Một số vấn đề về thành phần và đặc điểm Sericit

318 32(4), 318-325 T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt 12-2010 Mét sè vÊn ®Ò vÒ thµnh phÇn vµ ®Æc ®iÓm sericit HOµNG THÞ MINH TH¶O, NGUYÔN V¡N H¹NH, §µO DUY ANH, NGUYÔN THANH LAN I. Më ®Çu §−îc biÕt ®Õn nh− mét kho¸ng chÊt thuéc nhãm mica - mét mÆt hµng th−¬ng m¹i tõ hµng tr¨m n¨m nay [4] - sericit còng ®−îc sö dông trong rÊt nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau nh− s¬n vµ vËt liÖu phñ, giÊy, cao su, chÊt dÎo, x©y dùng, hãa mü phÈm... trong ®ã sericit ®−îc sö dông nh− mét chÊt ®én hoÆc chÊt lµm tr−¬ng në víi c¸c tÝnh n¨ng ®Æc biÖt vµ v−ît tréi so víi c¸c kho¸ng chÊt kh¸c [3, 4, 8, 30]. Tuy nhiªn, danh ph¸p "sericit" vÉn tån t¹i c¸c c¸ch hiÓu kh¸c nhau trong c¸c v¨n liÖu. Mét trong c¸c lý do dÉn ®Õn sù kh«ng thèng nhÊt ®ã lµ sericit cã kÝch th−íc h¹t rÊt nhá, rÊt khã t¸ch riªng c¸c kho¸ng vËt ®Ó nghiªn cøu cô thÓ vµ chi tiÕt vÒ thµnh phÇn hãa häc vµ cÊu tróc. Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu trùc tiÕp b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p hiÖn ®¹i vÒ mét sè mÉu kho¸ng chÊt sericit bao gåm mÉu sericit S¬n B×nh (Hµ TÜnh, ViÖt Nam) vµ Nabeyama vµ Iwaya (NhËt B¶n) còng nh− tæng hîp vµ ph©n tÝch nhiÒu nguån tµi liÖu kh¸c nhau, chóng t«i nhËn thÊy cÇn ph¶i lµm râ c©u hái "sericit lµ g× ?". §ång thêi, thµnh phÇn kho¸ng vËt chÝnh vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña sericit còng ®−îc tr×nh bÇy. II. NH÷NG KH¸I NIÖM VÒ SERICIT Sericit (sericite) ®−îc HiÖp héi Kho¸ng vËt häc ThÕ giíi (International Mineralogical Association) phª chuÈn n¨m 1998 trong hÖ thèng danh ph¸p mica lµ"tËp hîp h¹t mÞn c¸c kho¸ng vËt d¹ng mica" vµ kh«ng ph¶i lµ mét tªn gäi cho kho¸ng vËt nµo thuéc nhãm mica [22]. P. Schroeder [24] còng nhÊn m¹nh sericit kh«ng ph¶i lµ mét tªn kho¸ng vËt. Tuy nhiªn, trong c¸c v¨n liÖu c¶ trong n−íc vµ n−íc ngoµi, sericit th−êng bÞ nhÇm lÉn lµ mét kho¸ng vËt thuéc nhãm mica vµ lµ d¹ng Èn tinh cña muscovit. Trong gi¸o tr×nh "Kho¸ng vËt häc" cña §ç ThÞ V©n Thanh vµ TrÞnh H©n [26], sericit (xerixit) ®−îc m« t¶ lµ biÕn thÓ cña muscovit, s¸ng mÇu, tinh thÓ nhá. Trong nhiÒu tµi liÖu nghiªn cøu kh¸c sericit còng ®−îc biÕt ®Õn víi kh¸i niÖm t−¬ng tù, nh− TrÇn Träng HuÖ vµ KiÒu Quý Nam ®· nhËn ®Þnh sericit lµ d¹ng thï h×nh Èn tinh cña muscovit vµ cã cïng mét c«ng thøc hãa häc víi muscovit [10]. NhiÒu v¨n liÖu n−íc ngoµi còng ®Ò cËp ®Õn sericit nh− mét kho¸ng vËt (mineral) thuéc nhãm mica [16, 19], hoÆc cô thÓ h¬n lµ cã thµnh phÇn trung gian gi÷a muscovit vµ illit [12]. MÆc dï tån t¹i sù kh«ng râ rµng nãi trªn, nh−ng c¸c tµi liÖu ®Òu thèng nhÊt m« t¶ sericit víi c¸c ®Æc tÝnh nh− mÇu s¾c s¸ng mÇu, vÈy nhá ®Õn rÊt nhá, cÊu tróc Èn tinh [9,10, 23, 26]. C¸c tÝnh chÊt nµy gÇn víi muscovit h¬n biotit. Nh− vËy, gi÷a kh¸i niÖm "sericit", danh ph¸p vµ ph©n lo¹i mica ®· ®−îc phª chuÈn, sericit lµ tËp hîp c¸c kho¸ng vËt víi thµnh phÇn chñ yÕu lµ kho¸ng vËt nµo ? III. PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU 1. MÉu nghiªn cøu Nghiªn cøu sö dông lo¹i quÆng sericit cña ViÖt Nam lµ sericit vïng S¬n B×nh - Hµ TÜnh. Khu vùc má kho¸ng sericit S¬n B×nh thuéc huyÖn H−¬ng S¬n, tØnh Hµ TÜnh. §íi kho¸ng hãa kÐo dµi theo h−íng t©y b¾c - ®«ng nam, dµi h¬n 4.000 m, réng tõ 50 ®Õn 150 m, bao gåm 9 th©n kho¸ng vµ liªn quan tíi trÇm tÝch lôc nguyªn - phun trµo hÖ tÇng §ång TrÇu (T2a ®t). §©y lµ tô kho¸ng sericit ®−îc ®¸nh gi¸ cã tiÒm n¨ng nhÊt hiÖn nay [6]. QuÆng th« sericit S¬n B×nh cã mÇu tr¾ng, mê, tr¬n vµ mÞn (h×nh 1). Ngoµi thùc ®Þa, nhiÒu khi sericit bÞ nhÇm lÉn víi kaolin ; tuy nhiªn, cã thÓ dùa vµo ®Æc ®iÓm sericit cho c¶m gi¸c sê tr¬n t−¬ng tù nh− talc vµ ¸nh lôa ®Æc tr−ng ®Ó ph©n biÖt sericit vµ kaolin. Ngoµi thµnh phÇn kho¸ng vËt chÝnh, quÆng sericit S¬n B×nh cßn bao gåm c¸c kho¸ng vËt pyrophylit, 319 a) b) H×nh 1. QuÆng sericit S¬n B×nh th¹ch anh, feldspar vµ mét l−îng kh«ng ®¸ng kÓ rutil/anatas, hematit. §Ó so s¸nh c¸c kÕt qu¶, chóng t«i ®· ph©n tÝch hai lo¹i quÆng sericit NhËt B¶n - mét n−íc hiÖn nay ®ang ®øng ®Çu ë ch©u ¸ nãi riªng vµ còng lµ mét trong c¸c n−íc ®øng ®Çu trªn thÕ giíi nãi chung vÒ nghiªn cøu, khai th¸c vµ chÕ biÕn sericit - ®ã lµ sericit Nabeyama vµ sericit Iwaya. 2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu Bªn c¹nh c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu truyÒn thèng nh− thùc ®Þa, quan s¸t ®iÓm lé vµ thu thËp mÉu, ph−¬ng ph¸p hiÖn ®¹i ®· ®−îc sö dông ®Ó ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc tõng h¹t kho¸ng vËt riªng rÏ. §ã lµ ph−¬ng ph¸p kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö truyÒn qua (Transmission electron microscope) tÝch hîp víi hÖ thèng ph©n tÝch nguyªn tè b»ng n¨ng l−îng t¸n x¹ tia X (energy-dispersive X-ray) (TEM-EDX). Trong nghiªn cøu c¸c mÉu sÐt b»ng ph−¬ng ph¸p TEM-EDX, mÉu ®−îc lÊy mét l−îng nhá vµ ph©n t¸n trong n−íc cÊt (sö dông hç trî b»ng bÓ l¾c siªu ©m). Dung dÞch chøa c¸c h¹t kho¸ng vËt víi kÝch cì kho¶ng < 2 μm ®−îc nhá giät lªn l−íi ®ång (Cu) chuyªn dông vµ lµm kh« tù nhiªn trong kh«ng khÝ v« trïng. HÖ thèng m¸y TEM Jeol JEM-1210 kÕt hîp víi hÖ thèng t¸n x¹ tia X ISIS LINK-OXFORD vµ camera GATAN MULTISCAN ®−îc sö dông cho ph©n tÝch nµy. HÖ thèng TEM-EDX sö dông hiÖu ®iÖn thÕ 120 kV, sîi ®èt LaB6, ®é ph©n gi¶i ®−êng lµ 0,2 nm vµ ®é ph©n gi¶i ®iÓm lµ 0,34 nm. Camera cã ®é ph©n gi¶i 1024 × 1024 pixel, 14 bit. C¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc cña c¸c h¹t kho¸ng vËt sau ®ã ®−îc xö lý b»ng c«ng cô phÇn mÒm cña J. Kasbohm et al [11]. C«ng cô nµy ®Æc biÖt h÷u hiÖu khi cho phÐp tÝnh to¸n c«ng thøc c¸c kho¸ng vËt chÝnh x¸c thµnh phÇn ion c¸c líp tø diÖn, b¸t diÖn vµ líp xen gi÷a - ®©y lµ c¸c th«ng sè rÊt quan träng ®Ó ph©n ®Þnh râ c¸c kho¸ng vËt kh¸c nhau trong cïng mét nhãm hoÆc phô nhãm. IV. KÕT QU¶ Nghiªn cøu sericit S¬n B×nh b»ng ph−¬ng ph¸p TEM-EDX, c«ng thøc trung b×nh cña c¸c h¹t kho¸ng vËt chÝnh (h×nh 2) ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau : H×nh 2. Sericit vïng S¬n B×nh (Hµ TÜnh) d−íi kÝnh TEM víi thµnh phÇn chÝnh lµ kho¸ng vËt di-vermiculit Ghi chó : ®é ph©n gi¶i d−íi kÝnh : a) 1000×, b) 6000× ; ph©n tÝch b»ng m¸y Jeol JEM-1210 320 a) b ) ) a ) ) b) (K0,70Ca0,01Mg0,05) (Al1,98Mg0,02Fe 3+ 0,01Ti0,01) (Si3,11Al0,89) O10(OH)2 T−¬ng tù, thµnh phÇn chÝnh cña sericit Nabeyama vµ Iwaya (NhËt B¶n) (h×nh 3 vµ 4) cã c«ng thøc trung b×nh (tÝnh cho c¸c h¹t kho¸ng vËt trong h×nh 3b vµ 4b) t−¬ng øng sau : (K0,55Na0,09Ca0,01Mg0,07) (Al1,74Mg0,11Fe 3+ 0,15Ti0,01) (Si3,27Al0,73) O10(OH)2 H×nh 3. Sericit Nabeyama (NhËt B¶n) d−íi kÝnh TEM víi thµnh phÇn chÝnh lµ kho¸ng vËt di-vermiculit Ghi chó : ®é ph©n gi¶i d−íi kÝnh : a) 1000×, b) 3000× ; ph©n tÝch b»ng m¸y Jeol JEM-1210 H×nh 4. Sericit Iwaya (NhËt B¶n) d−íi kÝnh TEM víi thµnh phÇn chÝnh lµ kho¸ng vËt di-vermiculit Ghi chó : ®é ph©n gi¶i d−íi kÝnh : a) 1000×, b) 2500× ; ph©n tÝch b»ng m¸y Jeol JEM-1210 (K0,73Na0,07Ca0,01Mg0,01) (Al1,95Mg0,01Fe 3+ 0,04Ti0,02) (Si3,09Al0,91) O10(OH)2 C¸c kÕt qu¶ nµy cho thÊy thµnh phÇn chñ yÕu cña sericit S¬n B×nh còng nh− sericit Nabeyama vµ Iwaya lµ c¸c kho¸ng vËt di-vermiculit (dioctahedral vermiculite hay vermiculit b¸t diÖn ®«i). §Æc biÖt, sericit S¬n B×nh chøa di-vermiculit kh¸ ®iÓn h×nh víi thµnh phÇn hãa häc rÊt t−¬ng tù c«ng thøc lý t−ëng. Di-vermiculit trong sericit S¬n B×nh lµ lo¹i 321 giÇu kali, t−¬ng tù víi di-vermiculit Iwaya ; nh−ng so víi di-vermiculit Nabeyama nã cã thµnh phÇn K cao h¬n, Al cao h¬n, Si thÊp h¬n, vµ ®Æc biÖt lµ Fe thÊp h¬n. V. TH¶O LUËN Víi kÕt qu¶ nghiªn cøu cô thÓ thu ®−îc, cã thÓ thÊy quÆng sericit bao gåm thµnh phÇn kho¸ng vËt chÝnh lµ di-vermiculit. VËy, kÕt qu¶ nµy cã m©u thuÉn víi c¸c hiÓu biÕt vÒ sericit vµ di-vermiculit kh¸c kh«ng ? B©y giê ta xÐt vÒ nhãm mica. 1. Ph©n lo¹i nhãm mica Mica lµ nhãm kho¸ng vËt silicat líp. Nh− ®· ®Ò cËp ë trªn, ph©n lo¹i nhãm kho¸ng vËt nµy dùa trªn c¸c th«ng sè líp tø diÖn, b¸t diÖn vµ líp xen gi÷a - bao gåm th«ng sè ®iÖn tÝch còng nh− thµnh phÇn nguyªn tè. Mét ®¬n vÞ cÊu tróc cña mica bao gåm mét líp b¸t diÖn (O) n»m gi÷a hai líp tø diÖn (T) (cÊu tróc 2:1). C¸c líp nµy h×nh thµnh mét ®¬n vÞ cÊu tróc víi sù tham gia cña líp xen gi÷a (I) kh«ng ngËm n−íc. Tr×nh tù c¸c líp : I-T-O-T-I-T-O-T-... (h×nh 5). CÊu tróc tinh thÓ cña mica ®−îc m« t¶ chi tiÕt trong [22, 26]. C«ng thøc chung cña mica lµ : I M2-3 G1-0 T4 O10 A2. Trong ®ã : H×nh 5. M« h×nh cÊu tróc tinh thÓ muscovit I, cation líp xen gi÷a, th−êng lµ K, Na, Ca, vµ Ýt h¬n lµ Mg, Mn, Fe2+, NH4... ; M, cation cÊu t¹o líp b¸t diÖn, th−êng lµ Al, Fe3+, Fe2+, Mg, vµ Ýt h¬n lµ Ti, Cr3+, Mn... ; G lµ « trèng ; T, cÊu t¹o líp tø diÖn, th−êng lµ Si, Al, vµ hiÕm khi lµ Fe, Be, B... ; vµ A, cÊu t¹o líp b¸t diÖn ë vÞ trÝ t−¬ng ®−¬ng oxy, th−êng lµ OH, F, vµ Ýt h¬n lµ Cl, O, S... Mica ®−îc chia thµnh c¸c phô nhãm b¸t diÖn ®«i (dioctahedral) nÕu sè cation trong líp b¸t diÖn < 2,5 vµ phô nhãm b¸t diÖn ba (trioctahedral) nÕu sè cation trong líp b¸t diÖn tõ 2,5 ®Õn 3 trong mét ®¬n vÞ cÊu tróc. §iÓn h×nh cho phô nhãm b¸t diÖn ®«i lµ muscovit víi c«ng thøc lý t−ëng KAl2AlSi3O10(OH)2. §iÓn h×nh cho phô nhãm b¸t diÖn ba lµ biotit vµ phlogopit víi c«ng thøc lý t−ëng KMg3AlSi3O10(OH)2. Bªn c¹nh ®ã, mica còng ®−îc ph©n chia thµnh mica thùc sù (true mica) nÕu cã > 50 % cation líp xen gi÷a lµ cation hãa trÞ I ; mica gißn (brittle mica) nÕu cã > 50 % cation líp xen gi÷a lµ cation hãa trÞ II vµ mica khuyÕt líp xen gi÷a (interlayer-deficient mica) nÕu líp xen gi÷a chØ cã 0,6-0,85 trong mét ®¬n vÞ cÊu tróc. Phô nhãm mica khuyÕt líp xen gi÷a bao gåm c¸c kho¸ng vËt ®Òu cã ®Æc tÝnh h¹t mÞn ®Õn rÊt mÞn nh− illit, glauconit, brammalit (phô nhãm b¸t diÖn ®«i), wo- nesit (phô nhãm b¸t diÖn ba)... Tªn gäi "interlayer- deficient mica" còng ®−îc HiÖp héi Kho¸ng vËt häc ThÕ giíi phª chuÈn thay thÕ tªn gäi "hydromica" do thùc tÕ kh«ng t×m ®−îc "hydromica" nµo cã sè ph©n tö H2O lín h¬n hÖ sè t−¬ng ®−¬ng cña nhãm (OH,F)2) [22]. Thµnh phÇn cÊu tróc cña illit ®−îc J. Środoń et al c«ng bè [25] nh− sau : I 0,89 (Al1,85Fe 3+ 0,05Mg0,10) (Si3,20Al0,80) O10(OH)2 Trong ®ã, I bao gåm c¶ cation hãa trÞ I vµ II víi tæng ®iÖn tÝch (líp xen gi÷a) tõ 1,00 ®Õn 0,85, trong ®ã chñ yÕu lµ K ; tæng sè ion líp b¸t diÖn tõ 1,90 ®Õn 2,00; vµ sè ion Si líp tø diÖn tõ 2,80 ®Õn 3,22 trong mét ®¬n vÞ cÊu tróc. Cïng gi¸ trÞ ®iÖn tÝch líp xen gi÷a víi nhãm mica khuyÕt líp xen gi÷a nãi trªn, ñy ban danh ph¸p, HiÖp héi Nghiªn cøu SÐt ThÕ giíi (Association Internationale Pour l'Ðtude des Argiles) ph©n lo¹i kho¸ng vËt sÐt 2:1 còng bao gåm di-vermiculit (cÊu tróc b¸t diÖn ®«i) vµ tri-vermiculit (trioctahedral 322 vermiculite, cÊu tróc b¸t diÖn ba, th−êng ®−îc biÕt ®Õn lµ mét kho¸ng vËt phæ biÕn trong ®Êt) [2]. M.A. Vincente c«ng bè mét sè c«ng thøc thùc nghiÖm cña Al-vermiculit, c¸c kho¸ng vËt nµy còng chÝnh lµ di- vermiculit [28]. Nh− vËy, trong ph©n lo¹i mica, di-vermiculit vµ illit ®Òu thuéc phô nhãm b¸t diÖn ®«i vµ phô nhãm mica khuyÕt líp xen gi÷a (interlayer-deficient mica). So víi illit, di-vermiculit cã sè ion kali thÊp h¬n vµ tæng ®iÖn tÝch líp xen gi÷a thÊp h¬n. Tõ c¸c th¶o luËn trªn, c«ng thøc lý t−ëng cña di-vermiculit ®−îc ®Ò xuÊt lµ : I0,75 (Al1,8(Mg,Fe)0,2) (Si3,0Al1,0) O10(OH)2 Trong ®ã, I bao gåm c¶ cation hãa trÞ I vµ II víi tæng ®iÖn tÝch (líp xen gi÷a) tõ 0,70 ®Õn 0,99, trong ®ã ion K tõ 0,00 ®Õn 0,80 ; tæng sè ion líp b¸t diÖn tõ 1,95 ®Õn 2,03; vµ sè ion Si líp tø diÖn tõ 2,80 ®Õn 3,30 trong mét ®¬n vÞ cÊu tróc [17, 18]. D−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö truyÒn qua cã thÓ quan s¸t thÊy di-vermiculit th−êng cã d¹ng tha h×nh hoÆc d¹ng tÊm [8]. 2. Thµnh phÇn sericit Nh− ®· th¶o luËn ë phÇn 1, mÆc dï cã sù kh«ng râ rµng khi gäi tªn "sericit" lµ tªn mét "kho¸ng vËt" nh−ng c¸c tµi liÖu ®Òu thèng nhÊt vÒ m« t¶ h×nh th¸i bªn ngoµi vµ quan s¸t b»ng m¾t th−êng ®èi víi sericit. VÒ thµnh phÇn hãa häc, tõ n¨m 1984, S.W. Bailey còng ®· ®Ò cËp sericit lµ mica tr¾ng h¹t mÞn víi thµnh phÇn dao ®éng gi÷a muscovit, celadonit, vµ illit [23]. P. Schroeder còng nhÊn m¹nh sericit th−êng lµ illit, sÐt xen líp illit/smectit, hoÆc muscovit [24]. Sericit Silverton (Colorado, Canada) còng ®−îc S.P. Altaner & N. Vergo m« t¶ bao gåm chñ yÕu illit vµ sÐt xen líp illit/smectit [1]. C¸c t¸c gi¶ nãi trªn kh«ng nghiªn cøu chi tiÕt thµnh phÇn hãa häc cÊu tróc cña kho¸ng vËt nªn kh«ng ph©n biÖt illit vµ di-vermiculit. Trong khi ®ã, s¶n phÈm biÕn ®æi gi¶i phãng kali tõ muscovit ®−îc ®Ò cËp ®Õn lµ kho¸ng vËt di-vermiculit ([14, 16]. Nãi c¸ch kh¸c, di-vermiculit chÝnh lµ "mica khuyÕt líp xen gi÷a" hay "interlayer-deficient mica" (cïng phô nhãm víi illit) do gi¶i phãng mét phÇn kali. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm trªn mÉu sericit S¬n B×nh (Hµ TÜnh, ViÖt Nam), Nabeyama vµ Iwaya (NhËt B¶n) ®· cho thÊy cô thÓ thµnh phÇn hãa häc kho¸ng vËt cña sericit ®ã lµ di-vermiculit. So víi c¸c tµi liÖu vÒ sericit nãi trªn, nghiªn cøu nµy thèng nhÊt coi sericit lµ mét tËp hîp kho¸ng vËt víi thµnh phÇn chÝnh lµ kho¸ng vËt thuéc phô nhãm "mica khuyÕt líp xen gi÷a". Cô thÓ h¬n, nghiªn cøu cho thÊy kho¸ng vËt ®ã lµ di-vermiculit (thµnh phÇn t−¬ng tù illit nh−ng chØ sè kali thÊp h¬n vµ tæng ®iÖn tÝch líp xen gi÷a thÊp h¬n). §i cïng víi di- vermiculit trong sericit cã thÓ lµ illit, sÐt xen líp illit/smectit (IS-mixed-layer), sÐt xen líp di-vermi- culit/smectit (diVS-mixed-layer)... (c«ng thøc hãa häc cÊu tróc ®−îc tr×nh bÇy trong [17, 18]). Tãm l¹i, sericit kh«ng ph¶i lµ thuËt ng÷ gäi tªn kho¸ng vËt mµ nªn ®−îc hiÓu lµ tËp hîp kho¸ng vËt víi thµnh phÇn chñ yÕu lµ kho¸ng vËt di-vermiculit. C¸c t¸c gi¶ ®Ò xuÊt dïng tªn gäi "di-vermiculit" trong tiÕng ViÖt t−¬ng ®−¬ng víi "dioctahedral vermiculite" hay d¹ng viÕt t¾t "di-vermiculite" trong tiÕng Anh. C¸c thuËt ng÷ liªn quan phï hîp bao gåm : "kho¸ng s¶n sericit", "kho¸ng chÊt sericit", "quÆng sericit", "®¸ sericit"... VI. MéT VµI §ÆC §IÓM CñA SERICIT Vµ DI-VERMICULIT Di-vermiculit, t−¬ng tù nh− c¸c kho¸ng vËt thuéc nhãm mica kh¸c, lµ mét silicat líp, cã c¸t khai hoµn toµn theo mÆt {001}, cã thÓ t¸ch thµnh nhiÒu líp máng, ®é dÇy cã thÓ ®¹t tíi d−íi 1 μm (vÒ lý thuyÕt cã thÓ ®¹t tíi 0,001 μm hay lµ 10Å - t−¬ng ®−¬ng víi ®é dÇy mét ®¬n vÞ cÊu tróc). CÊu tróc tinh thÓ di-vermiculit t−¬ng tù cÊu tróc tinh thÓ muscovit (h×nh 5). Vi h×nh th¸i tinh thÓ cña di-vermiculit cã thÓ cã d¹ng ®a diÖn hoÆc d¹ng vßng trßn, tïy thuéc vµo ®iÒu kiÖn m«i tr−êng h×nh thµnh [13]. Víi thµnh phÇn hãa häc cña di-vermiculit - kho¸ng vËt chÝnh cña sericit - ®· tr×nh bÇy trong phÇn III, môc 2, thµnh phÇn ho¸ häc trung b×nh cña sericit ®¬n kho¸ng lµ : SiO2 = 43-49 %, Al2O3 = 27-37 %, K2O+Na2O = 9-11 %, H2O = 4-6 %. Thµnh phÇn hãa häc nµy cña sericit thay ®æi trong tõng má tïy theo thµnh phÇn kho¸ng vËt còng nh− thµnh phÇn nguyªn tè hãa häc tham gia cÊu tróc c¸c kho¸ng vËt nµy. Bªn c¹nh c¸c kho¸ng vËt sÐt chñ yÕu nh− di-vermiculit, illit, vµ sÐt xen líp, cßn cã c¸c kho¸ng vËt phô ®i kÌm bao gåm c¸c kho¸ng vËt sÐt nh− kaolinit, smectit, chlorit vµ c¸c kho¸ng vËt phi sÐt nh− th¹ch anh, feldspar, anatas, rutil... Sericit vµ kho¸ng vËt chñ yÕu cña nã lµ di-vermi- culit ®Æc tr−ng bëi tÝnh bÒn hãa häc trong c¶ dung 323 dÞch acid vµ kiÒm, c¸ch ®iÖn, ®µn håi, dÎo, thÊm n−íc, nhÑ, tû lÖ ®−êng kÝnh bÒ mÆt/®é dÇy lín, ph¶n x¹ vµ khóc x¹ tèt [7, 30]. C¸c tÝnh chÊt vËt lý cña sericit vµ di-vermiculit ®−îc so s¸nh víi kaolin vµ kaolinit trong b¶ng 1. Chóng cã nhiÒu tÝnh chÊt t−¬ng tù nhau B¶ng 1. C¸c tÝnh chÊt vËt lý cña sericit so s¸nh víi kaolin TÝnh chÊt Sericit (di-vermiculit) Kaolin (kaolinit) §é cøng (Mohs) [3, 22] 2,0-3,0 2,0-2,5 Tû träng [22] ~2,8 ~2,6 §é h¹t (μm) [6] 0,1-5,0 0,1-5,0 DiÖn tÝch bÒ mÆt (m2/g) [6] 50-100 10-50 Kh¶ n¨ng trao ®æi ion (cmol/kg) [6] 100-120 5-15 ChØ sè ph¶n x¹ [20] 1,59-1,62 1,56 N¨ng suÊt ph¶n x¹ (%) (457nm)[20] 70 82 §iÖn trë (MΩ/cm) [20] 92,6 48,3 §é dÉn nhiÖt (W/mK) [3,18] 0,42-0,67 0,17-0,34 Giíi h¹n chÞu nhiÖt (°C) [3,18] 500-600 400-600 HÖ sè ®µn håi (GPa) [30,18] 56-179* 6-12 * gi¸ trÞ tÝnh cho muscovit nh− ®é cøng, tû träng, ®é h¹t, chØ sè ph¶n x¹, n¨ng suÊt ph¶n x¹, giíi h¹n chÞu nhiÖt. Tuy nhiªn, diÖn tÝch bÒ mÆt còng nh− kh¶ n¨ng trao ®æi ion cña sericit cao h¬n nhiÒu so víi kaolin, do cÊu tróc cña kho¸ng vËt di-vermiculit cã líp xen gi÷a mµ kaolinit kh«ng cã. MÆc dï vËy, c¸c chØ sè nµy cña sericit thÊp h¬n so víi bentonit do líp xen gi÷a cña di-vermiculit chñ yÕu lµ kali - ion kh«ng cã kh¶ n¨ng thay thÕ (fixed cation) trong cÊu tróc líp xen gi÷a cña c¸c kho¸ng vËt sÐt. §iÖn trë, ®é dÉn nhiÖt cña sericit còng cao gÊp kho¶ng hai lÇn vµ ®é ®µn håi cao h¬n nhiÒu lÇn so víi kaolin ; ®Æc biÖt gi¸ trÞ ®iÖn trë lín hay kh¶ n¨ng c¸ch ®iÖn cao cña sericit lµ mét tÝnh chÊt rÊt quan träng so víi c¸c vËt liÖu tù nhiªn kh¸c (mica næi tiÕng víi øng dông s¶n xuÊt vËt liÖu c¸ch ®iÖn). KÕt luËn Sericit kh«ng cã thµnh phÇn ®¬n thuÇn lµ kho¸ng vËt muscovit nh− trong mét sè v¨n liÖu, lµ mét tËp hîp c¸c kho¸ng vËt bao gåm thµnh phÇn chÝnh lµ kho¸ng vËt di-vermiculit. §i cïng víi di-vermiculit trong sericit lµ illit, sÐt xen líp illit/smectit, vµ sÐt xen líp di-vermiculit/smectit. Di-vermiculit thuéc nhãm kho¸ng vËt sÐt 2:1, cÊu tróc b¸t diÖn ®«i gièng nh− muscovit. So víi muscovit vµ illit, di- vermiculit cã tæng ®iÖn tÝch vµ chØ sè kali líp xen gi÷a thÊp h¬n. Sericit bÒn hãa häc, cã nhiÒu tÝnh chÊt t−¬ng tù mica nh− tÝnh c¸ch ®iÖn, chÞu nhiÖt tèt vµ còng cã tÝnh chÊt h¹t mÞn cña c¸c thµnh t¹o sÐt nh− diÖn tÝch bÒ mÆt lín, mÞn nªn cã thÓ øng dông réng r·i trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau nh− s¶n xuÊt cao su, giÊy, s¬n vµ vËt liÖu phñ, chÊt dÎo, gèm, bïn khoan, mü phÈm... Nghiªn cøu trªn c¸c mÉu sericit S¬n B×nh (Hµ TÜnh, ViÖt Nam), Nabeyama vµ Iwaya (NhËt B¶n) còng cho thÊy thµnh phÇn kho¸ng vËt chñ yÕu cña c¸c sericit nµy lµ di-vermiculit. Tµi liÖu dÉn [1] S.P. Altaner & N.Vergo, 1988 : Sericite from the Silverton caldera Colorado : Discussion. American Mineralogist 73, 1472-1474. [2] S.W. Bailey, 1980 : Summary of recommen- dations of AIPEA nomenclature committee on clay minerals. American Mineralogist 65, 1-7. [3] F. Cirkel, 1905 : Mica - its occurrence, exploitation and uses. Mines Branch, Dept. of the Interior. Ottawa, Canada. 172pp. [4] P.A. Ciullo, (Ed.), 1996 : Industrial mine- rals and their uses : a handbook and formulary. Noyes Publications. 640p. [5] S. Fendorf, 2003 : GES 175, Science of Soils. Lecture. URL : classes/. [6] NguyÔn V¨n H¹nh, §µo Duy Anh vµ nnk, 2009 : Nghiªn cøu thµnh phÇn vËt chÊt quÆng sericit S¬n B×nh, Hµ TÜnh. B¸o c¸o chuyªn ®Ò - ViÖn Khoa häc VËt liÖu - ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam. [7] J.B. Hedrick, 2004 : Mica. p. 51.1-51.5 - in Minerals Yearbook. U.S. Geological Survey, Wa-shington DC. [8] K.-H. Henning and M. STÖRR, 1986 : Elec- tron micrographs (TEM, SEM) of clays and clay minerals. Akademie-Verlag Berlin [Schriftenreihe fÜr geologische Wissenschaften, Bd. 25]. 352 pp. [9] TrÞnh Xu©n Hßa, 2009 : Nghiªn cøu tiÒm n¨ng, gi¸ trÞ sö dông kho¸ng s¶n sericit trong c¸c 324 thµnh t¹o biÕn chÊt Neoproterozoi - Paleozoi h¹ vµ phun trµo Jura - Creta T©y B¾c ViÖt Nam. B¸o c¸o - ViÖn Nghiªn cøu §Þa chÊt vµ Kho¸ng s¶n. [10] Tran Trong Hue and Kieu Quy Nam, 2003 : Sericite mineralization in ViÖt Nam and its economic significance. Journal of Geology Series B, 22, 61-69. (Ch÷ ViÖt : Kho¸ng ho¸ sericit ë ViÖt Nam vµ ý nghÜa kinh tÕ cña chóng. T¹p chÝ §Þa chÊt, lo¹t A, Hµ Néi, 273, 29-37). [11] J. Kasbohm, J. Tarrah, K.-H. Henning, 2002 : Transmissionselektronen-mikroskopische Untersuchungen an Feinfraktionen der Ringversu- chsprobe "Ton Stoob" - in : Ottner, F. ; Gier, S. (Hrsg.) : Beiträge zur Jahrestagung Wien, 18.-20.9. 2002. Berichte der Deutschen Ton- und Tonmineral- gruppe e.V. Band 9, 71-84. [12] K.N. Kim, D.Y. Shin, H. Park, 2006 : High Grade Purification of Sericite by Hydrocyclone and Magnetic Separation. Materials Science Forum 510/511, 850-853. [13] R. Kitagawa, S. Takeno, & I. Sunagawa, 1983 : Surface microtopographies of sericite crystals formed in different environmental conditions. Mine-ralogical Journal 11, 282-296. [14] E.S Malcolm. (Editor), 1999 : Handbook of Soil Science. CRC Press, 1st edition. 2148pp. [15] A. Michot, D.S. Smith, S. Degot, C. Gault, 2008 : Thermal conductivity and specific heat of kaolinite : Evolution with thermal treatment. Journal of the European Ceramic Society 28, 2639-2644. [16] D.E. Moore, R.C. Reynolds, 1997 : X- Ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals. Oxford University Press, 2nd edition. 378 pp. (Reviews in Am. Mineral. 84, 689-690). [17] T. Hoang-Minh, 2006 : Characterization of Clays and Clay Minerals for Industrial Applica- tions : Substitution Non-natural Additives by Clays in UV Protection. Dissertation - Ernst-Moritz-Arndt- University Greifswald. [18] T. Hoang-Minh, T.L. Le, J. Kasbohm, R. GierÐ, 2010 : UV-protection characteristics of some clays. Applied Clay Science, doi:10.1016/j. clay.2010.01.005. [19] Y.S. Perng, E.I.C. Wang, 2004 : Development of a functional filler:swelling sericite, Tappi J. 3, 26-31. [20] Y.S. Perng, E.I.C. Wang, C. Lu, L. Kuo, 2008 : Application of sericite to LWC coatings. Tappi J. 7, 21-26. [21] Ralph, J. & Chau, I., 1993-2010. Mindat. org - the mineral and locality database. URL : (truy cËp ngµy 03/02/2010). [22] M. Rieder, G. Cavazzini, Y.S. D'Yakonov, V.A. Frank-Kamenetskii, G. Gottardt, S. Guggenheim, P.V. Koval, G. Muller, A.M.R. Neiva, E.W. Radoslovich, J.L. Robert, F.P. Sassi, H. Takeda, Z. Weiss, D.R. Wones, 1998 : Nomenclature of the micas. The Canadian Minera- logist 36, 905-912. [23] F.J.A. van Ruitenbeek, T. Cudahy, M. Hale, and F.D. van der Meer, 2005 : Tracing fluid pathways in fossil hydrothermal systems with near-infrared spectroscopy. Geology, 33, 7, 597- 600. DOI : 10.1130/G21375.1. [24] P. Schroeder, 2010 : Clay Mineralogy - Lecture. URL : geol6550/6550schedule10.html (truy cËp ngµy 03- 2-2010). [25] J. ŚRODOŃ, F. ELSASS, W.J. MCHARDY, D.J MORGAN, 1992 : Chemistry of illite-smectite inferred from TEM measurements of fundamental particles. Clay Minerals 27, 2, 137-158. [26] §ç ThÞ V©n Thanh (chñ biªn), TrÞnh H©n, 2003 : Kho¸ng vËt häc. Nxb §¹i häc Quèc gia. [27] T. Vanorio, M. Prasad, A. Nur, 2003 : Elastic properties of dry clay mineral aggregates, suspensions and sandstones. Geophysical Journal International 155, 1, 319-326. [28] M.A. Vicente, F. Elsass, E. Molina, M. Robert, 1997 : Palaeoweathering in slates from the Iberian Hercynian Massif (Spain) : investigation by TEM of clay mineral signatures. Clay Minerals 32, 3, 435-451. [29] G. Zhang, Z. Wei, R.E. Ferrell, 2009 : Elastic modulus and hardness of muscovite and rectorite determined by nanoindentation. Applied Clay Science 43, 271-281. [30] Chuzhou Grea Mineral Co., Ltd, 2006 : Products (Sericite mica & Applications). URL : (truy cËp ngµy 03/02/2010). 325 SUMMARY Some issues on composition and characteristic of sericite In Vietnam, sericite has been interested in as a potential industrial material. This study discusses some issues on composition and characteristic of sericite following with clarifying concept of “sericite” in the international nomenclature of micas and suggests a name “di-vermiculit” (in Vietnamese) for main mineral of sericite. Some characteristics of sericite and its minerals including crystal structure, chemical composition, mineral composition and typical physical properties are presented in order to provide the fundamental information for basic and application research on sericite. The research also provides mineral formular of di-vermiculite determined from Son Binh sericite (Ha Tinh, Viet Nam), Nabeyama and Iwaya sericites (Japan). Ngµy nhËn bµi : 1-3-2010 Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn (§¹i häc Quèc gia Hµ Néi) ViÖn Khoa häc VËt liÖu (ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam) HiÖn t¹i : ViÖn §Þa lý - §Þa chÊt, Tr−êng §¹i häc Tæng hîp Greifswald, CHLB §øc