Een kleimineraal is een hydraat van een aluminium-fyllosilicaat, meestal in korrels van enkele micrometers of kleiner, opgebouwd uit lagen die een tetraëdrische plaat (T) van -tetraëders, die drie hoekpunten delen, combineren met een octaëdrische plaat (O) van aluminium of magnesium, omringd door zuurstof en hydroxyl. In kaoliniet, , is elke laag één T- en één O-plaat (een 1:1- of T–O-laag), ongeladen, en worden de lagen door waterstofbruggen bijeengehouden. In de 2:1- of T–O–T-kleimineralen ligt een O-plaat tussen twee T-platen die ernaar wijzen: illiet is een niet-zwellend 2:1-kleimineraal met kaliumionen tussen de lagen, als een mica met minder kalium; een smectiet is een 2:1-kleimineraal met gehydrateerde, uitwisselbare kationen en water tussen zijn lagen, dat meer water kan opnemen en zwellen; een chloriet is een 2:1-mineraal waarvan de negatief geladen lagen afwisselen met positief geladen octaëdrische platen van het brucietype, met wat aluminium.
| mineraal | laag | tussenlaag | aan de lucht gedroogd | glycol | verhit | CEC | typisch milieu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kaoliniet | T–O | geen | vernield bij | 3–15 | veldspaten uitgeloogd door zuur water; intense tropische verwering | ||
| illiet | T–O–T | 10–40 | alkalisch water rijk aan K; uit veldspaten en micas; de belangrijkste klei van kleisteen | ||||
| smectiet | T–O–T | gehydrateerd , | ongeveer | bij | 70–100 | verweerde basische gesteenten; slecht gedraineerde grond, K schaars | |
| chloriet | T–O–T | brucietachtige plaat | – | laaggradig metamorfe en omgezette stollingsgesteenten; kleisteen |