粘土矿物是沉积盆地中最丰富的矿物质。常见的粘土矿物有高岭土、蒙脱石、伊利石、绿泥石等。粘土矿物具有粒度小、板状颗粒、比表面积大、阳离子交换能力强等特点。他们经常存在于断层岩、泥岩以及碎屑岩储集层中。粘土矿物的类型、体积和分布会显著改变岩石的弹性性质,因此两种具有等量粘土矿物的砂岩会因为矿物的不同而有不同的弹性性质。粘土矿物的弹性特性对了解泥质层序和含粘土储集岩的地震和声波测井响应具有重要的岩石物理学意义。本次研究对象主要为蒙脱石,实验原理来自于杨晓松对多相体中矿物相体积模量的计算方式。实验开始前,我们分别做了X-射线衍射分析(XRD)、密度测量、无样品条件下的位移标定。以LR-White胶为介质,先制备了纯胶固体样品,再采用两种不同方式分别制备了石英-胶二相体样品、蒙脱石-胶二相体样品;对7个样品的质量、长度、直径、体积和矿物比重进行了系统测量。实验在地震动力学国家重点实验室高温高压试验机上完成的,单轴压缩实验过程中,记录不同压强条件下样品的长度、密度以及纵波波速随压强的变化。依据实验结果,计算了固化的LR-White胶之单轴压缩系数和二相体的压缩系数。此外,还研究了纵波波速与密度之间的关系,探讨了胶的含量对计算粘土矿物压缩系数的影响,并与前人研究结果进行了对比分析。研究获得如下有意义的成果。(1)实验获得了蒙脱石和石英的单轴压缩率,并据此得到了蒙脱石体积模量值为8.25 GPa。石英的体积模量值为37.49 GPa,与利用单晶测量获得的结果一致,表明本文采用二相体实验方法测量和计算矿物粉末样品的压缩率和体积模量的方法是可行的,这为实验研究细小粉末样品的弹性性质提供了一种新的测量和计算方法。(2)二相体密度和纵波波速随着压强的增大而增大。当压强大于80 MPa后,密度与压强呈现出很好的线性关系。(3)利用实测结果检验了VRH模型。其中,V模型代表二相体体积模量值的上限,R模型代表二相体体积模量值的下限,H模型则代表了上下限的平均值。结果显示二相体体积模量的真实值非常接近VRH模型的下限,故可认为R模型更能反映二相体的真实情况。(4)采用灌胶法和混合法制备了蒙脱石-胶二相体。通过对比,可发现混合法比灌胶法更具优势,所制备的样品中胶与矿物分布更加均匀,计算所产生的误差也更小。