页岩的基本特征和研究方法.ppt

页岩的基本特征和研究方法,贺振宇南京大学地球科学与工程学院2010年5月28日ahhzy,Page2of25,粘土岩,粒径50%)组成，并含大量粘土矿物的沉积岩。陆源碎屑物质，机械沉积泥质岩铝硅酸盐矿物，胶体沉积成因粘土质岩,Page3of25,粘土岩的结构分类,Page4of25,页岩（Shale）,是一种沉积岩，由鳞片状的粘土矿物和泥质粉砂质的石英、云母等其他矿物碎屑组成，成分复杂，显微镜下呈粉砂泥质结构。发育特征的厚度小于1cm的薄页状或薄片层状的层理（页理）。泥岩与页岩具有类似的组成，但不具页岩的易裂性。抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地。,常山黄泥塘奥陶纪土黄色页岩,页理是鳞片状的粘土矿物在压实作用过程中平行排列而成,Page5of25,化学成分,不同的页岩，化学成分指标不一样，自然界存在的页岩，其化学成分含量变化比较大。一般：SiO2含量45%80%；A12O3量12%-25%，Fe2O3含量2%-10%，CaO含量0.2%-12%，MgO含量0.1%-5%。,Page6of25,矿物成分,粘土矿物：高岭石、多水高岭石、蒙脱石、伊利石构成岩石中10%），黑棕色，浅黄褐色等，层理发育，燃烧有沥青味硅质页岩：含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上铁质页岩：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钙质页岩：含CaCO3，但不超过25%，否则过渡泥灰岩类（馒头组）砂质页岩：混入一定砂质成分,Page8of25,主要粘土矿物,高岭石：晶体细小，0.010.001mm，重结晶后可达1mm。集合体呈白色土状；二轴晶，负光性。透射电镜下呈六边形鳞片状晶体；扫描电镜下，片状高岭石叠置呈六方柱状。多水高岭石外貌呈白色致密块状集合体，有时带淡蓝、淡绿色调。电子显微镜下呈管状。,Page9of25,蒙脱石偏光显微镜下，呈细鳞片状，二轴晶，负光性。透射电镜下呈它形片状，一般聚集成团。扫描电镜下，呈鳞片状，集合体呈棉絮状、弯曲片状、羽毛状。伊利石也叫水云母，偏光镜下呈鳞片状、羽毛状集合体。无色，有时带浅绿或浅黄褐色，干涉色达二级顶部。透射电镜下，呈不规则鳞片状晶体或边界圆滑的等度片状。在扫描电镜下，呈层片状排列或弯曲片状。混层粘土矿物：两种粘土矿物按不同比例堆砌而成，最常见是伊利石/蒙脱石混层；蒙脱石/绿泥石混层,Page10of25,粘土矿物的实验室研究方法,X射线衍射分析依据是单位构造层所形成的底面（001）的面网间距d001及次级衍射峰d002、d006样品分为定向样品和非定向样品更好区分不同种属的粘土矿物，对粘土矿物进行各种处理：Mg2+-甘油饱和：鉴别蒙脱石K+饱和：鉴别蒙脱石HCl加热：去除绿泥石高温处理：鉴别绿泥石和伊利石（不变化）,Page11of25,红外吸收光谱分析差热分析,Page12of25,扫描电镜及电子探针,Page13of25,Page14of25,粘土矿物测试数据的应用,用于沉积环境、物源、成岩作用、埋藏历史的研究粘土矿物成分的埋藏深度和地层顺序的分析；粘土矿物转化温度分析；粘土矿物结晶度分析；,Page15of25,页岩的使用,页岩陶粒：陶粒混凝土：利用页岩陶粒做为轻集骨架料，掺入陶砂、矿渣或煤灰等工业废渣，采用水泥做为胶凝材料，产品具有体轻、保温、节能等特点。管道保温、炉体保温隔热、保冷隔热和隔音吸声等其他建筑材料；农业和园林中的无土基床材料及滤水材料。,陶粒混凝土,陶粒,Page16of25,陶粒应用知识,陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状.陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的粒径一般为525mm。陶粒一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。粘土陶粒：以黏土、亚黏土等为主要原料，经加工制粒，烧胀而成的，粒径在5mm以上的轻粗集料。页岩陶粒：以黏土质页岩，板岩等经破碎、筛分，或粉磨后制球，烧胀而成的粒径在5mm以上的的轻粗集料，主要用途是生产轻集料混凝土小型空心砌块和轻质隔墙板。陶粒按密度分为3类：一般密度陶粒：密度大于500kg/m3。强度相对较高，用于结构保温混凝土和高强混凝土；超轻密度陶粒：300500kg/m3。用于保温隔热混凝土及其制品；特