黏土礦物常有無序和有序之分，從而與其成因或套用途徑有不同的關係。在此僅論述高嶺石的有序度與套用的關係。
高嶺石礦物有序與無序產生的原因是，在結晶過程中質點總是傾向於進入特定的結構位置，即形成有序結構，以便最大限度降低內能。根據晶體結構的熱力學原理，隨著溫度的增高，變體的對稱性也增高。這是由於溫度的增高使原子和分子的熱運動(包括振動和旋轉)強度增大，從而使原子和分子的對稱性增高，導致整個結構的對稱性增高(張冠英，1989)。
基本介紹
- 中文名：黏土礦物有序度
- 外文名：Clay mineral ordering
- 條件：黏土礦物常有無序和有序之分
- 有序：質點總傾向進入特定的結構位置
- 目的：最大限度降低內能
- 無序：形成於常溫常壓下
簡介,套用,
簡介
黏土礦物常有無序和有序之分，從而與其成因或套用途徑有不同的關係。在此僅論述高嶺石的有序度與套用的關係。
高嶺石礦物有序與無序產生的原因是，在結晶過程中質點總是傾向於進入特定的結構位置，即形成有序結構，以便最大限度降低內能。根據晶體結構的熱力學原理，隨著溫度的增高，變體的對稱性也增高。這是由於溫度的增高使原子和分子的熱運動(包括振動和旋轉)強度增大，從而使原子和分子的對稱性增高，導致整個結構的對稱性增高(張冠英, 1989)。
套用
因此，沉積成因(球黏土)與殘積成因(高嶺土)的高嶺石一般為無序的，形成於常溫常壓下。但長澤等(1978)認為。沉積高嶺石不論其時代新老都是無序類型，這與事實不符。根據劉長齡等(1987b, 2002)和劉欽甫等(1997)的研究，劉長物認為我國古生代煤系高嶺石主要為有序(夾矸)和高度有序(紫矸)。至於二者可以密切伴生為何有此差別?它們除了在原生階段受地溫的影響外，還有區域岩漿的深部熱水上升進入黏土孔隙，因紫矸軟質黏土疏鬆多孔，在水中沒散容易被上升熱水進入孔隙而遭受水岩作用，而夾矸硬質黏土緻密堅硬，在水中不沒散，作為隔水層不被上升熱水進入，故二者常有有序和高度有序的差別(劉長齡, 1987b, 2002)。再如，劉欽甫等(1997)、劉長齡等(1987)認為次生的二水軟鋁石總形成於軟質黏土紫矸中，說明其岩石孔隙較多，已被地下水侵入，而且二水軟鋁石形成於地下水中溶解HCO3-，濃度較高的地段。據耿作明介紹，在呼和浩特附近發現超大型紫矸礦，其中二水軟鋁石很豐富，多用於高溫耐火材料。經過塑縣礦區的測定，紫矸的孔隙率達40.9%，夾矸的僅為3.5%。推測上升熱水的熱能作用約為140℃，使直接接觸的高嶺石從有序變為高度有序，屬於固相反應而不是溶解紫矸中高嶺石再形成高然有序高嶺石的。夾矸中的高嶺石未能有上升熱水進入，直接接觸岩石中的成，水在後生階段受地溫影響，溫度可達120℃左右，一般達不到高度有序化。由於這種高嶺石主要系膠體化學成因的，質點小、表面能大，顆粒緊密相接，在水岩作用中產生了部分壓溶，從而產生部分地開石結晶，則屬液相反應。高嶺石在成岩後生作用中重結晶，如黑砂石黏土的結晶c軸常平行岩石層理，說明因側向擠壓力下的固相反應所致。
煤系高嶺石常含有少量有機質，而有機質的氧化可具有較大的熱能作用，促使高嶺石有序化進一步發展，然而因具體情況的不同，也可以表現不一樣。例如地表的球黏土因含有機質呈黑色，常被稱為黒泥，當其氧化後顏色變白，則被稱為白泥。但這種白泥仍為無序高嶺石(如廣西第四系)，可見氧化於地表的熱能很快散失掉。反之，後生階段耐火黏土(紫矸)上覆蓋層很厚，長期受到壓力大、溫度高的水岩作用，若此時再加上有機質氧化的熱能作用的疊加，則其有序化程度必有明顯的發展，可高度有序化。
煤系高嶺石在成岩後生階段的長期水岩作用中，由於有機質的氧化而變白，有機酸不斷溶蝕石英碎屑和其他雜質並將其排走，使黏土質量更純，特別值得詳述的是伴生Fe2O3，變為FeO時較易被溶解而遷移走，還能為有機質的氧化物在每個階段提供氧，使上述變白作用形成於高嶺石沉積後的各個演化階段。白水江硬質黏土因有機質氧化，變白作用十分明顯，而此地表現白色部分有較均勻的重結晶作用，看來有機質的保留會阻礙高嶺石重結晶作用的進行(黑色部分為有機質浸染的膠體高嶺石或微晶高嶺石，即重結晶弱或無)，且變白部分的重結晶作用往往與有序化或高度有序化同步進行。這是由於氧化熱能及後期脈岩熱液與上升熱水疊加在地熱基礎之上緩慢作用的結果。但是我國南方地區有些地表白泥(球黏土)因很快氧化變白且缺地壓，以致不具成岩作用的有序化及重結晶作用。
我國的已知礦集區記憶體在高度有序高嶺石，礦層均勻而穩定，多屬紫矸(古生代軟質黏土)(劉長齡等, 1987, 2002；劉欽甫等, 1997)，礦物高度有序而黏土含量高，鐵、鈦等著色雜質容易通過選礦除掉，是很好的潛在工業礦物資源(可作造紙塗料等用途)。
