Náttúrufræðingurinn - 1993, Blaðsíða 82

bók í jarðvegsfræði er um 465 blað-
síður, vegur um 800 g og ef flatarmál
allra blaðsíðnanna er reiknað saman
er niðurstaðan um 17 m2, eða um
0,02 m2 á hvert gramm. Blöð leirsins
eru svo örþunn að yfirborðið verður
mun meira, eða 200-800 m2 /g.
Aðstæður í jarðveginum ráða því
hvaða leirsteind myndast hverju sinni.
Við hitabeltisaðstæður skolast flest
efni burt úr jarðveginum, önnur en
járn og ál, ef nógu langur tími líður.
Við þær aðstæður myndast járnríkar
og álríkar steindir á borð við goethít
og hematít (járnsteindir) og gibbsít (ál-
steind). Báxítið sem notað er við
framleiðslu áls í álverinu í Straumsvík
er einmitt gamall álríkur leirjarðvegur.
Járnríkur jarðvegur hitabeltisins þolir
afskaplega illa að þorna, því að þá
getur hann límst saman og myndað
grjótharða skán við yfirborðið (later-
ít). Þar sem kalsíum er í jarðveginum
myndast gjarnan smektít, sem ásamt
kaolíni er líklega algengasta leirsteind-
in. Af öðrum algengum leirsteindum
má nefna illít, vermikúlít og klórít.
Mörg setlög eru rfk af leirsteindum
og í jarðvegi sem myndast í slíku seti
erfast leirsteindirnar. Því eru ekki allar
leirsteindir myndaðar í þeim jarðvegi
sem þær finnast í, heldur voru þær til
staðar þegar við upphaf jarðvegs-
myndunar. Þannig eru setlög sem
mynda flestar ársléttur jarðar leirríkar að
upplagi. Þessar leirsteindir leysast þó upp
með tímanum og aðrar myndast í
staðinn ef upprunalegi leirinn er ekki í
góðu jafnvægi við umhverfis-
aðstæður í jarðveginum.
Nánari umfjöllun um uppbyggingu
blaðlaga leirsteinda og myndun þeirra
má m.a. finna í bókinni „Minerals in
soil evironments“, sem er ritstýrt af
Dixon og Weed (1989), en sú bók er
mjög ítarleg greinargerð um leir í
jarðvegi. I bókinni er aðgengilegur
inngangskafli sem lýsir helstu gerðum
leirs í jarðvegi (Schulze 1989). Af
öðrum góðum yfirlitsgreinum má
nefna ritgerð eftir Allen og Fanning
(1983).
Bygging leirs í eldfjallajarðvegi
Allófan er algengasta leirsteindin í
eldfjallajarðvegi, eins og fyrr sagði.
Bygging allófans er með nokkuð öðr-
um hætti en blaðlaga leirsteinda. I
stað þess að raðast saman í tvívíðar
flögur (2. mynd) myndar allófan eins
konar kúlur sem hver um sig er agnar-
smá, eða um 5 nm (nanómetrar, einn
milljónasti úr millímetra) í þvermál. Á
3. mynd sést allófan í íslenskum jarð-
vegi. Myndin er tekin með rafeinda-
smásjá í Japan, fyrir tilstuðlan jarð-
vegsfræðingsins K. Wada. Á henni
sést kúlulaga bygging allól'ans mjög
vel.
K. Wada (1989) ritaði þá lýsingu á
byggingu allófans sent helst er vitnað
til. Allófan er gert af kísli (Si), áli (Al)
og vatni (H,0), sem mynda hringlaga
grind þannig að úr verða kúlur sem
eru holar að innan (Parfitt og Childs
1988, Parfitt og Kimble 1989, Wada
1989, Parfitt 1990). Hlutfall kísils og
áls er nokkuð breytilegt, þannig að
atómhlutfallið Al:Si reikar á milli 1 og
3 en er þó oftast nálægt 2 (Parfitt og
Kimble 1989). Vegna þessa breytileika
merkir „allófan“ í raun hóp eða flokk
steinda með breytilega efnasamsetn-
ingu. Þessi samsetning er háð því
umhverfi sem allófan myndast í, m.a.
sýrustigi og járnmagni (Parfitt og
Kimble 1989). Mælingar á yfirborði
leirsins sýna að allófan hefur gríðar-
lega mikið yfirborð vegna smæðar
sinnar og Iögunar, eða 300-1000 m2/g
eftir því hvernig yfirborðið er mælt
(Wada 1989).
Allófan með atómhlutfallið AI:Si
nálægt 2 er náskylt annarri leirsteind
76