Mineralogical and chemical compositions of shallow marine clays, East of Cairo, Egypt : a geotechnical perception

Other Title(s)

التركيب المعدني و الكيميائي للطين البحري الضحل شرق القاهرة، مصر: رؤية جيوتقنية

Joint Authors

Dawud, Yahya Hasan
Abd Allah, Ali Muhammad Ali
Awad, Samir Ahmad
Ujaylah, Walid Abd al-Ghani

Source

Journal of King Abdulaziz University : Earth Sciences

Issue

Vol. 20, Issue 1 (30 Jun. 2009), pp.141-166, 26 p.

Publisher

King Abdulaziz University Scientific Publishing Center

Publication Date

2009-06-30

Country of Publication

Saudi Arabia

No. of Pages

26

Main Subjects

Earth Sciences, Water and Environment

Topics

Abstract AR

تكون الصخور الطينية الضحلة التابعة لعصري الإيوسين و الميوسين العديد من طبقات الأساس في المدن الجديدة شرق القاهرة بمصر.

تم فحص التركيب المعدني و الكيميائي لهذه الصخور الطينية باستخدام أجهزة حيود الأشعة السينية و الميكروسكوب الإلكتروني الماسح و جهاز البلازما المصاحب للانبعاث الطيفي.

تم فحص الخواص الجيو تقنية و الفيزيائية باستخدام طرق الجمعية الأمريكية للقياس والمواد (1994).

أكدت تحاليل كل من حيود الأشعة السينية و الميكروسكوب الإلكتروني الماسح أن المكونات غير الطينية تتمثل في الكوارتز و الهاليت و الفلسبار و الكالسيت و الجوتيت و أن المعادن الطينية تتمثل في المونتموريللونيت الصودى و الكاولينيت.

بينت التحاليل الكيميائية أن مصدر السيليكون الأساسي في العينات المدروسة هو من الرمل و الغرين بالإضافة إلى معادن الطين بينما الألومنيوم فمن الطين أساسا.

يوجد الحديد و الماغنسيوم و الصوديوم إما كمكونات أساسية للسميكتيت أو كإحلالات للألومنيوم في بنية معادن الطين.

يتسبب إحلال الكاتيونات الثنائية محل الألومنيوم في تكوين شحنة سالبة على البنية الفراغية للطين.

غالبا ما تتعادل هذه الشحنة السالبة بامتصاص كاتيونات أحادية مثل الصوديوم و البوتاسيوم من المياه الجوفية و/أو أثناء تغيرات ما بعد الترسيب.

يوجد المنجنيز أساسا كأكسيد منجنيز لاحم و جزئيا على حساب كل من الحديد و الماغنسيوم.

تحتوى أيضا المواد اللاحمة على أملاح كل من الحديد و الكالسيوم و الصوديوم.

يحدث امتصاص لكل من النحاس و الزنك و باقي العناصر الثقيلة على صفائح الطين.

للصخور الطينية من منطقة الدراسة انتفاش يتراوح من منخفض إلى عالي جدا و قد يسبب ذلك مشاكل هندسية خطيرة عند تعرض الأساسات للمياه.

يزيد كل من الحديد و الكالسيوم و المنجنيز و الماغنسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و النحاس و الزنك درجة الانتفاش إذا ماوجدوا كإحلالات محل الألومنيوم أو كامتصاص على معادن الطين و يقللون منها عند وجودهم كمكونات للمواد اللاحمة.

دعمت النتائج تفسير التأثر الكبير لدرجة الانتفاش بنوع معدن الطين و نسبته و التركيب الكيميائي و بنية الصخور و وجود كل من المواد اللاحمة و الرمال الناعمة.

Abstract EN

The Eocene and Miocene shallow marine clays compose several foundation beds in the new cities, east of Cairo, Egypt.

Mineralogical and chemical compositions of these clays were examined using XRD, SEM, ICP-OES techniques.

Geotechnical and physical characteristics were investigated according to the standards of ASTM (1994).

The XRD and SEM analyses confirm that the major non-clay minerals are quartz, halite, feldspars, calcite and goethite whereas the clay minerals are Na montmorillonite and kaolinite.

The chemical data suggest that the sources of Si in the analyzed samples are essentially sand and silt fractions, whereas Al is derived from the clay fraction.

Fe, Mg and Na occur either as main constituents of smectite or as replacements for Al in the clay mineral structures.

The substitution of Al by the divalent cations results in formation of a negative charge on the clay crystal lattice.

This negative charge is mostly balanced by adsorption of monovalent cation such as Na+ and K+ from the groundwater and/or during the diagensis process.

Mn exists mainly as MnO cement and partially at the expense of Fe and Mg.

The cement materials include also Fe, Ca and Na salts.

Cu, Zn and other heavy metals are mainly adsorbed on the surface of clay platelets.

The clays of the study area range in swelling from low to very high; these might cause serious engineering problems on wetting at the foundation levels.

Fe, Ca, Mn, Mg, Na, K, Cu, and Zn enhance the swelling potentiality when present as substitution for Al or adsorption on the clay minerals and reduce it when exist as components of the cement materials.

Results facilitate the interpretation that the swelling potentiality is largely affected by the type of clay mineral, its percentage, chemical composition, structures and presence of both cement materials and fine sand cushions

American Psychological Association (APA)

Abd Allah, Ali Muhammad Ali& Dawud, Yahya Hasan& Awad, Samir Ahmad& Ujaylah, Walid Abd al-Ghani. 2009. Mineralogical and chemical compositions of shallow marine clays, East of Cairo, Egypt : a geotechnical perception. Journal of King Abdulaziz University : Earth Sciences،Vol. 20, no. 1, pp.141-166.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327598

Modern Language Association (MLA)

Abd Allah, Ali Muhammad Ali…[et al.]. Mineralogical and chemical compositions of shallow marine clays, East of Cairo, Egypt : a geotechnical perception. Journal of King Abdulaziz University : Earth Sciences Vol. 20, no. 1 (2009), pp.141-166.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327598

American Medical Association (AMA)

Abd Allah, Ali Muhammad Ali& Dawud, Yahya Hasan& Awad, Samir Ahmad& Ujaylah, Walid Abd al-Ghani. Mineralogical and chemical compositions of shallow marine clays, East of Cairo, Egypt : a geotechnical perception. Journal of King Abdulaziz University : Earth Sciences. 2009. Vol. 20, no. 1, pp.141-166.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327598

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 162-164

Record ID

BIM-327598