什么是“膨润土”科普

大家好，我叫“膨润土”，是一种具有多种用途的非金属矿物。对人们来说，我大有用处。可以用作造浆材料配制水基钻井液，用作治疗腹泻病的止泻剂、放射性物质吸附剂，纺织印染的漂白剂和化妆品的增稠剂等。随着现代科学技术发展以及研究方法和手段不断完善，对我的组成成分和性能认识不断深入，我的应用领域也越来越广。目前，我已在工农业生产24个领域100多个部门中得到广泛应用，产品数量共计300多个，因而大家称我为“万能黏土”。

一、我的名字是怎么来的？是怎么发现的呢？

1898年，地质学者Knight在美国怀俄明州落基山河附近发现了我，当时的我身披绿黄色的“外衣”，遇水后体积会膨胀且变得黏稠。由于产地为“Fort Benton”，因而将我取名为Bentonite，中文名为膨润土，也叫斑脱岩、皂土或膨土岩。我是一种以蒙脱石为主要成分的非金属黏土，由于我的成长环境不同，一般还会包含伊利石、石英、长石和云母等其他杂质。在自然界中，我其实具有白色、乳黄色、绿黄色和砖红色等丰富多彩的外观颜色。与普通的地表岩土不同，我的外表一般呈现油脂、蜡质光泽。

二、我是怎么形成的？

为了研究我是如何形成的这一问题，地质学家花费了几十年的时间。20世纪早期，Condra等地质学家提出“膨润土是由火山物质蚀变而成的结晶黏土矿物组成”，主要是由火山熔浆从火山口溢出，流于地表后冷却成玻璃熔岩，或由于温度、压力骤变，火山熔浆喷出后迅速变成玻璃态的火山灰，落入地面后形成凝灰岩等。玻璃熔岩、凝灰岩等在漫长的地质年代中，经过在碱性水质中脱玻水解、结晶等作用后形成了膨润土（如图2所示）。目前，地球上约有75%的膨润土是由火山喷发形成的，除此之外，还会在湖泊沉积、热液蚀变等条件下形成。

三、我的身体结构是什么样的？

我的主要成分蒙脱石，是一种层状硅酸盐黏土矿物，它的结构是由两个硅氧四面体（见图3中绿色部分）夹一层铝氧八面体（见图3中黄色部分）组成。在蒙脱石结构单元层中，四面体和八面体片以氧原子相连，Si4+、Al3+分别赋存于四面体和八面体中心，而层间存在一些可交换的阳离子（如钙离子、钠离子、镁离子等；见图3中红色球体）和水，被形象地比喻成“三明治结构”。根据蒙脱石层间阳离子的种类，将我细分为钙基膨润土、钠基膨润土和镁基膨润土等。但是，自然界中最常见的是钙基膨润土和钠基膨润土。

三、我的身体结构是什么样的？

我的主要成分蒙脱石，是一种层状硅酸盐黏土矿物，它的结构是由两个硅氧四面体（见图3中绿色部分）夹一层铝氧八面体（见图3中黄色部分）组成。在蒙脱石结构单元层中，四面体和八面体片以氧原子相连，Si4+、Al3+分别赋存于四面体和八面体中心，而层间存在一些可交换的阳离子（如钙离子、钠离子、镁离子等；见图3中红色球体）和水，被形象地比喻成“三明治结构”。根据蒙脱石层间阳离子的种类，将我细分为钙基膨润土、钠基膨润土和镁基膨润土等。但是，自然界中最常见的是钙基膨润土和钠基膨润土。

来源: 科普岩石力学与工程