山西高岭土的岩石学特征与矿物学特征相同，具有松散土状和坚硬岩石状两种外貌，其矿物成分、化学成分和粒度变化都较大。
山西高岭土的矿物成分由粘土矿物和非粘土矿物组成，前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、变高岭石(1.0nm和0.7nm埃洛石)、水云母和蒙脱石；后者主要是石英、长石、云母等碎屑矿物，少量的重矿物及一些自生和次生的矿物，如磁铁矿、金红石、褐(针)铁矿、明矾石、三水铝石、一水硬铝石和一水软铝石等。
高岭石及其多型矿物迪开石和珍珠陶土同属1∶1型二八面体的层状硅酸盐，结构单元层完全相同，单位构造高度为0.7nm，层间以氢键相联结， 无水分子和离子。 它们的理想结构式为Al4［Si4O10］(OH)8，理论化学成分为SiO2 46.54%、Al2O3 39.、H2O 13.96%，它们之间区别在于单元层间堆叠方式不同。高岭石为三斜晶系，一般为无色至白色的细小鳞片，单晶呈假六方板状或书册状，平行连生的集合体往往呈蠕虫状或手风琴状，粒径以0.5～2nm为主，个别蠕虫状可达数毫米。自然界高岭土中高岭石常见，迪开石少见，珍珠陶土罕见。
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