你了解“黏土”吗？

“黏土”这一术语有两种含义，第一种是指粒度小于2μm的任何矿物，其二是指具层状结构的硅酸盐矿物，不考虑粒度大小。目前认为，以上两种含义综合起来才是真正的黏土矿物，即所有像黏土粒级的层状硅酸盐矿物才是真正的黏土矿物（佐尔泰、斯托特，1992）。

黏土矿物是组成黏土的主要矿物成分。它们广泛分布于现代土壤、海洋沉积物、河流沉积物以及古代的泥质岩中。它们可由热液作用形成，但主要由表生作用形成。通常以两种或多种矿物的混合物形式出现；而且常有一定的组合类型。这主要取决于形成时的环境和介质条件。黏土矿物本身并不是固定不变的，当环境发生变化时，或被搬运到与先前环境不同的沉积盆地时，它们就会发生相应的变化，改组成能在新的物理化学条件下稳定的新矿物。所以黏土矿物的研究对沉积岩成因、沉积环境分析起着重要作用。黏土矿物的形成对环境气候的变化非常敏感，，近年来被用于古环境古气候的重建。由黏土矿物组成的黏土岩是沉积岩中分布最广的一类，不仅是重要的生油岩，同时还是良好的盖层，甚至还可作为油气的储层，具有重要的石油地质意义。

黏土矿物的颗粒通常很细，一般小于2μm。因此，在一般镜下是难以辨认的。在20世纪30年代后，通过X射线分析的应用，才揭开了 黏土矿物晶体结构的奥秘。至今，X射线分析仍是鉴定黏土矿物最重要、最有效的手段之一。

由于黏土矿物颗粒极细，经常形成一些复杂的混合物，为了正确鉴定黏土矿物，因为样品必须经过严格的分选，集中小于2μm的黏粒。又因黏土矿物晶体结构上的相似性，常使黏土矿物产生一些相互类似的X射线衍射数据，因而要利用各族黏土矿物晶体结构上的特殊性，用各种物理和化学的方法处理黏粒，从而达到正确地区分各种黏土矿物的目的。如用甘油或乙二醇等有机溶液饱和样品，使具有膨胀性的黏土矿物层间距增大；或用加热处理，不仅可使某些黏土矿物因失水而使层间距缩小，而且还能使某些黏土矿物的晶体结构破坏；或者用各种化学药品处理黏粒，使得一些黏土矿物各自显示特有的某些性质等等。显然，这些方法是不同于其它一般矿物的鉴定方法的。对于黏土处理方法的选取，需要结合样品自身的矿物组成，寻求最优的实验方法。由国家能源局发布的SY/T 5163-2010 沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法中记录一套详细而又系统的黏土制样及分析方法，通过N片，EG片，T片三张定向片的数据，定性定量的分析出样品中的黏土矿物及混层矿物。

针对标准SY/T 5163（现行版本为SY/T 5163-2010）与SY/T 5477（现行版本为SY/T 5477-2003），中国石油勘探开发研究院的林西生老师于2007年编写出了黏土矿物定量分析软件Clayquan（现行版本为Clayquan 2016）。并与2017年升级开发了新程序Clayquan II。

Clayquan 2016能对岩石中最常见的矿物---蒙皂石（S），伊利石/蒙皂石混层I/S，伊利石（It），高岭石（Kao），绿泥石（C）与绿泥石/蒙皂石混层C/S以及坡缕石（Pa）等七种矿物进行定量分析以及混层相混层比计算。Clayquan 2016不仅功能强而且好用。石油系统与不少地质部门基本上都使用这款软件并在石油勘探与开发中发挥很好的作用，获得广泛好评。

Clayquan II在保留了Clayquan 2016的基本功能（峰位校正；平滑化；背景扣除；积分求面积以及分峰等）基础上，增加了对蛭石（V）,伊利石/蛭石混层I/V(土壤与露头的沉积岩)，叶蜡石（Py）（高温矿物，热液变质）,滑石（Ta）与蛇纹石（Se）（变质岩与某些风化了的岩浆岩）定量计算---这是长期想解决而未解决的问题。

Clayquan II与Clayquan 2016相兼容并具有相同的运行环境（中文Windows XP/Vista/2003/7，中文Office 2003/2007）。计算结果也以.xls文件格式输出。

根据样品的实际情况，也考虑到实际计算的方便，Clayquan II将矿物组合分为分为以下三种类型：
II-1 S+I/S+It+Kao+C+C/S+V+I/V+Ta+Py+Se（I/S不可缺少）
II-2 S+It+Kao+C+C/S+V+I/V+Ta+Py+Se
II-3 It+Kao+C+V+I/V+Ta+Py+Se

下面举例说明：

例1 样品17-07779（石油勘探开发研究院提供） 图1。 定性分析：有I/S,It,Kao，C以及Py---前四者都是常见矿物而Py是叶蜡石，其含量是本程序要解决的问题。选择类型II-1是合适的，因为含有混层I/S。计算结果为：I/S:50 It:23 Kao:6 C:5 Py:16混层I/S的混层比30%。

例 2 样品 dg-069（大港油田提供） 图2定性分析:有S,C/S,C,这都是常见物相。Ta是滑石。选择类型II-2是合适的。一旦选择，只要在E谱图上计算就可以了。结果为：S,C/S与C含量分别32,23,3。Ta是滑石，含量42。

例3 样品 尾号F005 土壤粘土（微构实验室提供） 图3。这里没有膨胀性矿物，只有V,I/V,It,Kao,Ta。选择类型II-3计算，在E谱图上即可完成数据处理。其结果是：V:6 I/V:15 It26 Kao:50 Ta:3。

图1样品17-07779 的XRD谱图。矿物组合为I/S+It+Py+Kao+C。选择II-1计算。右上部列出三种矿物组合类型，供用户选择。右下部，对符号作了说明（下同）。

图2样品dg-069的XRD谱图。矿物组合为 S+C/S+Ta+C,选择类型II-2计算。

图3样品F005（尾号）的XRD谱图。矿物组合为V+I/V+It+Ta+Kao,无膨胀性相，选择II-3计算。