泥质岩的分类及主要类型 泥质砂岩与砂质泥岩的区别？

1.粘土及泥质岩的分类

由于泥质岩的物质成分和成因比较复杂、颗粒细小，精确地鉴定成分、粒度和数量均较困难，故对泥质岩的分类尚无统一的方案。在通用的分类方案中(表5－3)，主要依据泥质岩的固结程度、结构、构造、矿物和化学成分，以及有机混入物和颜色等因素进行分类，在实际工作中，往往要综合上述原则对泥质岩进行分类和命名。

表5－3 粘土及泥质岩的分类

2.常见的粘土类型

粘土系指未固结和弱固结的泥质沉积物，主要由粘土矿物组成，大多数粘土具有可塑性、吸水性、膨胀性、烧结性、耐火性和吸收性，因此，在工业上有广泛的用途。按粘土矿物成分，常见的粘土有如下几个类型。

高岭石粘 土主要由高岭石组成，其含量在90%以上，含有多水高岭石和伊利石，常混入有黄铁矿、菱铁矿、碎屑石英、长石及重矿物等。高岭石粘土一般为白色、浅灰色、浅黄色，当含有机质及细分散黄铁矿时呈深灰—黑色。其外貌呈致密状，贝壳状断口，有滑感，性脆，硬度不高。

高岭石粘土大都是在温暖潮湿气候条件下，为铝硅酸盐矿物(主要是长石)的分解产物，在酸性介质(pH=5～6)环境下沉积于大陆、河流、湖泊、沼泽或潟湖地区而成。

蒙脱石粘土 蒙脱石粘土又称膨润土、漂白土等，主要由蒙脱石组成。常见的非粘土矿物有长石、石膏、方解石、石英和没有完全分解的火山凝灰物质。一般呈粉红色、白色、淡黄色、淡灰绿色等。具胶状外貌，硬度不大。吸收性强，浸入水中剧烈膨胀，可塑性不好，耐火度低。

蒙脱石粘土常由凝灰岩或火山岩在海水或地下水的作用下，经化学风化的产物，在碱性介质(pH=7～8.5)环境下沉积而成。

水云母(伊利石)粘土 成分比较复杂，除水云母外，经常还有其他粘土矿物，以及石英、长石、云母、重矿物等碎屑矿物，有时含其他自生矿物和有机质。纯的水云母粘土少见。水云母粘土常呈黄、灰、绿、红色等。常呈粉砂泥质结构，多具水平层理及微细的波状层理。镜下见毡状和定向构造。水云母粘土的化学成分特点是K₂O含量高，可达3%～7%。

水云母粘土是各种铝硅酸盐矿物的岩石化学风化初期的产物，在各种环境中均可生成(如大陆或海洋，温暖或寒冷的气候，碱性或酸性的介质)，但溶液中必须富含钾。

3.泥岩和页岩

弱固结的粘土经过中等程度的后生作用(如挤压作用、脱水作用、重结晶作用及胶结作用等)，即可形成强固结的泥岩和页岩。泥岩已固结成岩，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀。页岩已固结成岩，但具有明显的页状层理，已大部分失去可塑性。这两种岩石的成分都比较复杂，多数粘土矿物已转变成水云母，有时还可有其他粘土矿物。有较多的碎屑矿物、化学成因物质及有机质。

(1)泥岩

一般以复成分泥岩及水云母泥岩为主。泥岩在野外常按机械及化学混入物来命名，如钙质粉砂质泥岩、铁质泥岩、炭质泥岩等。在我国中生代地层中有广泛的泥岩分布。

(2)页岩

多为具页状层理的水云母粘土岩，其机械的及化学的混入物较多。常按混入物的成分或岩石的颜色来进一步命名。如:

钙质页岩 其中含CaCO₃一般不超过25%(超过了50%就过渡为泥灰岩、灰岩)，其主要成分还是粘土矿物。钙质页岩分布很广，常见于陆相、过渡相的红色岩系中，也可见于海相、潟湖相的钙泥质岩系中。如四川三叠系及侏罗系的页岩中常含钙质。

铁质页岩 若含三价铁的氧化物、氢氧化物时，岩石呈红色、紫红色，产于陆相、过渡相的红色岩系中若含二价铁的硅酸盐(海绿石等)、硫化铁(黄铁矿)时，岩石呈绿色，多产于海相岩系中。

硅质页岩 普通页岩含SiO₂平均为58%，而硅质页岩中特别富SiO₂(含量在85%以上)，可逐渐过渡为生物化学成因的硅质岩。硅质页岩中的硅质并非碎屑石英，其硅质来源有陆源的SiO₂胶体、海底火山喷发的硅质页岩、生物成因的硅质页岩，其中生物成因的硅质页岩，如硅藻土页岩有很高的工业应用价值，广泛地用作食品工业的漂白剂、净化剂和橡胶工业的充填剂。

黑色页岩 岩石中含较多的有机质及细分散黄铁矿、菱铁矿而显黑色。其中很少含化石，具有极薄的层理。外貌似炭质页岩，区别在于它不染手。黑色页岩一般是在温暖潮湿气候条件下，形成于湖泊深水区、沼泽、淡化潟湖等环境，在石油、天然气成藏过程中往往是供给烃类的源岩，在油气藏地质研究中具有极其重要的意义。

炭质页岩 此类岩石也因含有大量分散的炭化有机质组分而显黑色，岩石较松软，能染手。炭质页岩生成于湖泊―沼泽、潟湖―沼泽和河流平原的岸后沼泽洼地环境中，与煤系地层共生。岩石中如炭化有机质组分即灰分含量>30%可作燃料。如我国石炭系、二叠系及侏罗系含煤地层中均有产丰富的可燃性炭质页岩。炭质页岩也是油气烃类的重要源岩。

油页岩 常呈棕黑色或棕褐色，有时具很薄的层理，粘结性很强。含沥青质的称为沥青质页岩;含腐泥质的称为炭质油页岩。油页岩常生成于闭塞海湾或深湖环境中，常与含油岩系或含煤岩系共生。如我国抚顺、广东茂名等地有油页岩产出，其含油率为4%～20%，最高达30%，可直接提炼石油。

油页岩以具油脂光泽为重要特点，与炭质页岩的区别在于不污手，与黑色页岩之区别在于用小刀刮之可成为刨花状的岩片。油页岩的密度较前二者小。

泥质砂岩与砂质泥岩的区别主要体现在结构、组成成分和透水性的不同上。
1、结构不同：
（1）砂质泥岩，或称为粉砂质泥岩，粘土岩的一种，它是由粘土材料的压实，脱水和再结晶形成的。 它由微小的矿物质组成，粒径小于1/256毫米。 它具有片状或片状层状，很容易被硬物破碎成碎片。

（2）泥质砂岩，或称为泥质粉砂岩（Sandstone），它是一块岩石，通过沙子沉积在河床上，并且已经被地质和物理效应固化了数千年。 砂岩结构是颗粒状的。

2、组成成分不同：
（1）粉砂质泥岩的主要成分是粘土矿物，含有少量粉砂。 淤泥含量为25％至50％，粘土含量为75％至50％。 浸泡在水中后，泥岩容易软化。
（2）泥质粉砂岩成分主要是淤泥，含有少量粘土矿物和水泥。 泥质粉砂岩 - 意味着粘土含量为50-25％，粉砂含量为70-50％。
3、透水性不同：
（1）粉砂质泥岩透水性很差。
（2）泥质粉砂岩透水性能良好。
参考资料来源：百度百科 - 泥质粉砂岩
参考资料来源：百度百科 - 粉砂质泥岩

（一）一般特征
泥质岩（argillaceous rock）是粒度小于0.004mm的陆源碎屑和粘土矿物含量＞50%的岩石。绝大多数的泥质岩是由母岩化学分解后产生的粘土矿物经机械沉积而成，故亦称粘土岩，只有极少数泥质岩是凝灰岩在成岩过程中蚀变而成的。
泥质岩是分布最广的一类沉积岩，占沉积岩总量的60%左右。
泥质岩的矿物成分复杂，除主要成分粘土矿物外，常有陆源碎屑矿物和自生矿物。粘土矿物常见的有高岭石、水云母、蒙脱石等。陆源碎屑矿物主要是石英、云母和极少量长石。自生矿物则多种多样，最常见的是铁的氧化物（褐铁矿、赤铁矿）、氧化硅矿物（玉髓、石英）、碳酸盐矿物（方解石、白云石、菱铁矿等）、硫酸盐矿物（石膏、硬石膏、重晶石等）、硫化铁矿物（黄铁矿、白铁矿）；此外，还有海绿石、绿泥石和有机质等。这些自生矿物虽然一般含量不高，但能影响岩石的颜色及其物理工艺性质，并能反映岩石的形成环境，故不可忽视。
泥质岩的结构主要为泥状结构、粉砂泥状结构、鲕粒或豆粒结构、生物泥状结构等。具泥状结构的岩石几乎全由泥质质点组成，岩石致密细腻，具贝壳状断口，用手捻时有滑感，用小刀切割时，切面很光滑。泥质岩的鲕粒和豆粒结构，外貌上与碳酸盐岩的鲕粒、豆粒结构相似，但其内部多为隐晶质致密状，无同心层状构造或同心层极少，鲕粒或豆粒的质地比周围的基质坚硬。
泥质岩的层理均为水平层理，但厚薄不一，厚度在1cm以下的，称为页状层理或页理。页理发育的泥质岩通称为页岩。无页理或页理不发育的叫泥岩。泥质岩中还常有干裂、雨痕、晶体印模以及水下滑动等构造。
泥质岩的颜色变化很大，主要视岩石中有无色素物质如铁质、有机质等而定。不含色素物质的较纯的泥质岩通常为灰白色，含铁的氧化物时为红色、紫色、褐色；含绿泥石、海绿石等含低价铁的硅酸盐矿物时呈绿色；含细分散的黄铁矿及有机质较多时则呈黑色或灰黑色。它们都是良好的环境标志，反映了沉积介质的氧化还原条件。
泥质岩具有吸水性、烧结性、耐火性和吸收性等。这些性质使其具有一定的工业价值，被广泛应用作陶瓷原料、耐火材料、漂白剂、净化剂和钻井泥浆原料等。但其中的一些物理性质，如可塑性、吸水性等对工程建设有极不利的影响，应当加以注意。
（二）泥质岩的分类和主要类型
由于泥质岩的成因复杂，颗粒又很细小，不仅肉眼难于鉴定，甚至在显微镜下有时也难以确定，加之研究程度较低，因此目前尚无一个较完善的泥质岩分类方案。在实际工作中使用的分类主要是根据泥质岩的固结程度、页理的发育情况等宏观的构造特征划分的，通常依此而把泥质岩分为粘土、泥岩和页岩三类（表5-4）。各类的进一步划分则按其主要矿物成分或次要组分划分。
现将泥质岩主要类型的各个种属的特征简介如下。
1.粘土
粘土是一种未固结或弱固结的泥质岩，基本上仍为土状，在水中易泡软，具不同程度的可塑性和粘结性。多为现代风化壳的产物。古代质地较纯的泥质岩出露地表因风化和被水浸泡后，有时也易成土状及具明显的可塑性。常见的质地较纯的粘土有高岭石粘土、蒙脱石粘土和水云母粘土。
表5-4 泥质岩按固结程度的分类


◎高岭石粘土：主要由高岭石组成。多为灰白色、浅灰色或浅黄色。土状，有滑感，具贝壳状断口。用舌舔之，有明显的吸着性，遇水不急剧膨胀，但具可塑性。其粘结性和耐火性较高，故是重要的陶瓷原料和耐火材料。
高岭石粘土是在潮湿温暖的气候条件下，由铝硅酸盐矿物经较强烈的化学风化而成，一般需要酸性（pH=5～6）介质条件。有在原地残积的，也有被搬运至湖、海、沼泽中沉积的。
我国东南地区许多地方有残积的高岭石粘土，多构成花岗岩的风化壳。制造著名的景德镇瓷器所用的粘土即为高岭石粘土。“高岭石”一词，即由江西浮梁县高岭山名而来。
◎蒙脱石粘土：蒙脱石粘土又名膨润土、斑脱岩、漂白土等。主要由蒙脱石组成，一般为灰白色、淡粉红色、淡黄色或浅灰绿色。断口不太平坦，有滑感，但不如高岭石粘土明显。吸水性极强，浸入水中后其体积急剧膨胀，这是蒙脱石粘土的重要特征和鉴定标志，也是对工程建设不利的性能。蒙脱石粘土的可塑性比高岭石粘土的弱，因其吸收性强，在工业上主要用作漂白剂和净化石油的原料，也用作钻井泥浆。
蒙脱石粘土主要由中酸性凝灰岩在海水或地下水作用下分解而成，沉积于中性或碱性（pH=7～8.5）的介质条件。我国河北宣化、张家口及浙江余杭等地产有蒙脱石粘土。
◎水云母粘土：水云母粘土的成分一般比较复杂，除水云母外，常有其他粘土矿物，以及石英、长石、云母等碎屑矿物。还有各种自生矿物和有机质。很纯的水云母粘土比较少见。水云母粘土的颜色也是多为灰白色、灰黄色、浅绿色和淡红色等。可塑性比高岭石粘土差，但比蒙脱石粘土好，吸水后不像蒙脱石粘土那样急剧膨胀。多为粉砂泥状结构，常具水平层理及极细的波状层理。水云母粘土多为含各种铝硅酸盐矿物的岩石或凝灰岩化学分解的初期产物，无论大陆、海洋均可生成，条件是溶液富钾，介质稍偏碱性（pH=7～8）。高岭石、蒙脱石在成岩过程中均可转变为水云母，故水云母粘土是泥质岩中最常见的类型。
我国四川、贵州一带中三叠统雷口坡组的底部有一层厚仅几十厘米，但分布极广的水云母粘土，质较纯，呈灰白色至浅绿色，具鲕粒及豆粒结构，豆粒成分为SiO2。该层水云母粘土通称为“绿豆岩”，是由中酸性凝灰岩在海水作用下分解而成的，岩石中含K20较高，达6.00%～12.50%。
2.泥岩和页岩
泥岩（mudstone）和页岩（shale）是泥质沉积物经成岩作用后固结而成的。泥岩层理不明显，呈块状。页岩则具明显的页理构造。泥岩和页岩的成分一般都比较复杂，主要由水云母或高岭石组成，并含碎屑物质和各种自生矿物，但也有部分泥岩质较纯，主要由高岭石组成，可称为高岭石泥岩。这种高岭石泥岩，常为深灰色至灰色，致密，质较硬，具贝壳状断口。我国石炭－二叠系的煤系地层中常有这种质地较纯的高岭石泥岩，可作耐火材料和陶瓷原料。大多数泥岩和页岩常含一定数量的粉砂及其他自生矿物和有机质。含粉砂数量较明显者，可称为粉砂质泥岩或页岩。当泥岩和页岩含较多的自生矿物及有机质时，根据自生矿物及有机质等混入物的成分及颜色，可将泥岩分为红色页岩（泥岩）、黑色页岩（泥岩）、炭质页岩（泥岩）、钙质页岩（泥岩）、硅质页岩（泥岩）等。
◎红色页岩（泥岩）：红色页岩（泥岩）是红色岩层中的主要岩石之一，含较多的分散的氧化铁和粉砂，有时含钙质结核，多为陆相沉积，形成于较干旱气候带的氧化环境中，常和蒸发岩共生。
◎黑色页岩（泥岩）：富含有机质，常含多量细分散的或结核状的黄铁矿。层理一般较好，故黑色页岩比黑色泥岩多，无化石或只有浮游的生物化石（如笔石）。黑色页岩出露地表后，常因其中的黄铁矿风化成氧化铁而使岩石的表面及节理裂隙染成淡红色。黑色页岩是在温湿气候条件下形成于湖泊、沼泽、海洋或潟湖等环境的较滞流的水体中，它们是在较强的还原环境下形成的。
◎炭质页岩（泥岩）：炭质页岩含大量炭化了的分散的有机质。黑色，页理发育，性脆，常含较多的植物化石。与黑色页岩的区别是炭质页岩能染手。炭质页岩多形成于湖泊－沼泽环境中，产于煤系地层之内。
◎硅质页岩（泥岩）：含较多的隐晶质的玉髓和石英等化学沉积的硅质矿物，多为灰黑色、深灰色、棕褐色等。岩石致密坚硬，具贝壳状断口，节理裂隙较发育。这类岩石与燧石岩很相似，不同的是硅质页岩硬度比燧石岩硬度小，用小刀可以刻划，而燧石岩小刀不能刻划。硅质页岩常与燧石岩等硅质岩共生，其成因多与生物作用及火山作用有关。
◎钙质页岩（泥岩）：主要由粘土矿物组成，但含较多的方解石混入物，常为浅黄、浅绿、浅红、浅灰绿、黄褐等色，致密，性脆，具贝壳状断口，风化后易成小碎块或小片，加盐酸起泡。常与碳酸盐岩共生。
（三）泥质岩的地质意义和研究方法
泥质岩是沉积岩中数量最多、分布最广的岩石。大多数泥质岩是在静水环境中沉积的，其颜色和成分常能反映沉积时的介质条件，因此研究泥质岩可了解沉积环境的介质条件。
质地较纯的粘土和泥岩是重要的陶瓷原料、耐火原料、漂白剂、净化剂和造纸工业的填充材料等。近年来发现泥质岩中还含有很多重要的金属矿产，如Ag、Mo、Zn、Ni、Cu、Cr、V、U等。一些富含有机质的泥质岩还常是重要的生油岩石，因此，研究泥质岩具有重要的找矿意义。
研究泥质岩对水文地质和工程地质也具有十分重要的意义。由于泥质岩不具有大的空隙，并饱含结合水，故不能含水、透水，一般不能成为含水层，但可成为良好的隔水层。在工程地质上，泥质岩的抗压强度较低，为几兆帕至50MPa，且遇水易膨胀、泥化，强度更低。加之，泥质岩易风化破碎，因此，泥质岩的存在很易引起岩层的滑动、崩塌，故对工程建设甚为不利。泥质岩的物理力学性质与岩石的矿物成分、裂隙发育的情况以及岩石的固结程度等有关，如蒙脱石粘土，吸水性和膨胀性最大，水云母粘土次之，高岭石粘土最小。故在泥质岩地区进行水工建筑时，应对泥质岩物质成分、固结程度、裂隙发育情况等特性进行认真仔细的研究，以便采取相应的措施，减少其不利影响。
由于泥质岩的颗粒细小，成分复杂，肉眼鉴定其成分较为困难，因此，野外研究泥质岩时，首先应着重注意其宏观的特征，如层理与层面构造、颜色、岩体的形状、厚度变化与上下岩层的关系、横向变化等；然后再仔细观察和描述岩石的结构及某些重要的物理性质，如岩石的固结程度、硬度、断口特征，滑腻感、吸水性和膨胀性以及能被水泡软的程度等；初步确定其中所含主要的粘土矿物成分和混入物的成分，给岩石以适当的命名。如果粘土的颜色较浅或泥岩、页岩的成分较纯时，也可以用染色法鉴定其主要的粘土矿物成分。

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