييه، آلان (2005). الطين . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص  108 وما بعدها. ISBN 978-3-540-21667-4.
• ميتشل، جيه كيه (2001). الكيمياء الفيزيائية للتربة في الهندسة الجيوبيئية. في دليل الهندسة الجيوتقنية والجيوبيئية (ص  691-710). سبرينغر، بوسطن، ماساتشوستس.
• ميتشل، جيه كيه، وسوجا، كيه. (2005). أساسيات سلوك التربة (المجلد 3). نيويورك: جون وايلي وأولاده.
• ماكنزي، آر سي، وميتشل، بي دي (1966). علم المعادن الطينية. مراجعات علوم الأرض، 2، 47-91.
• جينز، سي في، ميريمان، آر جيه، ميتشل، جي جي، وبلاند، دي جيه (1982). الطين البركاني في العصر الطباشيري في جنوب إنجلترا وأيرلندا الشمالية. معادن الطين، 17(1)، 105-156. https://doi.org/10.1180/claymin.1982.017.1.10
• واغنر، جيه إف (2013). الفصل 9: الخواص الميكانيكية للطين والمعادن الطينية. في: التطورات في علم الطين، 5، 347-381. إلسيفير. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098258-8.00011-0