粘土矿物学-4(200706)(20141223105318)
粘土矿物学-2(200706)
所谓1:1型结构，是两层间的位置上，由上面的四面体
氧平面与下面相邻的八面体OH表面构成OH-0的配位，
形成一个较长的键（其离子间距大约为3 å)，从而形 成层与层的结合（图)。 如果层发生弯曲或成管状（如纤维蛇纹石），就会影响 这种氢氧键的形成
高岭矿物有十二个理想的三八面体多型。 为了鉴定方便，十二个层状多型可以化分为四个族 （A-D），每个族都具有可计算的最大强反射峰。各族 间其值不同（表2.1），因此一个好的X射线衍射谱可 以把一个未知的1:1层状硅酸盐从四个族中很快的检索 出来，并立即确定其层间转换方向和构造中八面体阳 离子位置的占位模式。每一族中三种构造的进一步确 定必须根据弱反射峰的特征，它们中间有些对于精确 鉴定层的堆垛序列是很灵敏的。假若这些反射很微弱 或由于堆垛无序而成条纹状，不可能区别出三种构造 中的某一种，但四个族仍可根据非条纹状的较强峰区 别开来。
b=8.94460±0.00017Å，c＝7．40485±0.00017Å;
α ＝91.697°±0.002°，β ＝104.862°±0.002°，γ ＝
89.823°±0.002°（据Bish and Von Dreele,1988）。
高岭石形态呈六角板状和书本状，是二八面体1:1型
层状硅酸盐，其空位与被Al离子充填的八面体形成一
（2）沉积高岭土 各种途径形成的高岭石，经地表水迁移到滨海凹地、湖泊、或卡斯特凹地， 沉积成高岭土矿床。在特定的条件下，在河相心滩与边滩也能沉积有价值的 高岭土。 a．滨海凹地高岭土:在周围山区有丰富的高岭石来源，经地表水悬浮搬运，在 搬运过程中颗粒变细，并沿(001)面发生剥层，使高岭石发生机械无序化，这 种无序化的强度与搬运距离成正变关系，这表现在K = 3n指数的变化上，如 滨海凹地是卤水的，由于碱性阳离子的作用，动摇了c轴也产生了无序化，这 表现在（00 l）反射的衰减与扩散上。并因而产生好的可塑性与粘性。上述高 岭土由于在迁移与沉积过程中吸附了有机质，使颜色变暗，特别是在滨海沼 泽环境中。由于季节的因素，高岭土也常出现黑白相间的沉积层。 b．湖沼沉积高岭石:在陆表酸性水中迁移，一般不会动摇c轴，但在迁移过程 中由于层内（OH)离子的不稳定性而发生变位，造成空位紊乱，因而产生假单 斜无序化。这主要表现在2θ＝35°-40°（CuKα ）的两个三重峰趋向于两个 二重峰。 c．河相高岭石:多为1Tc有序高岭石，其工业意义不大，因为一般含量很低， 但在特定的情况下，在河漫滩与心滩相也可形成含高岭石达20％的高岭土， 这种高岭土经选矿是有工业意义的。特别值得指出的是，这种高岭石多为片 状，自形度高，是造纸刮刀涂布较好的原料。
粘土矿物学-3(200706)
（2）变质成因的滑石岩 变质成因的滑石岩可分为两种类型，一种是镁质碳酸盐岩中 的滑石岩，另一种是滑石片岩。前者质纯，块状构造，工业价值 最大，后者含非滑石矿物较多，具片状构造，工业上利用往往需 要进行选矿。 1）.镁质碳酸盐岩中的滑石岩 主要产在太古代的菱镁矿、白云石大理岩中。如辽宁海城滑 石岩，它产于元古代辽河群的一套变质结晶片岩、片麻岩、白云 石大理岩和菱镁矿中。 滑石岩呈大小不等的扁豆体或透镜体，滑石岩体与围岩界线 不清，需根据化学分析圈定。岩体延长最大约500m，平均厚度 35m左右，最大延深约400m，岩体内常包裹着滑石化的菱镁矿 岩块及白云石大理岩的残留体。 岩石主要为块状及片状。块状滑石岩质量最佳，滑石含量可 达90％以上，其共生矿物为菱镁矿、白云石、偶尔有少量石英、 磷灰石、黄铁矿以及次生的蛇纹石、绿泥石等。
2）．区域变质的滑石岩
以四川滑石岩为例，区域地层为前震旦纪登相营下段，主要是一套硅质 条带白云岩、白云质灰岩、白云质大理岩等。地层呈S形弯曲，节理甚为发 育。滑石岩产于白云石大理岩中，呈脉状或透镜状。 滑石在岩石中的含量约为30-50％，其它共生矿物为白云石、方解石、石 英与透闪石。在地表，由于风化作用，滑石可以加富至50-70％。 滑石岩主要为片抉构造 成因，一般认为是富镁的碳酸盐在一定的温度压力条件下与Si02反应生 成的：
3.3 叶蜡石岩 叶蜡石也和滑石相似，很少有人想到它在沉积岩中也能形 成。1984年方邺森等人在江苏丹徒县发现并证实叶蜡石不仅可以 在沉积岩中形成，而且可以形成有重要工业价值的粘土矿产 （1）沉积成因的叶蜡石岩 据南京大学方邺森报导，江苏丹徒十里长山一带泥盆纪五通 组砂岩中，约有5—9层叶蜡石岩，厚薄不等，最厚可达4.75m， 最薄约0.7m.。 叶蜡石岩呈青、灰、白、黑等色，在风化带为具可塑性的粘 土，手感滑润，偏光显微镜下呈鳞片状集合体，干涉色可达二级。 叶蜡石在岩石中的含量可达60％左右，其它矿物为高岭石、石英 及白云母。
xrd 粘土矿物类型
xrd 粘土矿物类型（原创版）目录1.粘土矿物的定义和重要性2.XRD 技术在粘土矿物研究中的应用3.常见粘土矿物类型及其 XRD 特征4.XRD 技术在粘土矿物类型鉴定中的优势和局限性正文粘土矿物是一类具有重要经济价值和环境意义的自然矿物，广泛应用于陶瓷、建筑、石油化工等领域。
粘土矿物的研究对于了解其性质、开发利用和环境保护具有重要意义。
X 射线衍射（XRD）技术作为一种重要的矿物学研究手段，在粘土矿物研究中发挥着关键作用。
XRD 技术是一种非破坏性、快速、高灵敏度的分析方法，可以获取矿物的晶体结构、相组成、物相分布等信息。
在粘土矿物研究中，XRD 技术可以用于矿物相的鉴定、矿物组成的定量分析、晶体结构的解析等。
常见的粘土矿物类型包括高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石等。
这些粘土矿物在 XRD 图谱上具有明显的特征。
例如，高岭石的 XRD 图谱呈现出明显的双峰，伊利石的图谱中则有较弱的双峰。
通过分析 XRD 图谱，可以快速准确地鉴定粘土矿物的类型。
XRD 技术在粘土矿物类型鉴定中的优势主要表现在以下几个方面：首先，XRD 技术具有较高的分辨率和灵敏度，可以准确地分析粘土矿物的晶体结构和组成；其次，XRD 技术是一种非破坏性分析方法，对样品没有损害，可以保存样品的原始状态；最后，XRD 技术分析速度快，可以实现批量样品的快速分析。
然而，XRD 技术在粘土矿物类型鉴定中也存在一定的局限性。
对于一些复杂的粘土矿物样品，XRD 图谱可能呈现出复杂的特征，需要结合其他分析方法进行综合分析。
此外，XRD 技术的分析结果受到实验条件、样品制备等因素的影响，需要经验丰富的实验人员进行数据处理和解析。
总之，XRD 技术在粘土矿物类型鉴定中具有重要作用，可以快速准确地获取粘土矿物的晶体结构和组成信息。
粘土矿物1
三、非硅酸盐粘土矿物
粘土矿物组成中，除 层状硅酸盐外，还含有一 类矿物结构比较简单、水 化程度不等的铁、锰、铝 和硅的氧化物及其水合物 和水铝英石。
（一）氧化铁
土壤中常见的氧 化铁矿物是针铁矿和 赤铁矿。
针铁矿（α-FeOOH）
一般晶体都很小，比较大 的带黄色，较小的带棕色，常 呈针状，故称为针铁矿。
4、同晶替代
（1）什么是同晶替代？
同晶替代是指组 成矿物的中心离子被 电性相同、大小相近 的离子所替代而晶格 构造保持不变的现象
（2）同晶替代的条件
① 离子半径 替代和被替代离子的大小要 相近，只有这样才能保证替代后 晶形不发生改变。 如Fe3＋离子的半径为0.064nm， 与八面体的中心离子Al3＋（半径 0 . 0 5 7 nm） 的 半 径 相 近 ， 可 发 生 替代而不改变晶形。
（2）非膨胀性
在相邻晶层的层面不同，一 个是硅片的氧面，一个是铝片的 氢氧面，两个晶层间产生了键能 较强的氢键，使相邻晶层间产生 了较强的连接力，晶层的距离不 变，不易膨胀，膨胀系数一般小 于5％。高岭石层间间距约为 0.72nm。
（3）电荷数量少
晶层内部硅片和铝片中没有 或极少同晶替代现象，其负电 荷的来源：
（三）水铝英石
水铝英石 （ xAl2O3·ySiO2·nH2O）， 是 由 氧化硅、氧化铝和水组成的非晶 质硅酸盐矿物，Si/Al比在1～2之 间变化。
水铝英石具有较高的阳离子 交位晶片
从化学上来看，四面体 为 （ SiO4）4－， 八 面 体 为 （AlO6）9－，它们都不是化 合物，在它们形成硅酸盐粘 土矿物之前，四面体和八面 体分别各自聚合。
（1）四面体片（简称硅片）
粘土矿物分析
作为岩石组分的粘土矿物其含量、种类及其分布、产状等对地层伤害有着非常密切的关系。
由于粘土矿物颗粒细小（<0.01mm），比表面极大，并具有特殊的结构组成，因此它们对外来作业流体如注入水、压裂液、酸化液、压井液等的侵入极为敏感。
当与外来流体接触时，粘土矿物往往会发生膨胀、微粒运移、生成某种沉淀等从而堵塞储层油气流动的孔隙通道，造成储层渗流能力的下降，损害油气层。
因此了解粘土矿物的性质对油田开发十分重要。
通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术可以确定岩石中粘土矿物的含量、分布及产状等。
选取了西泉5井的部分岩石样品进行了上述测定，测定结果见表1。
表1 西泉5井区三叠系储层粘土矿物含量统计表根据X衍射和扫描电镜分析，韭菜园子组砂层以蒙皂石（包括蒙脱石和皂石两个亚族）为主，63％～98％，平均87.8％；其次为伊/蒙混层（20％～99％，平均72.76％），绿泥石（1％～55％，平均9.33％），另有高岭石（1％～12％，平均5.74％）和伊利石（2％～16％，平均6.24％）（见表1）。
对韭菜园子组敏感性的简单分析：（供参考）韭菜园子组伊/蒙混层和绿/蒙混层含量较多，伊/蒙混层和绿/蒙混层是遇水易膨胀的矿物，易发生粘土膨胀和分散造成地层伤害。
韭菜园子组绿泥石含量相对较高（平均9.33％），绿泥石是酸敏性矿物，酸化时易造成氢氧化铁胶体沉淀（酸敏）。
另外伊利石和高岭石是速敏性矿物，易造成颗粒运移堵塞地层。
粘土矿物分析在储层潜在敏感性评价中的应用一、粘土矿物类型粘土矿物(clay minerals)是粘土和粘土岩中晶体一般小于2微米，主要是含水的铝、铁和镁的层状结构硅酸盐矿物。
有的在其成分中还有某些碱金属或碱土金属存在。
粘土矿物包括高岭石族矿物、蒙皂石、蛭石、粘土级云母、伊利石、海绿石、绿泥石和膨胀绿泥石以及有关的混层结构矿物，此外还包括具过渡性的层链状结构的坡缕石（凹凸棒石）和海泡石以及非晶质的水铝英石。
黏土矿物结构特征及物理力学性质
黏土矿物结构特征及物理力学性质第一篇：黏土矿物结构特征及物理力学性质【黏土矿物结构特征及物理力学性质】黏土矿物实际上是由一种铝-硅酸盐晶体，是由两种晶片交互成层叠置构成的两种基本构成单元：硅氧四面体（片）铝氢氧八面体（片）蒙脱石————范德华键力没有氢键、较大的吸水膨胀逝水收缩伊利石————结构稳定性优于蒙脱石高岭石————主要是氢键，亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石特性{颗粒大小吸水性、膨胀性压缩性、强度}【分层总和法】按分层总和法计算基础最终沉降啦量，应在地基压缩层的范围内划分为若干分层。
计算分层的压缩量然后求其总和1、将地基分层2、计算个分层的自重应力3、计算基底药力P和分层面的附加应力 P=F+G/APo=p-γm.*d4、确定压缩层深度5、计算平均自重应力和平均应力6、e-p 曲线7、各分层沉降量8、总沉降量S=（e1-e2／1+e1）*H=Δp/Es *H=α/1+e1*Δp*H【Pc的确定方法】① 从e-IgP曲线上找出曲率半径最小的一点A，过A点做水平线A1和切线A2 ② 左∠A1AA2的角平分线AA3，与e-Ig曲线中直线的延长线相交于B点B点所对应的有效应力就是前期固结压力PcS=（e1-e2／1+e1）*H=Δp/Es *H=α/1+e1*Δp*H【角点法】矩形荷载面上受均布荷载或三角形分布荷载时，在一个角点下任一深度点利用布辛奈斯克竖向应力解表来计算地基中任一点竖向附加应力的方法【土力学】是研究土体的一门力学，它研究的是土体的应力，变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。
广义的土力学又包括土的生成、组成，物理化学性质及分类在内的土质学第二篇：物理力学总结1、力的定义定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的“作用”是推、拉、提、吊、压等具体动作的抽象概括2、力的概念发生力时，一定有两个（或两个以上）的物体存在，也就是说，没有物体就不会有力的作用（力的物质性）当一个物体受到力的作用时，一定有另一个物体对它施加了力，受力的物体叫受力物体，施力的物体叫施力物体。
粘土矿物分类
黏土矿物及项目结构单元类型层间物层间电荷族亚族晶质1:1Si4O10(OH)8无或有水分子x~0高岭石(二八）-蛇纹石（三八）didi-tritri2:1Si4O10(OH)2无x~0叶蜡石-滑石ditri阳离子或水化离子0.2<x<0.6蒙皂石didi-tritri0.6<x<0.9蛭石ditri0.6<x<1伊利石dix~1云母didi-tritrix~2脆云母ditri 2:1:1Si4O10(OH)2氢氧化物层x不定绿泥石didi-tritri 2:1层链状水化阳离子x~0.1纤维棒石di-tritri 2:1规则间层可变x不定规则间层ditri 非晶质矿物及有关层状硅酸盐矿物分类粘土矿物种高岭石、地开石、珍珠陶石、变埃洛石（7Å）、埃洛石（10Å）镁绿泥石、正鲕绿泥石、绿锥石、凯利石（斜）纤蛇纹石、镁铝蛇纹石、叶蛇纹石、斜叶蛇纹石、镍蛇纹石、鳞（利）蛇纹石叶蜡石、铁叶蜡石滑石、镍滑石、砸蛇纹镁皂石蒙脱石、贝得石、绿脱石、铬绿脱石斯温福石皂石、锌皂石、锂皂石、斯皂石、锂蒙脱石二八面体蛭石（黏粒蛭石）三八面体蛭石伊利石、钠伊利石白云母、钠云母、钒云母、多硅白云母、铬云母锂云母、铁锂云母、锂铍云母金云母、黑云母、镁黑云母、铁云母（三八面体）珍珠云母绿脆云母、黄绿脆云母顿绿泥石、硼锂绿泥石须藤绿泥石、锂绿泥石叶绿泥石、斜绿泥石 、鲕绿泥石凹凸棒石、坡缕石、绿紼帖石、锰坡缕石海泡石、镍海泡石累托石、托苏石柯绿泥石、滑间皂石、水黑云母、绿泥间滑石水铝英石、硅铁石、伊毛缟石、硅锰矿。
粘土矿物学-5(200706)
5.2斑脱岩
斑脱岩（bentonite）最早是专指火山凝灰岩蚀变成的遇水有 可塑性和膨胀性的岩石。因此斑脱岩一词原来就是有成因含意的， 但后来发现很多沉积岩层（包括海相沉积）中的粘土都有与斑脱 岩相似的膨胀性，也就把这些非火山成因的膨胀土都称为 bentonite，因此也有将“bentonite”一词译为“膨润土”的， 这样，中文上就把斑脱岩与膨润土作为同义语了。 然而地质学家则把膨润土赋予矿产的含意，而把斑脱岩赋予岩 石成因的含意。事实上大量的蒙皂石粘土岩都与火山作用有密切 的联系。 从地质成因的角度，将斑脱岩划分为四个类型：①火山灰沉积 成岩蚀变型；②火山岩热液蚀变型；③岩浆期后蚀变型；④复合 成因型。
5.3 酸性白土与蒙皂石页岩 酸性白土与蒙皂页岩都是在表生带改造的产物。
酸性白土(acid (1) 酸性白土(acid clay) 所谓酸性白土，就是斑脱岩在酸性地表水作用下，淋湿了蒙皂石中的A1而形 成的一种白土，它的特点是sio2与A1,03的比值增大。据小林久平(1949)的 资料，日本的酸性白土的平均SiOZ/A120s＝7·050 显然由于这种白土中A1的溶出，必然造成蒙皂石八面体电荷的不足，而增加 其吸附能力。所以这种白土的有机吸附能力（如吸蓝作用）远较斑脱岩强， 故酸性白土也可以称为天然活性粘土。 鉴定酸性白土与斑脱岩可根据研磨pH值和对维生甲（鱼肝油）的反应。前者 的研磨pH值呈酸性、而后者的研磨pH值呈碱性，前者对维生素甲迅速呈蓝色 反应、而后者一般不明显。 由于酸性白土有前述性能．所以现在多用人工的方法进行酸活化，使之成为 活性土。活化的方法很简单，将斑脱岩粉末放在20％的盐酸中，加热至100t 一小时后过滤、洗涤到pH二4-5为止、在800C下烘干粉碎即可。
由蒙皂石组成的粘土与岩石，一般从矿产角度上称为膨润土， 而从成因与岩石的角度上称为斑脱岩，国外一般统称bentoniteo 这里把bentonite译为斑脱岩，并赋与成因岩石学的含意，因 为bentonite最早是指蚀变粘土化的火山凝灰岩而言。 膨润土一词用作矿产名称是可以的，但作为一个严谨的科学术 语就显得欠妥，因为事实上不存在无膨润性的粘土，(这个术语 容易和工程上的膨胀土相混淆。所以，作为粘土矿产，最好以矿 物成分为命名墓础，如蒙皂石粘土、蒙脱石粘土、绿脱石粘 土……较妥).