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1、本科必修课,鲜本忠 副教授 联系方式：E-mail: xianbzh; 中国石油大学（北京）地球科学学院,沉积岩与沉积相,第八章 粘土岩,第一节 概述 第二节 粘土岩的物质成分 第三节 粘土岩的结构、构造、颜色 第四节 粘土岩的分类及沉积后变化,Claystone,1.定义 广义： 主要由粒径50%）组成的沉积岩。疏松或末固结成岩者称为粘土。 狭义： 主要由粘土矿物（含量大于50%）组成的沉积岩。 粘土矿物成因： 机械方式：母岩风化而成主体！ 化学方式：自生粘土矿物富集而成少！,第一节 概 述,2.研究意义 分布最广，约占沉积岩总体积的5560%。 沉积岩成因、沉积环境分析 吸附的微量元素可判
2、断古环境和古气候。 重要的石油地质意义 重要的生油母质；良好盖层；泥岩裂缝油气藏 工业用途 可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等 经济意义 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。,第一节 概 述,第一节 概 述,1）粘土矿物的粒径一般小于0.005mm或0.0039mm，甚至小于0.001mm。 2）关于粘土岩的概念和使用，国际沉积学界仍未统一。 3）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（自生粘土和火山碎屑物质比例少），属于陆源碎屑沉积岩。,3.几点说明,第二节 粘土岩的物质成分,一、粘土矿物（主要）,二、陆源碎
3、屑物质（次要）,三、化学沉淀的非粘土物质（次要）,四、有机质（次要）,高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石,石英、长石、云母,氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐,非粘土矿物,一、粘土矿物,粘土矿物是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。 结晶质的粘土矿物分为层状和链层状两种结构类型，最常见的为层状结构。,层状结构粘土矿物的两种基本结构层： 硅氧四面体层 由位于四面体中心的一个硅 和位于四面体角顶的四个氧组成。 铝/镁氧八面体层 由位于一个八面体中心的铝和 六个位于八面体角顶的氧组成。 在铝氧八面体中，Mg2+、Fe3+等可置换Al3+。,一、粘土矿物,层状结构的粘土矿物有两种：
4、 同一类型的矿物结构单元层重复叠置而成的简单层状结构粘土矿物，如高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等； 由两种或两种以上的不同类型的粘土矿物结构单元层叠置而成的混层粘土矿物。,一、粘土矿物,一、粘土矿物,表8-1 粘土矿物分类简表,中国四大系印章石寿山、青田、昌化、巴林,福州寿山石,浙江青田青田石,浙江省临安鸡血石/昌化石,内蒙古巴林石,叶腊石,叶腊石,叶腊石和石英,朱砂（硫化汞） 渗透到高岭石，地开石中,（1）高岭石族 高岭石、地开石、珍珠陶土 1：1型双层结构单元层：由一层Si-O四面体和一层Al-(O-OH)八面体组成 高岭石 单个晶体：六边鳞片状、书页状。 集合体：蠕虫状、手风琴状； 成因
5、 长石类矿物在酸性介质中分解的产物 富含Al3+的硅酸盐转变 晶体0.010.001mm，重结晶1mm相对密度2.61，硬度2质纯白色，含杂质浅红色、浅黄色,一、粘土矿物,高岭石 扫描电镜 1100倍 假六方片状集合体,高岭石,（2）蒙脱石族 蒙脱石拜来石、绿脱石、皂石， 2：1型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层 蒙脱石/胶岭石/微晶高岭石 偏光镜下细鳞片状，干涉色比高岭石、伊利石高。 扫描电镜下细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚。 加水膨胀或呈浆糊状 质纯白色/灰白色，含杂质呈黄色、桃红色、灰绿色等。致密块状呈蜡状光泽，疏松土状光泽暗淡。硬度12,相对密度23。 常与未变化的火山玻璃一
6、同产出,棉絮状蒙脱石 内蒙伊22井 扫描电镜2000倍,（3）伊利石族/水云母族 伊利石、海绿石 2：1型结构单元层 伊利石 偏光显微镜下 弯曲叶片状，低中正突起，干涉色可达二级 扫描电镜下 圆滑鳞片状或带尖角和直边的片状,伊利石,弯曲叶片状,超显微鳞片状伊利石 扫描电镜1200倍 吉林油田,（4）绿泥石族 2：1：1型结构单元层 由2：1结构单元层再叠置和连接一个八面体层。 叶绿泥石、鲕绿泥石、铁绿泥石 绿色 单体针叶状、玫瑰花状 集合体绒球状 叶绿泥石最常见-辉石、角闪石、石榴石、长石等的蚀变产物 鲕绿泥石-沉积铁矿的重要组成部分，与菱铁矿、黄铁矿、菱锰矿等共生200m米的温暖浅海，水温2
7、0。,一、粘土矿物,薄片状绿泥石集合体 吉林 3300倍,混层粘土矿物 两种或两种以上不同类型的粘土矿物结构单元叠置而成 有序（规则）混层 伊蒙有序混层、绿蒙有序混层 无序（不规则）混层 伊蒙无序混层、绿蒙无序混层、伊蒙绿无序混层,一、粘土矿物,第二节 粘土岩的矿物成分,一、粘土矿物（主要）,二、陆源碎屑物质（次要）,三、化学沉淀的非粘土物质（次要）,四、有机质（次要）,高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石,石英、长石、云母，其中最主要的还是石英,铁、锰、铝的氧化物、氢氧化物，碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐,非粘土矿物,第三节 粘土岩的结构、构造、颜色,一、粘土岩的结构,1、按颗粒的相对含量划分,2、按粘土
8、矿物的结晶程度及晶体形态划分,(1)非晶质结构很少见 (2)隐晶质结构最常见 (3)显晶质结构粘土矿物重结晶而变粗,3.鲕粒及豆粒结构 同心环状颗粒，直径小于2mm者称鲕粒，大于2mm者称豆粒 4.内碎屑结构 5.残余结构（残余火山碎屑结构、残余斑状结构等）,一、粘土岩的结构,二、粘土岩的构造,1、宏观构造,2、显微构造,(l)显微鳞片构造排列方向不规则 (2)显微毡状构造鳞片状、纤维状交织杂乱排列 (3)显微定向构造沿层面定向排列,主要是原生色，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、有机质和黄铁矿的含量、铁离子状态,三、粘土岩的颜色,1）红色、紫红、褐黄色 2）绿、灰绿色
9、 3）灰色、灰黑、黑色,高价氧化铁薄膜,绿泥石/伊利石晶格中含Fe2+/海绿石,有机碳/低价铁硫化物,三、粘土岩的颜色,暗色（主要是灰色、黑色） 强还原环境（半）深湖/海、海湾、泻湖 红色、紫红色 强氧化环境，粘土矿物颗粒间或颗粒表面存在分散状的铁的氧化物（赤铁矿、褐铁矿）薄膜 浅绿色或灰绿色 弱氧化弱还原环境，伊利石的晶格中含有Fe2+，以及绿泥石、海绿石的存在,第四节 粘土岩分类及沉积后变化,了解：自学,思考题,什么是粘土岩？ 粘土岩的物质成分包括哪些？ 掌握并比较高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石的鉴定标志。 粘土岩在具有哪些结构、构造特征。,思考：粘土岩的研究意义？,实验安排 1、沉积岩结构组分 2、常见砂岩的 鉴定与定名 3、碳酸盐岩结构组分 4、白云岩+石灰岩观察与描述,
