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XRD在混层黏土矿物定性定量分析和研究中的应用
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1. 混层黏土矿物定义 混层(mixed-layer)或者间层粘土矿物（interstratification）是在特定的物理化学条件下形成的，广泛分布于各种地质环境中，如风化壳、土壤、现代和古代的沉积物及热液蚀变的各类岩石中(Meunier, 2005)。 研究混层矿物的意义不仅在于其广泛分布以及晶体学和矿物学意义，还在于晶层的组成和叠置的规律性以及含量的变化可以作为地质环境的一种灵敏的指示剂，对粘土的地质学和岩石学研究及古环境分析以及石油成因和运移规律的研究都有重要的意义。 混层矿物是指由两种或两种以上不同层状结构硅酸盐结构单元层以不同比例和不同的交替顺序沿c轴平行叠置而成(Moore and Reynolds, 1997)，如图2。 混层矿物按照其叠置规律可以分为以下三种类型：1）规则混层；2）不规则混层；3）离析混层(Bailey et al., 1971)。 2.规则混层黏土矿物 规则混层矿物一般是由两种组分以1:1的形式规律的交替排列而成，极少见以3:1的形式排列。 规则混层矿物有以下六点要求，只有满足六个要求的才可以承认为规则混层矿物。 1)名称应该严格限于那些晶层的种类、相对比例、化学组成和间层的规则性都已经得到很好证明、确切无误的规则间层矿物。 2）具有A和B 的两种结构晶层应该具有足够的交替规则性，能够产生清晰的一系列相加的晶层间距，dA+B=dA+dB，且至少出现10个级别的（00l）衍射，各级次都应该整齐，奇数与偶数级次的衍射峰宽应相近。如果某一级次的衍射未出现，应该通过计算表明是衍射强度太弱而未能显现，d(001)值的变差系数（CV）不应该超过0.75%才算有足够的交替规则性。其中变差系数CV = 100 S/x，式中S为标准偏差，S = [ (xi -x)2/n-1]1/2，xi是各个l d(001)的实测值，x是平均值，n为观察者xi的个数。 3. 不规则混层黏土矿物 不规则混层矿物是指组成矿物的A和B晶层随机无规律的交替排列而成，沿c轴方向不具有周期性，如图1-2c-d所示。不规则混层在自然界中分布最为广泛的混层矿物，常见的有伊利石/蒙皂石、绿泥石/蒙皂石、高岭石/蒙皂石、绿泥石/蛭石等。其中以伊利石/蒙皂石（I/S）混层在自然界分布最广，研究最为深入和系统，最为重要(赵杏媛, 1990)。 不规则混层可以进一步分为两类：1）完全随机排列的无序混层，这是一种典型的不规则混层；2）部分随机排列，部分有规则的排列的混层，即存在一定的有序化混层。 以最为常见的伊利石/蒙皂石（I/S）为例进行说明。在描述I/S混层过程中引入了一个R参数用以描述伊利石晶层和蒙脱石晶层沿c轴的堆垛情况。R表示混层中同种晶层出现时候所必须出现的间隔层数。R = 0时，表示伊利石晶层和蒙脱石晶层是完全随机排列的，即完全无序（以R0表示）。当伊利石晶层含量增加时，达到50%以上时，会出现晶层排列的有序化现象。常出现三种情况：1）IS型有序化，此时R = 1，伊利石含量大约在50-85%之间；2）ISI型，此时R = 2，3）ISII型，此时R = 3，伊利石含量大于85%。  黏土矿物.png  混层黏土矿物分类.png |
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gyliu3楼
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gyliu7楼
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