第八章 粘土岩类

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4、有机质：如煤、腐殖质、沥青质及生物遗体等。 粘土岩的化学成分主要为SiO2、Al2O3和H2O，加上吸 附离子的成分，但变化较大。
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产于页岩中的化石
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三、粘土岩的结构、构造和颜色
1、粘土岩的结构
（1）根据粉砂、砂等陆源碎屑颗粒的相对含量划分
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（2）依粘土矿物集合体的形状划分 1）胶状结构：由凝胶老化形成，可见脱水形成 的裂隙、贝壳状纹等。 2)鲕粒及豆粒结构：粘土矿物在沉积过程中围 绕核凝聚呈同心环状颗粒（具核心和同心层结构）， 直径小于2mm者称为鲕粒，大于2mm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。 3)砾状及角砾状结构：泥质沉积物由于同生期冲刷
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5、确定岩石名称 （二）粘土岩类 1、颜色（黄、红、灰、黑等） 2、构造（层状、页理状、块状） 3、结构（泥质结构或据砂和粉砂含量按结构命名要求定出结构名称） 4、粘土岩的组分 ①因颗粒细小，不易确定粘土矿物中的哪一种矿物，可统称粘土矿物即 可； ②根据粘土岩的细腻感或粗糙感，大致确定其粘土矿物或砂或粉砂的含 量。 5、确定岩石名称 （三）课堂练习 1、某岩石碎屑物占95%，胶结物占5%。碎屑物大小介于0.05～5mm不等， 其中2～5mm占岩石总量的55%，0.1～2mm占28%，﹤0.1mm占12%。岩石碎 屑磨圆度好，分选中等。请确定岩石结构及名称。 2、某岩石粘土矿物占岩石总体的78%，碎屑物占22%。碎屑物以 0.005-0.1mm居多，占20%。请确定岩石结构及名称。
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页理
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页理
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3、粘土岩的颜色
主要是指原生色，能反映生成环境。影响粘土岩颜色的主要 因素：粘土矿物成分、有机质、黄铁矿含量、铁离子状态等。 1）红色、紫红色：粘土矿物颗粒间或表面存在分散状的高 价氧化铁（Fe3+）薄膜，强氧化环境； 2）绿、灰绿色：伊利石晶格中含Fe2+，或粘土岩中存在绿 泥石、海绿石，为弱氧化——弱还原环境； 3）灰色、灰黑、黑色：富含有机碳和分散状低价铁硫化物， （半）深湖/海、海湾、泻湖、滨外陆棚等还原或强还原环 境中形成，常是生油粘土岩的标志之一。富有机质的暗色 粘土岩是良好的生油母岩。
燃烧着的油页岩
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五、粘土岩的研究方法及其意义
（一）研究方法 1 、野外收集资料（肉眼鉴定、结构构造、产状、岩层的接触关系等 ） 2、室内工作 ①物理性质测试（可塑、耐火、烧结、吸水、膨胀、吸附等性质） ②偏光显微镜鉴定、电子显微镜鉴定 ③差热分析 ④粒度分析、油侵测定等 （二）研究意义 1 、粘土岩是重要的生油岩，是良好的盖层，甚至还可作为油气的储 集层，具有石油地质意义。 2、有助于沉积岩成因、沉积环境分析。 3 、粘土岩独特的物理性质（如非渗透性、吸附性、吸水膨胀性、可 塑性、耐火性、烧结性、粘结性、干缩性等）具有独特作用，产生经 济价值。 4 、有些黑色页岩和碳质页岩还含有一些稀土元素，这就使粘土岩具 有更广泛的工业使用价值。 21 5、粘土岩是重要的地下水隔水层。
硬生坯的性能。
5.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。 6.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。 7.吸水性：有些粘土具有极强的吸水能力，同时产生体积 5 膨胀。以蒙脱石吸水性最强。
脱水收缩的炭质泥岩
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二、粘土岩的成分
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四、粘土岩的分类及主要岩石类型
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常见岩石
钙质泥岩和页岩——泥（页）岩中含碳酸钙（<50%）， 滴稀盐酸起泡沫。 铁质泥岩和页岩——含三价铁的时泥岩呈红色、褐红 色。含二价铁的硅酸盐或硫酸盐矿物时呈灰绿色。红色 泥页岩一般生成于陆相干旱和半干旱气候的河湖相中。 硅质泥岩和页岩——普通页岩的Si2O平均含量60%， 而硅质泥页岩Si2O平均含量可达85%以上。一般认为硅 质泥页岩与生物有关，与海底热水作用有关。 炭质页岩——含大量炭化有机质，灰分＞30％，能染 手，常含大量植物化石，常与煤系地层共生，成于湖、 沼环境。 黑色页岩——因富含有机质或细分散状硫铁矿而呈黑 色，有机碳含量高，不染手。是良好的生油岩。一般成 于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊的较深水地区。16
黑色页岩
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香港地质公园东平洲的页岩
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*粘土岩的主要物性
1.可塑性：粘土质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。 2. 耐火性：是指在高温下不熔融的性能。 3.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。
4.结合性：粘土与砂质粘合，塑造出良好的泥坯，干燥后形成坚
硅质页岩
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产植物化石的炭质页岩
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产植物化石的黑色页岩
黑色页岩露头
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油页岩 是含有一定数量干酪根(＞10％)的页岩。颜色有浅 黄、黄褐、暗棕、棕黑、Leabharlann Baidu色等，一般含有机质愈多，颜色 愈深。其特点是比一般的页岩轻，且有弹性，用小刀刮之， 往往可成刨花状的薄片。易燃，并发出沥青味及流出油珠。 属页岩的范畴，但具有腐泥煤的特征，也叫 “高灰分的腐泥 煤”。主要是在闭塞海湾或湖沼环境中由低等植物如藻类及 浮游生物的遗体，在隔绝空气的还原条件下形成的，常与生 油岩系或含煤岩系共生。
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六、碎屑岩与粘土岩的肉眼观察与描述
（一）碎屑岩类 1、颜色 2、碎屑岩的构造（层状） 3、碎屑岩的结构 ①分出碎屑物，测量其颗粒大小； ②估计每种粒级的百分含量； ③按结构命名原则定出结构名称。 4、碎屑岩的组成 ①分出碎屑物和填隙物（杂基、胶结物） ②指出碎屑物以何种状态出现，以什么成分为主，分别估 计其含量 ③观察碎屑物的磨圆度和分选性 ④观察填隙物组分（杂基或胶结物）并指出以哪种成分为 主，估计其含量 ⑤其他特征
1、粘土矿物（主要）：高岭石、蒙脱石、伊利石、
绿泥石，见下表
非 粘 土 矿 物
2、陆源碎屑物质：石英、长石、云母 3、化学沉淀的非粘土物质（自生矿物）：铁、锰、
铝的氧化物和氢氧化物（赤铁矿、褐铁矿、水针 铁矿、水铝石），碳酸盐（方解石、白云石、菱 铁矿），氧化硅（蛋白石、自生石英），硫化物 （黄铁矿、白铁矿），硫酸盐（石膏、硬石膏）， 磷酸盐、硅酸盐及盐类矿物。
形成的碎屑（泥砾）经再沉积后又被粘土胶结而成，也 叫同生碎屑或内碎屑结构。
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2、粘土岩的构造
（1）层理构造 ①水平层理：细层厚多为0.05-1mm。 页理：水平细层的厚度小于1mm者称之，是泥岩的 特征构造，是岩石平行层理呈薄片状劈开的性质，是 由于粘土矿物的定向排列造成的。页理发育的粘土岩 称页岩，页理不发育的粘土岩泥岩。 ②块状层理：多数被认为是生物扰动成因的。 （2）各种层面构造（如干裂、雨痕、虫迹、结核、 晶体印痕）； （3）水底滑动构造、搅混构造等。
第八章
粘土岩类
一、概述 二、成分 三、结构和构造 四、粘土岩的分类和主要岩石类型
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一、概述
粘土岩（泥质岩）：粒度＜0.005mm，主要由粘土矿物组成的 岩石。系机械作用形成的最细的产物。 特点： 1、粘土岩主要组分来自风化产物，并以悬浮方式搬运，机械 方式沉积，多属陆源碎屑沉积岩。 由汇水盆地中SiO2和Al2O3胶体凝聚作用形成自生粘土矿 物的化学方式，以及火山碎屑物质蚀变形成的粘土矿物，在粘 土岩中所占比例较少。 2、分布最广，占沉积岩总量的55～60% 。 3、粘土岩具一些特殊的物理性质，如可塑性、耐火性、烧结 性、吸水膨胀性、吸附性等，在工业上用途很大。 4、有机质含量很高，可以作为生油母岩，也是重要的油气藏 盖层岩石，泥岩裂缝油气藏。 5、富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床，如黑色页岩和 碳质页岩中镍、钼、钒、铅、铂、铈、钇等。 2 6、吸附的微量元素可判断古环境和古气候。