沉积岩石学1-25章-ch粘土

第八章粘土岩1.定义广义：主要由粒径<0.01mm的细碎屑物质（>50%）组成的沉积岩狭义：主要由粘土矿物（含量大于50%）组成的沉积岩

第一节概述2.粘土矿物成因：机械方式：母岩风化而成★★化学方式：自生粘土矿物★将粘土岩归为细碎屑岩疏松或未固结成岩者——粘土固结成岩者——粘土岩/泥质岩/泥状岩有无页理——泥岩和页岩第一节概述3粘土及粘土岩的物理性质（1）非渗透性（2）吸附性（3）吸水膨胀性（4）其它性质4.研究意义分布最广，约占沉积岩总体积的55～60%。沉积岩成因、沉积环境分析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，形成工业矿床第一节概述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以层状结构粘土矿物最常见硅氧四面体铝/镁氧八面体第二节粘土岩的物质成分一、粘土矿物（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+的硅酸盐转变一、粘土矿物长石表面的高岭石化一、粘土矿物Authigenickaoliniteplatescoveringaquartzgrainovergrownwithauthigenicquartz.SEMimageofacoresample.（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/高岭石/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一、粘土矿物I/S混层（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一、粘土矿物伊利石一、粘土矿物（4）绿泥石族2：1：1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。叶绿泥石★★★、鲕绿泥石★、铁绿泥石绿色集合体形态针叶状、玫瑰花状一、粘土矿物绿泥石（5）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）混层无序（不规则）混层一、粘土矿物陆源碎屑矿物化学沉淀的自生矿物（<5%

）有机物——生油母质煤、腐殖质、沥青质等二、非粘土矿物1.根据颗粒的相对含量划分1)粘土结构/泥质结构粘土>90%。2)含粉砂粘土结构粘土>75%，粉砂10～25%；3)粉砂质粘土结构粘土=75～50%，粉砂25～50%第三节粘土岩的结构、构造和颜色一、粘土岩的结构2.按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分1)非晶质结构2)隐晶质结构★★★3)显微晶质结构4)粗晶结构一、粘土岩的结构1宏观构造无波痕暴露成因构造水平层理小于1cm者称页理。小于1mm者为纹理生物扰动构造、生物遗迹同生变形构造泥火山、水下滑动等

2微观构造二、粘土岩的构造粘土岩的颜色——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、紫红色强氧化环境浅绿色或灰绿色弱氧化——弱还原环境三、粘土岩的颜色1.按成分分类1)单成分粘土岩伊利石粘土岩分布最广高岭石粘土岩蒙脱石粘土岩2)复成分粘土岩高岭石—蒙脱石粘土岩第四节粘土岩的分类和沉积后变化一、粘土岩的分类2按成因分类1)沉积型高岭石粘土岩——陆相地层（酸性介质）蒙脱石粘土岩——成因于火山玻璃水解（碱性介质）2)风化残积型母岩风化而成一、粘土岩的分类2按成因分类1)沉积型高岭石粘土岩——陆相地层（酸性介质）蒙脱石粘土岩——成因于火山玻璃水解（碱性介质）2)风化残积型母岩风化而成一、粘土岩的分类（一）压实作用二、粘土沉积物的沉积后变化Representativefittedcurvesofporosityversusdepthinmudrock.Locations:(1)Ciscaucasus,USSR.(2)Compilation,TertiaryandQuaternary.(3)Oklahoma,USA,PennsylvanianandPermian.(4)Japan,Tertiary.(5)Venezuela,Tertiary.(6)GulfCoast,USA,Tertiary.(7)Japan.(8)Compilation,mainlyoflocations3and5.(9)GulfCoast,USA,Tertiary.(10)GulfCoast,USA,Tertiary.FromRiekeandChilingarian(1974,p.42)（二）粘土矿物的转化作用二、粘土沉积物的沉积后变化1、高岭石的转化2、蒙皂石的转化3、伊利石和绿泥石的转化4、混层粘土矿物的转化（三）粘土矿物的脱水作用二、粘土沉积物的沉积后变化（1）孔隙水（2）吸附水（3）层间水（4）结构水蒙皂石脱水的3个阶段：第一阶段：压实脱水，1000-1500m,孔隙水，第二阶段：热力脱水，大于1500m,层间水，混层粘土矿物第三阶段：热力脱水，大于2700m