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§8 粘土质岩 粘土质岩 概述 粘土质岩的物质成分 粘土质岩的结构、构造和颜色 粘土质岩的分类 粘土沉积物的沉积后作用 1.概述 粘土质岩（Claystone） 由粒径＜0.004mm的细碎屑和粘土矿物（含量＞50％）组成的沉积岩。 粘土质岩 构成粘土质岩主要组分的粘土矿物大多数来自母岩风化的产物，并以悬浮方式搬运至汇水盆地，以机械方式沉积而成。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，以及由火山碎屑物质蚀变形成的粘土矿物，所占比例较少。就形成机理而言，粘土岩类应归属陆源碎屑沉积岩。 沉积岩中分布最广的一类，约占沉积岩总量的60％，具有更广泛的工业使用价值。 不仅是重要的生油岩，同时还是良好的盖层，甚至还可作为油气的储集层。 常具有一些独特的物理性质（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）。 有些黑色页岩和碳质页岩还含有一些稀土元素。 2.粘土质岩的物质成分 粘土岩的矿物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。其化学成分以SiO2、Al2O3和H2O为主，次为Fe、Mg、Ca、Na、K的氧化物及一些微量元素。 2.1 粘土矿物 一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐，可分为非晶质和结晶质两类。后者又分为层状和链层状两种结构类型。 层状结构由两种基本结构层组成 一种为硅氧四面体层； 另一种为铝氧八面体层或镁氧八面体层。 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”。根据结构单元层中各基本结构层相互结合的比例及叠置方式不同，将层状结构粘土矿物结构单元层分为以下三种类型。 1:1型、2:1型、2:1:1型 四面体层（Tetrahedral sheets） 八面体层（Octahedral sheets） ⑴ 1:1型 由一层四面体层和一层八面体层叠置并连接在一起而构成。四面体层中不出现Si4＋与Al3＋的交代，八面体层中 Al3＋未被 Mg2＋ 、Fe3＋交代，结构式为A12〔Si2O5〕（OH）4，在高岭石族矿物中常见，故称为高岭石型，属双层型结构单元层。 ⑵ 2:1型 2:1型属三层型结构单元层，即由两层四面体层夹一层八面体层构成，常见于蒙脱石和水云母族矿物，称为蒙脱石型。 ⑶ 2:1:1型 由2:1型结构单元层再叠置和连接一个似水镁石八面体层而构成。所叠置的八面体层可视为2:1型结构单元的层间物，故也可归为2:1型或三层型，常见于绿泥石族矿物。 粘土矿物分类简表 2.2 非粘土矿物 陆源碎屑矿物 石英、长石、云母、各种副矿物。 化学沉淀的自生矿物 是在粘土岩形成过程中生成的，含量一般＜5％，是粘土岩形成环境及成岩后生变化的重要标志。 Fe、Mn、Al的氧化物和氢氧化物、含水氧化硅、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物。 2.3 有机质 含数量不等的有机质 有机质丰度高的粘土岩常呈深灰、灰黑、黑色，多形成于安静低能还原环境，如泻湖、海湾、深水盆地。 2.4 粘土岩的化学成分 3.粘土质岩的结构、构造和颜色 3.1 粘土质岩的结构 ⑴ 按颗粒的相对含量划分 ⑵ 按粘土矿物结晶程度及晶体形态划分 ⑶ 其它结构 ① 鲕粒及豆粒结构 ② 内碎屑结构 ③ 残余结构 ⑴按颗粒的相对含量划分 ⑵ 按粘土矿物的结晶程度及晶体形态划分 非晶质结构 很少见，仅见于水铝英石质的粘土岩中。 隐晶质结构 最为常见，偏光显微镜下难以识别粘土矿物的晶形，电子显微镜下按晶形可分为超微片状、管状、纤维状、针状、束状、球粒状等各种结构。 显晶质结构 粘土矿物因重结晶而使晶体变粗，偏光显微镜下按粘土矿物晶形可分为显微鳞片、粒状、纤维状等结构。当粘土矿物强烈重结晶时，可变为粗大晶体。 ⑶ 其它结构 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者称为鲕粒，＞2mm者称为豆粒。多见于胶体成因的铝土质和水铝石质粘土岩中。 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。 ③残余结构 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。它们多为粘土岩经热液蚀变而成。 3.2 粘土质岩的构造 宏观构造 各种层理（如水平层理、块状层理）、各种层面特征（如干裂、雨痕、虫迹、结核、晶体印痕）、水底滑动构造、搅混构造等。 具有水平层理构造的粘土岩，其水平细层的厚度小于1cm者称为页状层理或页理，它具有沿层理方向易剥裂成页片的性质，是由于层状粘土矿物水平定向排列而具有易剥裂性的结果；水平细层的厚度小于1mm者称为纹理，在粘土岩中也较常见。 3.2 粘土质岩的构造 显微构造 显微鳞片构造：由极细小的、排列方向不规则的粘土矿物组成，常见于泥岩中。 显微毡状构造：由极细小的鳞片状、纤维状粘土矿物错综交织杂乱排列而成，在正交光下