(一)粘土的成因
粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成的。这类经风化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的母岩。
母岩经风化作用而形成的粘土产于地表或不太深的风化壳以下;母岩经热液蚀变作用而形成的粘土常产于地壳较深处。
风化作用类型有:1)机械的(物理的);2)化学的;3)生物的。
热液蚀变型:高温岩浆冷凝结晶后,残余岩浆中含有大量的挥发分及水,温度进一步降低时,水分则以液态存在,但其中溶有大量其它化合物。当这种热液(水)作用于母岩时,会形成粘土矿床,这就称为热液蚀变型粘土矿,如衡阳界牌土。
(二)粘土的分类
1、按成因分类
1)原生粘土:又称一次粘土,残留粘土,是母岩风化崩解在原地残留下来的粘土。特点:颗粒较粗,可塑性较差,耐火度高。
2)次生粘土:又称二次粘土,沉积粘土,是由风化形成的粘土,经雨水河流的冲刷及有时外加风力的作用,迁移至盆地或其他地势较低处沉积下来,而形成粘土层。特点:颗粒较细,可塑性较好,耐火度差 。
2、按可塑性分类
1)高可塑性粘土:软质粘土。其分散度大,多呈疏松状。如粘性土、膨润土、木节土等。
2)低可塑性粘土:硬质粘土。其分散度小,多呈致密块状。如叶蜡石、焦宝石、瓷石等。
3、按耐火度分类
1)耐火粘土:一般耐火粘土的耐火度在1580℃ 以上,较纯,含杂质较少。
2)难熔粘土:其耐火度在1350~1580℃ ,含易熔杂质在10~15%。
3)易熔粘土:其耐火度在1380℃ 以下,含有大量的杂质。
4、按化学组成分类
1)富铝粘土 ;2)贫铝粘土。
(三)粘土的主要矿物类型
粘土矿物主要为高岭石类(包括高岭石、多水高岭石等)、蒙脱石类(包括蒙脱石、叶蜡石等)和伊利石类(也称水云母)等等。
1、高岭石类
因首先在江西景德镇东部的高岭村山头发现,故国际上都把这种制瓷粘土称为高岭(Kaolin)土,其主要矿物成分是高岭石(Kaolinite)和多水高岭石。
高岭石的化学式:Al2O3·2SiO2·2H2O
多水高岭石: Al2O3·2SiO2 ·nH2O (n=4~6)
属于高岭石类的粘土矿物还有地(迪)开石(Dickite)、珍珠陶土(Nacrite)和多水高岭石(埃洛石Hallysite,又称叙永石,为我国四川叙永县以盛产这种矿物为主的粘土而得名)等。
2、蒙脱石类
概述:蒙脱石(Montmorillonite)也是一种常见的粘土矿物,以蒙脱石为主要组成矿物的粘土称为膨润土(bentonite),一般呈白色、灰白色、粉红色或淡黄色,被杂质污染时呈现其它颜色。其理论化学通式为: Al2O3·4SiO2 ·nH2O(n通常大于2)。其晶粒呈不规则细粒状或鳞片状。
特性:1)吸湿膨胀性:吸水后体积可膨胀20-30倍;2)离子交换性:在水中呈悬浮和凝胶状,具有良好的阳离子交换特性。
3、伊利石类
伊利石是白云母经强烈的化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中的中间产物。
组成成分与白云母(化学通式为K2O·3Al2O3·6SiO2 ·2H2O)相似,但比正常的白云母多SiO2和H2O而少K2O。与高岭石比较,伊利石含K2O较多而含H2O较少。
4、水铝英石
是一种非晶质的含水硅酸铝,它的结构可能是由硅氧四面体和金属离子配位八面体任意排列而成,没有任何对称性。
它与其它粘土矿物的区别是它能在盐酸中溶解。而其它结晶质的粘土矿物不溶解于盐酸,但溶解于硫酸。
它在自然界中并不常见,往往少量地包含在其它粘土中 。