烧结砖瓦原材料及处理——页岩篇

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前言

页岩是黏土岩的构造变种，是黏土借助于热力和压力作用而成的，它是具有层理构造（即岩石平行层理方面可分裂成层状或纸片状）的黏土岩。页岩成分比较复杂，除黏土矿物外，常有很多碎屑矿物和次生矿物，如长石、石英、云母、绿泥石、角闪石、石榴石、电气石、锐钛矿和沸石等。黏土矿物中常以水云母为主。页岩化学成分的特点是氧化钾(K20)含量较高，常达2%~3%，最高达7%~10%以上。页岩一般为灰色、棕色、红色、绿色等各种颜色。常常有清楚的层理。



根据页岩中砂和粉砂质点含量，页岩又可以分为泥质页岩、含粉砂质页岩、粉砂质页岩、含砂质页岩和砂质页岩。页岩中如含碳酸钙(CaC03)、硅质等较多，可相应地称为钙质页岩、硅质页岩等。
钙质页岩：含CaC0310%~30%的页岩。硅质页岩：是含隐晶或极细颗粒的硅质组分的页岩。由于含硅质，硬度常常比一般页岩高。成分比较纯的页岩，Si02的平均含量约为58%，而硅质页岩Si02的含量可达85%以上。
黑色页岩：是黑色的含有机质的页岩，这种页岩中化石一般很少，常含黄铁矿。
碳质页岩：这种页岩中含有肉眼能见到的粉末状碳质质点或碳质植物遗体，染手。碳质页岩在煤系地层中特别多。
油页岩：油页岩是提炼石油的原料2（平均100kg油页岩可提炼6kg左右石油）。它主要有焦性沥青质页岩和碳质油页岩（腐泥质油页岩）两种。
泥岩与页岩的区别，主要在于泥岩不具层理构造而呈块状、层状。颜色往往较浅，且较坚硬（因含硅质较多的缘故）。
第一个用页岩制砖的是美国人h．G．艾森哈尔特，时间是1880年，地点是纽约州的霍尔斯海兹。

什么是砂岩？

碎屑物质被其他物质（黏土、碳酸盐等）胶结而成的岩石称为砂岩。它属碎屑岩中的中碎屑岩。砂岩的主要类型又分为：
(1)单矿物砂岩单矿物砂岩组成成分简单，以一种矿物颗粒占绝对优势。通常所见的为石英砂岩（相当的疏松岩为石英砂）。
石英砂岩组成上的特征是石英颗粒占90%以上，仅含少量的长石颗粒(<5%)及极少量的重矿物。石英颗粒常为很好的浑圆体、大小均一、表面光泽较暗。岩石粒度由粗粒到细粒的皆有。其胶结物以硅质( Si02)最常见。岩石颜色通常为白色或灰白色。在胶结物为铁质时，则被渲染成褐红色。石英砂岩中的硅质胶结物有时可在碎屑颗粒上结晶次生增长，经过次生增长的石英砂岩称作“沉积石英岩”。肉眼很难区别其颗粒和胶结物。
石英砂岩矿物成分单一，颗粒磨圆度高，分选性好。如果砂岩中石英含量只占75%~90%时，则为一般的砂岩。
(2)多矿物砂岩多矿物砂岩比较复杂，根据组成的不同，分为硬砂岩和长石砂岩两种。
①硬砂岩硬砂岩通常由25%~50%的石英颗粒、15%~25%的长石、云母以及岩石碎屑所组成，碎屑颗粒一般较粗、分选和磨圆度均较差。胶结物种类复杂，通常以泥质居多，胶结坚固。这种岩石最大特征是含有多量的岩石碎屑。岩石的颜色呈灰色、暗绿色或绿灰色，有时近于黑色。
②长石砂岩长石砂岩主要是石英和长石碎屑（25%以上）组成的。碎屑中长石含量在25%以上，石英含量一般在30%~60%。长石主要是钾长石或钠长石，有时有岩石（花岗岩、砂岩、页岩等）碎屑的混合物。岩石颜色多为浅色（淡红、浅棕、灰色等）。胶结物一般为碳酸盐（方解石）及铁质（褐铁矿）。从外貌上看，长石砂岩与花岗岩有些相像，但两者结构不同。
砂岩除上述几种基本类型之外，还有许多过渡型岩石。例如，在石英砂岩和长石砂岩之间有长石石英砂岩（即其中长石的含量不够长石砂岩的标准）。石英砂岩中如含有一定量的岩屑，则成为含岩屑石英砂岩。有时，在长石石英砂岩中又含有岩屑，就应叫作含岩屑长石石英砂岩。

什么是粉砂岩？

这类岩石主要由50%以上的直径为0.1~0.01mm的碎屑经胶结而成。在成分上仍然以石英颗粒为最多，往往含有黏土质混合物。由于颗粒细小，已失去不少砂的特性，但还不成黏土。本类岩石的疏松岩称作粉砂，胶结的粉砂即为粉砂岩。
(1)粉砂粉砂的矿物成分除上述主要成分外，还含有许多夹杂物。因颗粒很小，肉眼一般不易分辨。在第四纪沉积物中，粉砂的分布很广，尤其是黄土分布最广。
(2)黄土黄土是一种半固结的黏土质粉砂岩。其中，粉砂（大部分颗粒直径为0.05~0.1mm）含量一般为40~60%；其次是黏土，我国华北地区黄土中黏土含量有超过40%的；再其次是砂粒，直径一般小于0.25mm，含量小于10%。呈浅黄色或暗黄色，质轻而多孔（孔隙度占总体积的46%~52%），很容易用手指研成粉末，没有层理，但有发育着的直立节理。由于具有可塑性和吸水性，质点间结合力很大，故能形成很高的峭壁。我国黄土分布很广，西起青海，东到陕西、山西、河北、河南，面积达40万k㎡，形成特殊的地形——黄土高原。黄土是一种良好的砖瓦原料。
(3)粉砂岩粉砂胶结起来即成粉砂岩。岩石质地坚实，具有各种颜色，在显微镜下可以看到其中碎屑颗粒是带有棱角状的，粒度也不均匀，胶结物为钙质、铁质或硅质。从岩石的外表看，很像泥质岩石，但用手指摩擦，即会感到粗糙。可借此与黏土岩区别。粉砂岩常具有水平薄层理特征，有时也发现倾斜不大的斜交层理。

  页岩和粉砂岩、砂岩共生时如何命名？

页岩和粉砂岩共生时命名法如表2-5所示。页岩和砂岩共生时命名法如表2-6所示。

▽表2-5 页岩和粉砂岩共生时命名法   

▽表2-6 页岩和砂岩共生时命名法