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Mineralogy of Palagonitic Material from the Golan Heights, Israel

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

A. Singer
A. Singer*
Affiliation:
Department of Soil and Water Sciences, Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel
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Abstract

Sideromelane in Pleistocene lapilli-tuff rocks from the Golan Heights had partly altered into palagonite. X-ray and electron diffraction showed that the major part of the clay alteration product is composed of a dioctahedral micaceous mineral with well organized crystallinity along the a- and b-axes. Very poor basal reflections as well as incomplete expansion upon glycerolation and incomplete collapse upon heating were interpreted as being due to random interstratification with chlorite. Electron microscopy showed the particles to be very similar to montmorillonite tactoids. The thermal behavior as well as surface properties were similar to those of montmorillonite. Differential dissolution analysis and infrared spectroscopy failed to indicate amorphous constituents to any significant extent. Chemically the material was enriched in iron, aluminum and titanium and depleted in alkali and alkaline earth cations.

A minor component of the clay was found to consist of ‘onion-like’ halloysite. It is suggested that palagonite is a natural precursor for montmorillonite in the volcanic glass-montmorillonite alteration series.

Résumé

Résumé

La sideromélane contenue dans les lapilli-tuffs du Pleistocène provenant des hauteurs du Golan est partiellement altérée en palagonite. La diffraction des rayons X et des électrons montre que la plus grande partie du produit argileux d’altération est composée d’un minéral micacé dioctaédrique ayant une cristallinité bien organisée le long des axes a et b. Des réflexions basales très médiocres, un gonflement imcomplet au glycérol et une fermeture incomplète lors du chauffage ont été interprétés comme dus à une interstratification au hasard avec de la chlorite. La microscopie électronique montre que les particules sont très semblables à des tactoïdes de montmorillonite. Le comportement thermique et les propriétés de surface sont semblables à ceux de la montmorillonite. L’analyse par dissolution différentielle et la spectroscopie infrarouge se sont révélées impuissantes pour déceler des constituants amorphes en quantité significative. Chimiquement, le matériau a été enrichi en fer, aluminium et titane et appauvri en cations alcalins et alcalino-terreux.

On a découvert qu’un composant mineur de l’argile consiste en de l’halloysite en ‘bulbe d’oignon’. On suggère que la palagonite est un précurseur naturel de la montmorillonite dans les séries d’altération verre volcanique-montmorillonite.

Kurzreferat

Kurzreferat

Sideromelan in pleistozänen Lapilli-Tuff-Gesteinen von den Golan-Höhen hat sich teilweise in Palagonit umgewandelt. Röntgen- und Elektronenbeugung zeigten, daß der größte Teil des Tonumwandlungsproduktes aus einem dioktaedrischen, glimmerartigen Mineral mit gut ausgebildeten Kristallitschichten der a- und b-Achse besteht. Sowohl die sehr dürftigen Basisreflexe als auch unvollständige Aufweitung nach Glycerinbehandlung und invollständige Kontraktion nach Erhitzung wurden als Folge einer zufälligen Wechsellagerung mit Chlorit interpretiert. Die Elektronenmikroskopie zeigte, daß die Teilchen Montmorillonittaktoiden sehr ähnlich sind. Das thermische Verhalten und die Oberflächeneigenschaften waren denen des Montmorillonits ähnlich. Die Analyse des Lösungsverhaltens und die Infrarotspektroskopie ergaben keine Hinweise darauf, daß amorphe Bestandteile in irgend einem bedeutsamen Ausmaß vorlagen. Chemisch war das Material an Eisen, Aluminium und Titan angereichert und an Alkali- und Erdalkaliionen verarmt.

Ein Nebenbestandteil des Tons besteht aus ‘zwiebelartigem’ Halloysit. Es wird vorgeschlagen, den Palagonit als einen natürlichen Vorläufer des Montmorillonits in der Umwandlungsreihe vulkanisches Glas-Montmorillonit aufzufassen.

Резюме

Резюме

Сидеромелан в горных породах плейстоцинского шлакового туфа из Голановых Хайте частично изменился в палагонит. Рентгенография и дифракция электронами показали, что большая часть продукта изменения глины состоит из диоктаэдрального слюдистого минерала с хорошо организованной кристалличностью по осям а и Ь. Очень плохие базальные отражения, неполное расширение при обработке глицерином и неполное осаждение при нагреве приписали произвольному перемежающемуся напластованию хлорита. Под электронным микроскопом видно, что частицы очень похожи на тактоиды монтмориллонита. Термическое поведение и характеристики поверхности подобны характеристикам монтмориллонита. Анализ дифференциальной диссолюцией и ИК-спектроскопия не показали значительного количества аморфных составных частей. Материал был химически обогащен железом, алюминием и титанием и истощен щелочью и катионами щелочной земли.

Нашли, что небольшая часть глины состоит из «лукообразного» галлуозита. Полагают, что палагонит является естественным предвестником монтмориллонита в вулканическом стекле — последовательность изменения монтмориллонита.

Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 22 , Issue 3 , June 1974 , pp. 231 - 240
Copyright
Copyright © Clay Minerals Society 1974

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References

Besoain, E., (1969) Untersuchungen an Boden aus Pyroklastiten (Asche und Tuffe) Chiles, Japans, Deutschlands und Italiens Ph. D. Thesis Bonn Friedrich Wilhelms Universität.Google Scholar
Bonatti, E., (1965) Palagonite, hyaloclastites and alteration of volcanic glass in the ocean Bull. Volcanologique 28 3–15.CrossRefGoogle Scholar
Brown, G., (1961) The X-ray Identification and Crystal Structures of Clay Minerals London Mineralogical Society.Google Scholar
Carter, D. L., Heiman, M. D. and Gonzalez, C. L., (1965) Ethylene glycol monoethyl ether for determining surface area of silicate minerals Soil Sci. 100 356–360.CrossRefGoogle Scholar
Chichester, F. W., Youngberg, C. T. and Harward, M. E., (1969) Clay mineralogy of soil formed on Mazama pumice Soil Sci. Soc. Am. Proc. 33 115–120.CrossRefGoogle Scholar
Colmet-Daage, F., (1969) The nature of clay fraction of volcanic ash soils in the Antilles, Ecuador and Nicaragua Panel of volcanic ash soils in Latin America, Turrialba, Costa Rica, 1969 1 2.Google Scholar
Dixson, J. B. and Jackson, M. L., (1962) Properties of intergradient chlorite-expansible layer silicates in soils Soil Sci. Soc. Am. Proc. 26 358–362.CrossRefGoogle Scholar
Fieldes, M., Walker, I. and Williams, P. P., (1956) Clay mineralogy of New Zealand soils—III. Infrared absorption spectra of soil clays N.Z. J. Sci. Technol. 38 31–43.Google Scholar
Hashimoto, I. and Jackson, M. L., (1960) Rapid dissolution of allophane and kaolinite-halloysite after dehydration Clays and Clay Minerals 7 102–114.Google Scholar
Hay, R. L. and Iijima, A., (1968) Nature and origin of palagonite tuffs of the Honolulu group on Oahu, Hawaii Geol. Soc. Am. Mem. 116 331–376.Google Scholar
Hay, R. and Jones, B. F., (1972) Weathering of basaltic tephra on the island of Hawaii Geol. Soc. Am. Bull. 83 317–332.CrossRefGoogle Scholar
Jackson, M. L., (1968) Weathering of primary and secondary minerals in soils 9th Int. Congr. Soil Sci., Adelaide, 1968 4 281–292.Google Scholar
Kanno, I., (1961) Genesis and classification of main genetic soil types in Japan: Introduction and humic allophane soils Bull. Kyusha Agric. Exp. Sta. 7 1–185.Google Scholar
Kerr, P., (1959) Optical Mineralogy 3rd Edn. New York MacGraw-Hill.Google Scholar
Mackenzie, R. R., (1957) The Differential Thermal Investigation of Clays London Mineralogical Society.Google Scholar
Minato, H. and Utada, M., (1969) Mode of occurrence and mineralogy of halloysite from Iki, Japan Proc. Int. Clay Conf., Tokyo 1969 1 393–402.Google Scholar
Mor, D., (1973) The volcanism of the central Golan Heights. Water Planning for Israel (Tahal) Internal Report 01/73/27 (in Hebrew) .Google Scholar
Peacock, M. A., (1926) The petrology of Iceland—I. The basic tuffs R. Soc. Edinburgh Trans. 55 51–76.Google Scholar
Pettapiece, W. W. and Pawluk, S., (1972) Clay mineralogy of soils developed partially from volcanic ash Soil Sci. Soc. Am. Proc. 36 515–519.CrossRefGoogle Scholar
Siefferman, G. and Millot, G., (1968) L’halloysite des sols jeunes sur basaltes recentes du Centre Cameroun Bull. Gr. fr. Argiles 20 25–38.CrossRefGoogle Scholar
Singer, A., (1967) Mineralogy of the non-clay fractions from basaltic soils in the Galilee, Israel Israel J. Earth Sci. 16 215–228.Google Scholar
Singer, A., (1970) Weathering products of basalt in the Galilee—I. Rock-soil interface weathering Israel J. Chem. 8 459–468.CrossRefGoogle Scholar
Singer, A., Feigin, A. and Katznelson, I., (1972) Composition of the clay fraction in soils from the Golan Heights The Characteristics, Distribution, Fertility and Land Use of Soils of the Golan Plateau .Google Scholar
Trichet, J., (1969) Study of the structure of volcanic glass and its relation to the alteration of vitreous rocks Proc. Int. Clay Conf. Tokyo 1 443–453.Google Scholar
White, J. L., (1971) Interpretation of infrared spectra of soil minerals Soil Sci. 112 22–31.CrossRefGoogle Scholar