其他沉积岩类

作者&投稿:愚剂 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
沉积岩种类详细点,谢谢!!!~

沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。

可简单地概分为2类:
①陆源碎屑岩,主要由陆地岩石风化、剥蚀产生的各种碎屑物组成。按颗粒粗细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩。
②内积岩,主要指在盆地内沉积的化学岩、生物-化学岩,也可由风浪、风暴、地震和滑塌作用将未充分固结的岩石破碎再堆积,成为内碎屑岩。内积岩按造岩成分分为铝质岩、铁质岩、锰质岩、磷质岩、硅质岩、蒸发岩、可燃有机岩(褐煤、煤、油页岩)和碳酸盐岩(石灰岩、白云岩等)。
此外,由不同性质的水流可形成不同沉积岩。如浊流作用形成浊积岩,风暴流作用形成风暴岩,平流作用形成平流岩,滑塌作用可形成滑积岩,造山作用前后常可分别形成复理石和磨拉石。母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类。碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩;化学岩根据成分,主要分出碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩。火山碎屑岩主要由火山碎屑物质组成,是介于火山岩与沉积岩之间的岩石类型,有向熔岩过渡的火山碎屑熔岩类和向沉积岩过渡的火山碎屑沉积岩类。火山碎屑占90%以上的岩石,被称为火山碎屑岩类。 
生物遗体可组成可燃性(如煤及油页岩)和非可燃性两种生物岩。

1.蒸发岩
在强烈蒸发条件下,因水溶液高度浓缩而沉淀形成的,易溶盐类矿物体积分数占50%以上的沉积岩被称为蒸发岩(evaporites)。蒸发岩是盐类岩(salinastones)中的主要类型,另一种较少见的盐类岩也以易溶盐类矿物为主,但不是蒸发成因,被称为盐岩(salinites)。如果岩石成因不详,可泛称为盐类岩。蒸发岩是一种重要的矿产资源,在化工、食品、肥料、建材等等工业中有着十分广泛的用途。
易溶盐类矿物极多,已知的就有100多种。按主要或特征酸根阴离子可分为硫酸盐(石膏、硬石膏等)、硼酸盐(硼砂、方硼石等)、卤化物(石盐、钾石盐、光卤石等)、碳酸盐(天然碱、钙水碱等)和硝酸盐(钠硝石、钾硝石)等几类。除易溶盐类矿物外,蒸发岩中还含有其他许多自生矿物,如方解石、白云石、菱镁矿、菱铁矿、赤铁矿、有机质等等,也可含陆源碎屑如云母、石英、岩屑等,更普遍的是含粘土矿物。它们可以是蒸发岩中的杂质,也可在蒸发岩内以结核或条带出现。当易溶盐类矿物减少时,蒸发岩就向其他沉积岩(灰岩、白云岩、页岩等等)过渡。
蒸发岩多呈层状产出,层厚从毫米级的纹层到几十厘米的中厚层不等,常与白云岩、石灰岩、细碎屑岩(特别红色泥质岩)互层。由蒸发岩构成的沉积序列可厚达几百或上千米,分布范围常在几百平方公里以上。但分布地域和时代总起来较为分散。世界上一些大型蒸发岩的产出时代多集中在寒武纪、志留纪、泥盆—二叠纪、三叠纪和第三纪。我国蒸发岩主要产于三叠系、白垩系和第三系,其次是奥陶系。由于蒸发矿物易溶,所以除非在干旱地区,蒸发岩一般很少有好的露头,地表可以见到的主要是溶解度相对较小的石膏。多数蒸发岩都是在地下通过钻井发现的。我国大庆、胜利、江汉等等油田都钻到了白垩纪或第三纪的蒸发岩。在现在地中海深海海床下面甚至钻到面积达250万平方公里,厚达几千米的第三纪蒸发岩,估计其数量已超过地球上其他已知蒸发岩的总和。
蒸发矿物不仅易溶,也相对“软弱”,这对蒸发岩的结构构造具有深刻影响。其原生沉积构造和结构有水平层理、交错层理、粒序层理和微晶结构、自生颗粒结构等。自生颗粒可以是单个盐类晶体,更多的是盐类晶体的集合体,大体上与石灰岩中的内碎屑或凝聚颗粒相当,表明盐类矿物沉淀后还经历过机械搬运。蒸发岩中更常见的结构构造则是经成岩改造后形成的,如块状构造、角砾化构造、多孔状构造、镶嵌结核状构造(也称鸡笼状构造)和斑状变晶结构、半自形或他形粒状变晶结构(这是借用变质岩的结构名称)、交代结构等。
蒸发岩通常都以主要盐类矿物为分类命名的依据。在已知为蒸发成因的前提下,可以在“蒸发岩”前冠以主要盐类矿物进行命名,如石膏蒸发岩、硬石膏蒸发岩、石盐蒸发岩等等;如果成因尚未确定,则去掉“蒸发”二字,称石膏岩(gypsum salinite)、硬石膏岩、石盐岩等等。地质历史中产出的蒸发岩以硫酸盐蒸发岩为主,其次是氯化物蒸发岩,其他蒸发岩较少。
蒸发岩以蒸发浓缩为其基本形成机制决定了它只能产在蒸发量大于降水量或其他淡水如地下水的补给量的较为孤立、封闭的水盆地中。大陆地区的沙漠盐湖或季节湖,炎热干旱地区的萨勃哈、环礁顶部和滨海一带的潟湖等都是蒸发岩的理想产地。不同地理背景所产蒸发岩的共生岩石或底盖层岩石相差很大,通常大陆蒸发岩主要与陆源碎屑岩,尤其是细碎屑岩(如页岩、油页岩等等)共生;海洋蒸发岩则主要与石灰岩、白云岩等共生或位于向上变浅的碳酸盐岩沉积序列的顶部。蒸发盆地所产蒸发岩的成分直接受控于盆内水溶液(母液)的成分和它被蒸发浓缩的程度。无论大陆湖水还是海水,其中的溶解物质都主要来自源岩风化,地下热液(温泉)对某些大陆盐湖或局部海水也有一定影响。大陆湖水因距源区(包括古代蒸发岩源区)近,其成分与地区性因素关系密切,往往比较复杂。湖水常可高度浓缩,甚至可接近或达到浓缩的极限(干涸),所以大陆蒸发岩的成分变化较大,其总的特征是相对少到贫 MgSO4和相对多到富易溶碳酸盐,有时还有硼酸盐。海水则不同,它的化学组成,特别是主要离子的丰度基本上是稳定的,以质量计,其中w(Cl-)约 55%,w约8%,w(Na+)约31%,w(Mg2+)约 4%,w(Ca2+)约 1%,其他成分总共才 1%左右,所以海水蒸发岩一般都以富 MgSO4或贫易溶碳酸盐为特征(Hardie,1984;Lowenstein and Hardie,1985)。一个绝对孤立盆地所能形成的蒸发岩是极为有限的,如完全蒸发100个体积的海水大约只能得到约15个体积的蒸发岩,所以一些厚度较大的蒸发岩序列只能在盆地不断沉降且有适当水溶液补充机制的条件下才能形成。大陆盐湖水溶液的补充(和蒸发浓缩)具有一定韵律性,所以蒸发岩序列常由蒸发矿物和非蒸发矿物(包括陆源碎屑、粘土等)或溶解度大小不同的蒸发矿物构成。海洋潟湖的海水补充常常是在潟湖开口处不间断进行的。视浓缩程度不同,海水蒸发岩序列主要由连续沉积的石膏(或硬石膏)或石膏和石盐构成。在实际产出的海水蒸发序列中,石膏(或硬石膏)大多都比石盐多,表明蒸发达到的浓度大都稳定在较低水平上。只有当浓度达到较高水平且维持相当一段时间,石盐才会超过石膏;当浓度达到更高水平或近干涸时才会有钾石盐、光卤石一类矿物析出。地中海下面的巨厚蒸发岩总体上石盐超过了石膏,是由海水浓缩变浅和海水补给多次反复形成的。许靖华(1983)推测,在过去的一亿年时间内,地中海可能已干涸过1~2 次。就全球范围而言,海水蒸发岩的分布主要受太阳辐射、极地冰川、海陆相对面积等因素的控制,主要产在陆内、陆间裂谷盆地、被动大陆边缘和残留洋盆等盆地内。
非蒸发成因的盐岩也是高浓度卤水的结晶产物,卤水大多来自地下,如先成蒸发岩的成岩性溶解,顺断层上升的岩浆水等等,其中可含较多微量元素,如锂、铍等。这类盐岩可在大陆或海洋盆地,两极地区的地下水和湖泊中形成,也可在地下岩石或沉积物的孔洞中形成。
2.磷质岩
磷是一种较为分散的元素,多以磷酸盐矿物或有机质形式存在。不同磷酸盐矿物在化学成分上基本上都相当于磷灰石,仅结晶程度和阴离子成分有些不同,常见的有非晶质胶磷矿、隐晶—微晶磷灰石和其他磷灰石变种,如氟磷灰石、氯磷灰石、羟磷灰石等。这些矿物常常混生在一起,薄片中呈黄褐色。磷质岩一般不以矿物含量定义,而以w(P2O5)定义。通常将w(P2O5)>19.5%(相当于磷灰石体积分数>50%)的沉积岩称磷块岩(phosphorite);若7.8%<w(P2O5)<19.5%,则称磷质岩(phosphatic rocks);若2%<w(P2O5)<7.8%,则称含磷岩(phosphorusbearing rocks)。体积分数2%和7.8%的P2O5大致相当于磷灰石体积分数5%和20%。磷块岩和磷质岩可泛称为磷质岩。除磷酸盐矿物以外,磷质岩中的其他矿物还有硅质矿物、粘土矿物、方解石、白云石、石膏、硬石膏、针铁矿以及陆源石英、长石等等。
磷质岩的结构构造与石灰岩非常相似,常见的有自生颗粒结构、微晶(泥晶)结构和结晶结构(包括非晶质结构)。自生颗粒也是生物碎屑、内碎屑、鲕粒、团粒等。生物碎屑常常是双壳、腕足、海绵、有孔虫,以及鱼牙齿等等。自生颗粒常与隐—微晶磷酸盐基质共生,也可被“亮晶”磷酸盐矿物或玉髓、石英、方解石以及针铁矿胶结。具自生颗粒或微晶(泥晶)结构的磷质岩可发育水平-波纹层理、交错层理、粒序层理,有时有波痕。一般磷质岩还可发育块状层理、泥裂或叠层构造。磷质岩可以结核(团块)状或层状产出。结核状磷块岩常产在中—细碎屑岩内。层状磷质岩常夹在黑色页岩、黑色硅质岩或碳酸盐岩之间或与它们互层,层厚几厘米到几十厘米。露头上,磷质岩多呈黑色,手标本有沉重感(密度大于陆源碎屑岩、碳酸盐岩或硅质岩)。
磷质岩分类命名可仿石灰岩的结构分类,在表16-1中,将“灰岩”改为“磷块岩”或“磷质岩”即可,如泥晶颗粒磷块岩、颗粒泥晶磷块岩、细晶磷块岩等。考虑到颗粒磷块岩的胶结物变化较大,可在名称中直接反映出来,如玉髓胶结鲕粒磷块岩、钙质胶结砂屑磷块岩、胶磷矿胶结团粒磷块岩等。
磷质岩的结构构造表明它主要是浅海成因,是化学(包括生物化学)和复合沉积作用或者还叠加有交代作用的结果。海水中的磷基本上来自源岩风化,有时与火山作用也有一定关系,但总起来浓度很低。在磷的富集过程中,生物作用是个重要环节,已提出的磷质岩成因假说几乎都与生物的富磷作用有关,其一般过程是表层水中的浮游生物吸取海水中的磷,死亡后沉入海底,它们与同样富磷的粪团粒一起在软泥中被分解,溶解磷随赤道地区上升洋流再次到达海水表层并呈辐射状散开引起磷质浮游生物大面积繁盛又可重复上述过程,表层海水的磷含量就这样逐渐增高。在较偏碱性和还原条件的浅海陆棚地区溶解磷就以磷质泥晶、团粒、鲕粒等形式,或被改造成内碎屑而沉积下来。刚沉积的磷质泥晶或其他生物性磷质沉积物在同生阶段因生物腐烂等原因再次溶解可导致孔隙水的磷浓度增高,也可使方解石质泥晶或方解石质自生颗粒磷酸盐化,最后形成次生磷质岩。生物碎屑中的双壳、有孔虫、海绵和除无铰纲以外的大部分腕足原本都是钙质的,如果也变成磷酸盐质则肯定是交代形成的。磷质叠层石也被看成是交代的产物。
在地质历史中,有3个重要的成磷峰值期,它们是震旦纪晚期到寒武纪早期,二叠纪和白垩纪晚期到第三纪早期。产出部位集中在南北40°古纬度的范围内,沉积环境大多是构造背景相对稳定的局限浅海到边缘斜坡一带。我国磷质岩主要产于震旦—寒武纪。
3.铝质岩
在化学成分中,w(Al2O3)超过SiO2的沉积岩称铝质岩(aluminous rocks)。若w(Al2O3)>40%,同时w(Al2O3)∶w(SiO2)≥2∶1,则为铝土矿(bauxite)。铝的异常富集表明它的赋存形式不可能只是一般的硅酸盐矿物而应包含有铝的氧化物或氢氧化物,其中主要是三水铝石[Al(OH)3]、一水软铝石[γ-AlO(OH)]和一水硬铝石[α-AlO(OH)]。在一般铝质岩或铝土矿中,这些矿物常呈胶状非晶质、纤维状隐晶或细小鳞片微晶,常与其他细粒矿物混生在一起,在普通偏光显微镜下较难鉴别。因此,铝质岩的鉴定通常要靠化学分析,X衍射分析等。
铝质岩或铝土矿在成因上分为残积型和沉积型两类,前者可归属于风化壳;后者则是经搬运尔后在盆地中沉积的,但搬运距离通常很近(几十公里以内),与源岩关系密切。
残积型铝质岩一般以砖红土(laterite或latosol)面貌出现,故也称红土型铝质岩。其风化母岩多为富铝贫硅的结晶岩(如霞石正长石、玄武岩等),也可以是含有粘土矿物的碳酸盐岩。在半干旱或干湿交替的气候带中,若地形起伏不大,由铝硅酸盐、方解石、白云石等风化析出的碱或碱土金属离子易聚集在风化带中使水溶液呈较强的碱性,这种水溶液可使粘土矿物中的SiO2溶解并随水流失(去硅),残留下来的铝、铁的氧化物和氢氧化物逐渐增多,最后就可形成红土型铝质岩。宏观上,红土型铝质岩多为红、褐或黄色,质地较为疏松,主要矿物常为三水铝石,铁矿物为针铁矿、赤铁矿或它们的水化物,也有一些粘土矿物(以高岭石为主)和残积的石英、榍石等碎屑,向下可渐变为新鲜源岩,顶部可覆盖一薄层“铁帽”。岩石多为块状、多孔状,常具泥状结构或粉砂质泥状结构,有时也有同心状豆粒或鲕粒结构。但是,这时的豆粒或鲕粒是在成土过程中由淀积作用形成的,其核心为残积的石英碎屑、陆生生物贝壳或其他颗粒实体,包壳可厚可薄,由非晶质到隐晶质三水铝石构成,整个外形大多不很规则。
沉积型铝质岩是由具相当风化强度的不溶残余物和 Al2O3等胶体就近搬运到湖泊或滨海、潟湖中沉积而成的。湖成铝质岩的铝矿物仍以三水铝石为主,但粘土、铁矿物微粒、粉砂等杂质较多,可发育水平层理或小型波状交错层理。整个岩石常呈较薄的层状或透镜状夹在泥质岩之间,顶部可出现沼泽沉积(黑色页岩或煤层),反映沉积水深很快变浅直至暴露的微弱水动力的环境条件。海成铝质岩的铝矿物以三水铝石和一水软铝石为主,经成岩变化后也可转变成一水硬铝石,共生矿物相对较少,多为粘土、针铁矿、绿泥石等。岩石为泥状结构、鲕粒结构、豆粒结构或内碎屑结构等。鲕粒和豆粒不排除由沉积前的胶体加积形成(一般形状规则),但更可能为同生期或极早成岩期由孔隙水中的胶体围绕核心沉淀而成。当具鲕粒、豆粒或内碎屑结构时,岩石可发育交错层理,偶尔有粒序层理,这显然是先成沉积被再次分散、搬运形成的,但更常见的沉积构造还是块状层理。海成铝质岩为较稳定的层状,厚度可达几十米,是作为铝土矿开采的理想矿体。无论湖成还是海成,沉积型铝质岩的底界几乎总是源岩的风化侵蚀面,面上有时还有残留的“铁帽”。这说明在湖侵或海侵之前,源岩曾遭到高强度的风化,它们是湖侵或海侵之后的最早沉积物。由于搬运距离不远,有些沉积型铝质岩和残积型铝质岩可连续分布而没有截然界线。
铝质岩形成的构造背景相对较为稳定,多发育在长期缓慢隆升的古陆内部或周边。世界上的铝质岩分布比较普遍,我国福建漳浦、山东淄博、河南巩县、河北唐山等地都有产出。
4.铁质岩
铁质岩是一种富铁岩(iron-rich rocks)。按现在的定义,化学成分中质量分数不少于21.4%的Fe2O3或19.3%的FeO,或者以元素计,质量分数不少于15%的Fe的沉积岩称富铁岩(James,1992)。一般泥质岩、砂岩和碳酸盐岩中的铁要比这少得多[w(Fe)平均约2.5%],但它们都可向富铁岩过渡。在地质记录中,富铁岩有两种存在形式,一是铁建造(iron formation);二是铁质岩或铁岩(ironstone)。铁建造主要产于前寒武纪,特别是中古元古代到太古宙。由于它经常还特别富硅,故也称燧石铁建造。在加拿大苏必利尔湖区,有世界最著名的燧石铁建造,其放射年龄约20亿年±2亿年,长几千公里,宽几公里,厚约600m,至今未曾变质或只有极轻微变质,其中的富铁岩(同时也富硅)称铁燧岩或燧铁岩(taconite)。类似铁建造在格陵兰、澳大利亚、南非等地都有分布。我国相当层位(如阜平群、鞍山群、五台群等)的铁建造数量不多,而且已经变质成了磁铁石英岩。正因为如此,我国地质界就常将铁岩作为一般富铁岩的泛称。富铁岩若铁的品位很高,就可作铁矿开采。世界上90%以上的铁矿都是沉积型的富铁岩(可以叠加变质),我国鞍山式、宣龙式、山西式等铁矿都是这种类型。
富铁岩中的铁均赋存在铁矿物中。铁矿物这个概念并不严格,通常将富铁岩中所有含铁的矿物都称为铁矿物。铁矿物种类很多,大体可分为铁的氧化物、硫化物、碳酸盐和含铁硅酸盐4大类,其中最常见的是赤铁矿、针铁矿、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿,其次是白铁矿、铁白云石、鲕绿泥石,若经过了较强的深埋成岩变化或浅变质,还会出现铁蛇纹石、铁滑石、黑硬绿泥石等等。除了这些铁矿物以外,铁建造中还含有较多SiO2矿物(以石英为主),少数还含有火山碎屑,但不含粘土矿物或陆源碎屑。其他铁质岩一般不含SiO2矿物,但可含粘土矿物、方解石、白云石和陆源碎屑等。
铁质岩中除极少是以风化壳或结核形式产出的以外,绝大多数铁岩和所有铁建造都为稳定或较稳定的层状。在燧石铁建造中,最薄的铁质纹层可小于1mm,一般的层厚在几厘米到五、六十厘米之间,它们常与碧玉岩相间成条带状。这些条带除有同沉积的滑塌变形或层内角砾化以外,有时还有水平层理、交错层理、波痕和泥裂,偶尔还有粒序层理或叠层构造。岩石的原生沉积结构常常保存完好,主要是自生颗粒结构,自生颗粒为铁质的鲕粒、豆粒、团粒、内碎屑、核形石等,也有单细胞的藻菌类“化石”。自生颗粒大多被石英胶结,也可处在铁质泥晶基质之中。有些不含自生颗粒的富铁岩(多产在太古宇)与泥晶灰岩的结构相似。寒武纪及以后的铁质岩的沉积构造多为块状层理,有时有交错层理、波痕等,偶尔有虫孔构造,其沉积结构以鲕粒结构最常见。这部分铁质岩规模大多不太大,厚仅几十厘米到几米,横向延伸很少超过150km,常夹在碳酸盐岩、泥质岩、砂岩之间或与它们呈指状穿插。
富铁岩的分类命名常依据主要铁矿物种类或沉积结构,其中最常见的是赤铁矿铁建造(或铁质岩)、磁铁矿铁建造(或铁质岩)、铁质泥晶岩(femicrites,多产在铁建造中)、鲕粒铁质岩等。
富铁岩的成因至今仍有很大争议,其中涉及的两个基本问题是铁的来源和铁的沉淀条件和过程。现在大致有两种铁的来源说,一是大陆风化;二是与火山活动有关的热液(或温泉)。由于铁的高价氧化物溶解度极低,所以对体积巨大的铁建造而言,风化说就需要假定一个贫氧的大气圈(其含氧量(wB)不超过今天大气的1%)以方便铁的搬运。有人为避免作这种假定,提出铁是以胶体(特别是受到有机质保护的胶体)或粘土矿物表面的“铁质膜”的形式搬运的。但在二三十亿年前,大陆上是否有今天这么多有机质值得怀疑,而铁建造中也没有粘土矿物,也未发现陆源碎屑,所以风化说遭到了一些人的反对。热液说中的热液如果来自大陆,同样也需要贫氧的大气,有人则强调海底热液。在今天从橄榄玄武岩质海底裂隙中释放出来的热液含有比海水高105倍的铁,地球早期历史的海底热液可能要比现在更为活跃。某些铁建造的稀土元素分布特征也支持这种假说。但是,一般铁建造并不与火山岩共生,而且具颗粒结构的铁建造(或铁质岩)都有很典型的浅水沉积特征,将海底热液输送到浅水而仍保持铁的溶解状态也需要一个较为还原的海水背景。铁从溶液中沉淀出来与富铁溶液的形成同样有解释上的困难。化学沉积作用的一般规律是,对溶解(搬运)有利的条件将不利于沉淀。富铁溶液在低pH值(酸性)和低Eh值(还原)条件下易于形成,而铁以赤铁矿形式沉淀则需要较高的pH值和Eh值,以磁铁矿或含铁硅酸盐形式沉淀也需要较高的pH值(但Eh值较低)。因此有人认为,富铁岩不是原生沉积,而是交代形成的。在苏必利尔铁建造中有人也找到过一些鲕粒被交代的证据,也描述过具有石膏假象的磁铁矿;在以后的铁质岩中,交代证据还更多一些,最典型的是一些钙质生物化石被赤铁矿交代,常见的铁质鲕粒也被看成是交代钙质鲕粒的产物。这些人认为,富铁岩的前身是潮下、潮间和潮上带的碳酸盐岩,它们是在同生或极早成岩期通过交代而转变成富铁岩的。上述分歧或许说明不同富铁岩本来就有不同成因。
在富铁岩的成因讨论中还有一个重要问题是燧石铁建造中铁和二氧化硅的同时沉淀机理(包括从环境水溶液中沉淀和早期交代过程中的沉淀)。在前面硅质岩的成因中曾提到过前寒武纪的硅质藻类。实际上,在La Berge,Robbins等人(1987)主张燧石铁建造中燧石的微生物成因的同时,他们也主张其中富铁岩的微生物成因。他们研究了太古宇和古元古界14个铁建造的近千块岩石样品,除全部磨制了薄片外,还用盐酸和氢氟酸进行了处理,将不溶残余置于载玻片上与薄片作对照观察。他们发现了大量在形态上与今天某些铁细菌(纤毛菌、球衣菌、鞘铁菌、节铁菌等)非常相似的赤铁矿、镜赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿或有机质的细小球状或丝(棒)状体(图16-10),并对今天铁细菌的富铁过程和富铁产物作了研究。这些微生物都是厌氧或微需氧型细菌,主要生活在较富铁的海湾或河流底部的还原性淤泥中。如果太古宙和古元古代的大气圈和海水是贫氧的话,那么这些细菌就很可能是当时最普通的生命形式。当硅质藻类进行光合作用时,它们的衣鞘上将粘结被氧化析出的赤铁矿微粒,而硅质藻类的形态能够显现出来就全靠这些赤铁矿微粒。硅质藻类和其他行光合作用藻类的大量繁盛可能首先使水圈中的表层海水Eh值升高促使铁以高价态沉淀出来。如果沉淀在浅水区盛行,则形成铁质鲕粒、内碎屑等颗粒就是很自然的事。而各种死亡的硅质、铁质藻菌类和从水中析出的高铁氧化物在各种水深条件下都可以“下雨”的形式沉降到海底,它们既可以成为自生颗粒之间的基质,也可单独成为铁燧质的泥晶沉积。沉积以后,另外一些细菌,如像今天的茉莉变形杆菌、硅杆菌等,还会参与二氧化硅的溶解和再沉淀过程,它们对硅质胶结物的形成可能具有积极意义。这种生物成因在解释铁硅同时沉积方面具有很大优势。当整个大气圈和水圈在距今约20亿年后的某个时候达到今天这样的含氧量时,这些厌氧的或微需氧的铁细菌就受到抑制,铁和二氧化硅的沉积也就分开了。虽然直到今天这些细菌仍以同样方式生活着,但在沉积作用中它们已经不重要了,广泛和大规模的铁的沉积也就从此终止。然而直到现在也没提出一个令人信服的造成太古宙和古元古代大气圈相对年轻大气圈相对贫氧的原因,也没有找到一个办法确定是否真的有过这样的大气圈。

图16-10 燧石铁建造中的铁质球粒

(一)概述

本类岩石主要是由沉积盆地内的真溶液或胶体溶液经化学或生物化学作用沉淀而形成的。根据岩石成分可分为铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩、磷质岩、蒸发岩、可燃有机岩,它们和碳酸盐岩类均属于内源沉积岩。其中除硅质岩类外,其他岩类分布较局限,也不是本书讨论的重点。但是,它们皆与矿产有密切的关系,是沉积矿床学中的主要研究对象。下面仅介绍硅质岩类。

(二)硅质岩类

1.概述

硅质岩是指由化学作用、生物化学作用、生物作用和某些火山作用形成的富含SiO2(70%~90%)的岩石。这里不包括由机械作用形成的石英砂岩。

硅质岩的分布较广泛,在沉积岩中其数量仅次于泥质岩、砂岩和碳酸盐岩,居第四位。

硅质岩的主要矿物成分有蛋白石、玉髓和自生石英。此外还可混入有粘土矿物、碳酸盐矿物和氧化铁等。岩石多呈黑色,少数呈白色或红色。多为隐晶质结构,有时呈微晶、鲕粒或生物结构。常呈层状、条带状、结核状和透镜状产出。岩石致密坚硬、具贝壳状断口,化学性质稳定,不易风化。

2.硅质岩的主要类型

硅藻土 主要由硅藻遗体(蛋白石组成)组成。外观呈土状,结构疏松、质轻而软。

碧玉岩 主要由自生石英和玉髓组成,常混有粘土矿物、方解石、氧化铁、有机质等。隐晶质结构,条带状或层状构造。致密坚硬,贝壳状断口。

燧石岩 主要由玉髓和蛋白石组成。隐晶质结构。多呈灰色、黑色,致密坚硬,具贝壳状断口。常呈层状、条带状、透镜状或结核状。燧石岩是硅质岩中最常见的一种类型。

碧玉岩和燧石岩致密坚硬,孔隙度很小,故含水性能差,工程性能好。但因其性脆、节理和裂隙较发育,因此具有一定的透水性,其抗压强度也因裂隙发育而降低。这些特点均应在工程建设中引起注意。

小结

风化作用是地表普遍存在的一种地质作用。风化作用使岩石、矿物分解破坏,为其他外力作用的进行提供了物质基础,可以说风化作用拉开了地质作用的序幕。风化作用按成因分为物理风化、化学风化和生物风化三大类,每大类要从它们的原理、方式、过程、产物和影响因素等几方面加以区别,其综合产物是风化壳及土壤。

剥蚀作用是指各种外营力对岩石的破坏作用。它与风化作用密切相关,但又有区别。风化作用使岩石松散或碎裂,其破坏产物基本停留原地;而剥蚀作用则使一切能被介质带走的破坏产物离开原地,使新鲜岩石暴露地表而继续遭受风化。理解剥蚀作用首先要搞清不同外营力的介质性质、运动状况等,然后从方式、类型、地貌特征三方面去掌握其特点,如河流的下蚀可造成“V”字形河谷,而山岳冰川的刨蚀则形成“U”形谷。

母岩的风化产物除了少部分残留原地组成风化壳堆积外,大部分被搬运走,并在新的地方沉积下来。搬运和沉积的地质营力主要是流水、风、冰川和重力等。搬运作用的特点应从搬运力、搬运量、搬运方式和搬运物在搬运过程中的变化(分选、磨圆、成分变化)等几方面去掌握。关于沉积作用,要弄清沉积原因、沉积场所、沉积物特点和沉积地形。碎屑沉积物的特点一般从四方面来掌握,即分选性、磨圆度、成分和层理,对于现代沉积则还要增加沉积地形,成为五方面。

发生于地表环境中的各种外动力地质作用均遵循破坏、搬运、沉积、成岩这个地质作用序列,地质作用不同形成的沉积物特点也不相同。不同性质的松散沉积物,通过压实、胶结、重结晶等方式最终固结形成沉积岩。

沉积岩的层理及层面构造是区别于岩浆岩和变质岩的特征性构造,可以用于推断沉积介质的运动特征及分析古地理环境。

沉积岩按成因划分大类,而以成分、结构等作为划分岩石类型的依据。各大类沉积岩的矿物成分较简单,但结构较复杂,如碎屑结构、泥质结构、粒屑结构等。它们不仅能反映岩石的成因,也与地下水和工程建筑有着密切关系,同时也是鉴定岩石的主要依据之一。学习沉积岩要求掌握分类命名原则,并能正确地运用分类图表对岩石进行命名。

复习思考题

1.风化作用与剥蚀作用有何异同?

2.物理风化作用与化学风化作用有何区别?其风化产物有何不同?

3.河流的侵蚀、搬运和沉积作用是怎样产生的?各有什么特点?

4.我国有“三十年河东、三十年河西”的谚语,试从河流侵蚀作用角度加以解释。

5.滨海带的剥蚀作用分成哪几种?会产生何种现象?

6.简述浅海地区的沉积作用及其特点。

7.有一珊瑚岛,礁石厚达1300m,底部礁石经同位素测年得知距今为1000万年,根据此资料,你有何地质见解?

8.简述冰川刨蚀作用的方式及主要的地貌形态。

9.沉积物是怎样转变为沉积岩的?

10.层理按形态可分为哪几类?各类型有何特征?

11.碎屑结构包括哪些方面内容?特征如何?

12.砂岩按成分可分为哪几类?试述其分类命名原则。

13.泥质岩按固结程度分为几类?特征如何?

14.火山碎屑岩与陆源碎屑岩有什么不同?

15.按矿物成分划分,碳酸盐岩可有哪些主要类型?它们划分的标准是什么?

16.怎样区别泥岩、泥灰岩和石灰岩?




常见的沉积岩有哪些
沉积岩是地球表面最常见的岩石类型之一,它们是由沉积物在长时间内经过压实、水化等作用形成的。常见的沉积岩有砂岩、泥岩、灰岩、煤等。砂岩是由砂粒经过风化、侵蚀、运输、沉积等过程形成的。砂岩的颗粒大小一般在0.063~2毫米之间,颗粒之间的空隙较大,因此砂岩具有较好的透水性和透气性。砂岩的颜色和...

四种常见的沉积岩
4.砾岩 砾岩是一种由圆浑状的砾石(粒径大于2毫米)胶结而成的岩石,是圆状和次圆状的砾石占岩石总量30%以上的碎屑岩。砾岩中碎屑组分主要是岩屑,只有少量矿物碎屑,填隙物为砂、粉砂、粘土物质和化学沉淀物质。知识拓展:沉积岩是三大岩类的一种,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一...

沉积岩包括哪些类别
母岩风化产物形成的沉积岩是其中最主要的类型,进一步细分为碎屑岩和化学岩两大类。碎屑岩根据颗粒大小不同,可以进一步划分为砾岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩;化学岩则根据其主要矿物成分,分为碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩以及其他化学岩类。砾岩是一种以粗碎屑物质为主的沉积岩,其特征是砾石或角砾...

沉积岩的分类
沉积岩按成因及结构,可以分为五大类:陆源碎屑岩类、火山碎屑岩类、泥质岩类、碳酸盐岩类及其他岩类。再按粒度、成分、固结程度等细分(表12-1)。表12-1 沉积岩的分类

沉积岩有哪些
占全部世界矿产蕴藏量的80%. 沉积岩按粒度大小可分为四大类(泥岩、砂岩、砾岩、火山沉积岩),泥岩中又可以根据其含砂、含砾等分为页岩、泥岩、砂质泥岩、含砾泥岩、凝灰质泥岩、灰质泥岩等;砂岩又可分为粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗粗砂岩、含砾砂岩、凝灰质砂岩等;砾岩可以分为细砾岩、中砾岩...

什么是沉积岩
2、火山爆发喷射出大量的火山物质;3、植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。【沉积岩的分类】以物质来源为主要考虑因素的分类,沉积岩被分成三类,即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩。母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类。碎屑岩根据...

沉积岩的三种主要类型
4. 黏土岩:黏土岩是分布最广的沉积岩。其特征是黏土矿物的含量通常超过50%,粒度在0.005至0.0039毫米之间。主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物构成。5. 碳酸盐岩:这类岩石主要包括石灰岩和白云岩,由方解石、白云石等碳酸盐矿物组成。其主要成分是碳酸钙和碳酸镁,...

沉积岩的分类
3. 生物岩:这类岩石主要由生物遗体或生物活动留下的痕迹构成。生物岩的形成通常涉及生物的生长、死亡和分解等复杂过程。常见的生物岩有礁石和煤。例如,珊瑚礁是一种典型的生物岩,由珊瑚虫的遗体构成。这三类沉积岩并非完全独立,它们之间往往存在混合,形成混合岩。例如,一个海滩可能同时存在由沙子形...

哪些岩石是沉积岩,举3个例子
一、石灰岩 石灰岩是一种常见的沉积岩,主要由碳酸钙组成,通常含有化石。这种岩石在海洋环境中形成,也可以在淡水环境中发现。石灰岩的颜色和质地可以根据其形成的环境和包含的化石类型而有所不同。二、砂岩 砂岩是由石英、长石和云母等碎屑颗粒经过水流搬运并沉积后,经过长时间的压实和胶结作用形成的...

沉积岩有哪些
沉积岩是指在地壳运动过程中,由沉积物(如泥沙、碎屑等)堆积、压实、胶结而形成的岩石。常见的沉积岩包括以下几种:砾岩:由粗碎屑(如砾石、角砾等)组成,颗粒较大,具有大型斜层理和递变层理构造。砂岩:由粒度在2-0.1毫米范围内的碎屑物质组成,砂含量通常大于50%。粉砂岩:由0.1-0.01毫米粒...

陆良县15561591389: 沉积岩有哪些 -
调卖福瓴: 按沉积物的颗粒大小,沉积岩可分为砾岩、砂岩、页岩、等,石灰岩也是.沉积岩里面常常能找到古生物遗体、遗迹,沉积岩是地球历史的记录. 沉积岩,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)....

陆良县15561591389: 常见的沉积岩有哪些?
调卖福瓴: 世界上有许多沉积岩,这里给出了最常见的几种: 石灰岩--石灰岩形成于大陆架地区的浅水区域(大部分形成于1亿 年一5亿年前之间),并且常常覆盖非常宽阔的区域.石灰岩由方解石构 成,因为它是沉积岩,它也可以与其他矿物混合在一起,这要看当它形成 时水里所含的矿物了.一般来说,石灰岩中有超过50%的硅酸盐矿物. 它们主要由生物体的含钙骨骼堆积而成,包括壳类和珊瑚碎片或两者的 混合物.石灰岩也可以由溶液中的方解石沉淀而成.

陆良县15561591389: 沉积岩分哪几大类 -
调卖福瓴: 以物质来源为主要考虑因素的分类,沉积岩被分成三类,即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩.母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类.碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉...

陆良县15561591389: 岩石分类除了岩浆岩、变质岩和沉积岩还有哪些类型 -
调卖福瓴: 首先分三大类岩浆岩(火成岩)、变质岩、沉积岩.岩浆岩根据SiO2的含量分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩、碱性岩,再按产状、结构构造分为深成岩、浅成岩和喷出岩.变质岩分为动力变质岩、区域变质岩、混合岩、热接...

陆良县15561591389: 沉积岩,变质岩,岩浆岩分别有哪些代 -
调卖福瓴: 沉积岩代表有页岩,砂岩,石灰岩,砾岩. 变质岩代表有大理岩,片麻岩,板岩. 岩浆岩代表有花岗岩,玄武岩.

陆良县15561591389: 是不是有化石的都是石灰岩?有没有其它沉积岩有化石?石灰岩是沉积岩中的一种,请地理专业老师回答, -
调卖福瓴:[答案] 许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹-----化石,它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料,被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字“. 例如,砂岩 、凝灰质砂岩、 砾岩 、 页岩 、 石灰岩 、 白云岩 等都可能会...

陆良县15561591389: 沉积岩分哪几大类 -
调卖福瓴:[答案] 以物质来源为主要考虑因素的分类,沉积岩被分成三类,即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩. 母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类.碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和黏...

陆良县15561591389: 沉积岩的分类
调卖福瓴: 沉积岩主要分为三大类:碎屑岩、粘土岩、生物化学岩,其中碎屑岩包括砾岩与角砾岩、砂岩、粉砂岩;粘土岩包括泥岩、页岩、粘土;生物化学岩包括硅质岩、石灰岩、白云岩

陆良县15561591389: 论述沉积岩大类特征及分布主要时代?? -
调卖福瓴: 分为以下几大类: 1、碎屑岩,平均粒径大于0.05mm 2、生物化学岩,生物或化学成因 3、粘土岩,粒径小于0.05mm 据我所知,各类沉积岩自中元古的地层开始出现,直至第四纪,各个地区都有分布.当然各个地区会因为地质构造的影响,有不同的沉积间断和不同的沉积相.

陆良县15561591389: 关于沉积岩分类 -
调卖福瓴: 砾岩、砂岩、页岩是物理沉积作用形成的沉积岩 灰岩是化学沉积作用形成的沉积岩 区别就是他两的沉积作用不一样 他们都是沉积岩类 没有相关关系 灰岩不能分成砾岩、砂岩、页岩等等 他们之间的关系是平行单位 建议去百度百科中搜下 沉积岩 就知道怎么回事了

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