所謂粘土,在巖石學角度是指粘粒(粒徑小於2μm的顆粒)含量大於50%,具有粘結性和可塑性的土狀巖石。粘土的主要組分是粘土礦物。所謂粘土礦物的概念並不十分固定,壹般指作為巖石和土壤中粘粒主體的次生層狀矽酸鹽礦物和非晶質礦物;次生礦物是指原巖在風化作用中或其後的外生作用中新形成的礦物,不是原巖破碎後產生的碎屑礦物。從分類上看,粘土礦物幾乎包括了各種結構類型的層狀矽酸鹽,但分布最廣,意義最大的粘土礦物主要是高嶺石族、埃洛石族、蒙脫石—皂石族、水雲母族、坡縷石—海泡石族的礦物以及海綠石和鮞綠泥石等。據此,粘土礦物的基本定義為形成並穩定於表生風化條件下,具粘土粒級(小於2μm)的層狀矽酸鹽礦物的總稱。
粘土或粘土礦物具有下列壹些特殊的性質:
(1)吸水膨脹性:是指某些粘土礦物具有遇水膨脹的性質。表現為層狀矽酸鹽礦物通過層間(晶內)和晶間吸附水分子,能使體積脹大;
(2)分散性:在水介質中,粘土礦物的微粒會分散形成不易沈澱的懸浮液(即泥漿);
(3)可塑性:是指某些粘土礦物在遇水濕潤的條件下具有可任意造型的性質。表現為以適量水調和後,在外力作用下能任意變形而不開裂,除去外力後能保持其形變;
(4)吸附性與離子交換性:是指粘土礦物顆粒具有吸附或交換吸附其他物質成分的性能。表現為粘土礦物層間(晶內)和顆粒表面能吸附介質中的離子或分子,當條件改變後,所吸附的離子或分子會改變,由新吸附的置換原有的,發生離子交換;
(5)觸變性:粘土可以飽含大量水分仍保持其“固態”(不流動,表面好像硬的泥地面),即形成所謂凝膠狀態,但壹經攪動或振動即變成溶液(泥漿),這種性質,稱觸變性。灘塗、沼澤看起來像硬地,越踏越稀,直到使人下陷,即是粘土或含粘土的砂具有觸變性的表現;
(6)燒結性與耐火性:是指粘土礦物在加熱熔燒完全失水後,變成堅硬塊體,失去的水再也不可能復得的性質。利用這壹性質可用粘土燒制磚瓦和陶瓷。經燒結後的粘土礦物具有熔點高而耐高溫烘烤的特性,許多粘土礦物都是制作耐火材料的原料。
由於以上特殊性質,使粘土礦物具有很大的地質意義和實用意義。
粘土礦物經常呈細分散狀態,肉眼難以精確鑒定,必須借助於X射線衍射、熱分析,電鏡分析、各種譜學分析,並需進行各種化學試驗和性能測試才能判別。粘土礦物的樣品還需要進行各種復雜的處理才能作為上述測試的試樣。以上內容,可在“粘土礦物學”課程中進壹步學習。