1 失水对软岩稳定性的影响

现场和室内观测都表明，当新鲜粘土岩等(一般称之为软岩)开挖出来并立即浸人水中时，即使浸泡许多天也可以保持原状不崩解，不崩裂。但当此类软岩在大气中脱水或稍稍失水后再浸入水中时，就可能发生不同程度的崩裂或崩解，这种崩解和崩裂明显与软岩中的粘土矿物成分有关。

2 粘土矿物成分及含量对软岩水稳定性的影响

崩解试验表明．尽管试样都含有胀缩性粘土矿物一蒙脱石，但蒙脱石含量的多少对崩解程度有着直接的影响。在石英、长石等非粘土矿物含量大致相等的328#，41 ，43 ，和808#4样中．蒙脱石含量超过伊利石与高岭石之和的328#和8O样都崩解为碎屑堆积，而伊利石与高岭石之和明显大于蒙脱石的41样虽也崩解，但较前两样轻微，而蒙脱石含量约为伊利石与高岭石之和的一半的43样则仅有少许脱落。表明了蒙脱石对崩解性状的影响要明显大于非胀缩性矿物伊利石和高岭石。从非粘土矿物总量约为35%-38%的81 ．81 及816#3样来看，蒙脱石含量占优的前两样皆崩解成碎屑，而伊利石与高岭石占优的81 样则崩解成碎块。81 与432 样相比，前者非粘土矿物含量虽然高于后者，非胀缩性粘土矿物含量也明显低于后者，后者理应有更强的崩解性状，事实是前者的崩解性状更强烈，原因仅仅是前者的胀缩性粘土矿物较后者高一些。总之，从崩解试验结果可以明显看出，试样的崩解性状与其所含胀缩性粘土矿物蒙脱石有直接关系。

3 结构扰动对软岩吸永泥化形成的影响

所谓结构．一是指岩体完整性受到扰动和破坏的宏观结构，如地质构造运动、人类工程活动等造成岩体中的各种断层、断裂节理、裂隙等。二是肉眼看不到的、但在高倍显微镜下可以观察到的微裂隙，颗粒排列特征等的细观或微观结构。

岩体在未受扰动时是完整致密的．对粘土岩类来说，是不透水的。在天然状态下．埋藏于地下的岩体内是不会产生泥化或崩解的。已有的有关粘土岩的泥化研究资料表明，泥化物的天然含永量、容重、或干密度都与相邻的具有同样物质组成的未泥化物明显不同：含水景高．容重、干密度小口，且都处于岩体受地质构造运动造成的破裂面或错动带上．充分说明构造运动造成的破裂结构对软岩吸水泥化的重要性。

室内模拟试验研究亦表明，粘土岩块在直剪试验后的破裂带上的含水景提高，且随着上下层的相对位移的增加而增加。当相对位移量足够大时，含水量可超过岩块的塑限，表明岩层破裂且产生相对错动时，可吸水形成泥化物 。

（一）粘土的成因

粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成的。这类经风化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的母岩。

母岩经风化作用而形成的粘土产于地表或不太深的风化壳以下；母岩经热液蚀变作用而形成的粘土常产于地壳较深处。

风化作用类型有：1）机械的（物理的）；2）化学的；3）生物的。

热液蚀变型：高温岩浆冷凝结晶后，残余岩浆中含有大量的挥发分及水，温度进一步降低时，水分则以液态存在，但其中溶有大量其它化合物。当这种热液（水）作用于母岩时，会形成粘土矿床，这就称为热液蚀变型粘土矿，如衡阳界牌土。

（二）粘土的分类

1、按成因分类

1）原生粘土：又称一次粘土，残留粘土，是母岩风化崩解在原地残留下来的粘土。特点：颗粒较粗，可塑性较差，耐火度高。

2）次生粘土：又称二次粘土，沉积粘土，是由风化形成的粘土，经雨水河流的冲刷及有时外加风力的作用，迁移至盆地或其他地势较低处沉积下来，而形成粘土层。特点：颗粒较细，可塑性较好，耐火度差 。

2、按可塑性分类

1）高可塑性粘土：软质粘土。其分散度大，多呈疏松状。如粘性土、膨润土、木节土等。

2）低可塑性粘土：硬质粘土。其分散度小，多呈致密块状。如叶蜡石、焦宝石、瓷石等。

3、按耐火度分类

1）耐火粘土：一般耐火粘土的耐火度在1580℃ 以上，较纯，含杂质较少。

2）难熔粘土：其耐火度在1350~1580℃ ，含易熔杂质在10~15%。

3）易熔粘土：其耐火度在1380℃ 以下，含有大量的杂质。

4、按化学组成分类

1）富铝粘土 ；2）贫铝粘土。

（三）粘土的主要矿物类型

粘土矿物主要为高岭石类（包括高岭石、多水高岭石等）、蒙脱石类（包括蒙脱石、叶蜡石等）和伊利石类（也称水云母）等等。

1、高岭石类

因首先在江西景德镇东部的高岭村山头发现，故国际上都把这种制瓷粘土称为高岭(Kaolin)土，其主要矿物成分是高岭石(Kaolinite)和多水高岭石。

高岭石的化学式：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

多水高岭石： Al₂O₃·2SiO₂ ·nH₂O （n=4~6）

属于高岭石类的粘土矿物还有地(迪)开石(Dickite)、珍珠陶土(Nacrite)和多水高岭石(埃洛石Hallysite，又称叙永石，为我国四川叙永县以盛产这种矿物为主的粘土而得名)等。

2、蒙脱石类

概述：蒙脱石（Montmorillonite）也是一种常见的粘土矿物，以蒙脱石为主要组成矿物的粘土称为膨润土（bentonite），一般呈白色、灰白色、粉红色或淡黄色，被杂质污染时呈现其它颜色。其理论化学通式为： Al₂O₃·4SiO₂ ·nH₂O（n通常大于2）。其晶粒呈不规则细粒状或鳞片状。

特性：1）吸湿膨胀性：吸水后体积可膨胀20-30倍；2）离子交换性：在水中呈悬浮和凝胶状，具有良好的阳离子交换特性。

3、伊利石类

伊利石是白云母经强烈的化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中的中间产物。

组成成分与白云母(化学通式为K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂ ·2H₂O)相似，但比正常的白云母多SiO₂和H₂O而少K₂O。与高岭石比较，伊利石含K₂O较多而含H₂O较少。

4、水铝英石

是一种非晶质的含水硅酸铝，它的结构可能是由硅氧四面体和金属离子配位八面体任意排列而成，没有任何对称性。

它与其它粘土矿物的区别是它能在盐酸中溶解。而其它结晶质的粘土矿物不溶解于盐酸，但溶解于硫酸。

它在自然界中并不常见，往往少量地包含在其它粘土中 。

粘土矿物是影响砂岩储集性能的重要因素。粘土矿物成因、绝对含量、成分、产状及晶体形态等都与砂岩储集性能有一定的关系。研究表明，粘土矿物对砂岩储集性能的影响程度与砂岩本身的成熟度有关。当砂岩成熟度高时，随粘土矿物绝对含量的增加，其储集性能降低，尤其是渗透率降低；但高成熟度砂岩随高岭石和充填状粘土矿物含量增高，物性相对变好。当砂岩的结构和成分成熟度比较低时，粘土矿物对其储集物性影响较小，而主要与岩石本身的成分和结构有关。研究还表明，不同形态的伊利石对砂岩的物性影响也不同，片状伊利石有利于改善储层物性，而纤维状和发丝状伊利石增多会使砂岩储集物性降低或变为非储层。