根据世界不同地区、不同深度钻孔对蒙脱石、伊利石相对丰度变化的研究，证实随埋藏深度的增加，蒙脱石向伊利石转化。实验研究也证明，温度在100—130℃，K+与H+比率接近正常海水时，蒙脱石失去层间水而向伊利石转化。但蒙脱石不能简单地通过离子交换转变成伊利石，原因是蒙脱石是一种典型的以水合阳离子及水分子作为层间物的3：1型粘土矿物，随着埋深的增加、温度的升高、压力的加大，蒙脱石将有一部分层间水脱出，造成了某些层间塌陷，导致了晶格的重新排列和碱性阳离子的吸附，首先形成蒙脱石—伊利石混层矿物，进而转变为伊利石。一般认为蒙脱石向蒙脱石—伊利石混层矿物转化的深度范围应在1200—3500m之间。
    蒙脱石在转化过程中，如果有Fe2+ ，Mg2+离子存在，则首先转化为蒙脱石—绿泥石混层，进而再转化为绿泥石。
    必须指出，蒙脱石向伊利石或绿泥石转化的重要条件是孔隙水为碱性介质，如果孔隙水为酸性，蒙脱石则将向高岭石转化。
  
    根据伯斯特（1969）的研究，蒙脱石转化过程中的脱水作用可划分为下述三个阶段：
    第一阶段，脱水作用主要由压实作用引起，埋藏深度为1000—1500m以内，所脱去的为孔隙水和过量的层间水（多于两层的），粘土中的含水量减至30％，其中10％—25％为层间水，5％—10％为残留孔隙水。这是粘土矿物脱水速度最快的阶段。
    第二阶段，是原生孔隙水脱出后最主要的一次脱水作用，其埋藏深度大于1500m，地温60—130℃，主要是热力作用脱去残留层间水而转化为混层粘土矿物，并且随埋深加大，蒙脱石—伊利石混层中，蒙脱石层的比例逐渐减少。这一阶段所失去的水量为被压实体积的10％—15％。
    第三阶段，埋深大于2700m，这一阶段因埋深继续增加和地温的继续升高，蒙脱石脱去最后三层残余层间水，最终转变为非混层的伊利石。这一阶段的地温常大于130℃，甚至大于170℃。