黏土矿物环境意义

黏土矿物在沉积和埋藏作用过程中可发生转变 。它的形成和转化与其所处的环境有密切关系，因此深入研究黏土矿物的组合与含量的变化、结构特点与转化规律以及粒度分布等特征，可以推测其形成区和来源区的风化作用类型和气候演变规律，有助于揭示全球性的环境演变规律。对黏土矿物的大量研究所揭示的古气候环境演变的信息，已被用于重建古气候和恢复大陆古环境。此外，由于黏土矿物具有较强的吸附性、离子交换性和膨胀性，对水体中各种类型的污染物有良好的吸附性能，并使土壤有一定的自净作用，所以在环境污染的防治中有广阔的应用前景。

黏土矿物是影响砂岩储集性能的重要因素。黏土矿物成因、绝对含量、成分、产状及晶体形态等都与砂岩储集性能有一定的关系。研究表明，黏土矿物对砂岩储集性能的影响程度与砂岩本身的成熟度有关。当砂岩成熟度高时，随黏土矿物绝对含量的增加，其储集性能降低，尤其是渗透率降低；但高成熟度砂岩随高岭石和充填状黏土矿物含量增高，物性相对变好。当砂岩的结构和成分成熟度比较低时，黏土矿物对其储集物性影响较小，而主要与岩石本身的成分和结构有关。研究还表明，不同形态的伊利石对砂岩的物性影响也不同，片状伊利石有利于改善储层物性，而纤维状和发丝状伊利石增多会使砂岩储集物性降低或变为非储层。

黏土矿物是组成粘土岩的最主要矿物成分。最常见的黏土矿物属层状构造硅酸盐矿物，主要有高岭石、多水高岭石、蒙脱石、水云母、海绿石、绿泥石等。非晶质黏土矿物有水铝英石，链状构造者有海泡石等。黏土矿物的化学成分以SiO₂、Al₂O₃和水为主，而每种矿物的成分又有差别，如高岭石含Al₂O₃最高，海泡石中MgO高，而水云母中则K₂O最多。不同黏土矿物的晶体结构、形状、物理性质上都有差别，可作为鉴定依据。黏土矿物有从周围介质中吸附离子的性能，这一方面影响粘土质岩石的性质，另一方面当吸收一定有用元素后会形成有价值的矿床。

黏土矿物一般颗粒极细，呈小于0.01mm的细小鳞片。具有可塑性、耐火性和烧结性，是陶瓷、耐火材料、水泥、造纸、石油化工，油漆，纺织等工业的重要天然原料。

《黏土矿物学》一书从黏土矿物的晶体化学特征、分类命名、黏土矿物各族的晶体结构特征、物理化学性质、成因与分布、分离提纯技术、研究方法和应用现状等八个方面对黏土矿物进行系统论述，涉及蛇纹石-高岭石族、滑石-叶腊石族、云母族、蒙皂石-蛭石族、绿泥石族 、坡缕石-海泡石族和间层矿物等黏土矿物各族的晶体结构，以及黏土矿物的四类成因类型，即风化型、自生型、成岩型和蚀变型。力图将近年来黏土矿物发展以及在各领域的应用研究现状尽可能全面系统地呈现给读者，为读者学习黏土矿物学和从事黏土矿物的科学研究提供方便。

本书可作为地球科学、材料科学、土壤科学、环境科学等学科的本科生和研究生教材，也可作为相关领域科研人员的参考书和工具书。

第一章黏土矿物的晶体化学特征1

第一节基本结构单元1

第二节基本结构层3

第三节层间域、层间物、层电荷和单位结构4

第四节有序-无序和多型5

参考文献6

第二章黏土矿物分类与命名7

第一节分类7

第二节命名9

参考文献12

第三章黏土矿物族的晶体结构特征13

第一节蛇纹石-高岭石族 13

第二节滑石-叶腊石族 21

第三节云母族24

第四节蒙皂石-蛭石族32

第五节绿泥石族39

第六节坡缕石-海泡石族46

第七节间层矿物48

参考文献56

第四章黏土矿物的物理化学性质58

第一节基本概念58

第二节吸附性65

第三节膨胀性68

第四节黏土胶体的流变性质71

第五节黏土-有机质相互作用71

参考文献73

第五章黏土矿物的成因和分布74

第一节风化黏土矿物74

第二节自生黏土矿物78

第三节成岩黏土矿物82

第四节蚀变黏土矿物84

参考文献86

第六章黏土矿物的分离提纯技术方法87

第一节分散87

第二节分离88

第三节分离程序简介92

参考文献95

第七章黏土矿物的研究方法96

第一节X射线衍射分析96

第二节透射电子显微镜分析106

第三节傅里叶变换红外光谱分析111

第四节热分析115

第五节比表面积和孔隙率121

参考文献128

第八章黏土矿物的应用138

第一节概述138

第二节黏土矿物的传统应用140

第三节纳米复合材料和催化剂149

第四节黏土与环境保护和人类健康157

第五节沉积黏土矿物在地质测年方面的应用168

第六节黏土矿物重建古环境气候的应用170

第七节黏土矿物在油气地质方面的应用178

第八节宝玉石中的黏土矿物189

参考文献200

附录1常见黏土矿物粉晶X射线衍射数据211

附录2黏土矿物中英文名称对照表227

附录3常见黏土矿物的扫描电镜照片228 2100433B