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粘土结构（泥质结构）
含粉砂（砂）粘土结构 粉砂（砂）质粘土结构
２、按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分 • (1)非晶质结构∶很少见，仅见于水铝英石质的粘土岩中。
• (2)隐晶质结构∶最为常见，在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。 • (3)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。如
２、粘土矿物成因：
(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。
据成因机理，将粘土岩归为细碎屑岩 。
3、研究意义 (1) 分布最广，约占沉积岩总体积的55～60%。
• 粘土岩的作用：重要的生油岩，良好的盖层，还可作为油气的 储集层。
第一节
１、定义
概述
粘土岩是指以粘土矿物为主(含量>50%)的沉积岩（狭义）。疏松或 末固结成岩者称为粘土。 粘土岩是主要由粒径<0.01mm的细碎屑物质（>50%）组成的沉积岩 （广义）。 粘土岩的粒度组分都很细小，主要是因为粘土矿物的粒径细 小。粘土矿物的粒径一般 <0.005mm 或 0.0039mm ，甚至小于 0.00 １ mm 。所以，就粒度组分而言， <0.005mm 或 <0.0039mm 的 组分含量>50%的碎屑岩就是粘土岩。
伊利石
2 ：1
绿泥石
1、１：１型（高岭石型） 1：1型 双层结构单元层由一层Si-O四面体和一层Al-(O-OH)
八面体叠置组成。在高岒石族矿物中常见。
高岭石 • 单个晶体：六边鳞片状。 • 集合体：蠕虫状、手风琴状；
２、 2：1型（蒙脱石型）
2：1型三层结构单元 两层四面体夹一层八面体层常见于蒙
蒙脱石2:1型
伊利石2:1型
绿泥石2:1:1型
一、粘土矿物
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“结构单元层”，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：分三种类型 (1) (2) 1：1型 ； 2：1型；
(3)
2：1：1型
粘土矿物分类简表
结构单元层类型 层间物 族 高岭石 种 高岭石、地开石、珍珠陶土等 埃洛石（多水高岭石）、变埃洛石等 蒙脱石、拜来石、绿脱石、皂石 水云母（伊利石）、海绿石
三、粘土岩的颜色
原生色能反映生成环境。主要影响因素为粘土矿物成分、有 机质和黄铁矿的含量、铁离子状态。
１、暗色（主要是灰色、灰黑色、黑色）
强还原环境——富含有机质和分散状低价铁的疏化物(如黄 铁矿)所致。
２、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
1:1 [Si4O10](OH)8
有或无水分子 埃洛石 蒙脱石
简 单 层 状 晶 质 层 状
2:1 [Si4O10](OH)2
阳离子或水化阳 离子 水云母
2:1:1 [Si4O10](OH)2
有序混层 混 层 状
氢氧化物
绿泥石
各种绿泥石 、单热石等
水云母-蒙脱石组合、绿泥石-蒙脱石组合 水云母-蒙脱石组合、水云母-绿泥石组合 水云母-蒙脱石-绿泥石组合等 水化阳离子 海泡石 海泡石、坡缕石（凹凸棒石）
• 显微构造是在显微镜下才能见到的微观构造。
• (l)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。 • (2)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，纤体交错消光。
• (3)显微定向构造∶为极细小的鳞片状或纤维状粘土矿物沿层面
定向排列而成，正交光下同时消光。
夏2井， 4405.69m，T1b ，粒间、粒表片状伊利石 ，放大倍数3170
沙1井， 5452.34m ，T1b ，粒间针叶状绿泥石 ，放大倍数4000
沙1井， 5452.34m ，T1b ，粒间针叶状、绒球状绿泥石 ，放大倍数3500
沙1井， 5452.34m ，T1b ，次生孔隙内丝状伊利石 ，放大倍数3000
三、粘土岩的化学成分
主要： SiO2、Al2O3和H2O，三者可达80% 。
• 次要： Fe2O3、FeO、MgO、CaO、NaO、K2O 等。 • 粘土岩的化学成分主要取决于它的矿物成分、混入物、吸附的阳 离子类型及含量。 • 粘土矿物常具有吸附各种离子的特性 。
• 粘土岩的化学成分与沉积环境有一定关系。
(2) 石油地质意义:重要的生油岩，良好的盖层，还可作为油气的
储集层。可分析沉积岩成因、沉积环境分析，吸附的微量元素 可判断古环境和古气候。 (3)工业用途：可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等。 (4)经济意义:富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床黑色页岩
和碳质页岩中镍、钼、钒、铅、铂、铈、钇等。
• 有序（规则）混层
– 伊—蒙有序混层、绿—蒙有序混层
பைடு நூலகம்
• 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
夏2井， 4347m，T1b ，粒间片状绿泥石与片状c/s混层 ，放大倍数3000
夏2井， 4347m，T1b ，溶蚀孔中针叶状绿泥石，放大倍数4000
夏2井， 4347m，T1b ，粒间六方板状高岭石 ，放大倍数2000
第二节
粘土岩的物质成分有：
粘土矿物 陆源碎屑物质
粘土岩的物质成分
化学沉淀的非粘土物质 有机质
化学成分：以SiO2，Al2O3和H20为主，次为Fe、Mg、Ca、Na、K的氧化物及
一些微量元素。
一、粘土矿物 粘土矿物是含水的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，分非晶质 和结晶质两类。 结晶质粘土矿物具有层状和链层状两种结构类型，以 层状结构粘土矿物最常见。 层状结构的粘土矿物由两种基本结构层组成：硅氧四 面体层、铝/镁氧八面体层，在铝氧八面体中，Mg2+、Fe3+ 等可置换Al3+。
• 三、粘土岩的颜色 • 粘土岩颜色与粘土岩所含的有机碳、铁离子的氧化状态等因素
有关：
1、红色、紫红色：分散状的高价氧化铁(赤铁矿、褐铁矿) 所 致，是强氧化条件下形成的。 2、绿、灰绿色 环境下形成的。 3、灰色、灰黑、黑色 ：富含有机质和分散状低价铁的疏化物 (如黄铁矿)所致 ，为还原或强还原环境中形成的。 ：离子或含海绿石所致，是弱氧化-弱还原
脱石和水云母族矿物。 蒙脱石（胶岭石、微晶高岭石）
• 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚。 • 加水膨胀或呈浆糊状
伊利石（水云母）
弯曲叶片状，干涉色可达二级圆滑鳞片状或带尖角和直边的
片状。
３、 2：1：1型（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
连接一个八面体层构成。常见于绿泥石族矿物。
一、粘土矿物
• 粘土矿物是一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐。
非晶质 (基本结构层) 硅氧四面体层 • 粘土矿物 层状（常见） (基本结构层） 铝氧八面体层 结晶质 镁氧八面体层（基本结 构层） 链层状
Si-O四面体及al(Mg)-(O,OH)八面体结构示意图
高岭石1:1型
沙1井， 5452.34m ，T1b ，粒间高岭石与绿泥石，放大倍数3000
沙1井， 5454.55m ，T1b ，粒表绿泥石与粒间高岭石 ，放大倍数3500
二、非粘土矿物 １、陆源碎屑矿物
• 石英、长石、云母、少量的重矿物单晶圆度差边缘
模糊，不纯粘土岩
２、化学沉淀的自生矿物
• Fe、Mn、Al的氧化物和氢氧化物、碳酸盐、氧化硅、 硫酸盐、磷酸盐、氯化物、硫化物等。 • 一般含量不到5%
无序混层
链状
2:1
半晶质和非晶质
伊毛缟石、水铝英石等
主要粘土矿物的特征
粘土矿物 高岭石 蒙脱石 Al4[Si4O10](OH)8 (Al2,Mg3)[Si4O10](OH)2· nH2O K<1Al2[(Al,Si)Si3O10](OH)2· nH2O 正绿泥石 (Mg,Fe)p[(Al,Fe)pSi4-pO10][OH]8 鳞绿泥石 (Fe,Mg)n-p(Fe,Al)p[(Fe,Alp)Si4-pO10][OH]2(n-2)· XH2O 化学式 结构单元层 1 ：1 2 ：1 形状 六边形鳞片状晶体,重结晶后呈蠕虫状 和手风琴状集晶 偏光显微镜下细鳞片状，电子显微镜 下呈细鳞片状、鹅毛状、绒状 显微镜下是弯曲的叶片状轮廓，电子 显微镜下呈细鳞片状或带有尖角和直 边的片状 细鳞片状集合体或叶片状集合体 2 ： 1 ：1
各种层理（水平层理、块状层理）。 水平细纹层厚度小
于 1cm 者称为页状层理或页理，页理发育 —— 页岩，页理不发 育——泥岩。水平细纹层的厚度小于1mm者称为纹理，也是较常 见的粘土岩构造。 各种层面构造（干裂、雨痕、虫迹等） 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造 （水底滑动构造、搅混构造等）
• 2、显微构造
绿泥石
• 绿色 • 集合体针叶状、玫瑰花状
层状结构的粘土矿物
简单层状结构粘土矿物 有序混层 混层粘土结构矿物 无序混层
连接 硅氧四面体沿一个方向 链层状结构的粘土矿物（少见） 含水的铝镁硅酸盐 海泡石、坡缕石
４、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
四、有机物质 • 有机质：可做地化指标，保存要低Eh值的 还原环境。 • 生油岩：富含有机质（腐泥型）粘土岩。
• 油页岩：腐植型粘土岩
第三节
一、粘土岩的结构
粘土岩的结构、构造、颜色