Ohne Tonminerale kein Tonlagerstätten. Die Bildung von Tonmineralen hängt von einer Reihe Faktoren ab.

Wesentlich bei der Bildung von Tonmineralen ist das Ausgangsgestein. Nicht aus jedem Gestein resp. Mineralen bilden sich durch Verwitterung/Umwandlung Tonminerale. Sie entstehen als Neubildungen bei der Verwitterung von silikathaltigen Gesteinen, die Glimmer und Feldspat enthalten (Feldspäte sind die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale der festen Erdkruste mit einem Anteil von fast 60%). Neben Quarz sind Feldspäte Hauptbestandteile z.B. von Granit. Tonminerale haben eine große spezifische Oberfläche. Auf Grund ihrer Fähigkeit zur reversiblen An- und Einlagerung von H₂O-Molekülen können sie quellen und schrumpfen und in der Lage Ionen in austauschbarer Form zu adsorbieren (Kationenaustauschkapazität). Tonminerale sind die wichtigsten Bodenneubildungen und wesentlicher Bestandteil der Böden. In geringerem Umfang bilden sich auch neu aus übersättigten Bodenlösungen oder hydrothermalen Wässern.

Tonminerale sind Schicht- oder Blatt-Silikate (Phyllo-Silikate), (griech.: φύλλο fýllo, = Blatt): phyllos). Sie werden nach ihrem strukturellen Aufbau unterteilt in Zweischicht-, Dreischicht-, Übergangs-Minerale sowie Vierschicht-Tonminerale. Tonminerale sind Hauptbestandteile der Tone.

Tonminerale bestehen aus zwei charakteristischen Bauelementen: einer Tetraeder- und einer Oktaederschicht.

Je nach Anordnung dieser Schichten unterscheidet man:

• 1:1-Tonminerale (Zweischicht-Tonminerale): Tetraederschicht-Oktaederschicht (TO), zum Beispiel Kaolinit oder Chrysotil
• 2:1-Tonminerale (Dreischicht-Tonminerale): Tetraederschicht-Oktaederschicht-Tetraederschicht (TOT), zum Beispiel Illit, Smectit oder Vermiculit
• 2:1:1-Tonminerale (Vierschicht-Tonminerale): Tetraederschicht-Oktaederschicht-Tetraederschicht-Oktaederschicht (TOTO), zum Beispiel Chlorit

Der Abstand zwischen den Schichten der Tonminerale variiert zwischen 7 und 18 Å (1 Ångström = 10^-4 µm = 10^-1nm).

Literatur

Karl Jasmund, Gerhard Lagaly (Hrsg.): Tonminerale und Tone. Struktur, Eigenschaften, Anwendungen und Einsatz in Industrie und Umwelt. Steinkopff, Darmstadt 1993