曹地质论评GEOLOGICAL REVIEW V0l＿5O No．5 S.PDF

维普资讯 曹 地 质 论 评 GEOLOGICALREVIEW VSe0pl_t5．O2N0o0．45 黄土高原马兰黄土粘土矿物的定量研究 张永双D 曲永新 1)中国地质科学院地质力学研究所 ，北京 ，100081； 2)中国科学院地质与地球物理研究所，北京，100029 内容提要 本文在 回顾和总结 中国西北黄土粘土矿物研究进展 的基础上 ，提供 了采用现代 X一射线衍射 (XRD)定量测试技术 (包括粘土矿物样品处理和全 自动数据处理技术)对陕北晋西12个县市马兰黄土粘土矿物定 量研究 的必威体育精装版结果。测试结果表 明，马兰黄土的主要粘土矿物为伊利石 ／蒙脱 石混层 矿物 (相对含量为6O ～ 7O )，而不是以往所认为的伊利石。伊利石在黄土中主要呈两种形式存在 ，即单矿物伊利石和伊 ／蒙混层矿物中的 伊利石。研究还发现 ，各地马兰黄土粘土矿物组成变化不大，但在神木、河 曲、偏关一带伊 ／蒙混层 比有局部增高的 现象 。根据扫描电子显微镜观察，黄土中粘土矿物不是以单粒形式存在，而主要是以集粒粘附物的形式包裹在碎屑 颗粒表面。黄土中粘土矿物组成及其存在形式一方面可 以充分揭示黄土物源区的表生化学环境特征；另一方面， 伊 ／蒙混层矿物作为一种广泛分布的膨胀性粘土矿物和它在黄土粘土矿物中所 占地位 ，对于认识马兰黄土在水作 用下的湿陷变形和强度衰减的本质具有重要意义。 关键词 马兰黄土 X一射线衍射 粘土矿物定量 伊 ／蒙混层矿物 中国黄土高原 粘土矿物是黄土的重要组分 ，同时也是黄土物 黄土工程特性 的认识 ，而且对于揭示黄土物源区的 质组成中最活动的部分 ，黄土 的粘土矿物学研究一 表生地球化学环境具有重要意义 。 直是黄土研究中的重要领域之一 。由于粘土矿物具 1 中国黄土粘土矿物研究的简要回顾 有高分散性和高物理化学活性 ，其形成演化受黄土 形成和赋存环境 的影响，研究黄土 中粘土矿物 的组 由于粘土矿物颗粒细小，成分结构复杂，粘土矿 成和分布规律，对于追索黄土的物质来源及黄土形 物学的发展不仅取决于理论研究，而且在很大程度 成演化的表生地球化学环境具有重要意义 (蓝先洪 ， 上依赖于高新测试技术的发展和应用 。半个多世纪 1990)。众所周知，粘土矿物组成和含量对粘性土工 以来 ，随着国际上粘土矿物基础理论研究的进展和 程性质有着重要影响，特别是膨胀性粘土矿物性状 测试技术的不断创新 ，对包括黄土 、膨胀土在内的区 对环境变化非常敏感 ，因此黄土粘土矿物 的深入研 域性特殊土、土壤、泥质岩的粘土矿物组成的认识不 究对于揭示天然和工程环境条件下黄土工程性质变 断深化，测试精度不断提高。人们对黄土粘土矿物的 化及黄土地区水土流失机理都有重要的理论和实际 研究和认识经历了定性一半定量一定量研究的发展 意义。 进程 。 在我国西部大开发战略中，许多大型工程 ，如西 1．1 早期定性研究 气东输工程、中卫一太原铁路 、神木一延安铁路 、太 黄土的矿物组成虽然很早就为人们所注意，但 原一银川高速公路等都通过西北黄土区，由砂黄土 对粘土矿物的深入研究还是从2O世纪5O年代开始 不 良工程性质引发的地质灾害频繁发生 (张永双等 ， 的。2O世纪5O年代 ，ce且．玎eLIKH 等 (1953)利用1p．m 2002)。2002年 以来 ，笔者结合陕北晋西黄土滑塌灾 提纯样品，采用 X一射线粉 晶分析、差热分析、脱水分 害的形成机理研究，对陕北晋西涉及不同黄土带的 析和染色法等，对甘肃平凉、六盘山地区和兰州榆 中 12个县市 的马兰黄土进行 了粘土矿物定量测试分 等地的黄土粘土矿物组成进行了初步研究