陆源碎屑岩各论-粘土岩课件

1、陆源碎屑岩各论之三 粘土岩一、概述一、概述1.1.定义定义广义：广义：主要由粒径主要由粒径0.01mm50%50%）组成的）组成的沉积岩。沉积岩。狭义：狭义：主要由粘土矿物（含量大于主要由粘土矿物（含量大于50%50%）组成的沉积岩。）组成的沉积岩。粘土矿物成因：粘土矿物成因：机械方式：母岩风化而成机械方式：母岩风化而成化学方式：自生粘土矿物化学方式：自生粘土矿物 粘土岩2.研究意义研究意义分布最广，约占沉积岩总体积的分布最广，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。重要的石油地质意义重要的石油地质意义重要的生油母质；良

2、好盖层；泥岩裂缝油气藏重要的生油母质；良好盖层；泥岩裂缝油气藏工业用途工业用途可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等经济意义经济意义富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床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 粘土岩二、粘土岩的物质成分二、粘土岩的物质成分 1.粘土矿物粘土矿物含水的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，非晶质和结晶质两类。含水的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，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以层状结构粘土矿物最常见

3、硅氧四面体硅氧四面体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。铝铝/镁氧八面体镁氧八面体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+。 四面体片四面体片八面体片八面体片（1）高岭石族）高岭石族高岭石、地开石、珍珠陶土高岭石、地开石、珍珠陶土1：1型双层结构单元层型双层结构单元层由一层Si-O四面体和一层Al-(O-OH)八面体组成高岭石高岭石单个晶体：六边鳞片状、书页状。单个晶体：六边鳞片状、书页状。集合体：蠕虫状、手风琴状；集合体：蠕虫状、手风琴状；成因成因长石类矿物在酸性介质中分解的产物长石类矿物在酸性介质中分解的产物

4、富含富含Al3+的硅酸盐转变的硅酸盐转变晶体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、浅黄色郑郑418井，井，1358.64m长石溶蚀孔内自生蠕虫长石溶蚀孔内自生蠕虫状、六方板状高岭石状、六方板状高岭石书页状蠕虫状六方板状手风琴状顶部四面体片顶部四面体片中间八面体片中间八面体片底部四面体片底部四面体片层间水层间水另一晶层另一晶层层间交换性阳离子层间交换性阳离子（2 2）蒙脱石族）蒙脱石族 蒙脱石拜来石、绿脱石、皂石，蒙脱石拜来石、绿脱石、皂石， 2 2：1 1型三层结构单元型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层 粘土岩 粘土岩蒙脱石蒙脱石/胶岭石胶岭石

5、/微晶高岭石微晶高岭石偏光镜下细鳞片状，干偏光镜下细鳞片状，干涉色比高岭石、伊利石涉色比高岭石、伊利石高。高。扫描电镜下细鳞片状、扫描电镜下细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚。不清楚。加水膨胀或呈浆糊状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同产出顶部四面体片顶部四面体片中间八面体片中间八面体片底部四面体片底部四面体片另一晶层另一晶层层间阳离子层间阳离子 粘土岩（3 3）伊利石族）伊利石族/ /水云母族水云母族 伊利石、海绿石伊利石、海绿石 2 2：1 1型结构

6、单元层型结构单元层 伊利石伊利石偏光显微镜下偏光显微镜下弯曲叶片状，低弯曲叶片状，低中正中正突起，干涉色可达二级突起，干涉色可达二级扫描电镜下扫描电镜下圆滑鳞片状或带尖角和圆滑鳞片状或带尖角和直边的片状直边的片状层间域的八面体片层间域的八面体片顶部四面体片顶部四面体片中间八面体片中间八面体片底部四面体片底部四面体片另一晶层另一晶层 粘土岩（4 4）绿泥石族）绿泥石族2 2：1 1：1 1型结构单元层型结构单元层2：1结构单元层再叠置和连接一个八面体层。 粘土岩叶绿泥石、鲕绿叶绿泥石、鲕绿泥石、铁绿泥石泥石、铁绿泥石绿色绿色单体针叶状、玫瑰花单体针叶状、玫瑰花状状集合体绒球状集合体绒球状叶绿泥石

7、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90%。岩石滑腻，手捻或牙齿咀嚼感觉不出颗粒存在。常呈鱼鳞状或贝壳状断口。2.含粉砂粘土结构含粉砂粘土结构 粘土粘土75%，粉砂，粉砂1025%；3.粉砂质粘土结构粉砂质粘土结构 粘土粘土=7550%，粉砂，粉砂2550%；4.含砂的粘土结构 粘土75%，砂1025%；5.砂质粘土结构 粘土=7550%，砂2550%； 粘土岩（二）按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分（二）按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分1.非晶质结构非晶质结构，很少见，仅见于水铝英石质岩石中。2.隐晶质结构隐晶质结构

8、偏光镜下难以识别粘土矿物晶形偏光镜下难以识别粘土矿物晶形3.显微晶质结构显微晶质结构粘土矿物因重结晶而变大，偏光镜下可识别晶形粘土矿物因重结晶而变大，偏光镜下可识别晶形4.粗晶结构粗晶结构粘土矿物因强烈重结晶而呈粗大晶体粘土矿物因强烈重结晶而呈粗大晶体 粘土岩四、粘土岩的构造四、粘土岩的构造（一）宏观构造（一）宏观构造无波痕无波痕暴露成因构造暴露成因构造水平层理水平层理水平细纹层厚度小于水平细纹层厚度小于1cm者称为页状层理或页理，页理发者称为页状层理或页理，页理发育育页岩，页理不发育页岩，页理不发育泥岩。水平细纹层的厚度小于泥岩。水平细纹层的厚度小于1mm者称为纹理，者称为纹理，也是较常见的

9、粘土岩构造。也是较常见的粘土岩构造。生物扰动构造、生物遗迹生物扰动构造、生物遗迹同生变形构造同生变形构造泥火山、水下滑动等泥火山、水下滑动等 （二）微观构造（二）微观构造 粘土岩 粘土岩五、粘土岩的颜色五、粘土岩的颜色主要是原生色，能反映生成环境。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、铁离子状态粘土矿物成分、有机质和黄铁矿的含量、铁离子状态暗色（主要是灰色、黑色）暗色（主要是灰色、黑色）强还原环境强还原环境（半）深湖（半）深湖/海、海湾、泻湖海、海湾、泻湖红色、紫红色红色、紫红色强氧化环境强氧化环境粘土矿物颗粒间或颗粒

10、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浅绿色或灰绿色弱氧化弱氧化弱还原环境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 粘土岩五粘土岩的分类和主要类型五粘土岩的分类和主要类型（一）分类（一）分类 目前粘土岩的分类尚无一个完善而又统一的方案。原因是粘目前粘土岩的分类尚无一个完善而又统一的方案。原因是粘土岩的成分和成因较复杂，组成粘土岩的颗粒又极细小，精确鉴土岩的成分和成因较复杂，组成粘土岩的颗粒又极细小，精确鉴定和含量统计都很困难，成岩作用中又极易变化。现有的分类，定和含量统计都很困难，成岩作用中又极易变化。现有的分类，一般先按粘土岩在成岩作用中的变化，

11、如按固结程度及沉积构造一般先按粘土岩在成岩作用中的变化，如按固结程度及沉积构造划分大类，进一步按粘土岩的结构、矿物成分及混入成分再细分划分大类，进一步按粘土岩的结构、矿物成分及混入成分再细分（表（表4 44 4）。）。 在粘土岩矿物成分分类中，按粘土矿物的类型和含量还可分在粘土岩矿物成分分类中，按粘土矿物的类型和含量还可分为单矿物粘土岩和复矿物粘土岩。前者以一种粘土矿物为主，其为单矿物粘土岩和复矿物粘土岩。前者以一种粘土矿物为主，其含量含量50%50%，如高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩等。后者由两种或两，如高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩等。后者由两种或两种以上粘土矿物组成，可采用复合命名，如高岭石蒙脱石粘土种以上粘土矿物组成，可采用复合命名，如高岭石蒙脱石粘土岩等。每类粘土岩又可按其固结程度分为粘土、页岩和泥岩，如岩等。每类粘土岩又可按其固结程度分为粘土、页岩和泥岩，如高岭石粘土、高岭石泥岩、高岭石页岩等。高岭石粘土、高岭石泥岩、高岭石页岩等。 粘土岩（二）粘土岩的主要类型（二）粘土岩的主要类型 按成分分类按成分分类1.1.单成分粘土岩单成分粘土岩伊利石粘土岩分布最广伊利石粘土岩分布最广高岭石粘土岩高岭石粘土岩蒙脱石粘土岩蒙脱石粘土岩2.复成分粘土岩复成分