伊利石/蒙皂石混层I/S粘土

(1)无序Altaner和Bethke(1988)用图2–2描述了这种结构。这里一定有sss…,也有III,而ISIS…排列也存在。随着I层的增加,I层互相连接在一起的趋势更大。这种混层的有序度符号为RO(或R=0)。

2.有序度的确定上面讲过,有序度是对I/S的结构描述,同样的混层比可以对应不同的有序度,因为它的确定是十分重要的。要准确地确定R需要纯的或比较纯的样品。Regnolds,R·C·,(1967,1970,1980)对此作过相当详细的叙述。笔者认为,在不考虑R2有序存在的前提下,本章发表的一套完整的I/S序列谱图以及有关说明可作为确定有序度的参考,它比较实用。由于混层比与有序度是两个完全不同的概念,因此,原则上不能根据混层比来确定有序度。但是,对于埋藏成岩的I/S而言,从总体上讲,随着%S值的减少,有序度是提高的。在常规的XRD分析中,有时由于I/S的含量不高,很难全面观察到各种特征,因此用表2–1来确定R也是可行的。从表中可以看出,我们提出的与Hower,J(1981)的数据基本上是一致的,其中多出了部分有序R0/R1。我们认为这更符合实际,这涉及成岩演化过程中“有序开始”问题,对此,我们将在下面有关部分详细谈到。

式中的分子与分母分别代表N与EG状态下的相应峰的强度比(以峰高计)。(6)端员矿物伊利石与混层比%S=5%的ISII相比较,主要区别在于参数等于1。

因此,我们这样认为:如果蒙皂石的衍射数据偏离上述情况,就说这个蒙皂石存在某种结晶度问题。(2)天然产出的存在结晶度问题的蒙皂石实例例15块海南岛玄武岩风化壳样品,其风化程度不同。分析结果见表2–6与图2–20。可以看到:①随着风化程度的加剧,17?的V/P值的确在逐渐减少。这与Biscaye和Thorez描述的情况是完全一致的;②89HA8样品的17?的V/P值为0.74。此值比标样(潍县Ca型蒙皂石)相应值小得多,但(001)反射的CV值却为0.60,小于Bailey规定的标准。也就是讲,虽然17?值进一步下降,但降N0.45外,其余的CV值基本上保持着整数倍关系。③随着17?的V/P值逐渐下降,经550℃加热后的10?的V/P值也在逐渐下降。这是以前没有注意到特征。

2.晶体化学伊利石是一种2∶1型的粘土矿物,它与蒙脱石不同点是:①同形置换主要发生在四面体,因此其层电荷主要也颁在四面体,电荷密度也高于蒙脱石,这二者对的固定是十分有利的;②层间阳离子主要是,也有少量等半径小的阳离子,这些阳离子是不可交换的。蒙皂石、白云母和伊利石一类的粘土矿物的结构化学式一般可表示成每半个晶胞的形式。下面比较一下它们的结构化学式,从而能清楚地看出它们之间的差异。这对于我们全面认识伊利石和XRD谱图的解释是十分重要的。对于Na型蒙脱石,若不考虑四面体的同形置换,其结构式为:

上式表明,在Na型蒙脱石的半个晶胞中,有0.33个Al被0.33个Na来平衡。Na位于层间域,可以被其它阳离子所交换。这样开放式的结构是不稳定的,在富K的成岩环境下,一定会向具有稳定结构的伊利石转化。在蒙脱石中,Si/Al值是比较高的,其理论值为2.40,而%为0。对于白云母,若不考虑八面体的同形置换,其结构化学式为

在这里平均有1/4的Si+4被Al+3取代,从而产生1个负净电荷,平衡了这个负荷。Si/Al=1,很低。而含量很高,其理论值为10.48%。要想得到伊利石的准确的化学分析数据是十分困难。这是因为样品中常含有ISII超点阵,此外还有其它粘土矿物杂质。因此,文献多报道用外推法求得K的含量。Srodon给出一个砂岩中的呈高岭石假象的伊利石的合理结构式:

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