The Occurrence of Sepiolite and Attapulgite on the Southern High Plains

Abstract

Sepiolite and attapulgite have been found to be common, sometimes the major, clay minerals in calcareous lacustrine deposits on the southern High Plains in West Texas and eastern New Mexico. Deflation debris derived from the basins and calcareous soils developed in the debris and in the lacustrine deposits also often contain either or both minerals. Dolomite is the carbonate commonly associated with sepiolite and calcite has a similar relationship to attapulgite in the lacustrine deposits. Pedogenic formation of sepiolite and attapulgite appears unlikely in the area studied since an association with lacustrine materials was made in a very high percentage of the occurrences.

Sepiolite was found to be highly concentrated in the < 0•2μ fraction. A similar, but less pronounced, distribution was noted for attapulgite. The studies suggest that the minerals have developed authigenically in alkaline lacustrine environments during periods of desiccation. Such an environment, interrupted by more humid periods, would have obtained during dry Pleistocene intervals. Volcanic ash is suggested as the source of the essential silica. The Mg concentration would appear to determine whether sepiolite-dolomite or attapulgite-calcite were formed.

Résumé

On a trouvé que la sépiolite et l’attapulgite sont des minéraux argileux communs, parfois dominants, dans les dépôts calcaires lacustres dans la partie sud des High Plains au West Texas et dans le partie est du New Mexico. Des débris de déflation ont dérivé des bassins et les sols calcaires développés dans les débris et dans les dépôts lacustres contiennent souvent aussi, soit l’un des deux, soit les deux minéraux. La dolomite est le carbonate communément associé avec la sépiolite, et la calcite a une relation analogue avec l’attapulgite dans les dépôts lacustres. La formation pédogenétique de la sépiolite et de l’attapulgite apparaît improbable dans la zone étudiée, puisqu’une association avec les matériaux lacustres a pu être établie dans un très grand nombre de cas.

On a trouvé la sépiolite hautement concentrée dans la fraction < 0,2μ. Une distribution semblable, mais moins prononcée, a été notée pour l’attapulgite. Les études faites suggèrent que les minéraux se sont développés d’une manière authigène dans les environnements lacustres alcalins pendant les périodes de dessiccation. Un tel environnement, interrompu par des périodes plus humides, a pu être réalisé pendant des périodes sèches au Pléistocène. La cendre volcanique est proposée comme source possible de silice au départ. La concentration en Mg semblerait déterminer la formation soit du couple sépiolite-dolomite, soit du couple attapulgite-calcite.

Kurzreferat

Es konnte festgekeilt werden, dass Sepiolit und Attapulgit gewöhnliche, manchmal sogar die hauptsächlichen, Tonminerale in kalkigen Binnenseeablagerungen in den südlichen High Plains in West Texas und im östlichen Neumexiko darstellen. Winderosionsschutt aus den Becken und kalkige Böden, die sich im Schutt und in den Binnenseeablagerungen entwickelt haben, enthalten ebenfalls häufig eines oder beide der Minerale. Dolomit ist das gewöhnlich dem Sepiolit zugeordnete Carbonat und Calcit hat eine ähnliche Beziehung zu Attapulgit in den Binnenseeablagerungen. Pädogenetische Bildung von Sepiolit und Attapulgit scheint unwahrscheinlich in dem untersuchten Gebiet, da eine Assoziierung mit Binnenseematerialen in einem sehr hohen Prozentsatz der Vorkommen erfolgte.

Sepiolit fand sich in hoher Konzentration in der < 0,2μ Fraktion. Eine ähnliche, wenn auch weniger ausgeprägte Verteilung wurde für Attapulgit festgestellt. Die Untersuchungen deuten darauf hin, dass die Minerale authigen in alkalischen Binnenseeumgebungen während Austrocknungszeiträumen entstanden sind. Eine derartige Umgebung, unterbrochen durch feuchtere Zeitspannen, hätte sich während trockener Pleistozänzwischenzeiten ergeben. Vulkanische Asche wird als Quelle des wesentlichen Quarz angesehen. Die Mg-Konzentration scheint zu bestimmen ob Sepiolit-Dolomit oder Attapulgit-Calcit gebildet wurde.

Резюме

Сепиолит и атапульгит являются общими, а иногда преобладающими глинистыми минералами в известковых лакустриновых отложениях южных высоких равнин в Западном Техасе и восточном Нью Мексике Наносы пород от выветривания бассейнов и образующиеся в наносах и отложениях лакустрина известковые породы, очень часто содержат оба или один из этих минералов. Доломит, являющийся карбонатом, обычно связанный с сепиолитом и кальцитом, имеет подобное же отношение к атапульгиту в лакустриновых отложениях. Педогенное образование сепиолита и атапульгита не кажется вероятным в изучаемом районе, т.к. исследование связи с лакустриновыми материалами производилось в очень большом проценте случаев.

Сепиолит оказался очень концентрированным в < 0,2 μ. долях. Подобное, но менее выраженное распределеине было отмечено для атапульгита. Исследования предполагают, что минералы образовались аутигенно в средах щелочного лакустрина в периоды высушивания. Такая среда с периодами более влажных перерывов могла получаться во время сухих интервалов плейстоценовой эпохи. Предполагается, что вулканическая зола является источником основного кремнезема. Концентрация Мg как будто определяет образование либо сепиолита-доломита, либо атапульгита-кальцита.