粘土岩

25
8.2 粘土岩的物质成分
三、有机质
粘土岩中常含有数量不等的有机质，通常以岩石中 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有机质丰度的标准。剩余有机 碳含量和氨基酸总量高，氨基酸总量与剩余有机碳含量 比值低，则有机质丰度高，此类粘土岩即为良好的烃源 岩。
富含有机质的粘土岩，常呈深灰、灰黑、黑色，多 形成于安静低能还原环境，如深湖、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）常与富含有机质的暗色粘土岩共生。
8
8.2 粘土岩的物质成分
粘土矿物分析仪器：
差热分析仪、X射线衍射仪、显微镜、电子显微镜
9
8.2 粘土岩的物质成分
2、粘土矿物晶体结构的基本特征
10
8.2 粘土岩的物质成分
3、常见粘土矿物的特征 （1）高岭石
是典型的1∶1型粘土矿物，由“硅-氧四面体片”和 “铝-氢氧八面体片”两种基本结构层按1∶1的比例结 合组成结构单元层；基本无类质同象替代。偏光显微 镜下正低突起，一级灰干涉色。
2
8.1 概述
粘土岩
3
8.2 粘土岩的物质成分
第二节
粘土岩的物质成分
粘土岩的物质成分以粘土矿物为主，其次为陆源碎 屑物质、化学沉淀的非粘土矿物及有机质。
一、粘土矿物 二、非粘土矿物 三、有机质 四、化学成分
4
8.2 粘土岩的物质成分
一、粘土矿物
粘土矿物：细分散的含水的层状结晶质硅酸盐和含 水的非晶质硅酸盐矿物的总称。 结晶质包括：蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石等 非晶质包括：水铝英石，硅胶铁石等
பைடு நூலகம்
26
8.2 粘土岩的物质成分
四、粘土岩的化学成分
粘土岩的化学成分主要为SiO2，A12O3及H2O， 在一般粘土岩中，三者总量可达80％以上；其次为 Fe2O3，FeO，MgO，CaO、Na2O，K2O等。
不同粘土岩化学成分变化较大的三个主要原因是：
（1）矿物成分、混入物的类型及含量 如高岭石粘土岩富含Al2O3，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。
5
8.2 粘土岩的物质成分
1、粘土矿物的主要物性
可塑性：粘土岩粉碎后加适当的水份，受压后可塑制成 一定的形体，在压力取消后，形态不变。 耐火性：是指在高温下不熔融的性能； 烧结性：指粘土矿物在低于耐火度的低温下局部熔化， 因而质点相互粘结成坚硬的陶质石块。 结合性：粘土与砂质粘合，塑造出良好的泥坯，干燥后 形成坚硬生坯的性能。 干缩性：粘土沉积物风干或加热烧干后，由于质点表面结 合水分的蒸发，而产生体积收缩的现象。 吸附性：粘土质点能从周围介质中吸附各种气体、液态及 有机质色素的能力。 吸水性：有些粘土具有极强的吸水能力，同时产生体积膨 胀。
15
8.2 粘土岩的物质成分
蒙脱石
16
8.2 粘土岩的物质成分
蒙脱石
17
8.2 粘土岩的物质成分
（3）伊利石
伊利石（水云母）属于典型的2∶1（TOT）型层 状铝硅酸盐矿物，结构单元层由两个硅-氧四面体片 夹一层铝-氢氧八面体片构成。偏光显微镜下正低突 起，二级干涉色，一组极完全解理。
18
8.2 粘土岩的物质成分
6
8.2 粘土岩的物质成分
2、粘土矿物晶体结构的基本特征
粘土矿物由两种基本结构层组成。
基本结构层：硅氧四面体层和铝氧八面体层。
硅氧四面体
四面体层中Si4+ 可被Al3+取代而成铝 -氧四面体；八面体
层中Al3+可被Mg2+
或Fe3+取代。
铝氧八面体
7
8.2 粘土岩的物质成分
四面体和八面体基本结构层在空间上彼此以一定规 律结合就形成了“结构单元层”。结构单元层间常有层 间水、吸附阳离子。不同的结构单元层按一定规律组合 叠置就形成了不同的粘土矿物。
27
8.2 粘土岩的物质成分
（2）粘土矿物常具有吸附各种离子的特性 常吸附的阴离子有 PO43－，SO42－，Cl－，NO3－， 阳离子有Ca2+，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。 （3）与沉积环境有一定关系 有人认为，淡水粘土中高岭石含量较高，故MgO， K2O含量低于海相或泻湖相粘土；硼和某些放射性元素 的含量在海相和非海相粘土中差异较大。对这些观点 至今仍在讨论和探索中。
11
8.2 粘土岩的物质成分
高岭石，呈假六边形
12
8.2 粘土岩的物质成分
高岭石，假六边形
13
8.2 粘土岩的物质成分
高岭石，集合体呈书页状
14
8.2 粘土岩的物质成分
（2）蒙脱石
蒙脱石是典型的2∶1型粘土矿物。其结构单元层由2层四面体 片(T)夹1层八面体片(O)构成，结构单元层间以四面体(T)的氧原子 面相邻接，层间几乎全凭范德华力联结而无氢健力，联结力弱， 允许大量阳离子、极性水分子和其它极性分子进入层间 。
花瓣状的绿泥石和自生石英
22
8.2 粘土岩的物质成分
花瓣状的绿泥石和分散状的高岭石及自生石英
23
8.2 粘土岩的物质成分
由两种以上的粘土矿物的结构单元层在C轴 方向上交互迭置构成的。 如：伊-蒙混层、绿-蒙混层、伊-绿混层
（5）混层粘土矿物
24
8.2 粘土岩的物质成分
二、非粘土矿物
物。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。
伊利石
19
8.2 粘土岩的物质成分
（4）绿泥石
绿泥石属于2∶1＋1型（TOT＋0型）层状铝硅酸盐矿物， 其结构与2∶1型的蒙脱石结构基本相似，不同点是在绿 泥石结构单元层中多了一层氢氧镁石（水镁石）八面体 片。
20
8.2 粘土岩的物质成分
花瓣状的绿泥石和分散状的高岭石及自生石英
21
8.2 粘土岩的物质成分
1、陆源碎屑矿物：有石英、长石、云母、各种副矿
2、化学沉淀的自生矿物： 铁、锰、铝的氧化物和氢氧化物； 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）； 磷酸盐（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，是粘土岩形成环 境及成岩后生变化的重要标志。
粘土岩
8.1 概述
第一节
一、定义
概述
粘土岩又叫泥质岩或泥岩，主要由粘土矿物及粒径 小于0.0039mm的细碎屑（含量＞50％）组成的沉 积岩。疏松或未固结成岩者称为粘土。 二、研究意义
粘土岩是分布最广的沉积岩，它约占沉积岩总量的 60％。 粘土岩是重要的生油岩石，也是重要的油气 盖层岩石。一些黑色页岩中含有一些稀土元素。