高嶺土的巖石學特征與礦物學特征相同,具有松散土狀和堅硬巖石狀兩種外貌,其礦物成分、化學成分和粒度變化都較大。貴州高嶺土礦高嶺土的礦物成分由粘土礦物和非粘土礦物組成,前者主要包括高嶺石、迪開石、珍珠陶土、變高嶺石(1.0nm和0.7nm埃洛石)、水云母和蒙脫石;后者主要是石英、長石、云母等碎屑礦物,少量的重礦物及一些自生和次生的礦物,如磁鐵礦、金紅石、褐(針)鐵礦、明礬石、三水鋁石、一水硬鋁石和一水軟鋁石等(表4.22.1)。
高嶺石及其多型礦物迪開石和珍珠陶土同屬1∶1型二八面體的層狀硅酸鹽,結構單元層完全相同,單位構造高度為0.7nm,層間以氫鍵相聯結,無水分子和離子。它們的理想結構式為Al4[Si4O10](OH)8,理論化學成分為SiO2?46.54%、Al2O3?39.50%、H2O?13.96%,它們之間區別在于單元層間堆疊方式不同。
高嶺石為三斜晶系,一般為無色至白色的細小鱗片,單晶呈假六方板狀或書冊狀,平行連生的集合體往往呈蠕蟲狀或手風琴狀,粒徑以0.5~2nm為主,個別蠕蟲狀可達數毫米。自然界高嶺土中高嶺石常見,迪開石少見,珍珠陶土罕見。
變高嶺石(也稱埃洛石)包括1.0nm和0.7nm兩種。1.0nm埃洛石的結構特征是結構單元層與高嶺石相同,但層間有一層水分子。結構單元層高度為1.6nm,結構式為Al4[Si4O10](OH)8·4H2O,其形態為小于幾微米的管狀和球粒狀。1.0nm埃洛石不穩定,層間水在室溫下就可脫出,結構單元層高度減為0.76~0.73nm,而且這種變化是不可逆的。失水后形成0.7nm埃洛石,在自然界比較穩定。由于失水管狀和球粒狀被破壞,呈破裂管狀和球粒狀。高嶺石亞族成分特征見表4.22.1。
水云母:基本結構與白云母相似,為二八面體2∶1型層狀硅酸鹽,礦物結構單元層高度為1.0nm左右。與白云母不同的是顆粒細小,層間陽離子鉀和鈉減少,層間水增加,四面體中鋁代硅減少,結構無序程度高,其形態呈不規則薄片或長條狀,粒徑一般比高嶺石大。