陸源碎屑巖各論-粘土巖課件

1、陸源碎屑巖各論之三 粘土巖一、概述一、概述1.1.定義定義廣義：廣義：主要由粒徑主要由粒徑0.01mm50%50%）組成的）組成的沉積巖。沉積巖。狹義：狹義：主要由粘土礦物（含量大于主要由粘土礦物（含量大于50%50%）組成的沉積巖。）組成的沉積巖。粘土礦物成因：粘土礦物成因：機(jī)械方式：母巖風(fēng)化而成機(jī)械方式：母巖風(fēng)化而成化學(xué)方式：自生粘土礦物化學(xué)方式：自生粘土礦物 粘土巖2.研究意義研究意義分布最廣，約占沉積巖總體積的分布最廣，約占沉積巖總體積的5560%。沉積巖成因、沉積環(huán)境分析沉積巖成因、沉積環(huán)境分析吸附的微量元素可判斷古環(huán)境和古氣候。重要的石油地質(zhì)意義重要的石油地質(zhì)意義重要的生油母質(zhì)；良

2、好蓋層；泥巖裂縫油氣藏重要的生油母質(zhì)；良好蓋層；泥巖裂縫油氣藏工業(yè)用途工業(yè)用途可塑性、耐火性、燒結(jié)性、吸水膨脹性、吸附性等可塑性、耐火性、燒結(jié)性、吸水膨脹性、吸附性等經(jīng)濟(jì)意義經(jīng)濟(jì)意義富集稀有元素和稀土元素，形成工業(yè)礦床富集稀有元素和稀土元素，形成工業(yè)礦床黑色頁(yè)巖和碳質(zhì)頁(yè)巖中鎳、鉬、釩、鉛、鉑、鈰、釔等 粘土巖二、粘土巖的物質(zhì)成分二、粘土巖的物質(zhì)成分 1.粘土礦物粘土礦物含水的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物，非晶質(zhì)和結(jié)晶質(zhì)兩類。含水的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物，非晶質(zhì)和結(jié)晶質(zhì)兩類。結(jié)晶質(zhì)粘土礦物具有層狀和鏈層狀兩種結(jié)構(gòu)類型結(jié)晶質(zhì)粘土礦物具有層狀和鏈層狀兩種結(jié)構(gòu)類型以層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物最常見以層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物最常見

3、硅氧四面體硅氧四面體由位于四面體中心的一個(gè)硅和位于四面體角頂?shù)乃膫€(gè)氧組成。鋁鋁/鎂氧八面體鎂氧八面體由位于一個(gè)八面體中心的鋁和六個(gè)位于八面體角頂?shù)难踅M成。在鋁氧八面體中，Mg2+、Fe3+等可置換Al3+。 四面體片四面體片八面體片八面體片（1）高嶺石族）高嶺石族高嶺石、地開石、珍珠陶土高嶺石、地開石、珍珠陶土1：1型雙層結(jié)構(gòu)單元層型雙層結(jié)構(gòu)單元層由一層Si-O四面體和一層Al-(O-OH)八面體組成高嶺石高嶺石單個(gè)晶體：六邊鱗片狀、書頁(yè)狀。單個(gè)晶體：六邊鱗片狀、書頁(yè)狀。集合體：蠕蟲狀、手風(fēng)琴狀；集合體：蠕蟲狀、手風(fēng)琴狀；成因成因長(zhǎng)石類礦物在酸性介質(zhì)中分解的產(chǎn)物長(zhǎng)石類礦物在酸性介質(zhì)中分解的產(chǎn)物

4、富含富含Al3+的硅酸鹽轉(zhuǎn)變的硅酸鹽轉(zhuǎn)變晶體0.010.001mm，重結(jié)晶1mm相對(duì)密度2.61，硬度2質(zhì)純白色，含雜質(zhì)淺紅色、淺黃色鄭鄭418井，井，1358.64m長(zhǎng)石溶蝕孔內(nèi)自生蠕蟲長(zhǎng)石溶蝕孔內(nèi)自生蠕蟲狀、六方板狀高嶺石狀、六方板狀高嶺石書頁(yè)狀蠕蟲狀六方板狀手風(fēng)琴狀頂部四面體片頂部四面體片中間八面體片中間八面體片底部四面體片底部四面體片層間水層間水另一晶層另一晶層層間交換性陽離子層間交換性陽離子（2 2）蒙脫石族）蒙脫石族 蒙脫石拜來石、綠脫石、皂石，蒙脫石拜來石、綠脫石、皂石， 2 2：1 1型三層結(jié)構(gòu)單元型三層結(jié)構(gòu)單元兩層四面體夾一層八面體層 粘土巖 粘土巖蒙脫石蒙脫石/膠嶺石膠嶺石

5、/微晶高嶺石微晶高嶺石偏光鏡下細(xì)鱗片狀，干偏光鏡下細(xì)鱗片狀，干涉色比高嶺石、伊利石涉色比高嶺石、伊利石高。高。掃描電鏡下細(xì)鱗片狀、掃描電鏡下細(xì)鱗片狀、鵝毛狀、棉絮狀，輪廓鵝毛狀、棉絮狀，輪廓不清楚。不清楚。加水膨脹或呈漿糊狀加水膨脹或呈漿糊狀質(zhì)純白色/灰白色，含雜質(zhì)呈黃色、桃紅色、灰綠色等。致密塊狀呈蠟狀光澤，疏松土狀光澤暗淡。硬度12,相對(duì)密度23。常與未變化的火山玻璃一同產(chǎn)出頂部四面體片頂部四面體片中間八面體片中間八面體片底部四面體片底部四面體片另一晶層另一晶層層間陽離子層間陽離子 粘土巖（3 3）伊利石族）伊利石族/ /水云母族水云母族 伊利石、海綠石伊利石、海綠石 2 2：1 1型結(jié)構(gòu)

6、單元層型結(jié)構(gòu)單元層 伊利石伊利石偏光顯微鏡下偏光顯微鏡下彎曲葉片狀，低彎曲葉片狀，低中正中正突起，干涉色可達(dá)二級(jí)突起，干涉色可達(dá)二級(jí)掃描電鏡下掃描電鏡下圓滑鱗片狀或帶尖角和圓滑鱗片狀或帶尖角和直邊的片狀直邊的片狀層間域的八面體片層間域的八面體片頂部四面體片頂部四面體片中間八面體片中間八面體片底部四面體片底部四面體片另一晶層另一晶層 粘土巖（4 4）綠泥石族）綠泥石族2 2：1 1：1 1型結(jié)構(gòu)單元層型結(jié)構(gòu)單元層2：1結(jié)構(gòu)單元層再疊置和連接一個(gè)八面體層。 粘土巖葉綠泥石、鮞綠葉綠泥石、鮞綠泥石、鐵綠泥石泥石、鐵綠泥石綠色綠色單體針葉狀、玫瑰花單體針葉狀、玫瑰花狀狀集合體絨球狀集合體絨球狀葉綠泥石

7、最常見-輝石、角閃石、石榴石、長(zhǎng)石等的蝕變產(chǎn)物鮞綠泥石-沉積鐵礦的重要組成部分，與菱鐵礦、黃鐵礦、菱錳礦等共生90%。巖石滑膩，手捻或牙齒咀嚼感覺不出顆粒存在。常呈魚鱗狀或貝殼狀斷口。2.含粉砂粘土結(jié)構(gòu)含粉砂粘土結(jié)構(gòu) 粘土粘土75%，粉砂，粉砂1025%；3.粉砂質(zhì)粘土結(jié)構(gòu)粉砂質(zhì)粘土結(jié)構(gòu) 粘土粘土=7550%，粉砂，粉砂2550%；4.含砂的粘土結(jié)構(gòu) 粘土75%，砂1025%；5.砂質(zhì)粘土結(jié)構(gòu) 粘土=7550%，砂2550%； 粘土巖（二）按粘土礦物的結(jié)晶程度和晶體形態(tài)劃分（二）按粘土礦物的結(jié)晶程度和晶體形態(tài)劃分1.非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，很少見，僅見于水鋁英石質(zhì)巖石中。2.隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

8、偏光鏡下難以識(shí)別粘土礦物晶形偏光鏡下難以識(shí)別粘土礦物晶形3.顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)粘土礦物因重結(jié)晶而變大，偏光鏡下可識(shí)別晶形粘土礦物因重結(jié)晶而變大，偏光鏡下可識(shí)別晶形4.粗晶結(jié)構(gòu)粗晶結(jié)構(gòu)粘土礦物因強(qiáng)烈重結(jié)晶而呈粗大晶體粘土礦物因強(qiáng)烈重結(jié)晶而呈粗大晶體 粘土巖四、粘土巖的構(gòu)造四、粘土巖的構(gòu)造（一）宏觀構(gòu)造（一）宏觀構(gòu)造無波痕無波痕暴露成因構(gòu)造暴露成因構(gòu)造水平層理水平層理水平細(xì)紋層厚度小于水平細(xì)紋層厚度小于1cm者稱為頁(yè)狀層理或頁(yè)理，頁(yè)理發(fā)者稱為頁(yè)狀層理或頁(yè)理，頁(yè)理發(fā)育育頁(yè)巖，頁(yè)理不發(fā)育頁(yè)巖，頁(yè)理不發(fā)育泥巖。水平細(xì)紋層的厚度小于泥巖。水平細(xì)紋層的厚度小于1mm者稱為紋理，者稱為紋理，也是較常見的

9、粘土巖構(gòu)造。也是較常見的粘土巖構(gòu)造。生物擾動(dòng)構(gòu)造、生物遺跡生物擾動(dòng)構(gòu)造、生物遺跡同生變形構(gòu)造同生變形構(gòu)造泥火山、水下滑動(dòng)等泥火山、水下滑動(dòng)等 （二）微觀構(gòu)造（二）微觀構(gòu)造 粘土巖 粘土巖五、粘土巖的顏色五、粘土巖的顏色主要是原生色，能反映生成環(huán)境。主要是原生色，能反映生成環(huán)境。影響粘土巖顏色的主要因素影響粘土巖顏色的主要因素粘土礦物成分、有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦的含量、鐵離子狀態(tài)粘土礦物成分、有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦的含量、鐵離子狀態(tài)暗色（主要是灰色、黑色）暗色（主要是灰色、黑色）強(qiáng)還原環(huán)境強(qiáng)還原環(huán)境（半）深湖（半）深湖/海、海灣、瀉湖海、海灣、瀉湖紅色、紫紅色紅色、紫紅色強(qiáng)氧化環(huán)境強(qiáng)氧化環(huán)境粘土礦物顆粒間或顆粒

10、表面存在分散狀的鐵的氧化物（赤鐵礦、褐鐵礦）薄膜淺綠色或灰綠色淺綠色或灰綠色弱氧化弱氧化弱還原環(huán)境弱還原環(huán)境伊利石的晶格中含有Fe2+，以及綠泥石、海綠石的存在 粘土巖五粘土巖的分類和主要類型五粘土巖的分類和主要類型（一）分類（一）分類 目前粘土巖的分類尚無一個(gè)完善而又統(tǒng)一的方案。原因是粘目前粘土巖的分類尚無一個(gè)完善而又統(tǒng)一的方案。原因是粘土巖的成分和成因較復(fù)雜，組成粘土巖的顆粒又極細(xì)小，精確鑒土巖的成分和成因較復(fù)雜，組成粘土巖的顆粒又極細(xì)小，精確鑒定和含量統(tǒng)計(jì)都很困難，成巖作用中又極易變化。現(xiàn)有的分類，定和含量統(tǒng)計(jì)都很困難，成巖作用中又極易變化。現(xiàn)有的分類，一般先按粘土巖在成巖作用中的變化，

11、如按固結(jié)程度及沉積構(gòu)造一般先按粘土巖在成巖作用中的變化，如按固結(jié)程度及沉積構(gòu)造劃分大類，進(jìn)一步按粘土巖的結(jié)構(gòu)、礦物成分及混入成分再細(xì)分劃分大類，進(jìn)一步按粘土巖的結(jié)構(gòu)、礦物成分及混入成分再細(xì)分（表（表4 44 4）。）。 在粘土巖礦物成分分類中，按粘土礦物的類型和含量還可分在粘土巖礦物成分分類中，按粘土礦物的類型和含量還可分為單礦物粘土巖和復(fù)礦物粘土巖。前者以一種粘土礦物為主，其為單礦物粘土巖和復(fù)礦物粘土巖。前者以一種粘土礦物為主，其含量含量50%50%，如高嶺石粘土巖、蒙脫石粘土巖等。后者由兩種或兩，如高嶺石粘土巖、蒙脫石粘土巖等。后者由兩種或兩種以上粘土礦物組成，可采用復(fù)合命名，如高嶺石蒙脫石粘土種以上粘土礦物組成，可采用復(fù)合命名，如高嶺石蒙脫石粘土巖等。每類粘土巖又可按其固結(jié)程度分為粘土、頁(yè)巖和泥巖，如巖等。每類粘土巖又可按其固結(jié)程度分為粘土、頁(yè)巖和泥巖，如高嶺石粘土、高嶺石泥巖、高嶺石頁(yè)巖等。高嶺石粘土、高嶺石泥巖、高嶺石頁(yè)巖等。 粘土巖（二）粘土巖的主要類型（二）粘土巖的主要類型 按成分分類按成分分類1.1.單成分粘土巖單成分粘土巖伊利石粘土巖分布最廣伊利石粘土巖分布最廣高嶺石粘土巖高嶺石粘土巖蒙脫石粘土巖蒙脫石粘土巖2.復(fù)成分粘土巖復(fù)成分