4.3.2. Фізичні властивості вторинних мінералів.

Основні фізичні властивості глинистих мінералів: гідрофільність, вбирна здатність, іонний обмін та ін. Слід відзначити, що через їхню високу дисперсність вивчення фізичних властивостей окремих монокристалів практично неможливе.

Визначення щільності твердої фази глинистих мінералів пов'язане із значними труднощами через можливі фізичні та хімічні зміни, які можуть відбуватись на активних поверхнях кристалів при поміщенні їх у рідину. Щільність твердої фази глинистих мінералів, особливо таких, як монтморилоніт, гідрослюда, галуазит, вермикуліт, змінюються у значних межах внаслідок ізоморфних заміщень, а також внаслідок того, що параметри кристалічної решітки цих мінералів суттєво змінюються залежно від ступеня гідратації їх. Так, наприклад, щільність твердої фази монтморилоніту може змінюватись залежно від ступеня його гідратації від 1,77 до 2,60 г/см³, гідрослюди - від 2,13 до 2,66 г/см³.

При нагріванні глинистих мінералів спостерігається ряд термічних ефектів, пов'язаних з їх дегідратацією, а потім з їх повним розпадом і перекристалізацією. На вивченні цих ефектів базується ідентифікація глинистих мінералів термічним методом.

Наявність у глинистих мінералів слабких молекулярних і водневих зв'язків у кристалічній решітці зумовлює низьку твердість їх. У воді вторинні мінерали практично нерозчинні, але під дією різних кислот і деяких лугів багато з них розкладається.

4.4. Органічна речовина

Органічна речовина накопичується у земній корі у результаті життєдіяльності і відмирання рослинних і тваринних організмів. Найбільше поширення мають рослинні органічні рештки, які можуть зустрічатись як у вигляді нерозкладених відмерлих рослин, так і у вигляді абсолютно нового утворення - гумусу.

Органічна речовина має майже повсюдне поширення у земній корі, особливо у її верхній частині, де вона накопичується у ґрунтах, торфах, глинах і рідше у пісках. У вигляді кам'яного і бурого вугілля органічна речовина може зустрічатись у покладах потужністю до кількох метрів.

Для органічної речовини і гумусу характерна висока гідрофільність, вологоємність і пластичність, низька водопроникність та ін. Присутність у породах гумусу навіть у невеликих кількостях може корінним чином змінити їхні властивості. Так, наприклад, невелика домішка гумусу у тонкодисперсних пісках надає їм характерні пливунні властивості: додавання у пісок декількох відсотків гумусу зменшує його водопроникність у сотні разів; наявність гумусу у піску в кількості лише 3 % надає йому водостійкості.

Другою характерною особливістю органічної речовини є її висока активність у окисно-відновних і інших фізико-хімічних процесах, які протікають у гірських породах і ґрунтах. Володіючи кислотними властивостями, гумусові речовини є активними агентами вивітрювання, розкладають силікати і інші мінерали з утворенням різних колоїдних гумінових з'єднань.

Органічна речовина ґрунту - це сукупність органічних сполук ґрунту, решток рослин, тварин, мікроорганізмів, продуктів їхнього метаболізму і специфічних новоутворених органічних речовин ґрунту - гумусу. Гумусові речовини становлять 85-90 % від маси органічних речовин ґрунту.

Гумус - це суміш специфічних, різних за складом і властивостями високомолекулярних азотовмісних органічних сполук, об'єднаних спільністю походження, деяких властивостей і рис будови.

Потенціальними джерелами гумусу ґрунту можна вважати всі компоненти біоценозу, які потрапляють на поверхню ґрунту або у товщу ґрунтового профілю і беруть участь у процесах грунтотворення. Це відмерлі рештки рослин, тварин, мікроорганізмів, органічні добрива тощо. Потрапляючи на ґрунт і в ґрунтову товщу, органічні рештки під впливом ґрунтової мікрофауни і мікрофлори, частково хімічних та фізико-хімічних процесів зазнають складних біохімічних перетворень. Органічні рештки не всі розкладаються до простих мінеральних речовин. Частина з них проходить складний шлях біохімічних змін - гуміфікацію, у результаті яких утворюються складні, стійкі до розкладу високомолекулярні сполуки - гумус. Ці високомолекулярні органічні сполуки мають специфічне забарвлення - від темно-бурого, майже чорного, до червонувато-бурого, майже оранжевого, залежно від переважання груп і фракцій гумусових речовин. Вони міцно зв'язані з мінеральною частиною ґрунту, мають кислотний характер, зумовлений карбоксильними групами, містять від 36 до 62 % карбону і від 2,5 до 5,0 % нітрогену в різних групах і фракціях.

Гумусові речовини як специфічний продукт гуміфікації органічних решток представлені гуміновими кислотами, фульвокислотами і нерозчинним залишком - гуміном. Розділення гумусових речовин на ці групи основано на способі виділення їх з ґрунту, забарвленні і реагуванні на розчинник. Вони перебувають у різних формах зв'язку з мінеральною частиною ґрунту, руйнування якої призводить до переведення гумусових речовин у розчинний стан. Менша частина гумусових речовин перебуває у ґрунті у вільному стані.