盐酸敏矿物有哪些

方法提要

铝土矿中的含铝矿物通常有一水铝土(Al2O3·H2O)、三水铝石(Al2O3·3H2O)、高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)、水云母、绢云母、绿泥石、褐铁矿等。酸溶分析系统可测定三水铝石相、绿泥石和水云母相、高岭石和绢云母相及一水铝石相。方法系用浓盐酸冷浸取三水铝石相(1+5)HCl微沸浸取绿泥石和水云母相(1+4)HCl和HF沸水浴浸取高岭石和绢云母相最后残渣为一水铝石。然后用EDTA容量法测定各相中的三氧化二铝量。

试剂

六次甲基四铵-盐酸缓冲溶液称取20g六次甲基四铵溶于水后，加入4mLHCl，用水稀释至100mL。

苦杏仁酸溶液(50g/L)配制后以溴甲酚绿为指示剂，用(1+1)NH4OH中和至蓝色。

硝酸铅标准溶液0.020mol/L配制方法见本章50.2.4。

其他试剂见本章50.2。

分析步骤

(1)三水铝石相的测定

称取0.1g(精确至0.0001g)试样置于150mL烧杯中，加入20mLHCl，在不时搅拌下冷浸30min。加50mL水，用带纸浆的慢速滤纸过滤，滤液接入250mL烧杯中。用(2+98)HCl洗涤烧杯2～3次，残渣4～5次(滤纸及残渣转入原烧杯中)。滤液加热蒸发至3～5mL，用水洗涤杯壁并稀释至50mL，加入过量的0.02mol/LEDTA标准溶液，加入1滴10g/L溴甲酚绿指示剂，用(1+1)NH4OH中和至溶液呈绿色或蓝色，滴加(1+1)HCl恰好至黄色。加热5min，取下。加入15～20mL六次甲基四铵-盐酸缓冲溶液、5～10mL50g/L苦杏仁酸溶液、2滴5g/L二甲酚橙指示剂，以硝酸铅标准溶液滴定至紫红色为终点。

按下式计算三水铝石相中三氧化二铝的含量:

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(Al2O3)为三水铝石相中三氧化二铝的质量分数，%T为硝酸铅标准溶液对三氧化二铝的滴定度，g/mLV为滴定消耗硝酸铅标准溶液的体积，mLm为称取试样的质量，g。

(2)绿泥石、水云母相的测定

将浸取三水铝石后的残渣转入原烧杯中，加入50mL(1+5)HCl，置于电热板上微沸30min。取下，用慢速滤纸过滤，滤液接入250mL烧杯中，用(2+98)HCl洗涤烧杯2～3次，洗涤残渣4～5次，将滤纸及残渣转入聚四氟乙烯烧杯中。向滤液中加入过量的0.02mol/LEDTA标准溶液，然后按三水铝石相分析步骤操作，测得绿泥石、水云母相中三氧化二铝的含量。

(3)高岭石、绢云母相的测定

将浸取绿泥石、水云母后的残渣转入聚四氟乙烯烧杯中，加入50mL(1+4)HCl和3mLHF，置沸水浴上浸取30mim，取下。用中速滤纸过滤，滤液接入250mL烧杯中。用(2+98)HCl洗涤烧杯2～3次，洗涤残渣5～6次。向滤液中加入5mL(1+1)H2SO4，在电热板上蒸发至H2SO4冒烟近干。取下用水洗涤烧杯壁，再蒸干。加入5mL(1+1)HCl，加热至盐类溶解。加50mL水，加入过量的0.02mol/LEDTA标准溶液，然后按三水铝石相分析步骤操作，测得高岭石、绢云母相中三氧化二铝的含量。

(4)一水铝石相的测定

浸取高岭石、绢云母后的残渣转入镍坩埚(或银坩埚)中，在电热板上炭化后，置于高温炉中，于400～500℃灼烧20min。取出，加入3～4gKOH和0.5gNa2O2，于高温炉中熔融至暗红色，取出冷却。用热水浸取于250mL烧杯中，加入10mLHCl和2mLHNO3，加热至溶液澄清，取下冷却。加入过量的0.02mol/LEDTA标准溶液，然后按三水铝石相分析步骤操作，测得一水铝石相中三氧化二铝的含量。

注意事项

1)因加热时体积过小，终点不易观察，可用热水稀释。

2)第一次终点有的退色较快，不要反复滴定，只要快滴至整个溶液呈紫红色即可。

我感觉像绿泥石。仅供参考。

绿泥石是层状结构硅酸盐矿物。一种特殊的2：1型含水的层状铝硅酸盐矿物，为主要黏土矿物之一。

在火成岩中，绿泥石多是辉石、角闪石、黑云母等蚀变的产物。富铁绿泥石主要产于沉积铁矿中。由海相沉积而成的鲕绿泥石，达到工业利用指标的，可作铁矿石开采。绿泥石有十种之多，含有铬离子的绿泥石称为铬绿泥石，颜色发紫，可用作工艺品和装饰物。绿泥石与云母极相似，但前者具有特征的绿色，有挠性而无弹性。

不冒泡证明里边的碳酸盐成分含量少。

千枚岩是显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英，可含少量长石及碳质、铁质等物质。千枚岩分布很广，可形成于不同地质时代。

彭同江 刘福生 张宝述 孙红娟

（西南科技大学矿物材料及应用研究所，四川绵阳 621010）

摘要 对采自新疆尉犁蛭石矿、河南灵宝-陕西潼关蛭石矿的工业蛭石矿物样品进行了可交换性阳离子、交换容量和酸处理试验研究。结果发现新疆尉犁蛭石矿金云母-蛭石中的可交换性阳离子主要为Na＋和Ca2＋，其次有Mg2＋和K＋、Ba2＋和Sr2＋。而河南灵宝-陕西潼关蛭石矿工业蛭石样品主要为Ca2＋和Mg2＋，其次为Na＋、K＋等。金云母-蛭石和绿泥石-蛭石间层矿物的阳离子交换容量随间层结构中蛭石晶层的含量增加而增大，一般在56.92～98.95 m mol/100 g之间，仅为蛭石最大阳离子交换容量的一半。金云母-蛭石样品阳离子交换容量大小与K2O含量呈负相关关系，与（Na2O＋CaO）含量呈正相关关系。层间可交换性阳离子的氧化物CaO和Na2O的酸浸取率最高，层间不可交换性阳离子的氧化物 K2O次之，八面体中阳离子的氧化物MgO、Fe2O3和Al2O3具有较高的酸浸取率，而四面体阳离子的氧化物SiO2的酸浸取率最低；金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层含量高的样品酸浸取率高，金云母-蛭石间层矿物的耐酸蚀性能不如金云母。

关键词 金云母-蛭石；间层矿物；阳离子交换容量；酸浸取物；酸浸取率。

第一作者简介：彭同江，男，1958年4月出生，博士，教授，矿物晶体化学专业。E-mail：tjpeng@swust.edu.cn。

一、含蛭石晶层间层矿物的阳离子交换容量

（一）原理

根据工业蛭石样品的化学成分研究，蛭石晶层中可交换性阳离子的种类主要有：K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋等。用醋酸铵（NH4Ac）作为淋洗剂， 离子可将工业蛭石中的可交换性阳离子交换出来：

中国非金属矿业

测定提出液中的K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋离子的含量，即可求出各种可交换性阳离子的含量。若加入CaCl2溶液，Ca2＋离子又可将NH4＋ 质工业蛭石中的NH4＋ 交换出来：

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测定提出液中 离子的含量即可求出工业蛭石样品中阳离子交换容量（CEC）。

（二）实验

称取1 g研磨至0.25mm的样品置于250 mL的塑料杯中（塑料杯已在100℃下烘干1 h，并称重），然后置于烘箱中，在100℃条件下烘2 h，取出后置于干燥器中，冷却后立即称重。

在烘干称重后盛有样品的塑料杯中加入40 mL（pH＝7）醋酸铵溶液，在磁力搅拌器上搅拌5 min后放置24 h。然后，用醋酸铵溶液（1 mol/L pH＝7）将样品全部移入漏斗中，并洗涤杯子3～4 次，用慢速定量滤纸过滤。继续洗涤滤纸与沉淀15次，滤液收入100 mL的容量瓶中，用HCl溶液酸化至阳离子标准溶液（即原子吸收光谱用阳离子标准溶液）的浓度，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀后用原子吸收光谱测定K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Sr2＋、Ba2＋离子的浓度。

将滤纸连同沉淀物用乙醇冲洗12次以洗掉残余的NH4Ac。后将沉淀物和滤纸一同移入250 mL的三角瓶中，并加入50 mL氯化钙甲醛混合液，再加入约相当于阳离子交换容量80%的氢氧化钠标准溶液，加塞后在磁力搅拌器上搅拌5 min。静止24 h后加入6滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至稳定的粉红色为止。阳离子交换容量的计算公式：

中国非金属矿业

式中：CEC为阳离子交换容量，m mol/100 g；c为氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度；V为所耗氢氧化钠标准溶液的总体积，mL；G为样品的质量，g。

所获实验数据经（1）式计算后得出样品的阳离子交换容量（总量）及阳离子交换分量（表1）。

表1 金云母、间层矿物样品不同阳离子的交换分量与阳离子交换总量（m mol/100 g）

注：Wp-1—为采自新疆尉犁蛭石矿的金云母；CEC（1）为各实测阳离子交换分量之和；CEC（2）为实测阳离子交换总量；nd为未测定。

（三）阳离子交换容量及其变化规律

由表1，河南灵宝-陕西潼关工业蛭石中的可交换性阳离子主要为Ca2＋和Mg2＋，而新疆尉犁工业蛭石中的可交换性阳离子主要为Na＋和Ca2＋，其次有Mg2＋和K＋，Ba2＋和Sr2＋含量均很低。从阳离子交换分量之和［CEC（1）］和阳离子交换总量［CEC（2）］来看，二者非常吻合。从而说明了如下两点：①所采用测定间层矿物样品阳离子交换容量的方法是合理的，测试结果是准确的；②除所测定的可交换性阳离子以外，其他未被测定的可交换性阳离子（如Rb等）含量是非常低的。

具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容量大，如蒙脱石的最高约为140 m mol/100 g、蛭石的最高约为180 m mol/100 g。不具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容量小，如新疆尉犁金云母为8.82 m mol/100 g，与高岭石、绿泥石相近（Wilson，1987）。阳离子交换容量大小和可交换阳离子的种类主要取决于两方面因素。对于蒙脱石、蛭石等层间具有水化阳离子层的矿物，阳离子交换容量的大小80%以上取决层电荷数的大小，其余与结构层边缘羟基键的水解作用有关。本文中所研究的样品分别为金云母与蛭石晶层和绿泥石与蛭石晶层所构成的间层矿物，阳离子交换容量的大小主要取决于间层矿物中蛭石晶层的含量及其层电荷数的大小，而可交换性阳离子的种类则主要取决于蛭石晶层层间水化阳离子的种类。根据表1金云母-蛭石间层矿物样品的阳离子交换总量在56.92～98.95 m mol/100 g之间，绿泥石-蛭石间层矿物样品的阳离子交换总量在83.63～90.25 m mol/100 g之间，分别约为蛭石（CEC为100～180 m mol/100 g）的一半。

表1表明，新疆尉犁金云母-蛭石样品的可交换性阳离子Na和Ca的阳离子交换容量分别在7.0～57.5 m mol/100 g和13.3～77.39 m mol/100 g之间，而Mg、K等阳离子交换容量很小，分别在6.35～10.42 m mol/100 g和1.89～3.10 m mol/100 g之间。因此，金云母-蛭石间层结构中的蛭石晶层属Na、Ca型及Na—Ca混合型蛭石晶层。而河南灵宝-陕西潼关蛭石矿工业蛭石间层结构中蛭石晶层属于Mg、Ca型。

研究发现新疆尉犁蛭石矿金云母-蛭石样品的阳离子交换容量的大小与K2O、Na2O和CaO含量的大小密切相关，而其他组分如SiO2等对其影响很小。

通过对新疆尉犁工业蛭石的研究表明，金云母-蛭石阳离子交换容量（CEC m mol/100 g）大小与K2O和Na2O＋CaO百分含量之间具有很好的线性关系（图1），其中：

中国非金属矿业

相关系数为0.92。

中国非金属矿业

相关系数为0.90。

图1 金云母-蛭石样品阳离子交换容量（CEC） 随K2O 和Na2O＋CaO 含量（质量分数） 的变化

可以看出，随着K2O含量的增加，样品的阳离子交换容量减小；随（Na2O＋CaO）含量的增加，阳离子交换容量增加。从而表明，随K2O含量的增加，蛭石晶层的含量降低；随（Na2O＋CaO）含量的增加，蛭石晶层的含量增加。由此可以得出，在金云母变化为金云母-蛭石的过程中，溶液中富含Na＋和Ca2＋离子组分。

对于金云母-蛭石样品来说，我们发现其阳离子交换容量的大小与样品的粉末X射线衍射谱特征有一定关系。一般说来，阳离子交换容量小于75 m mol/100 g的样品，其粉末X射线衍射图上发现有较强的金云母的衍射峰；高于95 m mol/100 g样品，发现有蛭石的衍射峰。这进一步表明对样品阳离子交换容量的贡献主要来自于间层结构中蛭石晶层的含量。蛭石晶层的含量越高，间层矿物的阳离子交换容量越大。

二、酸浸实验研究

（一）酸处理实验与酸浸取物分析

酸处理试验步骤与实验方法如下：

1）将烧杯在100℃下烘干1 h后称重。

2）分别在烧杯中加0.5 g样品。

3）将盛样品的烧杯放在烘箱中在100℃下烘干2 h。

4）从烘箱中取出烧杯在干燥器中凉至室温后称重，计算出样品除去吸附水后的质量。

5）将烧杯中分别加入0.5 mol/L，1.0 mol/L，1.5 mol/L，2.0 mol/L稀盐酸30 mL，搅拌均匀后静止作用12 h。

6）过滤、洗涤、定溶后用原子吸收光谱法测定滤液中K、Na、Mg、Si、Fe、Al的含量。

利用上述方法对所选的3个样品进行了酸处理和酸浸取物的分析。测定结果转换成氧化物百分含量后列入表2中。

表2 不同浓度的稀盐酸对样品不同氧化物的腐蚀量（wB/%）

注：X为盐酸溶液的浓度，单位mol/L。

（二）酸蚀量与酸浸取物的变化规律

由表2可以看出，在不同盐酸浓度溶液的情况下金云母样品主要氧化物的酸蚀量都大大低于金云母-蛭石样品主要氧化物的酸蚀量，这表明金云母的耐酸性能高于金云母-蛭石间层矿物。

金云母-蛭石间层矿物两个样品不同氧化物的酸浸取率大致相同。按氧化物的酸浸取率的大小可分为三种情形。

（1）处于蛭石晶层层间域中的水化阳离子

刘福生等（2002）给出的金云母-蛭石间层矿物样品的可交换性阳离子氧化物的含量（不考虑H2O＋）分别为，Wv-6a：CaO 0.612%，Na2O 1.30%；Wv-16：CaO 0.394%，Na2O 1.79%，考虑所含H2O＋后样品的可交换性阳离子氧化物的含量分别为，Wv-6a：CaO 0.580%，Na2O 1.231%；Wv-16：CaO 0.375%，Na2O 1.702%，这些数值与表2中CaO和Na2O的腐蚀量非常相近（其差别来源于对样品进行不同的处理及分析的误差）。由于水化阳离子与结构层间的结合最弱，故CaO和Na2O的酸浸取率最高，其中CaO几乎全部浸出，Na2O的浸取率在82.27%～89.24%之间。

（2）在结构中以离子键相结合的阳离子

在结构中与阴离子呈离子键结合的阳离子主要有：K＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋。相应氧化物酸浸取率分别为 K2O 6.33%～13.80%，Al2O33.67%～12.45%，Fe2O34.44%～11.75%，MgO 3.44%～10.03%。离子键的结合力高于蛭石晶层层间水化阳离子与结构层之间的结合力，而又小于硅氧四面体内的共价键结合力，因此，以离子键结合的阳离子氧化物的酸浸取率低于层间水化阳离子氧化物，而又高于以共价键结合的阳离子氧化物。

（3）在结构中以共价键结合的阳离子

在结构中与阴离子呈共价键结合的阳离子只有Si4＋，SiO2的酸浸取率最低，为2.15%～3.02%。

蛭石晶层的水化阳离子最容易被酸淋滤出来，即使在低浓度的盐酸溶液中，且它们的酸蚀量随盐酸浓度的增大变化很小；其次是处于金云母晶层的层间K＋离子。MgO、Fe2O3和Al2O3也具有较高的酸蚀量百分数，其中MgO、Al2O3的酸蚀量随盐酸浓度的增大而急剧增大，Fe2O3酸蚀量随盐酸浓度的增大而缓慢增大；SiO2的酸蚀量最低，且酸蚀量随盐酸浓度的增大变化很小。

金云母-蛭石样品与金云母样品相比较，层间阳离子、八面体阳离子、四面体阳离子都具有较高的氧化物酸蚀量百分数。这表明金云母-蛭石的结构稳定性较金云母差，即使是金云母-蛭石间层结构中的金云母晶层也是如此。这一结果与热分析所得出的结果（彭同江等，1995）是完全一致的。

（三）金云母-蛭石间层矿物酸蚀机理

对于蛭石及含蛭石晶层的间层矿物酸蚀机理的研究不多。但对于蒙脱石酸活化机理研究已经很深入，并得出比较一致的结论。即当用酸处理蒙脱石时 蒙脱石层间的可交换性阳离子（如Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋等）可被氢离子交换而溶出，同时随之溶出的还有蒙脱石八面体结构中的铝离子及羟基。因此，活化后的蒙脱石比表面积增大，形成多孔活性物质，使其吸附性及离子交换性进一步增强（张晓妹，2002）。下面结合前面的试验与分析结果对金云母-蛭石间层矿物酸蚀机理进行讨论。

1.酸浸取反应机理

金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层的结构和阳离子占位与蒙脱石的大致相同，只是蛭石晶层八面体中的阳离子主要是Mg2＋，而蒙脱石则主要是Al3＋，而与蛭石晶层相间排列的还有金云母晶层。因此，金云母-蛭石间层矿物的酸蚀机理可以看成是蛭石晶层和金云母晶层分别与酸进行作用。

蛭石晶层与盐酸产生离子交换反应和酸腐蚀反应，后者导致结构的局部破坏。其中离子交换反应是氢离子将样品中蛭石晶层的层间可交换阳离子如K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋等置换出来。

氢质蛭石晶层在酸的继续作用下结构产生局部破坏，溶出八面体中的阳离子及羟基，硅氧四面体转化为偏硅酸。

金云母晶层与盐酸产生酸腐蚀反应，产生局部结构被破坏，溶出层间阳离子、八面体中的阳离子及羟基，硅氧四面体转化为偏硅酸。

上述反应可归三类：H＋离子与蛭石晶层层间可交换阳离子的交换反应；H＋离子与结构中八面体片上的（OH）-和四面体片中Si-OH上的（OH）-中和形成H2O的反应；阳离子从结构上解离形成盐和偏硅酸的反应。

2.酸浸取规律的晶体化学分析

金云母-蛭石间层矿物属三八面体层状硅酸盐矿物。由金云母的晶体结构特点可知，结构中阳离子与阴离子结合有两种化学键，即离子键和共价键。其中，四面体阳离子（主要为 Si4＋）与阴离子（氧）的化学键主要为共价键，因而在结构中的联结力最强；八面体阳离子（主要为Mg2＋）以离子键与阴离子（氧和羟基）结合，联结力相对较强；层间阳离子位于层间域内与底面氧以弱离子键结合，联结力较弱。金云母-蛭石间层矿物结构中金云母晶层的情形与金云母相类似，蛭石晶层的八面体和四面体两种位置的化学键特点与金云母的情形也相类似。在金云母-蛭石间层结构中联结力相对最弱的位置是蛭石晶层层间水化阳离子的位置，由于水分子的存在，层间阳离子与结构层的联结力比金云母的更弱。

上述晶体化学特点决定了四面体阳离子Si4＋的酸浸取率最小，八面体阳离子Mg2＋、Al3＋、Fe2＋酸浸取率较大，层间可交换性阳离子Na＋、Ca2＋最大。

因此，金云母-蛭石间层矿物样品不同氧化物酸浸取率的大小取决于晶体结构的强度和阴阳离子之间的化学键强度的大小。

3.酸蚀作用历程与结构破坏

根据酸蚀试验和分析结果，结合金云母-蛭石的晶体结构特点，得出金云母-蛭石酸蚀作用和结构破坏的过程如下。

酸蚀过程中各种酸蚀反应首先沿矿物颗粒边缘和结构缺陷部位进行。H＋离子与层间可交换阳离子产生交换反应，形成氢质蛭石，交换出来的阳离子Na＋、Ca2＋、K＋等形成盐；H＋离子与八面体中的（OH）-作用，形成H2O，其结果导致与（OH）-呈配位关系的Mg2＋和其他阳离子随（OH）-的解离而裸露于外表面并变得不稳定，从而脱离结构表面并进入溶液形成盐；H＋离子与四面体片边缘的Si-O（或OH）作用，中和后形成H2O，并使Si4＋裸露，进一步使Si4＋解离并形成偏硅酸配阴离子；伴随着H＋离子的这些反应，还会导致金云母晶层边缘的层间阳离子（主要为K＋）从结构中解离出来；整个结构的破坏程度和酸蚀量随H＋浓度增大和反应时间的增长而增大。酸蚀反应主要发生在结构层的边缘、层间域和结构缺陷部位。

X射线分析结果表明，金云母-蛭石间层矿物具有较好的耐酸蚀性能，层间可交换性阳离子的氢交换反应和边缘与缺陷部位离子的解离和浸取，没有导致金云母-蛭石间层结构的破坏。但结合酸浸取物和酸浸取残留物的研究，金云母-蛭石间层矿物的耐酸蚀性能不如金云母。

三、结论

金云母-蛭石间层矿物具有良好的阳离子交换性。因此，它可用于环保，吸附水中的重金属离子或有机污染物，回收有用物质；在农业上用作储水和储肥载体，改良土壤等等。含蛭石晶层矿物结构中的Ca、Mg、K、Fe等元素在酸性条件下易被淋滤出来。因此，它可在农业上用作储水和储肥载体，同时又是长效肥料。一方面可为植物提供K、Mg、Ca、Si、Fe等有用元素；另一方面可以起到改良土壤的作用，即增加土壤的保水，保肥性能，降低土壤的密度，提高土壤的透气性能等等。

酸浸取的结果导致金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层的可交换性阳离子几乎全部被淋滤交换出来，同时也在结构层边缘和结构缺陷部位淋滤出其他组分。其结果导致金云母-蛭石间层矿物比表面积增大，形成多孔活性物质，使其吸附性及离子交换性进一步增强（Suquet et al.，1991；Suquet et al.，1994）。因此，酸处理后的金云母-蛭石间层矿物可用于环保方面作污水处理剂。

An Experimental Study on Cation Exchange Capacity and Acid Soaking of Vermiculite Containing Interstratified Minerals

Peng Tongjiang，Liu Fusheng，Zhang Baoshu，Sun Hongjuan

（The Research Institute of Mineral Materials and Their Application，Southwest University of Sciences and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China）

Abstract：The changeable cations，the exchange capacity and acid erodibility of industrial vermiculite samples from Weli Mine，Xinjiang Autonomous Region，Lingbao Mine，Henan Province，and Tongguan Mine，Shanxi Province are studied.It is found that the changeable cations of phlogopite-vermiculite samples from Weli Mine are mainly Na＋，Ca2＋，and Mg2＋，K＋，Ba2＋，Sr2＋in the next place.The changeable cations of phlogopite vermiculite samples from Tongguan Mine are mainly Mg2＋，Ca2＋，and Na＋，K＋in the next place.The cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite and chlorite-vermiculite increases with the increase of content of ver miculite crystal layer in interstratified structure.The cation exchange capacity is commonly between 56.92 m mol/100 g and 98.95 m mol/100 g，which is only a half of the maximal value of cation exchange capacity of vermiculite.The cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite is negatively related to the content of K2O and positively related to the content of Na2O and CaO.The acid soak-out ratios of CaO and Na2O are the highest and that of K2O is lower slightly，the acid soak-out ratios of MgO，Fe2O3and Al2O3are relatively higher，but the acid soak-out ratios of SiO2are the lowest.The acid corroding contents of the samples with more vermiculite layer are higher.The acid-resistant property of the phlogopite-vermiculite interstratified mineral is not as good as the phlogopite.

Key words：phlogopite-vermiculite，interstratified minerals，cation exchange capacity，acid soak-out-substances，acid soak-out-ratio.

大理岩遇稀盐酸反应产生二氧化碳。这是因为含有石灰的岩石遇稀盐酸会产生化学反应。这个效应时常被用来测定岩石是否含有石灰。 化学反应：CaCO3+2HCl = CaCl2+CO2+H2O

成分

一般大理岩中含有少量的其他变质矿物，属于碳酸盐类石材，其主要成分以碳酸钙为主，约占50%以上，由于原来岩石中所含杂质不同（硅质、泥质、碳质、铁质、火山碎屑物质等），及变质作用的温度、压力、水含量等差别，伴生矿物也不同。如：

1、由较纯的碳酸盐岩石形成的大理岩中，方解石、白云石占90％以上，有时可含很少的石墨、白云母、磁铁矿、黄铁矿等，在低温高压下方解石可转变成文石；

2、由含硅质的碳酸盐岩石形成的大理岩中，在中、低温时可含有滑石、透闪石、阳起石、石英等，在中、高温时可含有透辉石、斜方辉石、镁橄榄石、硅灰石、方镁石等，在高温低压条件下可出现粒硅钙石、钙镁橄榄石、镁黄长石等；

3、由含泥质的碳酸盐岩石形成的大理岩中，在中、低温时可含有蛇纹石、绿泥石、绿帘石、黝帘石、符山石、黑云母、酸性斜长石、微斜长石等，在中、高温时可含有方柱石、钙铝榴石、粒硅镁石、金云母、尖晶石、磷灰石、中基性斜长石、正长石等。

大理岩一般有典型的粒状变晶结构，颗粒粗细不一。岩石中的方解石、白云石颗粒之间成紧密镶嵌结构。在某些区域变质作用形成的大理岩中，由于方解石的光轴成定向排列，使大理岩具有较强的透光性，有的大理岩可透光2厘米，是优良的雕刻材料。

大理岩多为块状构造，也有不少具条带、条纹、斑块或斑点等构造，经过加工后成为有不同颜色和花纹的装饰建筑材料。

大理岩一般是纯白色，白色大理石一般称为汉白玉。有的具各种美丽的颜色和花纹，有浅灰、浅红、浅黄、绿色、褐色、黑色等。

原因是大理岩中含有少量的有色矿物和杂质，如含锰方解石的大理岩为粉红色，大理岩中含石墨为灰色，含蛇纹石为黄绿色，含绿泥石、阳起石和透辉石为绿色，含金云母和粒硅镁石为黄色，含符山石和钙铝榴石为褐色等。

（1）颜色颜色的描述不仅要描述其岩石的本体颜色，还要描述其风化颜色，要区分本色和风化色；既要描述主要颜色，也要描述次要颜色，并进行复合色定名。

（2）结构岩浆岩的结构根据岩石中各组分的结晶程度，可划分为全晶质、半晶质、玻璃质，侵入岩和喷出岩的结构不同，深成岩常见的结构有柱粒状、粒状结晶结构等，喷出岩常见斑状结构、其中基质常见间隐结构、安山结构、粗面结构、球粒结构、玻璃质结构等。

（3）构造侵入岩构造一般为块状构造，喷出岩常见有气孔杏仁状构造，流纹构造等。

（4）矿物成分岩浆岩的矿物成分常见的有石英、长石、云母、角闪石、辉石，此外还有一些副矿物如：磁铁矿、榍石等。同时还要描述其蚀变特点，如绢云母化、绿泥石化等。

2.岩浆岩典型描述实例（1）流纹岩颜色一般较浅，呈浅红、白、灰白、黄白色，斑状结构、少斑结构，斑晶主要为石英、黑云母。基质为球粒结构，石英微晶集合体成球粒状分布，每个小的石英微晶，呈放射状分布于内。一般流纹岩具有流纹构造，矿物成分有正长石、石英、黑云母以及玻璃质，石英有熔蚀现象。

（2）安山岩安山岩颜色较杂，从浅色到深色都有，一般呈砖红色、灰色、黑灰色，斑状结构，斑晶主要是斜长石和角闪石，斜长石为具有环带结构的中性斜长石。基质具有安山结构（交织结构），主要由斜长石微晶组成，斜长石微晶略显定向，彼此交织在一起，角闪石绿泥石化，含有磁铁矿。当岩石中含有石英时，岩石向酸性岩过渡，称为英安岩；当含有辉石时，岩石向基性岩过渡。

（3）玄武岩颜色深，一般呈深灰、灰绿、绿灰、灰黑等颜色，常见斑状结构、少斑结构，斑晶主要为辉石，基质有间隐结构、间粒结构、间隐-间粒（拉斑玄武）结构，玻璃质结构，基质有斜长石微晶搭成格架，中间充填有辉石或玻璃质。当含有角闪石和少量中性斜长石时，岩石向中性岩过渡，也可出现安山结构，气孔-杏仁构造，杏仁一般为方解石或沸石。玄武岩容易产生泥化、绿泥石化。

（4）辉绿岩颜色以深色为主，有灰、灰绿色，脉体产出，辉绿结构，块状构造，主要矿物有基性斜长石（白色）、辉石，部分岩石可含有角闪石，肉眼可以看到。斜长石呈长柱状，搭成格架，其间充填辉石，构成辉绿结构。绿泥石、绿帘石化。

（5）煌斑岩颜色较深，一般呈灰绿色、绿黑色，煌斑结构，块状构造，矿物组合以暗色矿物为主，一般为角闪石、云母，含少量斜长石。产出于太古宇、元古宇、古生界的潜山中，以岩脉的产状产出。

（6）粗面岩颜色较浅，通常为浅灰色、灰白色、绿灰色，斑状结构，斑晶为透长石，块状构造，基质粗面结构，矿物成分主要是透长石，透长石微晶呈定向排列，其间充填透长石隐晶质和玻璃质。部分岩石含有霓石、霞石，普遍含有磁铁矿。

（三）变质岩描述方法与描述实例（图版63～68）

1.变质岩的描述变质岩的描述内容包括颜色、结构（变成结构、变余结构）、构造等。

（1）颜色变质岩的颜色应描述岩石的整体颜色，如果是介于两个颜色之间过渡的色采用复合命名，如灰绿色。

（2）结构结构对岩石的定名十分重要，包括三大类，第一类为变晶结构，包括粒状变晶、斑状变晶、片状变晶、鳞片粒状变晶等；第二类为变余结构，包括变余砂状、变余泥质、变余斑状、变余花岗等结构；第三类为压碎变质结构，包括角砾、碎裂、碎斑、糜棱结构等。

（3）构造变质岩的构造是变质岩命名的主要依据，包括有片理构造（板状构造、千枚构造、片状构造、片麻状构造）、块状构造、条带、眼球状构造等。

2.变质岩描述实例（1）混合花岗岩颜色较浅，以灰白色、肉红色为主，部分混合花岗岩呈灰白色，花岗（半自形粒状）变晶结构，块状构造。矿物成分有两种组合，斜长混合花岗岩由斜长石、石英、黑云母组成，岩石颜色多呈灰白色；二长混合花岗岩由斜长石+钾长石（微斜长石）、石英、黑云母组成，岩石呈肉红色。

（2）片麻岩颜色以浅灰色为主，花岗变晶结构，片麻状构造，矿物组成为长石、石英、黑云母，黑云母定向排列构成片麻理。石英有压扁拉长特点，呈透镜状；云母常见绿泥石化。

（3）石英岩岩石多为浅色，呈灰白色、浅灰色。粒状变晶结构，矿物组成90%以上为石英，少量云母、海绿石，岩石硬度大。当岩石为变余砂状结构时，岩石定名为变余石英砂岩。

（4）板岩颜色较多，有灰白、灰黄、灰黑、紫红等。变余泥状结构，板理构造，组成矿物主要是粘土矿物，含有少量的石英、长石等矿物，有变质矿物绢云母出现。

（5）斜长角闪岩颜色都较深，呈深绿、绿黑色，柱粒状变晶结构，块状构造，矿物成分为角闪石、斜长石。岩石易蚀变，绿泥石化。

除了上述岩石的描述以外，碳酸盐岩也是辽河油区常见的岩石，最常见的有灰岩、白云岩。

1）灰岩。颜色较深，一般为灰色、深灰色，矿物成分主要为方解石，含少量白云石，结构以泥晶结构为主，同时有亮晶、鲕状结构，生物结构等，块状构造。与冷稀盐酸反应剧烈，生成CO2气体。

2）白云岩。颜色较浅，一般为灰白色、黄白色、浅灰色。矿物成分主要为白云石，含少量方解石，结构以泥晶结构为主，同时有亮晶、鲕状结构，块状构造。与冷稀盐酸不反应，与热稀盐酸反应，生成CO2气体。

1. 常见三大类岩石固有特点的区别（从矿物成分，结构，构造，产状，分布方面区别），如下图所示：

2.肉眼鉴定三大类岩石

A.观察岩石的构造，因为构造从岩石的外表上就可反映它的成因类型：如具气孔、杏仁、流纹构造形态时一般属于火成岩中的喷出岩类；具层理构造以及层面构造时是沉积岩类；具板状、千枚状、片状或片麻状构造时则属于变质岩类。应当指出，火成岩和变质岩构造中，都有“块状构造”。如火成岩中的石英斑岩标本，变质岩中的石英岩标本，表面上很难区分，这时，应结合岩石的结构特征和矿物成分的观察进行分析：石英斑岩具火成岩的似斑状结构，其斑晶与石基矿物间结晶联结，石英斑岩中的石英斑晶具有一定的结晶外形，呈棱柱状或粒状；经过重结晶变质作用形成的石英岩，则往往呈致密状，肉眼分辨不出石英颗粒，且石质坚硬、性脆。

B.对岩石结构的深入观察，可对岩石进行进一步的分类。如火成岩中深成侵入岩类多呈全晶质、显晶质、等粒结构；而浅成侵入岩类则常呈斑状结晶结构。沉积岩中根据组成物质颗粒的大小、成分、联结方式可区分出碎屑岩、黏土岩、生物化学岩类(如砾岩、砂岩、页岩、石灰岩等)。

C.岩石的矿物组成和化学成分分析，对岩石的分类和定名也是不可缺少的，特别是与火成岩的定名关系尤为密切，如斑岩和玢岩，同属火成岩的浅成岩类，其主要区别在于矿物成分。斑岩中的斑晶矿物主要是正长石和石英，玢岩中的斑晶矿物主要是斜长石和暗色矿物(如角闪石、辉石等)。沉积岩中的次生矿物如方解石、白云石、高岭石石膏、褐铁矿等不可能存在于新鲜的火成岩中。而绢云母、绿泥石、滑石、石棉、石榴子石等则为变质岩所特有。因此，根据某些变质矿物成分的分析，就可初步判定岩石的类别。

D.在岩石的定名方面，如果由多种矿物组份组成，则以含量最多的矿物与岩石的基本名称紧密相联，其他较次要的矿物，按含量多少依次向左排列，如“角闪斜长片麻岩”，说明其矿物成分是以斜长石为主，并有相当数量的角闪石，其他火成岩、沉积岩的多元定名涵义也是如此。

E.最后应注意的是在肉眼鉴定岩石标本时，常有许多矿物成分难于辨认，如具隐晶质结构或玻璃质结构的火成岩，泥质或化学结构的沉积岩，以及部分变质岩，由结晶细微或非结晶的物质成分组成，一般只能根据颜色的深浅、坚硬性、比重的大小和“盐酸反应”进行初步判断。火成岩中深色成分为主的，常为基性岩类；浅色成分为主的，常为酸性岩类。沉积岩中较为坚硬的多为硅质胶结或硅质成分的岩石，比重大的多为含铁、锰质量大的岩石，有“盐酸反应”的一定是碳酸盐类岩石等。

绿泥石是中低温(40～400℃)、中低压(约几个千巴)(Hiller et al.，1991)条件下稳定存在的矿物。在许多地质环境中如沉积岩、低级变质岩和热液蚀变岩石(Foster，1962Deer et al.，1962McDowell et al.，1980Bevins et al.，1991Hiller et al.，1991，Barrenechea et al.，2000)中都有绿泥石存在。在热液系统中，绿泥石是主要的热液蚀变矿物之一，特别是在火山作用环境中(Walshe，1986)，这种硅酸盐矿物既可以替代原先存在的铁镁矿物，也可以以脉的形式或在空穴中直接从流体中沉淀下来。绿泥石的结构是以八面体的水镁石层和四面体－八面体－四面体的滑石层有规则地相同排列(McMuchy，1934Bailey，1988)为特征。绿泥石的结构化学式为:

江西德兴金山金矿

其中，R2+代表Fe2+或Mg2+，R3+代表Al3+或Fe3+，◇代表绿泥石八面体位置上的空穴数目，X代表四面体配位的Si4+或Al3+。

绿泥石的成分可以反映绿泥石结晶时的物理化学特性，如温度(Cathelineau et al.，1985Cathelineau，1988)、氧逸度、硫逸度(Bryndzia et al.，1987)和全岩化学成分(Bevins et al.，1988deCaritat et al.，1993)，因此，绿泥石的成分对于研究热液蚀变机制、与温度有关的地质条件变化(如地热)、环境的物理化学参数都有重要的意义。本节通过研究金山蚀变糜棱岩、千枚岩、含金石英脉中绿泥石的化学成分，探讨金山金矿热液蚀变机制以及水－岩反应的物理化学条件。

一、绿泥石化学成分分析方法及测试结果

由于绿泥石颗粒细小，结构复杂，因此利用常规电子探针技术分析岩石中绿泥石成分比较困难(Peacor，1992Warren et al.，1992)，特别是矿物的衬里、包裹体、混层结构和复杂的共生关系都能使标准的电子探针技术或者常规方法分析绿泥石成分时产生误差。因此对于绿泥石电子探针测试结果本书采用(Na2O+K2O+CaO)＜0.5%作为标准来判断是否合乎需要如果(Na2O+K2O+CaO)＞0.5%，则表明绿泥石的成分有混染(Foster，1962Hillier et al.，1991)。

本书的绿泥石化学成分利用南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室JE-OLJXA－8800M型电子探针进行测试，测试条件为:加速电压15kV，电流1×10－8A所使用的标样为美国国家标准局的矿物标样，Si用石英作标样，Fe用赤铁矿作标样，Mn用铁橄榄石作标样，其他用角闪石作标样。所有绿泥石颗粒的电子探针分析结果，以28个氧原子为标准，计算绿泥石的结构式。由于电子探针不能够检测Fe3+，因此在绿泥石结构式的计算中，把铁离子当作Fe2+来对待。在低级绿泥石中Fe3+离子的含量很少，它的存在对在绿泥石之间进行成分比较时影响较小。

本节分析了绿泥石化千枚岩、蚀变糜棱岩、蚀变超糜棱岩、含金石英脉中绿泥石的化学成分，结果见表6－3。由表6－3可知，不同类型绿泥石的化学成分有一定的变化，最明显的是FeO(20.75%～34.70%)和MgO(7.13%～15.91%)。绿泥石化千枚岩中绿泥石的FeO、MnO含量比蚀变糜棱岩中绿泥石含量低，而Al2O3，TiO2，MgO的含量却比它们高。Na2O和K2O的含量则基本一致。

二、绿泥石的成分特征

图6－4 绿泥石分类图(据Hey，1952)

1.绿泥石的分类

绿泥石中Si的含量和Fe/(Fe+Mg)的比值图解(图6－4)(Hey，1954)常被用作绿泥石的分类和命名。金山金矿不同岩石类型绿泥石的SiⅣ的变化范围在5.46～5.91之间，Fe/(Fe+Mg)比值变化范围在0.42～0.71之间(表6－3)。由图6－4可知，绿泥石主要由3种类型组成:①蠕绿泥石②铁镁绿泥石③密绿泥石。金山金矿变质成因绿泥石化千枚岩中的绿泥石为蠕绿泥石含金石英脉中绿泥石为密绿泥石糜棱岩中既有铁镁绿泥石和蠕绿泥石，又有密绿泥石。即使在同一个样品中，也有铁镁绿泥石和密绿泥石共存的现象，说明蚀变糜棱岩中绿泥石矿物晶体结构中离子之间的交换没有达到完全的平衡，同时也说明它们形成时物理化学环境的差异。根据绿泥石化学成分中Fe、Mg的含量多少，可知绿泥石化千枚岩中的绿泥石中Mg＞Fe，为富镁绿泥石而其他类型岩石中Mg＜Fe，为富铁绿泥石。这说明绿泥石化千枚岩的产出环境与其他岩石的产出环境不同，反映了金矿化可能与富铁的绿泥石有关。

表6－3 金山金矿粘土矿物绿泥石电子探针分析结果及其特征值

续表

续表

注:H099是以脉状形式沉淀的绿泥石，分析结果按照绿泥石结构式中包含28个O和OH计算FeO代表全铁◇代表八面体空穴的数目R2+代表Fe2++Mg2++Mn2+H097为含金石英脉样品。

2.绿泥石的Mg/(Mg+Fe)与Al/(Al+Mg+Fe)

有关绿泥石的化学成分与母岩的关系，已引起了众多学者的研究兴趣(Zang et al.，1995Martinez－Serrano et al.，1998)。Laird(1988)提出的Mg/(Mg+Fe)与Al/(Al+Mg+Fe)关系图解已被人们广泛地运用到判断绿泥石与其母岩之间的关系。金山金矿绿泥石Mg/(Mg+Fe)比值的变化范围为0.319～0.578，而Al/(Al+Mg+Fe)比值的变化范围为0.317～0.442，其在Mg/(Mg+Fe)与Al/(Al+Mg+Fe)关系图解上的投影点比较分散(图6－5)，没有明显的相关性，而与热液蚀变有关的绿泥石明显不同于变质成因的绿泥石。这说明绿泥石的化学成分可能不完全来自围岩，有相当一部分铁镁质来自流体。

在Laird(1988)的图解中，由泥质岩转变而成的绿泥石比由铁镁质岩石转化而成的绿泥石具有较高的Al/(Al+Fe+Mg)，一般大于0.35。金山金矿绿泥石化千枚岩中绿泥石Al/(Al+Mg+Fe)比值变化为0.413～0.417，糜棱岩中绿泥石的Al/(Al+Mg+Fe)比值变化为0.319～0.442，含金石英脉中绿泥石的Al/(Al+Mg+Fe)比值为0.317。这说明绿泥石化千枚岩中的绿泥石主要来自于泥质岩，而蚀变糜棱岩中的绿泥石可能部分来自泥质岩，部分来自于铁镁质岩石，而含金石英脉中绿泥石来自铁、镁质岩石。

图6－5 绿泥石Mg/(Mg+Fe)－Al/(Al+Mg+Fe)关系图

3.绿泥石AlⅣ、AlⅥ与Fe/(Fe+Mg)

金山金矿绿泥石的AlⅣ变化范围为2.042～2.759，而AlⅥ的变化范围为2.247～3.653(表6－3图6－6)，AlⅣ＞AlⅥ，为与变质成因的绿泥石略有差异(Foster，1962)。AlⅣ/AlⅥ比值变化为0.66～0.96，说明AlⅣ替代Si4+与AlⅥ在八面体位置上替代Fe或者Mg达到了电荷间的平衡，同时也说明这些绿泥石中Fe3+的含量比较低。

图6－6 绿泥石AlⅣ－AlⅥ关系图

在AlⅥ－Fe/(Fe+Mg)图解(图6－7)上可以看出，AlⅥ与Fe/(Fe+Mg)有两种关系:一类是随着AlⅣ含量的增加，Fe/(Fe+Mg)比值也增加，说明AlⅣ替代Si4+必须有大量的Fe2+替代Mg2+，换言之，由于绿泥石结构本身的原因，随着Fe/(Fe+Mg)比值增加，有更多的AlⅥ替代Si4+另一类是随着AlⅣ含量的增加，Fe/(Fe+Mg)比值减小，这就是说随着Fe/(Fe+Mg)比值增加，没有相应的更多的AlⅥ替代Si4+说明成矿流体中有较多的Si4+，这可能与金山金矿的硅化作用有关。

4.绿泥石八面体位置上的空穴数目与Na+K+2Ca

绿泥石八面体位置上的空穴数目(◇)，由◇－Na+K+2Ca图解(图6－8)可以看出，◇与Na+K+2Ca没有明显的相关关系，说明热液蚀变过程中绿泥石成分的变化不是由与其共生的伊利石造成的。

图6－7 绿泥石AlⅣ－Fe/(Mg+Fe)关系图

图6－8 绿泥石Na+K+2Ca－◇关系图

三、绿泥石地质温度计

绿泥石作为中低温、中低压环境中稳定存在的矿物，由于其结构有很大的可变性，成分上具有非计量性，因此它的成分、结构的变化与其形成温度之间的关系一直受到人们的关注(Bailey et al.，1962Walker，1989Martinea－Serrana et al.，1998deCaritatP et al.，1993Zang et al.，1995Battaglia，1999)。Hayes(1970)注意到绿泥石的多型与其形成温度之间具有定性的关系。Crutisetal.(1985)指出了随着埋藏深度的增加，沉积盆地中绿泥石多型可能的演化路线。Cathelineau et al.(1985)通过对墨西哥LosAzufres和SaltonSea地热系统绿泥石成分－温度之间关系的系统研究，发现AlⅣ和温度之间存在正相关关系，于是提出了绿泥石固溶体地质温度计。Battaglia(1999)则提出了运用XRD衍射结果探讨绿泥石形成时的温度。为了探讨金山金矿绿泥石的化学成分与其形成温度之间的关系，本书利用Rausell－Colom et al.(1991)提出、后经Nieto(1997)修改的绿泥石化学成分与d001之间的关系式计算d001值:

d001=14.339－0.115AlⅣ－0.0201Fe2+

然后，根据Battaglia(1999)提出的面网间距d001与温度之间的关系方程，计算绿泥石的形成温度:

T(℃)=(14.379－d001)/0.001

计算结果已列于表6－3。由表可知，金山金矿绿泥石化千枚岩绿泥石的形成温度为219～225℃，而热液蚀变成因的绿泥石温度为206～258℃，这与由流体包裹体所测的均一温度基本一致。

四、绿泥石形成的物理化学条件

正如温度对绿泥石化学成分的影响一样，绿泥石形成时的物理化学条件(如fO2和fS2等)也影响着绿泥石的化学成分。fO2和fS2等对绿泥石化学成分的影响主要表现在Fe/(Fe+Mg)比值上。Bryndziaetal.(1987)进行了fO2和fS2等对绿泥石化学成分影响的实验研究，确立了由绿泥石化学成分计算fO2和fS2的方法。Walshe(1986)提出利用绿泥石六端员模型计算热液系统中绿泥石形成的物理化学条件。肖志峰等(1993)利用绿泥石的化学成分研究了海南抱板金矿田围岩蚀变中绿泥石的形成条件。本书根据Bryndzia et al.(1987)所提出的方法计算了金山金矿绿泥石形成的物理化学条件，结果列于表6－3。由表6－3可知，金山金矿水－岩作用过程中，流体的fO2为10－29.56～10－31.48，而形成变质成因绿泥石的流体fO2为10－28.69～10－29.43。

五、绿泥石的形成机制

1.绿泥石形成条件分析

绿泥石的形成过程是一个由反应动力学控制的水－岩反应，除温度、压力之外，绿泥石的形成还受水－岩比、流体和岩石化学成分的制约(Harvery et al.，1991Inoue et al.，1994Pollastro，1993)。Harvery et al.(1991)认为在高渗透率的地热区，伊利石和绿泥石直接从流体沉淀出来。Zangetal.(1995)认为理论上绿泥石形成的多少是与系统中Mg2+的含量有关，实验发现，在温度为250℃的条件下，高水－岩比(＞50)有利于形成富绿泥石－石英的岩石，而低水－岩比的条件下则形成贫绿泥石－石英的岩石(Mottl，1983Bowers et al.，1985)。实验研究发现Mg/(Fe+Mg)比值的变化与系统的硫化作用和氧化作用有关(Bryndzia et al.，1987)。Zane等(1998)认为全岩的成分控制着变质成因绿泥石的成分。Hillier(1993)指出在微观的情况下，铁、镁绿泥石的共存说明了系统是不平衡的，Inoue(1995)认为在脉状矿床的热液蚀变中低氧化、低pH值的条件有利于形成富镁绿泥石，而还原环境有利于形成铁绿泥石，铁绿泥石的形成可能与流体的沸腾作用有关。金山金矿绿泥石的成分同Martinez－Serrand et al.(1998)所提出的热液蚀变绿泥石的成分基本相同。金山金矿蚀变岩石中的绿泥石Fe/(Fe+Mg)为0.50～0.69，为富铁绿泥石。上述研究说明，金山金矿岩石蚀变过程中绿泥石沉淀环境是还原环境。在成岩过程的反应和活动地热区的热液蚀变中，常可以见到蒙脱石向柯绿泥石和绿泥石的转化。柯绿泥石以(001)衍射峰为29(1=10－10m)经己二醇处理后变为31为特征。有关蒙脱石向绿泥石的转化是否是一个连续的过程一直存在着争论(Bettison－Varga et al.，1991Shau et al.，1992Roberson et al.，1999a)，Shau et al.(1992)指出在不完全结晶的条件下，蒙脱石向绿泥石的转化是一个连续的过程而在高水－岩比的条件下，倾向于不连续的过程，主要表现为单个的状态。Robinson et al.(1999b)认为柯绿泥石在蒙脱石向绿泥石的非连续转化过程中，稳定温度范围为150～200℃，而柯绿泥石稳定温度存在的最高上限为230～250℃。Barrenechea et al.(2000)认为氧化环境有利于柯绿泥石的形成。而柯绿泥石+绿泥石的出现，与还原环境有关。在金山金矿的样品中没有发现有蒙脱石存在的样品(图6－9)。因此，可以认为柯绿泥石在金山金矿的出现是一个不连续的状态。它与绿泥石共存代表了成矿环境为还原环境。它是在流体作用下，韧性剪切带发生退变质作用过程中，绿泥石发生退化的结果。

图6－9 金山金矿蚀变超糜棱岩粘土矿物(＜2μm)AD片和经己二醇处理EG片X射线衍射图Chl—绿泥石Q—石英Feld—长石Corr—蒙脱石

2.绿泥石的形成机制

金山金矿蚀变糜棱岩中绿泥石的含量少于蚀变超糜棱岩中绿泥石的含量，说明在糜棱岩带流体中的Fe2+和Mg2+含量比超糜棱岩带低。而Fe2+和Mg2+的来源和迁移与铁镁质岩石及构造分异作用有关。蚀变带中的绿泥石主要为铁绿泥石，说明流体中Fe2+＞Mg2+。从显微镜下可以看到绿泥石呈脉状充填于裂隙中，或充填于韧性剪切带内皱曲转折端等张性部位。结合前文的论述，绿泥石的形成温度为206～258℃，流体作用过程中，水－岩比较高。故本书认为金山金矿热液蚀变成因的绿泥石形成机制同伊利石一样，为溶解—迁移—沉淀形成。

沉积岩有砾岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、碎屑岩、角砾岩、泥质岩、石灰岩等。

砾岩

是粗碎屑含量大于30%的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成，砾石或角砾大者可达1米以上，填隙物颗粒也相对比较粗。具有大型斜层理和递变层理构造。

砂岩

在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2～0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主，其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。

粉砂岩

岩中，0.1～0.01mm粒级的碎屑颗粒超过50%，以石英为主，常含较多的白云母，钾长石和酸性斜长石含量较少，岩屑极少见到。黏土基质含量较高。黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。

碳酸盐岩

常见的岩石类型是石灰岩和白云岩，是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的。碳酸盐中也有颗粒，陆源碎屑称为外颗粒；在沉积环境以内形成并具有碳酸盐成分的碎屑称为内碎屑。

碎屑岩

碎屑岩也称火山碎屑岩，是火山碎屑物质的含量占90%以上的岩石，火山碎屑物质主要有岩屑、晶屑和玻屑，因为火山碎屑没有经过长距离搬运，基本上是就地堆积，因此，颗粒分选和磨圆度都很差。

角砾岩

角砾岩和砾岩一样，也是一种碎屑岩，由从母岩上破碎下来的，颗粒直径大于2毫米的碎屑，经过搬运、沉积、压实、胶结而形成的岩石，砾石的平均直径如果在1-10毫米，为细砾，10-100毫米称为粗砾，大于100毫米为巨砾。

泥质岩

泥质岩是指泥质质点（主要指粘土矿物）含量超过50%的沉积岩，且粒径小于0.0039毫米。又称粘土质岩。

石灰岩

石灰岩简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸有剧烈的化学反应。按成因分类属于沉积岩。