Elektronenmikroskopische Aufnahmen von unverändertem (A) und biogen verändertem (B) Illit (Bildbreite 1,5 µm)

( Quelle: http://www.min.uni-bremen.de/minpetro/sediment.html)

Tonminerale sind sekundäre Schichtsilikate, die aus ionaren bzw. kolloidalen Verwitterungsprodukten neu synthetisiert oder durch Umwandlung primärer Minerale (z.B. Glimmer) entstehen. Ihre Größe entspricht dem der Kolloide (< 2 µm). Sie haben eine große spezifische Oberfläche. Auf Grund ihrer Fähigkeit zur reversiblen An- und Einlagerung von H₂O-Molekülen können sie quellen und schrumpfen (Plastizität). Tonminerale sind in der Lage Ionen in austauschbarer Form zu adsorbieren, daher sind sie einer der wichtigsten Träger der  Kationenaustauschkapazität. Tonminerale sind die wichtigsten Bodenneubildungen! Ihre wichtigste Bauelemente sind die Si-Tetraeder und Al-Oktaeder mit seitlicher Verknüpfung. Tetraeder- und Oktaederschichten sind in unterschiedlicher Weise zu Schichtpaketen verbunden, da der isomorphe Ersatz der Zentralionen vielfältig ist. Ist der Zusammenhalt zwischen den Schichtpaketen sehr fest, kann keine innerkristalline Quellung stattfinden, vor allem wenn kein isomorpher Ersatz stattfand und somit kein Ladungsüberschuss vorhanden ist. Durch das Eindringen von Wasser in die erweiterten Schichtpaketzwischenräume, vor allem wenn durch isomorphen Ersatz Ladungsüberschuss vorhanden ist, variiert der Zusammenhalt und es kommt zu einer innerkristallinen Quellung.

Auf Grund der negativen Gesamtladung können äquivalente Mengen an Kationen an ihren Oberflächen sorbiert werden und Kationen werden gegen andere Kationen ausgetauscht (Kationenaustauschkapazität).

Tonminerale können sich mit organischer Substanz zu sogenannten Ton-Humus-Komplexen verbinden.

Der Abstand zwischen den Schichten der Tonminerale variiert zwischen 7.... 18 A (wobei 1 Angström=10^-4 µm = 10^-1nm). Die Tonminerale werden nach ihrem strukturellen Aufbau unterteilt in Zweischicht-Tonminerale, Dreischicht-Tonminerale, Übergangs-Minerale sowie Vierschicht-Tonminerale. Tonminerale sind Hauptbestandteile der Tone. Sie sind aber auch häufig den Schluffen beigemengt.