رس خاکي است طبيعي، مواد آن دانه ريز و عموماً از گروهي کاني هاي متبلور بنام کاني هاي رسي و آلومينوسيليکات ها تشکيل شده است. بسياري از رس ها با جذب آب شکل پذيري از خود نشان داده ولي برخي از رس ها مثل هالويژيت و رس فلنيت دار اين خاصيت را ندارند. از جهت ابعاد دانه بندي ماکزيمم اندازه دانه هاي رس در طبقه بندي گوناگون مقاديري ناهمسان دارد. برخي از پژوهشگران ذرات ريز 2 ميکرون را رس تعريف مي کنند.
تقسيم بندي رس ها :
رس ها را در 3 گروه کلي مي توان طبقه بندي کرد :
الف – رس هاي کائولينيتي و نسوز
ب – رس هاي بنتونيتي
ج – رس هاي معمولي
الف – رس هاي کائولينيتي و نسوز
به خاکه ائي گويند که قبل از رسيدن به درجه حرارت زير 1520 درجه سلسيوس شکل خود را تغيير نداده و سيستم را حفط کنند و تغيير فاز ندهند. خانواده اصلي رس هاي نسوز کائولينيت، هالويژيت، ديکيت، ناکريت و پيروفيليت است.
ب – رس هاي بنتونيتي
اينگونه رس ها آبگيري، چسبانکي، شکل پذيري و جذب آب زياد دارد. بطوريکه پس از جذب آب وزن آن به چند برابر افزايش پيدا مي کند و در سراميک سازي مصرف مي شود. مثل : بنتونيت (گل سرشو).
ج – رس هاي معمولی
رس معمولي يا خاک رس خاکي است ريز دانه با ابعاد کوچکتر از 256÷1 ميلي متر که به اندازه کافي براي تهيه قالب شکل پذير است و با کاني هاي رسي، ايليتي و کلريتي، کائولن و برخي از کاني هاي کلسيت – کوارتز و فلدسپات هاي تجزيه نشده، ميکا و آلومين همراه است که در نتيجه تخريب، فرسايش و تجزيه شيميائي سنگهاي سيليکاتي پديد آمده است. درصد عناصر و مواد تشکيل دهنده خاک رس به جنس سنگ مادر و طول مسير حمل شده، شرايط اقليمي و توپوگرافي منطقه بستگي دارد. برخي از ناخالصي هاي موجود در خاک رس مانند : هماتيت و ليمونيت به خاک رنگ قرمز يا قهوه اي روشن و زرد مي دهد و مواد آلي موجود رنگ خاک را به خاکستري تبديل مي کند.
بطور کلی رس حاصل تخریب مکانیکی و شیمیایی سنگ ها است. رس های درجا مانده (Residual) آنهایی هستند که در همان محل تشکیل بر جای مانده اند و رس های رسوبی آن هائی هستند که پس از تشکیل حمل شده و در محل دیگری بصورت کانسار نهشته شده اند. اکثر مونت موریونیت ها از نوع رس های درجا مانده می باشند و از آلتراسیون سنگ های بازیک یا سایر سیلیکاتها (با پتاسیم کم) تحت شرایط قلیائی و با حضور کلسیم و منیزیم تشکیل شده اند ولی بیشتر زمین شناسان بر این باورند که بیشتر مونت موریونیت ها از آلتراسیون خاکستر آتشفشانی یا توف هایی تشکیل شده اند.
زمین شناسانی به نامهای Wherry, Hewett در سال 1917 چنین بیان داشتند که اغلب بنتونیت های لایه ای از مواد آتشفشانی تشکیل شده است. در سال 1965Earley , Slaughter نیز این امر را تایید کردند. Shannon,Ross در سال 1969 این بحث را براساس حضور کانیهای غیر رسی گوشه دار در بنتونیت و مشابهت آنها با دانه های گردلایه ای رسوبی و حضور بافت شیشه ای در خیلی از بنتونیت ها قابل قبول دانستند بنتونیت های مختلف از انواع گوناگون سنگهای آتشفشانی تشکیل شده اند و بیشتر مواد همراه آنها به طور معمول از نظر ترکییبی از آندزیت تا ریولیت متغیر می باشند عقاید مختلف درباره عمل و زمان دگرسانی خاکسترهای آتشفشانی وجود دارد بسیاری از مولفین اعلام کرده اند که دگرسانی خاکستر باید از زمان تماس با آب شروع شده باشد ولی این که آلتراسیون چه زمانی کامل شده است. برخی عقیده دارند که پاره ای از انواع بنتونیت ها در دریاچه های قلیائی بلافاصله پس از تمرکز تشکیل شده اند، ولی انواع دیگر با آرامش زیاد در نتیجه دگرسانی بوسیله آبهای معدنی تشکیل شده اند، بنتونیت هائی که در اثر دگرسانی گرمابی تشکیل می شوند. معمولاً به صورت رگه های غیر منظم رخ می نمایند و با سنگ میزبان در میان طبقات دگرسان شده در هم می آمیزند به نظر می آید که از دگرسانی خاکستر آتشفشانی یا توف در دریاچه های محدود قلیائی تشکیل گردد(Anon 1958 ).
گرچه محققین درباره تئوری تشکیل دگرسانی بنتونیت تردید دارند ولی به نظر می رسد بعضی کانسارای بنتونیتی عمدتاً به صورت کانیهای اسمکتیت تشکیل شده باشند که از نظر فرسایش و هوازدگی سنگهای آتشفشانی یا سایر سنگهای آذرین حاصل آمده، پس از حمل و جدایش ناخالصی، متمرکز گشته و به صورت کانسار در آمده اند.
بنتونیت ها و خاک ها ی طبیعی فعال اصولاً به صورت کانسارهای لایه ای شکل رخ می دهند که در عمق نسبتاً کمی قرار دارند و از نظر ضخامت چندان قابل ملاحظه نیستند ولی از نظر سطح، گسترش زیادی پیدا کرده اند به طور خلاصه تشکیل بنتونیت به صورت زیر توجیه شده است:
1- حاصل فرسایش هوازدگی سنگهای آتشفشانی و یا سایر سنگهای آذرین
2- حمل شدن به یک محیط رسوبی و نهشته شدن در آن جا
3- بر جای مانده در محل فرسایش
4- حاصل فعالیت های گرمابی
- منشأ گرمابي
ذخاير گرمابي كوچك بوده و در شرايط خاص تركيب محلول گرمابي تشكيل مي شوند. براي تشكيل بنتونيت و گروه اسمكتيت سيليس محلول بايد بيش از حد اشباع از كوارتز باشد و دماي محلول بالا باشد.
سنگ مادر مناسب براي اين نوع ذخاير، توفهاي داسيتي، تراكيتي و ريوليتي غني از پتاسيم و کلسيم هستند. اين نوع ذخاير در ژاپن، ايتاليا و يونان گزارش شده اند.
- منشأ رسوبي
مهمترين ذخاير بنتونيت دنيا از نوع رسوبي هستند. خاكستر آتشفشانهاي اسيدي- حد واسط هنگامي كه در محيطهاي درياچه اي قليايي بر جاي گذاشته مي شوند، ضمن واكنش با آب مي توانند اسمكتيت و ديگر كانيها را تشكيل دهند.
عمده بنتونيتهاي رسوبي متعلق به دوران سوم زمين شناسي هستند. اسمكتيت با افزايش دما و فشار با ايليت(رس-میکا) تبديل مي شود. سنگهاي رسوبي حاوي بنتونيت در شرايط افزايش عمق(افزايش دما) ابتدا اسمكتيت به اسمكتيت – ايليت تبديل مي شود. در عمق حدود 3700 متر حدود 80 درصد اسمكتيت را ايليت تشكيل مي دهد. عدم گزارش بنتونيت از پالئوزوئيك مي تواند به علت تبديل آن به ايليت باشد.
کاني هاي فلدسپار تحت تأثير محلول هاي گرمابي با کاهش PH آلتره مي شوند. نوع کاني هايي که از آلتراسيون فلدسپار پتاسيم حاصل مي شوند به PH و دما بستگي دارد. در شرايط PH اسيدي و در دماي کمتر از 280 درجه سانتي گراد کائولينيت و در دماي بيش از 280 درجه سانتي گراد و محيط اسيدي پيروفيليت تشکيل مي شود. تشکيل سريسيت و يا ايليت در محدوده PH بين پايداري فلدسپار پتاسيم و کائولينيت – پيروفيليت است. ساير کاني ها نظير آلبيت و ميکاها در شرايط PH اسيدي مي توانند به کائولينيت آلتره شوند.
ذخاير کائولينيت گرمابي چنانچه به دليل فرسايش در سطح زمين رخنمون يابند، کاني هاي سولفيدي در سطح اکسيده شده و با کاهش PH آب هاي سطحي مجدداً کائولينيت هوازده همراه با نوع گرمابي مي تواند تشکيل شود.