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頁岩

(由黏土脱水膠結而成的岩石)

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頁岩(shale)由黏土脱水膠結而成的岩石。以黏土類礦物(高嶺石、水雲母等)為主,具有明顯的薄層理構造。按成分不同,分炭質頁岩、鈣質頁岩、砂質頁岩、硅質頁岩等。其中硅質頁岩強度稍大,其餘的較軟弱,巖塊抗壓強度為19.61~68.65 MPa或更低。浸水後易發生軟化和膨脹,變形模量較小,抗滑穩定性極差。在兩堅硬岩石中夾有頁岩時,對水工建築物的穩定性影響很大。在工程地質勘察時應予以充分重視。 [1] 
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中文名
頁岩
外文名
Shale
類    別
沉積岩
形    成
黏土沉積經壓力和温度形成岩石
定    義
頁岩是一種沉積岩
特    點
具有薄頁狀或薄片層狀的節理
分    類
炭質頁岩、鈣質頁岩、砂質頁岩等
見載刊物
《土木工程名詞》 科學出版社
公佈時間
2003年 [4] 

頁岩釋義

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頁岩(Shale)由黏土物質硬化形成的微小顆粒易裂碎,很容易分裂成為明顯的岩層。黏土巖的一種。成分複雜,除黏土礦物外,還含有許多碎屑礦物和自生礦物。具頁狀或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。是由黏土物質經壓實作用、脱水作用、重結晶作用後形成。頁岩抵抗風化的能力弱,在地形上往往因侵蝕形成低山、谷地。頁岩不透水,在地下水分佈中往往成為隔水層。 [1-3] 

頁岩分類

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頁岩,成分複雜,但都具有薄頁狀或薄片層狀的節理,但其中混雜有石英、長石的碎屑以及其他化學物質,根據其混入物的成分,可分為:
鈣質頁岩鐵質頁岩硅質頁岩炭質頁岩、黑色頁岩、油母頁岩等其中鐵質頁岩可能成為鐵礦石,油母頁岩可以提煉石油,黑色頁岩可以作為石油的指示地層。
頁岩形成於靜水的環境中,泥沙經過長時間的沉積,所以經常存在於湖泊、河流三角洲地帶,在海洋大陸架中也有頁岩的形成,頁岩中也經常包含有古代動植物的化石。有時也有動物的足跡化石,甚至古代雨滴的痕跡都可能在頁岩中保存下來。

頁岩特點特徵

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黏土物質硬化形成的微小顆粒易裂碎,很容易分裂成為明顯的岩層。黏土的一種。成分複雜,除黏土礦物(如高嶺石、蒙脱石、水雲母、拜來石等)外,還含有許多碎屑礦物(如石英長石、雲母等)和自生礦物(如、錳的氧化物與氫氧化物等)。具頁狀或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。是由黏土物質經壓實作用脱水作用重結晶作用後形成。由極細的黏土、泥質,經過緊壓固結、脱水、重結晶後形成的,具有薄頁狀層理構造的黏土巖,稱為頁岩。(頁理是鱗片狀的黏土礦物在壓緊過程中,平行排列而成的)頁岩緻密,硬度低,表面光澤暗淡。含有機質的呈灰黑、黑色。含鐵的呈褐紅、棕紅等色,還有黃色、綠色等多種顏色。頁岩抗風化力弱,在地形上常形成低山低谷。頁岩不透水,往往成為不透水層或隔水層。

頁岩物理性能

頁岩的硬度一般為普氏硬度係數1.5~3,結構比較緻密的,其普氏硬度係數可以達到4~5,有的硬質頁岩的硬度更高。
頁岩的顆粒組成與它的自然顆粒級和成巖原因有關,顆粒組成變化的波動幅度較大,從而影響頁岩的其他性能。
根據形成岩石時沉積情況的不同,頁岩的塑性指數範圍在5~23,有的頁岩的塑性指數甚至超出了這一範圍。故有的頁岩實際上是不能作為燒結磚的原料的。頁岩原料的乾燥敏感性的高低,表現為多種多樣的形式。通常用乾燥敏感性係數來衡量,它的範圍一般在0.4-1.6之間,對於有些塑性非常高的頁岩來説,它的乾燥敏感性係數可能更高。頁岩的乾燥線收縮率,根據其種類不同也有很大的變化,其變化範圍在2.5%-10%。 [2] 

頁岩化學性能

不同的頁岩,其化學成分指標也是不一樣的,自然界存在的頁岩,其化學成分含量變化也是比較大的。一般情況下,頁岩的SiO2,含量在45%~80%之間波動,Al2O3量在12%-25%之間波動,Fe2O3含量在2%-10%之間波動,CaO含量在0.2%-12%之間波動,MgO含量在0.1%-5%之間波動。 [2] 

頁岩常見類型

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黑色頁岩。含較多的有機質與細分散狀的硫化鐵,有機質含量達3-10%,外觀與碳質頁岩相似,區別在於黑色頁岩不染手。
碳質頁岩 碳質頁岩
②碳質頁岩。含有大量已碳化的有機質,常見於煤系地層的頂底板。③油頁岩。含一定數量乾酪根(>10%),黑棕色,淺黃褐色等,層理髮育,燃燒有瀝青味。
④硅質頁岩。含有較多的玉髓、蛋白石等,SiO2含量在85%以上。
⑤鐵質頁岩。含少量鐵的氧化物、氫氧化物等。多呈紅色或灰綠色。在紅層和煤系地層中較常見。
⑥鈣質頁岩。含CaCO3,但不超過25%,否則過渡泥灰岩類。
此外,還有混入一定砂質成分者,稱為砂質頁岩。
頁岩抵抗風化的能力弱,在地形上往往因侵蝕形成低山、谷地。
頁岩不透水,在地下水分佈中往往成為隔水層。 [2] 
參考資料