The shrinkage of osmotically swollen natural and artificial blisters on vermiculite cleavages by exchange saturation with fixing cations such as Cs+, Rb+, NH4+, and K+ was investigated by replica electron microscopy. Incomplete collapse of either the natural or artificially produced blisters occurred with Cs+, Rb+, and NH4+ saturation, while K+ saturation completely collapsed the artificially produced blisters but not the natural blisters. The reason for incomplete collapse with Cs+, Rb+ and NH4+ was the incomplete replacement (trapping in the flakes) of interlayer hydrated cations such as Na+ shown by electron probe microanalysis. Much less trapping occurred with K+ saturation. Na+ entrapment increased with increasing size and decreasing hydration of cations, i.e. Cs+ >Rb+ >NH4+ >K+.

Semiquantitative determination of Na+, by electron probe microanalysis, in vermiculite flakes near the edge revealed that 1 N CsCl entrapped as much as 45·6 per cent while 1 N KCl entrapped only 7·5 per cent. In general, more Na+ was entrapped by 1 N solutions than by dilute solutions. With 0·01 N KCl solution, the Na+ entrapment was only 4·4 per cent. The amount of Na+ at the center of the macroflakes was less than at the edge, apparently as a result of more CEC at frayed edges and (or) because of incomplete diffusion of Na+ to the center. Shrinkage of artificial blisters by K+ could thus be attributed to its more effective removal of the interlayer hydrated cations, whereas the other fixing cations were less effective. Natural blisters on vermiculite from Libby, Montana were not completely collapsed even by K+, apparently because the layer charge density was too low in the blister areas.

La contraction de zones gonflées par effet osmotique, soit naturellement, soit artificiellement, existant sur des clivages de vermiculite, a été étudiée au moyen de répliques en microscopie électronique, lors d’échanges ioniques saturants avec les cations Cs+, Rb+, NH4+ et K+. Une contraction incomplète des zones gonflées, naturelles ou artificielles, a été observée lors des saturations par Cs+, Rb+ et NH4+. Par contre, si la saturation par K+ contracte totalement les zones gonflées artificiellement, il n’en est pas de même avec les zones gonflées naturellement. La raison de cette contraction incomplète avec Cs+, Rb+ et NH4+, est le remplacement incomplet (piégeage entre les feuillets) de cations interfeuillets hydratés tels que Na+, ce que montre la microanalyse à la sonde électronique. Un piégeage beaucoup moins important s’observe lors de la saturation par K+. Le piégeage de Na+ augmente lorsque la taille des cations échangeurs augmente et lorsque leur hydration diminue, c’est-à-dire dans l’ordre Cs+ > Rb+ > NH4+ > K+.

Un dosage semiquantitatif de Na+ par microanalyse à la sonde électronique montre que près des bords des cristaux de vermiculite, CsCl 1N piège jusqu’à 45,6 pour cent de Na+ alors que KCl 1N n’en piège que 7,5 pour cent. Avec une solution de KCl 0,01 N le piégeage de Na+ n’est que de 4,4 pour cent. La quantité de Na+ au centre des macrocristaux est moindre que sur les bords, ce qui peut être dû apparemment à une CEC plus élevée sur les bords qui ont subi une altération mécanique et (ou) à une diffusion incomplète de Na+ vers le centre. La contraction par K+ des zones gonflées artificiellement pourrait donc être attribuée à l’efficacité plus élvée de ce cation pour extraire les cations hydratés interfeuillets, tandis que les autres cations échangeurs seraient moins efficaces. Des zones gonflées naturellement, existant sur la vermiculite de Libby, Montana, n’ont pas été complètement contractées même par K+, à cause apparemment d’une densité de charge du feuillet trop basse dans les zones gonflées.

Die Schrumpfung osmotisch gequollener, natürlicher und künstlicher Blasen an Vermiculitspaltflächen bei Austauschsättigung mit fixierbaren Kationen wie Cs+, Rb+, NH4+ und K+ wurde elektronenmikroskopisch an Replicas untersucht. Eine unvollständige Kontraktion sowohl der natürlichen als auch der künstlichen Blasen trat bei Sättignung mit Cs+, Rb+ und NH4+ ein, während K+-Sättigung zu einer vollständigen Kontraktion der künstlich hervorgerufenen, nicht aber der natürlichen Blasen führte. Die Ursache der unvollständigen Kontraktion mit Cs+, Rb+ und NH4+ liegt, wie die Untersuchung mit der Elektronenmikrosonde zeigt, in der unvollständigen Verdrängung (Einrschluss in den Schichten) von hydratisierten Zwischenschichtkationen wie z.B. Na+. Ein viel geringerer Einschluss erfolgte bei K+-Sättigung. Der Na+-Einschluss stieg mit zunehmender Grösse und abnehmender Hydratation der Kationen an, d.h. in der Reihenfolge Cs+>Rb+>NH4+>K+.

Die mit der Elektronenmikrosonde durchgeführte halbquantitative Bestimmung von Na+ im randnahen Bereich der Vermiculitteilchen ergab, dass durch 1 n-CsCl 45,6%, durch 1 n-KCl dagegen nur 7·5% eingeschlossen wurden. Im allgemeinen wurde mehr Na+ durch 1 n-Lösungen eingeschlossen als durch verdünnte. Mit 0·01 n-KCl-Lösung betrug der Na+-Einschluss nur 4,4%. Die Na+-Menge war im Zentrum von grossen Teilchen geringer als am Rand, offenbar infolge der höheren Austauschkapazität an den ausgefransten Rändern und (oder) wegen der unvollständigen Na+-Diffusion zur Teilchenmitte. Die Kontraktion künstlicher Blasen durch K+ könnte so der wirkungsvolleren Verdrängung hydratisierter Zwischenschichtionen zugeschrieben werden, während andere, fixierbare Kationen weniger wirksam waren. Natürliche Blasen an einem Vermiculit aus Libby, Montana, wurden, offenbar weil die Schichtladungsdichte im Bereich der Blasen zu gering war, nicht einmal durch K+ kontrahiert.

Высокоточной электронной микроскопией исследовалось сжатие осмически разбухших естественных и искусственных пузырькообразных вспучиваний по кливажам вермикулита, искусственные пузырьки были созданы путем обменного насыщения удерживающими катионами, такими как Сs+, Rb+, BN+ n K+. При насыщении NH4+ произошло неполное разрушение как естественных так и искусственно созданных пузырьков, в то время как насыщение K+ повело к полному разрушению исуксственно полученных пузырьков, но не естественных. Причиной неполного разрущения при насыщении Сs+, Rb+ и NН4+ было неполное замещение (захватывание в чешуйках) межслойных гидратированных катионов таких как Nа+, что было показано электроннолучевым зондовым анализом. При насыщении K+ произошло намного менее улавливания чешуйками. При большем размере и при меньшей гидратации катионов, то есть Сs+ > Rb+ > NH4 > K+, улавливание Na+ повышалось.

Электроннолучевым зондовым микроанализом определяли полуколичественное содержание Na+ в чешуйках вермикулита около грани и нашли, что 1N СsСl улавливало такое большое количество как 45,6 процентов, в то время как 1N KCl улавливало только 7,5 процентов. Вообще, больше Na+ было уловлено растворами 1N, чем разбавленными растворами. Раствор уловил только 4,4 процента Na+. В центре микрочешуек было меньше Na+, чем на гранях, очевидно, вследствие того, что на расщепленных гранях было больше СЕС, и/или в результате неполной диффузии Na+ к центру. Таким образом, сжатие искусственных пузырьков посредством K+ можно отнести к его более эффектному удалению межслойных гидратированных катионов, в то время как другие удерживающие катионы являются менее эффективными. На вермикулите из Либби, Монтана, естественные пузырьки не были полностью разрушены даже K+, очевидно, потому что плотность заряда слоя в области пузырьков была слишком низкая.