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组成黏土和黏土类岩石的主要矿物。是一些以硅、铝和水等成分为主，具层状结构的含水铝硅酸盐矿物。黏土矿物颗粒极细，一般小于0.001 mm，具层状结构，绝大多数为晶质体。黏土矿物的结晶格架里包含两种构造单元，即硅氧四面体和铝氧八面体或镁氧八面体，按四面体层与八面体层结合情况，可分为三层型格架和双层型格架两种，不同层型格架的黏土矿物具有不同的特性。常见的黏土矿物有高岭石族、蒙脱石族和伊利石（又称水云母）族三类，常见黏土矿物的主要化学成分见表1。
表1 常见黏土矿物的主要化学成分 
高岭石的化学式为Al4［Si4O10］（OH）8。它的晶胞是由一层Si—O四面体和一层Al—（O，OH）八面体所组成的双层结构，因此，吸附量极小，阳离子交换能力差。此外，吸水性也差，不致沿C轴膨胀。高岭石分原生和次生两种。原生高岭石为正长石、云母等铝硅酸盐矿物的风化产物，是在排水良好和发生溶滤作用的酸性条件下形成的，也有些是低温热液矿床的围岩蚀变产物。次生高岭石则是原生高岭石经搬运再沉积的产物。蒙脱石的化学式为（Na，Ca）0.33（Al，Mg）2［Si4O10］（OH）2·nH2O。它是排水条件不好，周围具有Mg、Ca和碱金属氧化物环境下形成的，由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，具有三层结构。蒙脱石吸水性特别强，可吸附无定量水分子，吸水后其体积能膨胀增大几十倍，而且具有很强的吸附力和阳离子交换性能。各种富含硅酸盐的矿物，经风化作用，热液蚀变作用和沉积作用，在碱性条件下都可以形成蒙脱石。可分为钙蒙脱石和钠蒙锐石，而钠蒙脱石的吸水性比钙蒙脱石大。伊利石是云母族矿物向蒙脱石族矿物转变的过渡矿物，其化学式为K＜1Al2［（Si，Al）Si3O10］（OH）2·nH2O。此组黏土矿物晶格架与云母族相似，由三层结构的晶胞组成。伊利石呈超微鳞片状，不含或仅含极少量的层间水，层间以阳离子为主。其阳离子交换能力很弱，稍大于高岭石，但远小于蒙脱石。伊利石主要是长石、云母等矿物风化而成，也可在低温热液蚀变中形成，在成岩过程中也可以由其他黏土矿物转变而来。在潮湿环境条件下，可向蒙脱石转化。
表2 主要黏土矿物比表面积、离子交换量表 
主要黏土矿物的比表面积、离子交换量见表2。黏土矿物的分析研究，一般需用染色法、差热分析、电子显微镜照相、X射线衍射、中子照相和红外光谱等方法进行分析和研究。
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