粘土岩、页岩和泥岩的区别
第九讲 粘土岩
粘土岩的分类
固结程度结构及成分
结构 （粉砂 或砂 含量
粘 土 矿 物 成 分
混 入 物 成 分
岩石名称
未－弱固结 （未重结晶）
<10% 10～25%
25～50%
高岭石
蒙脱石 伊利石 海泡石 高岭石、蒙脱石
高岭石，伊利石
蒙脱石，伊利石 钙质 铁质 硅质
粘土
含粉砂（砂）粘土
粉砂（砂）质粘土
高岭石粘土 （高岭土） 蒙脱石粘土 （膨润土） 伊利石粘土 海泡石粘土
在粘土矿物中，以蒙脱石的水化能力最强，水化后 体积膨胀可超过50%。
粘土岩的结构——粒度
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<10%，以手触摸有油腻感，用小刀切刮 时，切面光滑，常呈现鱼鳞状或贝壳状断口。
含粉砂粘土结构（粉砂25-10%）和粉砂质粘土结构 （粉砂50-25％）。这两种结构的岩石用手触摸具 粗糙感、刀切面不平整，断口粗糙。
这种非渗透性，使粘土岩成为石油及天然气在地下 保存的良好盖层。据统计，世界上334个大油气田 中，以粘土岩作为盖层者占65%。我国大庆及渤海 湾地区各油田都是以粘土岩作为油气的盖层。
粘土岩的物理性质——吸附性
粘土矿物具有从周围介质中吸附各种离子、放射性元 素及有机色素的能力。
由粘土矿物分子间力相互作用而产生的吸附称物理吸 附，它与粘土的分散性有关。
海泡石页岩 高岭石
岩
－蒙脱石页岩
高岭石－ 伊利石泥岩
高岭石 －伊利石页岩
蒙脱石 －伊利石泥岩
蒙脱石 －伊利石页岩
钙质泥岩 铁质泥岩 硅质泥岩
钙质页岩
铁质页岩 硅质页岩
泥
岩石及土的分类
化学岩 和生物化学岩
石灰岩、泥灰岩
溶液和胶体溶液；生物 化学作用形成的矿物和 生物遗体
化学沉积、胶 化学结构
体沉积和生物 和生物结
沉积作用 构
注：1.火山集块岩主要由大于100mm的熔岩碎块、火山灰尘等经压密胶结而成； 2.火山角砾岩是由角砾状的火山岩屑(粒径100～2mm)堆积而成； 3.凝灰岩是由火山灰(或粒径2～0.5mm的火山岩屑)沉积而成； 4.砾岩和角砾岩由50％以上大于2mm的粗大碎屑胶结而成。由浑圆状砾石胶结而成的称砾岩；由棱角状砾石胶结而 成的称角砾岩。 5.砂岩由50％以上粒径介于2～0.05mm的砂粒胶结而成。按砂粒粒径的大小，可分为粗粒砂岩(2～0.5mm)、中粒砂 岩(0.5～0.25mm)和细粒砂岩(0.25～0.05mm)。 6.粉砂岩由粒径介于0.05～0.005mm的粉粒胶结而成。 7.泥岩呈厚层状；页岩则呈薄层状。
地壳中的原岩在高温、 高压和化学性活泼的物 质渗入的作用下，在固 体状态下改变了原来岩 石的结构、构造甚至矿 物成分，形成一种新的 岩石
依冷凝成岩时的地质环境的不同，将岩浆岩分为三类： 喷出岩(火山岩)：岩浆喷出地表后冷凝形成的岩浆岩称为喷出岩。在地表的条件下，温度 下降迅速，矿物来不及结晶或者结晶差，肉眼不易看清楚。如流纹岩、安山岩、玄武岩等。 浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力小，温度 下降较快，矿物结晶较细小。如花岗斑岩、正长斑岩、辉绿岩等。
花岗岩残积土 全风化 强风化
核心区别:一般是用标贯试验吧。仅限花岗岩残积土小于30、全风化大于30、强风化 大于50. 残积土：岩芯比较松散，无法看到原岩结构，一般像这样的土定粉质黏土都不会错。 全风化：原岩结构构造以被破坏，岩芯呈土状，如果有风化残留物，可以看到原岩 结构的可以定为全风化，如果没有那就是粉质粘土了，一般全风化可以打标贯。 强风化：强风化的东西明显有岩的结构和构造，强风化节理裂隙很发育，岩芯比较 破碎，呈碎块状，局部可能有短柱状，一般强风化只能打动探.
第八章 粘土岩
结构 （粉 砂或 砂含 量）
< 10% 10%-25% 25%-50% 高岭石 蒙脱石
粘土 矿物 成分
伊利石 海泡石 高岭石、蒙脱石 高岭石、伊利石 蒙脱石、伊利石 钙质
混入 物成 分
铁质 硅质 有机质
第五节
粘土沉积物的沉积后变化
• 一、压实作用
沉积物(粘土物质)
压实作用（孔隙度降低 、体积减小） 粘土岩 孔隙水排出
沙1井， 5452.34m ，T1b ，次生孔隙内丝状伊利石 ，放大倍数3000
（4）绿泥石族 型结构单元层。 2：1：1型结构单元层。 绿泥石
绿色 硬的鳞片状
夏2井， 4347m，T1b ，溶蚀孔中针叶状绿泥石，放大倍数4000
沙1井， 5452.34m ，T1b ，粒间针叶状绿泥石 ，放大倍数3500
• 3、按颗粒形态划分 （1）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<2mm者称鲕粒，>2mm者称豆粒 <2mm者称鲕粒 者称豆粒。 环状颗粒，直径<2mm者称鲕粒，>2mm者称豆粒。 这两种结构多见于胶体成因 胶体成因的铝土质和水铝石质 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。 （2）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。 质胶结而成。 （3）残余结构 按原岩结构不同，可分为残余火山碎屑结构、 按原岩结构不同，可分为残余火山碎屑结构、 残余斑状结构等。它们多为原岩经热液蚀变而成。 残余斑状结构等。它们多为原岩经热液蚀变而成。
第二节 粘土岩的物质成分
粘土矿物（主） 陆源碎屑物质（次） • 粘土岩的矿物成分 化学沉淀的非粘土物质 （次） 有机质（次）
• 化学成分： 以 SiO2、Al2O3和H 2O 为主，次为Fe、Mg、Ca、Na、 K的氧化物及一些微量元素。
泥岩-页岩-粘土岩-板岩-粘土矿物
泥岩、页岩、粘土岩、板岩和粘土矿物1、粘土岩（clay rock）粘土岩是一种主要由粒径＜0.0039mm的细颗粒物质组成的并含有大量粘土矿物的沉积岩。
疏松未固结者称为粘土，固结成岩者称为泥岩和页岩。
大多数粘土岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所，以机械方式沉积而成的。
部分粘土岩是铝硅酸盐矿物分解的产物在原地堆积而成或在水盆地中通过胶体凝聚作用形成的，成分较纯，常常具有一定的工业价值。
粘土矿物是粘土岩中最主要的矿物成分。
粘土矿物很细小，它们的结晶大小一般不超过1—2微米。
粘土矿物种类繁多，粘土岩中分布最广的是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。
粘土岩的化学成分取决于它的矿物成分和粘土矿物中吸附离子的成分。
其主要化学组分是SiO2、Al2O3及铁的氧化物等。
粘土岩的颜色取决于粘土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。
单一成分的高岭石粘土、水云母粘土等，常呈白色、浅灰色，浅黄色等；某些粘土岩中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物，则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等；含锰的氧化物时则呈褐色或黑色；含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色；若粘土岩中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时，则呈绿色或蓝色。
粘土岩是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量的60—70%。
粘土岩具有独特的物理性质，如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等等，因而在工农业方面有着广泛的用途。
近年来，在黑色页岩和碳质页岩中还发现含有稀有元素和稀土元素，构成具有工业价值的矿床。
粘土岩是重要的生油岩和油气藏的盖层，研究粘土岩具有重要的经济意义。
2、泥岩一种层理或页理不明显的粘土岩。
矿物成分复杂，主要由粘土矿物（如水云母、高岭石、蒙脱石等）组成，其次为碎屑矿物（石英、长石、云母等）、后生矿物（如绿帘石、绿泥石等）以及铁锰质和有机质。
质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显。
常见类型有：①钙质泥岩。
含适量碳酸钙，常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。
软质岩分类
软质岩分类软质岩是一类由细粒颗粒组成的岩石，其主要特点是含水量较高，质地柔软易变形。
软质岩广泛分布于地球表层，包括泥岩、粘土岩、页岩、砂岩等。
本文将以软质岩分类为主题，介绍不同类型的软质岩及其特点。
一、泥岩泥岩是一种由粘土颗粒组成的软质岩石，具有黏性和塑性。
其主要成分是粘土矿物，如伊利石、蒙脱石等。
泥岩通常呈灰色或黑色，质地细腻，容易分层剥离。
由于其含水量较高，泥岩常常表现出较强的塑性，易于被挖掘和开采。
二、粘土岩粘土岩是一种由粘土颗粒紧密堆积而成的软质岩石。
其主要成分是粘土矿物，如膨润土、伊利石等。
粘土岩的颜色多样，可以是黄色、红色、绿色等。
粘土岩质地细腻，容易分层剥离，并且具有较强的塑性和黏性。
粘土岩经过干燥后会出现收缩现象，容易产生裂缝。
三、页岩页岩是一种由粘土颗粒和其他细颗粒混合而成的软质岩石。
其主要成分包括粘土矿物、石英、长石等。
页岩的颜色多样，可以是黑色、灰色、褐色等。
页岩质地致密，不易分层剥离。
由于含水量较高，页岩具有较强的塑性和黏性。
此外，页岩还含有丰富的有机质，可以作为石油和天然气的储集层。
四、砂岩砂岩是一种由砂粒组成的软质岩石。
其主要成分是石英颗粒，还可能包含长石、云母等。
砂岩的颜色多样，可以是白色、黄色、红色等。
砂岩质地粗糙，颗粒间有间隙，容易渗水。
砂岩具有较好的透水性和透气性，是地下水的重要储藏层和地下水源地。
软质岩是一类特殊的岩石，在工程建设中有着广泛的应用。
由于软质岩的柔软易变形特点，其工程性质与其他岩石有所不同。
在隧道、水利工程、地基处理等领域，需要对软质岩进行特殊处理，以确保工程的安全和稳定。
总结起来，软质岩是一类含水量较高、质地柔软易变形的岩石，包括泥岩、粘土岩、页岩、砂岩等。
每种软质岩具有各自独特的特点和用途，对于工程建设具有重要意义。
在实际工程中，需要针对软质岩的特性进行相应的处理和设计，以确保工程的安全可靠性。
软质岩的研究和应用将进一步推动工程技术的发展，为社会经济的持续发展做出贡献。
岩石分类
○1花岗岩：深层侵入岩，表观肉红、灰至浅灰色；驻澳矿物为石Array；块状构造。
性质均匀坚固是良好的建材。
○2花岗斑岩：浅层侵入岩；成分与花岗岩相似；具有斑状结构，○3流纹岩：是喷出岩，系岩流产物；呈灰白、紫灰、浅黄褐色；斑状结构，细小的斑晶常由石英长石组成。
、，○1正长岩：深成侵入岩，肉红色或浅灰色；全晶质结构，块状构2正长斑岩：为浅成侵入岩，斑状结构，斑晶为正长石；一般呈由长石、角闪石等组成的细晶质石基比较致密。
3粗面岩：为喷出岩，呈浅灰、浅褐或浅红等色；斑状结构，斑4闪长岩：深成侵入岩，呈灰色、灰绿色；组成矿物为斜长石和5闪长玢岩：浅成侵入岩，呈灰色、灰绿色，成分与闪长岩相似，6安山岩：为喷出岩，呈灰色、紫色及紫灰色，斑状结构，斑晶1辉长石：为深成侵入岩，呈灰黑色至黑色，全晶质等粒结构，2辉绿岩：为浅成侵入岩，呈灰绿灰黑绿色；具有特殊的辉绿岩；矿物与辉岩相似，3玄武岩:为喷出岩，成分与辉长岩相似，呈灰色至灰黑色；具有气孔状或杏仁状构造；致密坚硬，脆性，胶结物为火山灰等；孔隙度高、重量轻、易风化。
砾岩及角砾岩：砾状结构，由粒径＞2mm，含量＞50%的岩石碎屑胶砂岩：砂质结构，由50%以上的砂粒（粒径在2～0.05mm以内）胶成分一般为石英砂、长石砂及其他岩屑砂等；粒径可分为中0.5—0.25mm）、粗（2—0.5mm）、细（＜0.25mm）；胶结物分别为硅、易软化，强度及稳定性差；铁质砂岩呈紫红或棕强度和稳定性中等。
砂岩分布广，层粉砂岩：粒径0.05～0.005mm;粉砂质结构，水平层理清晰；由石强泥岩：泥质结构，主要由高岭土、微晶高岭石及水云母等粘土矿物页岩：由粘土脱水胶质而成，以粘土矿物为主要成分，胶结物为钙石灰岩：矿石以方解石（碳酸钙晶体）为主，含量大于90%，粘土10%；另含少量的白云石和粘土矿物；纯质灰岩为白色，常浅灰色。
由纯化学作用生成的灰岩具有良好的结晶结构；有一般含有一些白云石和粘土矿当粘土矿物含量达25～50%时，称为泥灰岩，含白云石达25～50%白云岩：主要矿物成分为白云岩（白云岩大于90%，方解石小于10%），结晶结构；纯白云岩为白色；灰质白50～75%，方解石50～25%。
岩石的分类
岩石的分类自然界有各种各样的岩石，按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
一、岩浆岩岩浆岩的形成：地壳下部，由于放射性元素的集中，不断地蜕变而放出大量的热能，使物质处于高温（1000"C 以上）、高压（上部岩石的重量产生的巨大压力）的过热可塑状态。
成分复杂，但主要是硅酸盐，并含有大量的水汽和各种其他的气体。
当地壳变动时，上部岩层压力一旦减低，过热可塑性状态的物质就立即转变为高温的熔融体，称为岩浆。
岩浆内部压力很大，不断向地壳压力低的地方移动，以致冲破地壳深部的岩层，沿着裂缝上升。
上升到一定高度，温度、压力都要减低。
当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。
岩浆的成分：主要有SiO2、TiO2、A1203、Fe203、FeO、MgO、MnO、CaO、K2O、Na2O等。
依其含SiO2量的多少，分为：基性岩浆：特点是富含钙、镁和铁，而贫钾和钠，粘度较小，流动性较大。
酸性岩浆：富含钾、钠和硅，而贫镁、铁、钙，粘度大，流动性较小。
岩浆岩的分类：（成岩的地质环境）（1）深成岩：岩浆侵入地壳某深处（约距地表3km）冷凝而成的岩石。
由于岩浆压力和温度较高，温度降低缓慢，组成岩石的矿物结晶良好。
（2）浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝而成的岩石。
由于岩浆压力小，温度降低较快，组成岩石的矿物结晶较细小。
（3）喷出岩：岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表，这种活动叫火山喷发，对地表产生的一切影响叫火山作用，形成的岩石叫喷出岩。
在地表的条件下，温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差。
肉眼不易看清楚。
岩浆岩的产状：是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。
由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几种：岩基：深成巨大的侵入岩体，范围很大，常与硅铝层连在一起。
形状不规则，表面起伏不平。
与围岩成不谐和接触，露出地面大小决定当地的剥蚀深度。
岩株：与围岩接触较陡，面积达几平方公里或几十平方公里，其下部与岩基相连，比岩基小。
岩土工程勘察野外岩土描述
岩土工程勘察野外岩土描述野外土名描述一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。
二、淤泥质粉质粘土：灰色~灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。
四、粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。
五、粉质粘土：青灰色，软~可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
六、粉质粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
七、粉质粘土：灰黄~褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
局部含团块状密实粉土。
九、粉质粘土：灰黄~褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
十、粉质粘土：灰黄~灰色，软~可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。
十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
十二、粉质粘土夹粉土：灰黄~青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。
主要由石英等矿物组成，饱和状态。
十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。
十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软~可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
局部夹薄层粉土。
十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。
摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度好、分、选性好。
十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。
十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为3cm。
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粘土岩、泥岩、页岩总结
一、粘土岩：
1.粘土岩是一种主要由粒径＜0.0039m的细颗粒物质组成的并含有大量粘土矿物的沉积岩。
疏松未固结者称为粘土，固结成岩者称为泥岩和页岩。
2.构成粘土岩主要成分的粘土矿物大多数来自母岩风化产物，并以悬浮方式被搬运水盆地，以机械方式沉积而成。
由水盆地中sio2和Al2o3胶体的凝聚作用形成的自生粘土矿物，以及由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。
因此就形成的机理而言，粘土岩类应归属陆源碎屑沉积岩。
3.粘土岩的化学成分取决于它的矿物成分和粘土矿物中吸附离子的成分。
其主要化学组分是SiO2、Al2O3。
4.粘土岩是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量的60—70%。
二、泥岩
1.一种层理或页理不明显的粘土岩。
2.质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显。
3.常见类型有：①钙质泥岩。
含适量碳酸钙，常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。
②铁质泥岩。
含较多的铁矿物，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等，多见于红色岩层。
③硅质泥岩。
三.页岩
1.粘土岩的一种。
2.具页状或薄片状层理。
用硬物击打易裂成碎片。
3.常见类型有：
①黑色页岩。
含较多的有机质。
②碳质页岩。
含有大量已碳化的有机质，常见于煤系地层的顶底板。
③油页岩。
含一定数量的沥青，黑棕色，浅黄褐色等，层理发育，燃烧有沥青味。
④硅质页岩。
含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上。
⑤铁质页岩。
含少量铁的氧化物、氢氧化物等。
多呈红色或灰绿色。
在红层和煤系地层中较常见。
⑥钙质页岩。
含CaCO310－30%。
此外，还有混入一定砂质成分者，称为砂质页岩。
4.页岩抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地。
5.页岩不透水，在地下水分布中往往成为隔水层。
四.泥岩与页岩的区别
页岩与泥岩的区别在于页岩有明显平整的层理，相邻两层组成颗粒大小有明显差异；泥岩层理不明显，质地较均匀。