8.第八章 粘土岩

一、粘土矿物 二、非粘土矿物 三、有机质
一、粘土矿物
粘土矿物是一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐， 粘土矿物是一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐， 可分为非晶质和结晶质两类。 可分为非晶质和结晶质两类。后者又分为层状和 链层状两种结构类型。 链层状两种结构类型。最常见者为层状结构的粘 土矿物。 土矿物。 层状结构的粘土矿物由两种基本结构层组成： 层状结构的粘土矿物由两种基本结构层组成： 一种为硅氧四面体层； 一种为硅氧四面体层； 另一种为铝氧八面体层或镁氧八面体层。 另一种为铝氧八面体层或镁氧八面体层。
3．鲕粒及豆粒结构 ．
粘土矿物在沉积过程中围绕核心凝聚呈同心环状 颗粒，直径小于2mm者称为鲕粒， 大于 者称为鲕粒， 颗粒 ， 直径小于 者称为鲕粒 大于2mm者称为豆 者称为豆 粒 。 这两种结构多见于胶体成因的铝土质和水铝石质 粘土岩中。 粘土岩中。
4．内碎屑结构 ．
同生成因的粘土质碎屑经再沉积并被粘土物质胶 结而成。 结而成。
左：钠蒙脱石，单体呈片状，集合体呈花朵状。透射电 钠蒙脱石，单体呈片状，集合体呈花朵状。 6000。浙江临安。 镜， × 6000。浙江临安。 右：钙蒙脱石，单体呈片状，集合体呈羽毛状。扫描电 钙蒙脱石，单体呈片状，集合体呈羽毛状。 3000。江苏溧水。 镜， × 3000。江苏溧水。
左：坡缕石(凹凸棒石)，单体呈细长棒状，彼此交叉呈网状。 坡缕石(凹凸棒石) 单体呈细长棒状，彼此交叉呈网状。 透射电镜， 22000江苏盱眙 透射电镜， × 22000江苏盱眙 。 右：坡缕石(凹凸棒石)，单体呈细长棒状，集合体聚集成束。 坡缕石(凹凸棒石) 单体呈细长棒状，集合体聚集成束。 扫描电镜， 11000。 江苏盱眙。 扫描电镜， × 11000。 江苏盱眙。
三、有机质
粘土岩中常含有数量不等的有机质，而有机质的 粘土岩中常含有数量不等的有机质， 丰度以岩石中剩余有机碳含量、 丰度以岩石中剩余有机碳含量、氨基酸总量以及氨基酸 总量与剩余有机碳含量的比值作为衡量标准。 总量与剩余有机碳含量的比值作为衡量标准。 剩余有机碳含量、氨基酸总量高，氨基酸总量与剩 剩余有机碳含量、氨基酸总量高， 余有机碳含量比值低，则有机质丰度高， 余有机碳含量比值低，则有机质丰度高，此类粘土岩即 为良好的生油岩。 为良好的生油岩。 这类粘土岩常呈深灰、灰黑、黑色， 这类粘土岩常呈深灰、灰黑、黑色，多形成于安静 低能还原环境，如澙湖、海湾、深水盆地。 低能还原环境，如澙湖、海湾、深水盆地。这种环境对 硫化铁的生成也是有利的，因此硫化铁矿物（如黄铁矿） 硫化铁的生成也是有利的，因此硫化铁矿物（如黄铁矿） 常与富含有机质的暗色粘土岩共生。 常与富含有机质的暗色粘土岩共生。
第二节 粘土岩的物质成分
粘土岩的矿物成分以粘土矿物为主， 粘土岩的矿物成分以粘土矿物为主，次为陆源碎屑 物质、化学沉淀的非粘土矿物及有机质。 物质、化学沉淀的非粘土矿物及有机质。 为主， 粘土岩的化学成分以SiO2 、 Al2O3 和 H2O为主 ， 次 粘土岩的化学成分以 为主 为Fe，Mg，Ca，Na，K 的氧化物及一些微量元素。 ， ， ， ， 的氧化物及一些微量元素。
海泡石，单体呈纤维棒状，交织成网状。 海泡石 ， 单体呈纤维棒状 ， 交织成网状 。 扫 描电镜， 8000。湖南浏阳，下二叠统。 描电镜， × 8000。湖南浏阳，下二叠统。
二、非粘土矿物
粘土岩中， 非粘土矿物包括陆源碎屑矿物和化学 粘土岩中 ， 非粘土矿物包括 陆源碎屑矿物和化学 沉淀的自生矿物。 沉淀的自生矿物。 陆源碎屑矿物中有石英、长石、云母、各种副矿物。 陆源碎屑矿物中有石英 、 长石 、 云母 、 各种副矿物 。 其中最主要的还是石英，呈单晶出现，圆度差， 其中最主要的还是石英 ， 呈单晶出现 ， 圆度差 ， 边缘较 模糊，多分布于不纯的粘土岩中。 模糊，多分布于不纯的粘土岩中。 粘土岩中化学沉淀的自生矿物主要有铁、 粘土岩中化学沉淀的自生矿物主要有铁、锰、铝的 氧化物和氢氧化物（如赤铁矿、褐铁矿、水针铁矿、 氧化物和氢氧化物 （ 如赤铁矿 、 褐铁矿 、 水针铁矿 、 水 铝石） 含水氧化硅（如蛋白石） 碳酸盐（如方解石、 铝石 ） 、 含水氧化硅 （ 如蛋白石 ） 、 碳酸盐 （ 如方解石 、 白云石、菱铁矿） 硫酸盐（如石膏、硬石膏） 白云石 、 菱铁矿 ） 、 硫酸盐 （ 如石膏 、 硬石膏 ） 、 磷酸 如磷灰石） 氯化物（如石盐等） 盐 （ 如磷灰石 ） 、 氯化物 （ 如石盐等 ） 。 它们都是在粘 土岩形成过程中生成的，其含量一般不超过5％ 土岩形成过程中生成的，其含量一般不超过 ％，是粘土 岩形成环境及成岩后生变化的重要标志。 岩形成环境及成岩后生变化的重要标志。
1．宏观构造 ．
粘土岩的大型宏观沉积构造包括各种层理 如水平层理、块状层理） 各种层面特征（ （ 如水平层理 、 块状层理 ） 、 各种层面特征 （ 如 干裂、雨痕、虫迹、结核、晶体印痕）、 水底滑 干裂、 雨痕、 虫迹、 结核、 晶体印痕） 动构造、搅混构造等。 动构造、搅混构造等。 具有水平层理构造的粘土岩， 具有水平层理构造的粘土岩 ， 其水平细层的 厚度小于1cm者称为页状层理或页理 ， 它具有粘 者称为页状层理或页理， 厚度小于 者称为页状层理或页理 土岩沿层理方向易剥裂成页片的性质， 土岩沿层理方向易剥裂成页片的性质 ， 是由于层 状粘土矿物水平定向排列而具有易剥裂性的结果； 状粘土矿物水平定向排列而具有易剥裂性的结果 ； 水平细层的厚度小于1mm者称为纹理， 在粘土岩 水平细层的厚度小于 者称为纹理， 者称为纹理 中也较常见。 中也较常见。
含砂粘土结构及砂质粘土结构也可分别称为 含砂泥质结构和砂质泥质结构。 含砂泥质结构和砂质泥质结构 。 这两种结构的岩 石用手触摸具有明显的颗粒感觉， 肉眼可见砂粒， 石用手触摸具有明显的颗粒感觉 ， 肉眼可见砂粒 ， 断口呈参差状。 断口呈参：很少见，仅见于水铝英石质的粘土 ）非晶质结构：很少见， 岩中。 岩中。 2）隐晶质结构：最为常见，在偏光显微镜下难以识 ）隐晶质结构：最为常见， 别粘土矿物的晶形， 别粘土矿物的晶形 ， 电子显微镜下按晶形可分为超微片 管状、纤维状、针状、束状、球粒状等各种结构。 状、管状、纤维状、针状、束状、球粒状等各种结构。 3）显晶质结构：粘土矿物因重结晶而使晶体变粗， ）显晶质结构：粘土矿物因重结晶而使晶体变粗， 偏光显微镜下按粘土矿物晶形可分为显微鳞片、粒状、 偏光显微镜下按粘土矿物晶形可分为显微鳞片 、 粒状 、 纤维状等结构。当粘土矿物强烈重结晶时，可变为粗大 纤维状等结构。 当粘土矿物强烈重结晶时， 晶体。如高岭石重结晶可形成长20mm、直径达 晶体。如高岭石重结晶可形成长 、直径达2—3mm 的蠕虫状，称为蠕虫状结构。 的蠕虫状，称为蠕虫状结构。
左：管状埃洛石，管体中心有-- 条亮线，呈中空状。透 管状埃洛石，管体中心有--·条亮线 呈中空状。 -- 条亮线， 射电镜， 13000。四川叙永。 射电镜， × 13000。四川叙永。 33000。 右：球状埃洛石，有卷曲现象。透射电镜， × 33000。 球状埃洛石，有卷曲现象。透射电镜， 湖南界牌。 湖南界牌。
左：高岭石，六边形状，对边平行、对角相等(接近 高岭石，六边形状，对边平行、对角相等( 1200)。透射电镜， 12000。江苏苏州。 1200)。透射电镜，×12000。江苏苏州。 右：具长石假象结构的高岭石，内部呈叠片状。扫描 具长石假象结构的高岭石，内部呈叠片状。 电镜， 5000。江西景德镇大洲。 电镜， × 5000。江西景德镇大洲。
第八章 粘土岩
第一节 概述 第二节 粘土岩的物质成分 粘土岩的结构、 第三节 粘土岩的结构、构造和颜色 第四节 粘土岩的分类及主要类型 第五节 粘土沉积物的沉积后变化
第一节 概 述
粘土岩是指以粘土矿物为主（ 粘土岩是指以粘土矿物为主（含量大于 50％）的沉积岩。疏松或末固结者称为粘土。 ％ 的沉积岩。疏松或末固结者称为粘土。
四、粘土岩的化学成分
粘土岩的化学成分主要为SiO2 ， Al2O3 及 H2O， 在 粘土岩的化学成分主要为 ， 一般粘土岩中， 三者总量可达80％ 以上； 其次为Fe 一般粘土岩中 ， 三者总量可达 ％ 以上 ； 其次为 2O3 ， FeO，MgO，CaO、Na2O，K2O等。不同粘土岩，化学 ， ， 、 ， 等 不同粘土岩， 成分变化较大，这主要取决于它的矿物成分、混入物、 成分变化较大，这主要取决于它的矿物成分、混入物、 吸附的阳离子类型及含量。 如高岭石粘土岩富含Al 吸附的阳离子类型及含量 。 如高岭石粘土岩富含 2O3 ， 水云母粘土岩富含K O，海泡石粘土岩富含MgO， 水云母粘土岩富含K2O，海泡石粘土岩富含MgO，陆源 混入物含量较多的粉砂质粘土岩SiO2含量高。 含量高。 混入物含量较多的粉砂质粘土岩 粘土矿物常具有吸附各种离子的特性， 粘土矿物常具有吸附各种离子的特性，常吸附的阴 离子有PO 阳离子有Ca 离子有 43-， SO42-， Cl-， NO3-， 阳离子有 2+， Mg2+， Na+ ， K+ ， H+ 及 Cu2+ ， Pb2+ ， Zn2+ ， B3+ ， Au+ ， Ag+， ， Hg2+，As3+，Tn4+，U4+等。它们是使粘土岩化学成分多 变的原因之一。 变的原因之一。
粘土岩的结构、 第三节 粘土岩的结构、构造和颜色
一、粘土岩的结构 二、粘土岩的构造 三、粘土岩的颜色
一、粘土岩的结构
1．按颗粒的相对含量划分 ． 2．按粘土矿物的结晶程度及晶体形态划分 ． 3．鲕粒及豆粒结构 ． 4．内碎屑结构 ． 5．残余结构 ．
1．按颗粒的相对含量划分 ．
粘土结构又称为泥质结构， 几乎全由粘土质点组成， 粘土结构又称为泥质结构 ， 几乎全由粘土质点组成 ， 砂或粉砂级碎屑小于10％ 以手触摸有滑腻感， 砂或粉砂级碎屑小于 ％，以手触摸有滑腻感，用小刀切 刮时，切面光滑，常呈现鱼鳞状或贝壳状断口。 刮时，切面光滑，常呈现鱼鳞状或贝壳状断口。 含粉砂粘土结构和粉砂粘土结构也可分别称为含粉砂 泥质结构和粉砂泥质结构。 泥质结构和粉砂泥质结构。这两种结构的岩石用手触摸具 有粗糙感，刀切面不平整，断口粗糙。 有粗糙感，刀切面不平整，断口粗糙。