
【化】 kaolinization
【化】 kaolinization
affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role
高嶺土化作用(Kaolinization)是指原生矽酸鹽礦物在表生環境或低溫熱液條件下,經水解作用轉化為高嶺石族礦物的地質過程。該術語源自漢語"高嶺土"(瓷土)與英語動詞後綴"-ization"的組合,對應國際地質學界通用概念。
從礦物學角度,該作用主要表現為長石、雲母等鋁矽酸鹽礦物在酸性水介質環境中發生化學分解,其反應式可表示為: $$ 4KAlSi_3O_8 + 4H^+ + 18H_2O → Al_4Si4O{10}(OH)_8 + 8H_4SiO_4 + 4K^+ $$ 該過程受pH值(最佳範圍3.5-5)、溫度(20-50℃)和流體成分共同控制,形成以高嶺石、埃洛石為主的次生黏土礦物組合。
根據中國地質科學院礦産資源研究所的專題研究(2023),典型高嶺土化作用發生在兩種地質環境:①花崗岩、偉晶岩的風化殼剖面中,表現為漸進式蝕變帶;②火山岩區的低溫熱液蝕變系統,常伴生矽化、明礬石化等圍岩蝕變現象。美國地質調查局(USGS)礦床數據庫顯示,全球76%的高品質高嶺土礦床源于中生代以來的風化作用。
該地質作用具有重要工業價值,其産物高嶺土是陶瓷、造紙、塗料等行業的戰略非金屬原料。英國劍橋大學材料系在《應用黏土科學》期刊指出,高嶺土化程度直接影響材料白度、可塑性和耐火性能,現代工業要求原料中高嶺石含量需達90%以上。
高嶺土化作用是一種地質學中的低溫熱液蝕變過程,指在近地表條件下,酸性熱液對中酸性火成岩(如花崗岩、流紋岩等)的交代作用,使原有礦物(如長石、雲母)轉化為以高嶺石族礦物(如高嶺石、地開石)為主的粘土礦物。以下是具體解釋:
定義與過程
高嶺土化作用屬于粘土化蝕變的一種,主要表現為礦物在低溫(一般低于200℃)和酸性流體環境中發生化學分解。例如,長石類礦物在酸性介質中水解,鋁矽酸鹽結構被破壞,最終形成高嶺石或地開石。
主要礦物産物
蝕變後生成的礦物以高嶺石(化學式:Al₂Si₂O₅(OH)₄)為主。當産物以地開石(化學式與高嶺石相同,但晶體結構不同)為主時,可單獨稱為地開石化。
地質條件與圍岩類型
該作用多發生于近地表環境,常見于中酸性火成岩中,如花崗岩、安山岩等。酸性熱液的來源可能包括火山活動或地下水循環。
地質意義
高嶺土化作用是尋找某些礦床的标志之一,例如與低溫熱液相關的金、銀礦床。此外,形成的粘土礦物因其吸附性和化學穩定性,在工業中被用于陶瓷、造紙等領域。
高嶺土化作用揭示了岩石在特定流體環境下的礦物轉化機制,既是地質過程的研究對象,也為工業資源開發提供了理論基礎。
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