粘土礦物
正文
粘土和粘土岩中晶體一般小於2微米,主要是含水的鋁、鐵和鎂的層狀結構矽酸鹽礦物。有的在其成分中還有某些鹼金屬或鹼土金屬存在。粘土礦物包括高嶺石族礦物、蒙皂石、蛭石、粘土級雲母、伊利石、海綠石、綠泥石和膨脹綠泥石以及有關的混層結構礦物，此外還包括具過渡性的層鏈狀結構的坡縷石（凹凸棒石）和海泡石以及非晶質的水鋁英石。除水鋁英石外均屬層狀或層鏈伏結構矽酸鹽，因此粘土礦物可按層狀結構矽酸鹽礦物的分類來劃分。形態 粘土礦物的粒度細小，其大小和形態需用電子顯微鏡才能測定。多數粘土礦物如伊利石等呈鱗片狀，結晶良好的高嶺石則呈完整的假六方片狀。少數粘土礦物呈管狀（埃洛石）或纖維狀（坡縷石和海泡石）。
性質 晶體結構與晶體化學特點決定了它們的如下一些性質。①離子交換性。具有吸著某些陽離子和陰離子並保持於交換狀態的特性。一般交換性陽離子是 Ca2+、Mg2+、H+、K+、(NH4)+、Na+,常見的交換性陰離子是(SO4)2-、Cl-、(PO4)3-、(NO3)-。高嶺石的陽離子交換容量最低,5～15毫克當量/100克；蒙脫石、蛭石的陽離子交換容量最高，100～150毫克當量/100克。產生陽離子交換性的原因是破鍵和晶格內類質同象置換引起的不飽和電荷需要通過吸附陽離子而取得平衡。陰離子交換則是晶格外露羥基離子的交代作用。②粘土－水系統特點。粘土礦物中的水以吸附水、層間水和結構水的形式存在。結構水只有在高溫下結構破壞時才失去,但是吸附水、層間水以及海泡石結構孔洞中的沸石水都是低溫水，經低溫(100～150℃)加熱後就可脫出，同時象蒙皂石族礦物失水後還可以復水，這是一個重要的特點。粘土礦物與水的作用所產生的膨脹性、分散和凝聚性、粘性、觸變性和可塑性等特點在工業上得到廣泛套用。③粘土礦物與有機質的反應特點。有些粘土礦物與有機質反應形成有機複合體，改善了它的性能，擴大了套用範圍，還可作為分析鑑定礦物的依據。如蒙脫石中可交換的鈣或鈉被有機離子取代後形成有機複合體，使層間距離增大，從原有親水疏油轉變為親油疏水，利用這種複合體可以製備潤滑脂、油漆防沉劑和石油化工產品的添加劑。其他如蛭石、高嶺石、埃洛石等也能與有機質形成複合體。此外，粘土礦物晶格內離子置換和層間水變化常影響光學性質的變化。蒙皂石族礦物中的鐵、鎂離子置換八面體中的鋁，或者層間水分子的失去，都使折光率與雙折射率增大。
成因 粘土礦物的形成方式有3種:①與風化作用有關。風化原岩的種類和介質條件如水、氣候、地貌、植被和時間等因素決定了礦物種和保存與否。②熱液和溫泉水作用於圍岩，可以形成粘土礦物的蝕變富集帶。③由沉積作用、成岩作用生成粘土礦物。在現代或古代沉積物有時可以形成有工業意義的高嶺土、膨潤土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土和其他粘土岩。
用途 高嶺土主要用作陶瓷原料、造紙的填料和塗層；主要由蒙脫石構成的膨潤土用於作鑽井泥漿、精鍊石油的催化劑和漂白劑、鐵礦球團的粘結劑和鑄形砂粘合劑；凹凸棒石粘土和海泡石粘土是製造抗鹽泥漿的優質原料、油脂的脫色劑和吸收劑。
配圖
相關連線
http://environ.biox.cn/Geography/200701/20070113230955_2261.shtml
