页岩的基本特征和研究方法.ppt

页岩的基本特征和研究方法贺振宇南京大学 地球科学与工程学院 2010年5月28日ahhzy@粘土岩l 粒径50%)组成， 并含大量粘土矿物的沉积岩陆源碎屑物质，机械沉积——泥质岩铝硅酸盐矿物，胶体沉积成因——粘土质岩2粘土岩的结构分类固结和 重结晶程度粉砂含量 50%泥板岩3页岩（Shale）l 是一种沉积岩，由鳞片状的粘土矿物和泥质粉砂质 的石英、云母等其他矿物碎屑组成，成分复杂，显微 镜下呈粉砂泥质结构发育特征的厚度小于1cm的薄 页状或薄片层状的层理（页理）泥岩与页岩具有类 似的组成，但不具页岩的易裂性抵抗风化的能力弱 ，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地 常山黄泥塘奥陶纪土黄色页岩页理是鳞片 状的粘土矿 物在压实作 用过程中平 行排列而成 4化学成分l 不同的页岩，化学成分指标不一样，自然界 存在的页岩，其化学成分含量变化比较大一 般：SiO2含量45%~80%；A12O3量12%-25%， Fe2O3含量2%-10%，CaO含量0.2%-12%，MgO 含量0.1%-5% 5矿物成分 l 粘土矿物：高岭石、多水高岭石、蒙脱石、伊利石构成岩石中10%），黑棕色， 浅黄褐色等，层理发育，燃烧有沥青味 l 硅质页岩：含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含 量在85%以上 l 铁质页岩：含少量铁的氧化物、氢氧化物等。

多 呈红色或灰绿色在红层和煤系地层中较常见 l 钙质页岩：含CaCO3，但不超过25%，否则过渡泥 灰岩类 （馒头组） l 砂质页岩：混入一定砂质成分 7主要粘土矿物l 高岭石： 晶体细小，0.01~0.001mm，重结晶后可达1mm 集合体呈白色土状；二轴晶，负光性透射 电镜下呈六边形鳞片状晶体；扫描电镜下，片 状高岭石叠置呈六方柱状l 多水高岭石 外貌呈白色致密块状集合体，有时带淡蓝、淡 绿色调电子显微镜下呈管状8l 蒙脱石 偏光显微镜下，呈细鳞片状，二轴晶，负光性 透射电镜下呈它形片状，一般聚集成团扫描 电镜下，呈鳞片状，集合体呈棉絮状、弯曲片 状、羽毛状 l 伊利石 也叫水云母，偏光镜下呈鳞片状、羽毛状集合 体无色，有时带浅绿或浅黄褐色，干涉色达 二级顶部透射电镜下，呈不规则鳞片状晶体 或边界圆滑的等度片状在扫描电镜下，呈层 片状排列或弯曲片状 l 混层粘土矿物：两种粘土矿物按不同比例 堆砌而成，最常见是伊利石/蒙脱石混层；蒙 脱石/绿泥石混层9粘土矿物的实验室研究方法l X射线衍射分析 依据是单位构造层所形成的底面（001）的面 网间距d001及次级衍射峰d002、d006 样品分为定向样品和非定向样品 更好区分不同种属的粘土矿物，对粘土矿物进 行各种处理： Mg2+-甘油饱和：鉴别蒙脱石 K+饱和：鉴别蒙脱石 HCl加热：去除绿泥石 高温处理：鉴别绿泥石和伊利石（不变化）10l 红外吸收光谱分析 l 差热分析11扫描电镜及电子探针矿物名称 化学分子式单体形态集合体形态 高岭石Al4(Si4O10)(OH)8六方片状书页状、 蠕虫状 蒙脱石(Mg,Al)2(Si4O10) (OH)2·4H2O卷曲片状棉朵状、絮 状 伊利石K,Al[(AlSi3)O10] (OH)2·nH2O刀片状菊花状、片 堆状 绿泥石含Fe\Mg\Al\OH 的层状硅酸盐竹叶状落叶状1213粘土矿物测试数据的应用用于沉积环境、物源、成岩作用、埋藏历史 的研究 l 粘土矿物成分的埋藏深度和地层顺序的分析； l 粘土矿物转化温度分析； l 粘土矿物结晶度分析；14页岩的使用 页岩陶粒： l 陶粒混凝土：利用页岩陶粒做为轻集骨架料，掺 入陶砂、矿渣或煤灰等工业废渣，采用水泥做为胶凝 材料，产品具有体轻、保温、节能等特点。

l 管道保温、炉体保温隔热、保冷隔热和隔音吸声 等其他建筑材料； l 农业和园林中的无土基床材料及滤水材料陶粒混凝土陶粒15陶粒应用知识 l 陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状.陶粒 形状因工艺不同而各异它的表面是一层坚硬的外壳，这层 外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度陶粒的粒径一般为5~25mm陶粒一般用来取代混凝 土中的碎石和卵石 l 粘土陶粒：以黏土、亚黏土等为主要原料，经加工制粒，烧胀而成的，粒径在5mm以上的轻粗集料 l 页岩陶粒：以黏土质页岩，板岩等经破碎、筛分，或粉磨后制球，烧胀而成的粒径在5mm以上的的轻粗集料，主要用 途是生产轻集料混凝土小型空心砌块和轻质隔墙板 l 陶粒按密度分为3类： 一般密度陶粒：密度大于500kg/m3强度相对较高，用于结 构保温混凝土和高强混凝土； 超轻密度陶粒：300~500kg/m3用于保温隔热混凝土及其制 品； 特轻密度陶粒：小于300kg/m3保温隔热性能优越，用于特 轻保温混凝土及其制品16《轻集料及其试验方法》 GB/T17431、1——1998新标准17谢谢！18。