1樓：中地數媒
粘土礦物中綠泥石、蛭石、蒙脫石以及由綠泥石晶層與蒙脫石或蛭石的2∶1型含水晶層構成的間層礦物都可具有1.4nm的x射線衍射峰，常統稱其為1.4nm粘土礦物。
1.4nm粘土礦物廣泛存在於地表土壤、風化殼和河流、湖泊及海洋沉積物中，其中1.4nm間層礦物是熱帶、**帶酸性土壤和溫帶、寒溫帶灰化土中常見的粘土礦物。
1.4nm間層礦物是指由綠泥石晶層與2∶1型含水膨脹層互動連生所構成的不規則間層粘土礦物，其中2∶1型含水晶層可以是蒙脫石層，也可以是蛭石層（楊雅秀等，1994）。因此，1.
4nm間層礦物可以由綠泥石與蒙脫石或蛭石形成，而蒙脫石和蛭石層間間距和電荷的差異，使與蒙脫石晶層或蛭石晶層形成的1.4nm間層礦物也有很大差異，尤其對土壤礦物形成演化、土壤發生發育和土壤性質產生不同的影響（徐鳳琳等，1990）。近年來，有關學者對其進行了較深入的討論，並將其稱為1.
4nm過渡礦物（賀紀正等，1993）。我國南方碳酸鹽巖紅色風化殼發育的土壤大多屬酸性土壤，並有較突出的酸雨侵蝕和土質退化等問題，而不同的1.4nm粘土礦物對土壤性質和酸沉降等所帶來的土壤環境影響是不同的，因此其已成為土壤礦物學領域的研究熱點。
然而，對環境問題較為突出的我國南方碳酸鹽巖紅色風化殼及其土壤中1.4nm粘土礦物的研究目前尚無較詳細的工作。
1.1.4nm粘土礦物特徵
在貴州碳酸鹽巖紅色風化殼72個樣品的x射線衍射圖譜中，有64個樣品的圖譜存在1.4nm衍射峰，說明1.4nm粘土礦物廣泛存在於碳酸鹽巖紅色風化殼中，但它們究竟代表何種1.
4nm粘土礦物僅從未經特殊處理的樣品x射線圖譜〔圖3-1（a）、圖3-2（a）〕難以區別。根據1.4nm粘土礦物的晶體結構特徵和近年來的研究成果，對樣品進行了進一步處理後再做x射線衍射分析，發現經甘油飽和處理後的所有樣品的1.
4nm衍射峰均未變化〔圖3-1（b）、圖3-2（b）〕，證明樣品中不存在蒙脫石及其間層礦物。經鉀飽和並加溫至300℃和550℃處理，樣品1.4nm衍射峰發生變化〔圖3-1（b），圖3-2（b）〕，並具有明顯的分佈規律。
風化強度較弱的遵義石灰岩紅色風化殼剖面樣品經鉀飽和處理後，1.4nm衍射峰消失。1.
0nm衍射峰增強，並呈向低角度拖尾的不對稱反射峰，0.7nm峰不變〔圖3-2（b）〕，部分樣品中還存在0.15nm的衍射峰（圖3-2、樣品zc-03、zc-01），這是較典型的蛭石x射線衍射特徵，屬二八面體型蛭石。
風化強度較大的安順白雲岩紅色風化殼剖面樣品經鉀飽和處理後，其1.4nm衍射峰不變，但加熱至300℃和550℃，大部分樣品中的1.4nm衍射峰消失，構成寬緩不對稱的1.
0nm衍射峰（圖3-1，樣品ps-7、ps-10），部分樣品僅有微弱的不對稱1.4nm衍射峰存在（圖3-1，樣品ps-1、ps-2），證明安順白雲岩紅色風化殼剖面中的1.4nm粘土礦物主要是綠泥石/蛭石間層礦物及少量綠泥石。
遵義石灰岩紅色風化殼剖面中的蛭石紅外光譜特徵明顯（圖3-3，樣品zc-1、zc-3、zc-5、zc-9），主要表現在高頻區和中低頻區。在高頻區蛭石的紅外吸收譜帶表現出較緩的寬譜帶，mg-oh的伸縮振動和水分子的伸縮振動造成了3700～3200cm-1之間的寬緩吸收帶，中低頻區（1000cm-1附近）的強吸收帶（圖3-3，樣品zc-3、zc-5、zc-9）由結構中si-si鍵的伸縮振動造成。綠泥石/蛭石間層礦物的紅外光譜特徵（圖3-3，樣品ps-2、ps-7、ps-10）基本上繼承了綠泥石和蛭石具有的吸收最大值特徵，但由於紅色風化殼中綠泥石/蛭石間層礦物和綠泥石常與高嶺石、三水鋁石等粘土礦物共生，其紅外光譜特徵常受這些礦物干擾，而被掩蓋難以區分。
2.1.4nm間層礦物的環境意義
對紅色風化殼粘土礦物系統的研究表明，1.4nm粘土礦物（綠泥石、蛭石和綠泥石/蛭石間層礦物）是貴州碳酸鹽巖紅色風化殼中粘土礦物的重要組成部分，其分佈隨成土環境和風化強度在剖面中呈明顯的規律性變化，並對紅色風化殼的物理化學性質產生明顯影響，特別是1.4nm間層礦物對成土環境的敏感性和在粘土礦物演化中的重要地位，使貴州碳酸鹽巖紅色風化殼中1.
4nm間層礦物的確認和共生粘土礦物的研究，具有十分重要的環境指示意義。
1）陽離子交換量（cec）是紅色風化殼土體的重要理化性質，對紅粘土的工程地質性質影響很大，也是表層土壤保肥供肥效能的重要指標。貴州碳酸鹽巖紅色風化殼及其發育土壤中廣泛存在的1.4nm粘土礦物，直接影響了紅色風化殼及其表層土壤的理化性質（表3-1）。
但究竟是哪一種礦物，如綠泥石、蛭石、蒙脫石，還是1.4nm間層礦物起著決定性作用呢?過去由於研究方法和思路上的侷限，一直籠統的稱為綠泥石或蒙脫石，從而影響到碳酸鹽巖紅色風化殼土體和土壤資源的評價與合理施肥以及土壤礦物形成演化等研究。
我們的研究證實，這種土壤中的1.4nm礦物為蛭石和綠泥石/蛭石間層礦物及少量綠泥石。以蛭石為主要粘土礦物的紅色風化殼土體及土壤具有較高的陽離子交換量，ph值大於6；綠泥石/蛭石間層礦物為主要粘土礦物的紅色風化殼土體及其土壤陽離子交換量較低，ph值大多小於6，表層土壤屬微酸或酸性土壤。
表3-1 碳酸鹽巖紅色風化殼剖面部分樣品基本特徵
2）碳酸鹽巖紅色風化殼的形成和演化經歷了3個主要的風化成土地球化學階段，即富矽鋁脫鈣鎂階段、富鐵錳階段和富鋁脫矽階段。這也是碳酸鹽巖紅色風化殼風化程度增強的過程。在不同的風化成土階段，相應形成不同的1.
4nm粘土礦物。由於1.4nm間層礦物具有對成土環境的敏感性特徵，1.
4nm間層礦物的大量出現，反映出碳酸鹽巖紅色風化殼已進入富鋁脫矽的成土地球化學階段並達到較高的風化程度。1.4nm間層礦物是溼熱氣候條件下，酸性富鋁化成土地球化學環境的標誌性礦物之一。
3）貴州是我國主要酸沉降地區，酸沉降所帶來的土壤及環境酸化問題較為突出。土壤酸化是指土壤中氫離子和鋁離子數量的增加，具體過程大致是：酸雨中的氫離子與土壤膠體表面吸附的鹽基性離子進行交換反應而被吸附在土粒表面，被交換的鹽基性離子隨滲漏水淋失；土粒表面的氫離子又自發地與礦物晶格表面的鋁反應，迅速轉化成交換性鋁。
而不同粘土礦物組成的土壤對酸雨會表現出不同的緩衝能力，即對酸雨具有不同的敏感性特徵。這種特徵除受ph值、陽離子交換量和鹽基飽和度影響外，主要受粘土礦物組合特徵及其風化過程的影響。在某種程度上，土壤對酸雨的緩衝作用實際上是通過土壤礦物（特別是粘土礦物）的形成轉化（風化）過程來體現的。
貴州碳酸鹽巖紅色風化殼中1.4nm粘土礦物的形成和轉化較好地體現了土壤礦物的形成轉化（風化）在土壤緩衝酸雨過程中的重要作用。對於處於富鐵錳成土階段，風化程度較低，粘土礦物以蛭石和埃洛石為主的土壤對酸雨具有較強的緩衝能力，ph值保持在6以上，對酸雨不敏感。
而處於富鋁脫矽成土階段，風化程度較高，粘土礦物以1.4nm間層礦物和高嶺石為主的土壤對酸雨緩衝能力較弱，ph值多在5.5以下，對酸雨較敏感。
因此，1.4nm間層礦物也是土壤對酸雨敏感性特徵的重要指標之一。
土中常見的粘土礦物有哪幾類?對土的工程性質有何影響?
2樓：匿名使用者
中文名：
黏土外文名：clay
別稱：粘土
成因：風化，成岩作用
形狀：晶體或非晶體
黏土(英語：clay)，又作粘土，是顆粒非常小的（<2μm）可塑的矽鋁酸鹽。除了鋁外，黏土還包含少量鎂、鐵、鈉、鉀和鈣，是一種重要的礦物原料。
黏土一般由矽鋁酸鹽礦物在地球表面風化後形成。但是有些成岩作用也會產生黏土。在這些過程中黏土的出現可以作為成岩作用進展的指示。
黏土是一種重要的礦物原料。由多種水合矽酸鹽和一定量的氧化鋁、鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物組成，並含有石英 [2] 、長石、雲母及硫酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質。
黏土礦物的顆粒細小，常在膠體尺寸範圍內，呈晶體或非晶體，大多數是片狀，少數為管狀、棒狀。
黏土礦物用水溼潤後具有可塑性，在較小壓力下可以變形並能長久保持原狀，而且比表面積大，顆粒上帶有負電性，因此有很好的物理吸附性和表面化學活性，具有與其他陽離子交換的能力。
一些粘土礦物的礦物有：
高嶺石：
石脂：蒙脫石：
蛭石：或者
伊來石：
水鋁英石：al2o3.sio2.2,5h2o //
對工程方面影響的例項
：
高液土在工程中判別高液限土的3個指標為：小於0.074mm的顆粒含量大於50%、液限大於50%，塑性指數大於26的土。
邊坡工程對具有膨脹性的高液限土設計思路基本是參考膨脹土進行的，除了具有遇水膨脹、失水收縮的特徵外，更主要的特徵是高液限土壓實性差，經過壓實後的土的壓縮性仍然較大，且有明顯的應變軟化。很多邊坡工程失去效用，都是由於不能認清楚高液限土的本質特徵而引起的。
高液限土
高液限土通常含有大量的蒙脫石、伊利石、高嶺石等黏土成分。其中蒙脫石是由顆粒極細的含水鋁矽酸鹽構成的礦物，其晶格單元由兩層矽氧四面體層夾一層氧化鋁八面體層構成，層間聯接依靠範得華力，較弱，水分子容易進入晶胞之間，增大晶胞距離，脫水後，又產生相應的收縮，其液限變化範圍可達到140～710%，塑限範圍為50～100%；在晶格之間，由於同晶置換作用，使蒙脫石具有很強的吸附能力，大量的na+、ca2+填充進來，產生雙電層效應，導致粒間的膨脹。相似的，伊利石也具有2：
1的三層晶體結構，但其吸附的陽離子主要為na+、k+，晶格間連線力較強，水分子不容易進入，所以伊利石親水性、脹縮性不如蒙脫石，其液限變化範圍為80～120%，塑限為45～60%.伊利石屬於較不穩定的中間產物，性質介於蒙脫石和高嶺石之間，並隨著層間k+含量的逐漸減少，而接近於蒙脫石。高嶺石的結構單元是由一層鋁氫氧晶片和一層矽氧晶片組成的晶胞。
晶胞之間的聯結是氧原子與氫氧基之間的氫鍵，聯結力較強，晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進入，親水性及膨脹性較前兩種礦物成分。 高液限土的工程性質與其母巖成份、含水量、密實度、外荷載大小及作用方式、其他物理化學作用等都有關係。根據大量工程實踐可知：
高液限土透水性較差；乾硬時強度高，堅硬不易挖掘， 不易壓實；毛細現象明顯，吸水後能長時間保持水分，故吸水後承載力小、穩定性差；具有較大的可塑性、弱膨脹性和粘性。