下载文档原格式
3粘土矿物的结晶结构及基本特征3.1粘土矿物概念、类型及其结构化学特征粘土的本质是粘土矿物。
粘土矿物是细分散的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
晶质含水层状硅酸盐矿物有高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等: 含水非晶质硅酸盐矿物有水铝英石、胶硅铁石等。
粘土矿物决定了整个粘土类或岩石的性质，它是最活泼的组分。
粘土矿物的晶体结构主要是由两个最基本结构单元组成，即硅氧四面体和铝氧八面体，并沿X轴方向发展。
四面体的中心是四价的硅Si4+，而四个二价的氧O2－分布于四面体的四个顶角，四面体的四个面均为等边三角形(如图3.1- (a))，有时四面体中的氧原子为氢氧原子所代替，四面体的底面落在同一平面上，以三个尖顶彼此连结，第四个尖顶均指向同一个方向，在平面上组成六角形网格状结构或链状结构(如图3.1- (b))，成为四面体层(片)。
八面体由六个氧或氢氧原子以等距排列而成，A13+(或Mg2＋)居于中心(如图3.2- ( a ))，八面体亦排列成层状态结构，成为八面体层(片)(如图3.2- (b))。
由于单位晶格的大小相近似，四面体层与八面体层很容易沿C轴叠合而成为统一的结构层，此结构层称为结构单位层，简称晶层，几个结构层组成晶胞。
四面体层与八面体层的不同组合堆叠重复，便构成了各种粘土矿物的不同层状结构。
由一个四面体层与一个八面体层重复堆叠的称为1:1型结构单位层(如高岭石等)，也称为二层型; 由两个四面体层间夹一个八面体层重复堆叠的称为2:1型结构单位层(如蒙脱石、伊利石等)，也称为三层型;在层状结构中，四面体层与八面体层间共用一个氧原子层，故四面体层与八面体层间的键力大，联结较强，但在1:1型或2:1型结构单位层间并不共用氧原子层，层间的联结较弱。
在高岭石类粘土矿物中，结构单位层间为O与HO(或OH与OH)相邻(如图3.3 )，堆叠时，在相邻两晶层之间，除了范德华(Van der waals)力增扩的静电能外，主要为表层(羟)基及氧原子之间的氢键力，将相邻两晶层紧密地结合起来，使水不易进入晶层之间。
第七章泥质岩第一节概述一、概念粘土岩类又叫泥质岩或泥岩，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。
包括单矿物质的高岭石、蒙脱石、伊利石粘土岩，也有复矿质的泥岩、页岩等。
二、粘土矿物的成因（1）机械方式：来自母岩风化的产物，以悬浮方式搬运，以机械方式沉积而成，占大多数。
（2）化学方式：由汇水盆地中SiO2和Al2O3胶体的凝聚作用形成的自生粘土矿物，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按成因机理，将粘土岩归为细碎屑岩。
三、研究意义第二节物理性质与用途1）可塑性：粉碎加水后造型，撤外力后形态不变2）耐火性：粘土矿物在高温下不熔融，Al2O3-----Fe,Ti，SiO23）烧结性：粘土矿物在低于耐火度的低温下局部熔化，质点间相互粘结成坚硬的瓷质石块。
4）粘结性：粘土矿物能与瘠性材料（掺入砂质）粘合，塑造出良好的泥胚，干燥后能形成坚实生呸。
5）干缩性：粘土矿物风干或加热烧干后，由于质点表面结合水分水分的蒸发，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收各种体态、液态及有机质色素的能力。
7）吸水性：粘土矿物吸水，体积发生膨胀。
第三节泥质岩的物质成分泥质岩的物质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。
一、矿物成分：（一）、粘土矿物（二）、非粘土矿物：陆源碎屑物质；化学沉淀自生矿物（三）、有机质二、化学成分：一、泥质岩矿物成分：（一）、粘土矿物关于粘土矿物的含义至今没有统一的意见。
目前多数人认为，粘土矿物是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：伊利石、蒙脱石、绿泥石、高岭石等非晶质包括：水铝英石，硅胶铁石等泥质岩中分布最广的是伊利石，其次为蒙脱石、绿泥石、高岭石和各种混层粘土矿物。
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1、粘土矿物晶体结构粘土矿物由两种基本结构层组成。
粘土矿物特征及其鉴定一、层状粘土矿物的分类、特征以及代表性矿物有哪些？（至少列举三种）层状硅酸盐粘土矿物的种类很多，根据其构造特点和性质，可以归纳为4个类组，主要有：高岭组，蒙蛭组，水化云母组和绿泥石组矿物。
1.高岭组又叫1：1型矿物，是硅酸盐粘土矿物中结构最简单的一类。
包括高岭石，珍珠陶土，迪恺石和埃洛石等。
高岭组的特点（1）1：1型的晶层结构晶层由一层硅片和一层铝片重叠而成，硅片和铝片的比例为1：1.（2）非膨胀性相邻的晶层的层面不同，分别是硅面和铝面两个层面之间产生了较强的连接力，晶层的距离不变，不易膨胀。
（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（4）胶体特性较弱颗粒总表面积相对较小。
可塑性、粘结性、黏着性和吸湿性都较弱。
2.蒙蛭组又叫2：1型膨胀性矿物，包括蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。
蒙蛭组的特点（1）2：1型的晶层结构晶层由二层硅片夹一层铝片构成，硅片和铝片的比例为2：1，故又称2：1型膨胀性矿物。
（2）胀缩性大该组矿物晶层的顶层和底层两个基面都有Si－O面所构成，所以当两个晶层相互重叠时，晶层相互间只能形成很小的分子引力。
晶层间的结合力很弱，故晶层的间距因水分的进入而扩张，因失水而收缩，蒙脱石晶层间距变化在0.96～2.14nm之间，具有很大的膨胀性。
（3）电荷数量大同晶替代现象普遍，蒙脱石主要发生在铝片中，一般以Mg2＋代Al3＋，而蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。
（4）胶体特性突出蒙脱石颗粒细微，颗粒的总表面积大。
其可塑性、粘结性、黏着性和吸湿性都特别显著蛭石的颗粒比蒙脱石大，其表面积比蒙脱石小。
3.水化云母组又叫2：1型非膨胀性矿物或伊利组矿物。
伊利石是其代表。
水化云母组的特点（1）2：1型晶层结构晶层结构与蒙脱石相似，同样是由两层硅片夹一层铝片组成，硅片和铝片的比例为2：1，故又称2：1型非膨胀性矿物。
（2）非膨胀性在伊利石晶层之间吸附有钾离子。
它受到相邻两晶层负电荷的吸附，因而对相邻两晶层产生了很强的键联效果，连接力很强，使晶层不易膨胀。
