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炭质泥岩，是指含有炭质成分的泥岩，一般有机碳含量在百分之十至百分之三十左右。“泥岩”也叫粘土岩，主要由粒径小于0.0039毫米的细颗粒组成，其主要成分为粘土矿物，其次为石英、白云母及少量长石。常见的粘土矿物有高岭石、水云母、蒙脱石等。

炭质泥岩结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑，主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等，泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥，质点大多小于0.05毫米，亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物，是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒；晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。