粘土矿物成因及演化 粘土矿物有哪三大类

粘土矿物作为碳酸盐岩红色风化壳的主要矿物成分和风化成土过程的新生矿物，其形成和演化过程实质上代表了岩溶环境中碳酸盐岩风化成土机理和演化过程。从1807年F.Buchanan提出红土这个术语以来，人们对红色风化壳中粘土的研究虽有近200年的历史，但对红色风化壳成因及粘土形成机理的认识仍众说纷纭。近年来，由于电子显微镜技术（如Mircoprobe、SEM、TEM）和表面分析技术（如XPS、XAS、EXAFS）在化学风化作用研究中的应用，对花岗岩、玄武岩和长石砂岩等岩石风化成土机理的研究发展迅速，提出了新的风化成土机理。值得注意的是，这些研究成果的取得在很大程度上是基于对红色风化壳微结构和矿物表面成分与结构在风化过程中动态变化的深入认识。

研究表明，碳酸盐岩红色风化壳的形成是溶蚀作用、淀积作用和交代作用同时存在、相互促进和共同作用的结果。这3种风化成土作用决定了红色风化壳中粘土矿物的形成方式和演化途径。红色风化壳中粘土矿物的形成主要有3种机理：一是直接由溶蚀作用产生的溶液中沉淀，如风化成土初期的埃洛石、有序度较差的高岭石和水铝英石等；二是原生矿物被粘土矿物交代，如伊利石、高岭石等；三是粘土矿物顺序风化的产物，如蛭石、绿泥石/蛭石间层矿物、有序度较高的高岭石及三水铝石等，这种转化是与风化成土作用的演化及风化强度相联系的。根据碳酸盐岩红色风化壳的粘土矿物组合和微结构特征推测，粘土矿物的形成和演化具有多途径和多阶段性，至少存在3个演化序列：水铝英石→埃洛石→高岭石→三水铝石、伊利石→蛭石→绿泥石/蛭石混层矿物→绿泥石→三水铝石和伊利石→高岭石→三水铝石。高岭石和三水铝石的富集反映了碳酸盐岩红色风化壳已达到风化成土作用的最高阶段，但在碳酸盐岩红色风化壳剖面中下部或风化成土作用初期也可有少量高岭石和三水铝石的分布，这是在风化成土作用初期强烈淋溶条件下，由溶液中直接沉淀形成的高岭石和三水铝石，而不代表红色风化壳的发育程度和演化阶段。

矿床成因及成矿模式~

本书的研究显示：华南黑色岩系铂多金属矿与围岩黑色页岩及磷块岩等同生沉积于缺氧还原环境的扬子地台局限盆地中，PGE等贵金属主要来源于盆地中循环流体对基底隐伏的武陵期基性侵入岩（铁质基性-超基性岩浆）的汲取后与正常海水混合平衡的含矿热液，V、P、Mo等来源于盆地中有机质。因此，该类铂多金属矿大致可称为“盆地热卤水沉积成因”，其成矿过程如图6-1 所示：成矿作用发生在早加里东期，成矿年龄为（541±16）Ma（毛景文等，2001），新元古代一系列的岩石圈活动导致海平面上升，扬子板块处于海侵时期，大量陆源风化物质和生物体被海水所淹没。缺氧还原环境下，在扬子陆棚海和江南边缘过渡带的局限盆地里沉积了一套巨厚的震旦纪碎屑岩及碳酸盐岩建造。缺氧环境下的局限盆地中，海水中的藻类、浮游生物活体在新陈代谢过程中吸附、浓集了V、P、Mo、Tl、As等元素。生物遗体经过细菌的菌解作用产生大量的腐殖酸（干酪根的前身），同时产生的CO2、CH4则使沉积界面处于持续稳定的还原状态；硫还原细菌将海水中的硫酸盐还原后生成大量的S2-释放，为华南黑色岩系提供了丰富的硫源。

图6-1 华南黑色岩系铂多金属矿成矿模式图

Fig.6-1 The diagram show the Metallogenic model of PGE polymetallic deposits in the Lower Cambrian black rock series of South China
盆地建造水在武陵期和雪峰期的构造岩浆活动中受热向热卤水转变，在缺氧的沉积环境下生成了还原的热卤水［＞300℃，盐度（wNaCl）大于35%（eq）］，当静岩压力小于静水压力时，沉积岩中产生大量裂隙和微裂隙，并发生“去流体作用”，混合了雪峰期花岗岩岩浆热液的盆地热卤水（建造水），伴随着花岗岩浆活动中溶解的大量SiO2，通过沉积岩中的裂隙涌出；热卤水中的Fe2+与海水中的S2-结合生成了最早期的胶状黄铁矿。这一时期是铂多金属成矿的第一阶段，即石英-黄铁矿阶段。
不同性质水体混合——“地球化学阱”导致絮凝作用的发生，并加强了混合和絮凝作用，使金属离子和粘土矿物有更多的絮凝和吸附机会，并且粒度逐渐增大，在成岩早期和H2S相互作用形成胶黄铁矿沉淀下来，然后再逐步演化成大颗粒黄铁矿。此为铂多金属成矿的第二阶段，即是黄铁矿阶段。
热卤水不断地汲取碳酸盐基底及基底隐伏的层状侵入岩（武陵期基性-超基性岩浆岩），并与之发生物质交换，从而形成富含双峰式元素组合的CaCl2-NaCl-H2O体系的
含矿热卤水（基性元素有PGE、Au、Ag、Fe、Ni、Cu等，酸性元素有Mo、Zn、Sn、U、REE等离子）。在不断增厚的巨厚沉积物压力作用下，沉积岩中的含矿热卤水顺层侧向迁移，PGE3+、Au+可能分别与HS-、Cl-、S2-、-COOH、-NH3、 等无机离子或有机离子形成配合物的形式在热液中迁移，并沿着这些微裂隙向上运移与NaCl-H2O体系的海水接触。
海水和含矿热卤水发生不均匀混合，在与越来越多的海水交汇后，含矿热卤水温度、盐度亦随之降低。含矿热液从裂隙中释放的同时，其压力和热量亦随之释放，流体的物理化学条件因此发生突发式的变化，其中大量的金属离子当即沉淀，少量继续侧向迁移沉淀。这可能就是铂多金属矿石呈透镜状分布的主要原因，在野外亦观察到矿体下部有垂向的裂隙分布。在该矿层下伏磷块岩中常见的近乎垂直切割地层的碳酸盐石英网脉可能代表了盆地热卤水上升的通道。在铂多金属矿形成之后，由于后期构造作用的影响，在矿层之上的局部形成了后期碳酸盐石英脉。
含矿热液中的Fe、Ni、As等金属离子与S2-结合生成胶状黄铁矿、硫钼矿、针镍矿、辉砷镍矿等硫化物和碳酸盐矿物沉积，交代了有机质碎屑中呈胶状存在的藻类、细菌等生物残体。在还原条件下，部分PGE、Au、Ag等离子易从高价离子状态被还原成低价金属离子或原子以不可见态被吸附、赋存于硫化物和干酪根中。部分铂多金属还可能与S2-生成对硫配合物迁移，或与有机酸配合，在热液中再度迁移聚集。这个时期对应于铂多金属成矿的第三阶段，即碳酸盐-多金属硫化物阶段。
铂多金属矿的成矿作用是早期的岩浆岩构造作用-热液成矿作用-同生沉积作用-生物有机成矿作用，并可能有后期的表生淋滤作用叠加。

黏土包括油类、树脂类、其他类。粘土矿物主要包括高岭石族、伊利石族、蒙脱石族、蛭石族以及海泡石族等矿物。
粘土矿物是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物。除海泡石、坡缕石具链层状结构外，其余均具层状结构。颗粒极细，一般小于0.01毫米。加水后具有不同程度的可塑性。
主要作用：主要用作陶瓷和耐火材料，并用于石油、建筑、纺织、造纸、油漆等工业。

扩展资料：
黏土的化学组成、矿物组成和颗粒组成决定着黏土的工艺性能：
1、可塑性
黏土与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有形状不变，黏土的这种性质称为可塑性。
2、结合性
黏土的结合性是指黏土结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团并且有一定的干燥强度的能力。
4、收缩
黏土泥料在一定温度下干燥时，由于颗粒间水分的排出，颗粒之间相互靠拢以及颗粒间距缩短而引起的体积收缩，称为干燥收缩。
5、烧结
黏土是由多种矿物混合而成的，没有固定的熔点，而是在一定的温度范围内逐渐软化。
参考资料来源：百度百科——粘土矿物
参考资料来源：百度百科——粘土

流体作用过程中粘土矿物的形成与岩石变形
答：除变质成因的炭质千枚岩以及绿泥石化千枚岩外,本书所研究的样品都具有强烈塑性变形的特征,如石英的变形纹、亚颗粒、边缘细粒化、核幔构造,云母的膝折,黄铁矿的压力影等,这些都说明它们发生过较强的应变作用。大规模的溶解-结晶在研究中也都可以见到,如石英的动态重结晶和压力影等。不稳定的、变形的矿物溶解以及随后...

岩石成因、地壳演化和构造环境
答：(一)花岗岩类成因概述 花岗岩类的成因涉及花岗岩类岩浆的起源(物源与热源)、演化和结晶(包括岩浆混合、围岩混染等)等方面的过程,与形成的构造环境有关。历史上曾出现过 “岩浆派”与 “变成派” 之争,即认为有岩浆成因与交代成因两类花岗岩。岩浆花岗岩是指岩浆经历了从源区分凝、上升迁移到异地就位的过程,最后才...

稀土矿的种类及成因
答：已经发现的稀土矿物约有250种，但具有工业价值的稀土矿物只有50～60种，目前具有开采价值的只有10种左右，现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有四种—氟碳铈矿、独居石矿、磷钇矿和风化壳淋积型矿，前三种矿占西方稀土产量的95%以上。独居石和氟碳铈矿中，轻稀土含量较高。磷钇矿中，重稀土和钇含量较...

碳酸盐岩风化成土作用、地球化学过程及机理
答：在碳酸盐岩红色风化壳剖面呈现出矿物组合分带特征。碳酸盐岩风化成土作用的阶段划分和地球化学过程既有大陆地壳各类岩石风化成土作用和风化壳形成演化的共性特征，也具有碳酸盐岩风化成土作用特有的性状，这是由于碳酸盐岩本身的物理性质和化学成分以及独特的岩溶环境所致。碳酸盐岩红色风化壳广泛发育于热带、...

土壤及其形成
答：土壤由矿物质、有机质、土壤溶液和土壤空气等组成。矿物质和有机质是土壤的主体。土壤矿物质包括原生矿物(如石英、云母等)和次生矿物(如高岭石、蒙脱石等)两大类,在不同气候带不同类型的土壤中,土壤的矿物成分不完全相同。土壤的有机质包括非腐殖质(如蛋白质、碳水化合物、脂肪等)和腐殖质两类有机物质。腐殖质...

地球上矿物都是怎样形成的
答：区域变质作用形成的矿物趋向于结构紧密﹑比重大和不含水。在接触变质作用中，当围岩为碳酸盐岩石时，可形成夕卡岩，它由钙﹑镁﹑铁的硅酸盐矿物如透辉石﹑透闪石﹑石榴子石﹑符山石﹑硅灰石﹑硅镁石等组成。矿物在空间上的共存称为组合。组合中的矿物属于同一成因和同一成矿期形成的，则称它们是共生...

煤炭.化石.土壤.岩石.形成的原因?
答：土壤成因 成土因素∶母质(parent materials)、气候(climate)、生物(living organisms)、地形(relief)和时间(time)。 母质因素 土壤可以从岩石原地风化(in-situ weathering)或任何堆积物(deposits)演变而成。 岩石或堆积物的性质、构造、颜色和成分,对土壤的有直接的影响。 母质的差异,影响土壤形成的速度和土层的厚薄...

土壤的形成原因
答：土壤的形成原因是风化作用。风化作用导致岩石破碎，理化性质被改变，形成了结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质。土壤是在气候、母质、植被(生物)、地形、时间综合作用下的产物。其各因素相互影响，相互制约，共同作用形成不同类型的土壤。气候的影响主要是指温度和降水。影响岩石风化和成土过程，土壤中...

土的固体颗粒中的粘土矿物有哪几种,并分别有什么性质?
答：土中水的存在形式固态水：根据对土工程性质的影响，固态水可作为土矿物颗粒的一部分。黏土包括油类、树脂类、其他类。粘土矿物主要包括高岭石族、伊利石族、蒙脱石族、蛭石族以及海泡石族等矿物。粘土矿物是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物。除海泡石、坡缕石具链层状结构外，其余均具层状结构。颗粒...