1、沉積巖石學 第十一章 其它內源沉積巖及附生巖,第一節(jié) 鋁、鐵、錳質巖 第二節(jié) 磷質巖 第三節(jié) 蒸發(fā)巖 第四節(jié) 附生巖,1、鋁質巖 鋁質巖是一種在化學成分上富含Al2O3，并主要(通常都大于50%)由鋁礦物(鋁的氫氧化物)組成的沉積巖類。其化學成分的特點應為Al2O3SiO2，如果在鋁質巖中Al2O340%，Al2O3SiO221時，即成為鋁土礦。 (1)化學成分：化學成分復雜易變，其主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、TiO2和H2O，次要成分有CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、S等，同時還含有各種稀有元素及微量元素如Ga、Ge、U、V、Cr、Ni等。 (2)礦物成分

2、：主要礦物成分是鋁的氫氧化物，如三水鋁石Al(OH)3、一水軟鋁石-AlO(OH)、一水硬鋁石-AlO(OH)，其次是各種粘土礦物、石英、玉髓和少量的重礦物。此外，還有自生礦物如菱鐵礦、方解石、沸石、氧化鐵和氫氧化鐵等。,一、鋁、鐵、錳質巖的成分特征,鋁土礦,豆狀鋁土礦,水鋁石呈黃褐色的細粒集合體,硬水鋁石,三水鋁石,硬水鋁石鋁土礦,堆積型鋁土礦,礫狀鋁土礦,寒武系灰?guī)r、太原組底部鐵質條帶、鋁土礦、鐵質條帶、灰?guī)r,2.鐵質巖 由于鐵是地殼中最豐富的元素之一，因此習慣上只將含鐵量大于15%的沉積巖稱為鐵質巖(據H.L.James,1966)。如果鐵的品位達到了工業(yè)可采要求(如赤鐵礦石30%、菱鐵

3、礦石25%)即成為鐵礦石。 (1)化學成分： 鐵質巖的化學成分包括：主要成分Fe;有用的混入成分Mn、V、Ni、Co、Cr等；有害的混入成分S、P、As等；成渣的氧化物SiO2、Al2O3、CaO、MgO;揮發(fā)成分CO2、H2O。 (2)礦物成分： 氧化物類磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、水赤鐵礦(Fe2O3nH2O)、針鐵礦FeO(OH)、褐鐵礦Fe2O3nH2O。,鮞綠泥石與赤鐵礦以紋層的方式構成鮞粒,鮞狀赤鐵礦巖,礦化木：主要礦物：赤鐵礦；結構：鮞狀結構；備注：保存原有植物的形態(tài)特征,赤鐵礦,褐鐵礦,黃鐵礦,磁鐵礦,FeS2 等軸晶系,菱鐵礦,鐵礦開采,球狀菱鐵礦的鏡下特征,

4、3.錳質巖 錳質巖是以錳的化合物為重要造巖礦物的沉積巖類。 (1)化學成分： 錳質巖的化學成分除錳以外，還有較多的Al2O3、SiO2、CaO、MgO、BaO等，而最特征是普遍含有較多的Fe,此外，還有少量的T、Co、V、Ni、Cu、Pb、Zn、Mo、Sn等。Al2O3主要為粘土礦物的化學組分，SiO2在巖石中則以蛋白石、玉髓、石英出現(xiàn)，或存在于粘土礦物中。 (2)礦物成分： 含錳的礦物主要有錳的氧化物及氫氧化物、錳的碳酸鹽，以及少量錳的磷酸鹽、硫化物、硼酸鹽等。,常見的錳礦物,氧化錳礦物：軟錳礦、硬錳礦、水錳礦、褐錳礦,碳酸錳礦物：錳方解石、錳菱鐵礦、菱錳礦,磷酸錳礦物,硼酸錳礦物,廣西大新

5、錳礦,海相沉積錳質巖：分布于古陸邊緣的淺海近岸地帶，礦層位于沉積間斷面上的海侵層序的底部。礦體呈層狀或透鏡狀，層位穩(wěn)定。世界上一些大型錳礦，如蘇聯(lián)尼柯波爾第三紀錳礦床，澳大利亞葛羅特白堊紀錳礦床均屬此類。我國此類礦床的已知成礦時代有前震旦紀、震旦紀、奧陶紀、泥盆紀、二疊紀和三疊紀。 湖相沉積錳質巖:可構成小型礦床，主要產于第四紀地層中，成因與熱泉有關。 現(xiàn)代海洋沉積鐵錳結核：鐵、錳結核在太平洋、大西洋、印度洋洋底有廣泛分布。呈球狀、半球狀、餅狀或不規(guī)則狀，由核心和含礦包殼組成。核心的成分經常是熔巖和火山碎屑巖，結核的包殼呈同心圓狀構造，主要由鐵錳氧化物組成。來自洋底的鐵錳結核，一般呈土黑色。在

6、鐵錳結核中還含有可綜合利用的Cu、Co、Ni、V等元素，因而有很大的經濟意義。,世界大洋錳結核礦分布,大洋底獲得的巨大錳結核,錳結核,現(xiàn)代海洋中的沉積錳結核,大小:不一，1mm-幾十cm至1m,形態(tài):不規(guī)則，餅狀、球狀等，同心構造明顯,相對密度：2-3,分布深度：3600-4000m，個別達10000m,生長速度:相當慢，1mm/my,二、鋁、鐵、錳質巖的結構特征 鋁、鐵、錳質巖的結構特點可大體和碳酸鹽巖類比，也具有很重要的成因標志。其結構分類如下表所示,從表中可以看出，鋁、鐵、錳質巖的結構按成因可以分機械的、化學的、生物的和成巖后生及次生淋濾的等四種。 機械成因的粒屑結構和碳酸鹽巖的粒屑結構

7、相似，主要由粒屑和填隙物組成，粒屑包括鋁、鐵、錳質巖的內碎屑、包粒(豆粒、鮞粒)、團粒(球粒)和團塊等，填隙物主要為泥晶基質，其成分通常和顆粒相同。 根據粒屑和泥晶的相對含量，可以劃分為粒屑結構(泥晶50%)、粒屑-泥晶結構(泥晶為5090%)、泥晶結構(泥晶90%)。,三、鋁、鐵、錳質巖的巖石類型及地質分布 1.鋁質巖 鋁質巖按成因可以分為二種主要類型，即紅土型鋁質巖和沉積型鋁質巖。 (1)紅土型鋁質巖： 紅土的礦物成分有鐵質的、高嶺石質的、鋁土質的和混合型的。鋁質紅土主要是三水鋁石所組成。 (2)沉積型鋁質巖： 紅土化作用所形成的鋁土物質，經流水以碎屑或膠體溶液的方式搬運到海、湖盆邊緣沉積

8、下來即形成沉積型鋁質巖。,(3)鋁質巖的地質分布： 我國的鋁質巖和鋁土礦分布很廣，紅土型鋁質巖(鋁土礦)主要產于第四紀玄武巖的風化殼中。沉積型鋁質巖(鋁土礦)則分布更廣，如華北、東北、西南的石炭、二疊紀地層中的鋁土礦床山東淄博、河南鞏縣、河北唐山、遼寧本溪、貴州修文等都十分有名。最近在廣西平果發(fā)現(xiàn)的大型堆積鋁土礦則是產于巖溶剝蝕面上的第四紀沉積物中，礦石質量很高。 在空間上，我國沉積型鋁質巖(鋁土質)都是分布于構造上相對穩(wěn)定的地區(qū)，并緊鄰古陸或長期侵蝕區(qū)的邊緣。,2.鐵質巖 鐵質巖按所含鐵礦物組分可以分為硫化鐵質巖、氧化鐵質巖、碳酸鐵質巖和硅酸鐵質巖等四類。 (1)硫化鐵質巖： 最主要的鐵礦物

9、是白鐵礦和黃鐵礦，而且都是在成巖階段形成的。通常在巖石中它們僅是伴生組分，有時也可以成為黑頁巖、黑色板巖和黑色灰?guī)r的重要組分。 (2)氧化鐵質巖： 這是鐵質巖的最主要類型，常見者具鮞狀結構。 鮞狀褐鐵礦巖主要分布于中生界和第三系，鮞粒主要為褐鐵礦，還可以有由褐鐵礦與鮞綠泥石或菱鐵礦形成交替的同心圈者，后者是成巖后生期的交代產物。,(3)碳酸鐵質巖： 主要的含鐵礦物是菱鐵礦。菱鐵礦常與燧石共生構成燧石碳酸鐵質巖。還可有菱鐵礦交代鮞粒石灰?guī)r，或于碎屑巖、石灰?guī)r和粘土巖中呈結核狀產出的碳酸鐵質巖。菱鐵礦還可以組成鮞綠泥石和褐鐵礦鮞粒的基質。、 (4)硅酸鐵質巖： 主要的含鐵礦物是鮞綠泥石。鮞綠泥石鐵

10、質巖是寒武紀以后一種很重要的鐵質巖類型，常與鮞狀赤鐵礦巖過渡或形成互層。 (5)鐵質巖的地質分布： 我國沉積鐵礦床見于前寒武紀、古生代、中生代和新生代的地層中，分布十分廣泛。,3.錳質巖 根據含錳巖石的種類不同，錳質巖可以分為錳質粘土巖、錳質碳酸鹽巖、錳質碎屑巖和錳質硅質巖。 (1)錳質粘土巖： 主要為錳質的黑色頁巖、粉砂質頁巖、硅質頁巖和鈣質頁巖。常呈黑色、暗褐色、紫紅色等。 (2)錳質碳酸鹽巖： 包括錳質灰?guī)r、錳質硅質灰?guī)r、錳質白云巖。錳礦物主要為菱錳礦、鈣菱錳礦、錳方解石等，常呈致密塊狀、團塊狀、條帶狀和星散狀產出。,(3)錳質碎屑巖： 主要為錳質粉砂巖，部分為錳質砂巖。錳礦物為硬錳礦、

11、軟錳礦和水錳礦，它們在巖石中常呈膠結物的形式出現(xiàn)。 (4)錳質硅質巖： 礦物成分主要為玉髓和蛋白石，含有錳的氧化物。一部分和錳質粘土巖共生，更多的還是和雜色的中基性火山碎屑巖或凝灰?guī)r一起產出，巖石常具有層紋狀結構。 (5)錳質巖的地質分布： 錳質巖的物源主要是大陸的風化產物和海底火山活動的產物。其成礦的主要環(huán)境是海相，次為湖泊及沼澤相。海相錳質巖產于古陸邊緣的、水流受限制的陸緣淺?；驕\海陸棚地帶。,第一節(jié) 鋁、鐵、錳質巖 第二節(jié) 磷質巖 第三節(jié) 蒸發(fā)巖 第四節(jié) 附生巖,含磷的沉積巖，按其磷的含量可以分為三種，即含磷沉積巖(P2O58%)、磷質巖(P2O5：818%)和磷塊巖(P2O518%)。

12、,鮞狀磷塊巖,礫狀磷塊巖,形態(tài)各異的磷結核,一、磷質巖的結構、構造特點 磷質巖的結構構造特點與碳酸鹽巖極為相似，其結構類型按成因亦可分為四大類、即：機械成因的、化學成因的、生物成因的和次生成因的。 1.機械成因的結構 機械成因的結構具粒屑結構特點，按巖石中泥晶(0.003mm)含量分為粒屑結構(泥晶50%)、粒屑-泥晶結構(泥晶為9050%)、泥晶結構(泥晶90%)。粒屑類型有內碎屑、包粒、團粒(球粒)、團塊和骨屑五種。,(1)內碎屑按其顆粒大小分為：礫屑(直徑2mm)、砂屑(20.05mm)、粉屑(0.050.03mm)，分別形成了磷質礫屑結構(或磷質礫屑泥晶結構)、磷質砂屑結構(或磷質砂屑

13、泥晶結構)、磷質粉屑結構(或磷質粉屑泥晶結構)。 (2)磷質包粒結構：也可以分為包粒結構和包粒泥晶結構兩種。包粒直徑大于2mm者稱豆粒，小于2mm者稱鮞粒。 (3)磷質團粒：呈圓形或卵圓形，內部結構均一，主要磷礦物為膠磷礦或泥晶磷灰石，其粒度通常為0.10.03mm。 (4)磷質團塊：是具有不規(guī)則外形的復合顆粒，粒度一般為0.10.3mm，內部結構也不均一。團塊內的顆?？梢允菆F粒、鮞粒、內碎屑和骨屑等，團塊內的顆粒和膠結物都是磷酸鹽質的。,鮞狀磷塊巖,礫狀磷塊巖,砂狀磷塊巖,砂質礫屑磷塊巖,條帶狀含磷硅質白云巖,砂質碎屑磷塊巖（主要由膠磷礦砂粒組成）,(5)骨屑結構主要是由磷酸鹽質的生物骨骼或

14、生物介殼堆積形成的，常見的磷質生物如軟舌螺、舌形貝等，它們可以是完整的或為碎屑。 (6)填隙物：粒屑磷塊巖的填隙物包括泥晶基質和膠結物，二者除了在成因上不同外，在礦物成分上常見有碳酸鹽(白云石、方解石)、磷酸鹽及二氧化硅。 2.化學沉積成因的結構 可分為微晶結構及膠狀結構兩種。 磷質微晶結構是由0.030.004mm的磷灰石組成，反映了原地磷酸鹽膠體化學沉淀的特點，并由膠體陳化脫水而形成。,3.生物成因的結構 可分為骨骼結構、隱藻結構的鳥糞石三類。 磷酸鹽隱藻結構，如各種形態(tài)的磷質疊層石、核形石、凝塊石以及磷酸鹽藻泥結構，其含磷礦物主要為膠磷礦、隱晶微晶的碳氟磷灰石。 4.成巖后生作用形成的結

15、構 這類結構有交代結構及重結晶結構。通常是磷酸鹽交代硅質或碳酸鹽質巖石而形成各種交代結構，常見者有交代假象結構、交代殘余結構及交代溶蝕結構。,二、磷質巖的巖石類型 根據磷質巖的結構成因特點，可以劃分為機械成因的、化學及生物化學的、生物的以及重結晶與交代的磷質巖等四大類。 1、機械成因的磷塊巖類 是由各種磷酸鹽粒屑如內碎屑、包粒、團粒、骨屑、團塊以及泥晶基質組成的磷塊巖類。按粒屑和泥晶的比例可以劃分為粒屑磷塊巖、粒屑泥晶磷塊巖、泥晶磷塊巖。 各種粒屑磷塊巖的特點如下： (1)內碎屑磷塊巖：按粒度還可細分為礫屑、砂屑和粉屑三種磷塊巖，其中以砂屑磷塊巖最為常見。顆粒成分主要是膠磷礦砂、其次為磷質鮞粒

16、、復鮞的碎屑組成。,(2)包粒磷塊巖：按包粒特點可分為豆粒、鮞粒、表鮞以及復鮞的磷塊巖。 (3)團粒磷塊巖：團粒的礦物成分為膠磷礦，呈淺棕色，含有機質，有時也顯模糊的同心圈結構。 (4)團塊磷塊巖：團塊為磷酸鹽質，多呈葡萄狀，其邊緣有呈磨蝕狀的或未經磨蝕狀的輪廓。 (5)骨屑磷塊巖：粒屑都是磷酸鹽質的骨骼碎屑，如軟舌螺、舌形貝等。,2、化學或生物化學磷塊巖類 這類磷塊巖是由化學或生物化學作用形成的，具有原地磷酸鹽膠體化學沉積的特點，巖石由膠狀或超微晶粒的磷灰石(或膠磷礦)組成，多呈淡褐色和棕色。 3、生物磷塊巖 主要為藻礁磷塊巖，可以分為瘤狀藻和聚環(huán)藻兩種類型。瘤狀藻磷塊巖由呈不規(guī)則的云彩狀和

17、球狀環(huán)帶的磷酸鹽組成。,4.次生及重結晶磷塊巖 主要是指分散狀磷酸鹽經風化淋濾富集、重結晶或交代其它巖石形成的結晶磷塊巖。,三、磷塊巖的地質分布 1、震旦紀晚期到寒武紀早期，主要的聚磷區(qū)為亞洲(蘇聯(lián)的中亞地區(qū)、蒙古、中國、朝鮮、印度、越南)及澳大利亞。 2、二疊紀成磷期，主要聚磷區(qū)如北美中部、科迪勒拉冒地槽與地臺的過渡帶上。 3、白堊第三紀成磷期，主要聚磷中心為歐洲南部、北非地中海沿岸和北美東海岸。,第一節(jié) 鋁、鐵、錳質巖 第二節(jié) 磷質巖 第三節(jié) 蒸發(fā)巖 第四節(jié) 附生巖,一、 概述 蒸發(fā)巖或鹽巖，是指由于含鹽度較高的溶液或鹵水，通過蒸發(fā)作用產生化學沉淀而形成的巖石。化學沉淀的鹽類沉積經破碎再沉

18、積后，則可形成粒屑蒸發(fā)巖。 1、蒸發(fā)巖的化學組成主要是：鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硼酸鹽及鈉、鉀的硝酸鹽等。,2、蒸發(fā)巖的結構、構造,結構：按成因分為原生結構和次生結構,構造：,原生的：致密塊狀構造、微層狀構造、條帶狀構造、波痕、交錯層理、粒序層理等。,次生的：網狀構造、泉華構造、角礫狀構造、皺紋狀構造、多孔狀構造。,粒狀變晶結構：顆粒的大小不定，石膏巖的粒度通常較小，而鹽巖較粗大。,石膏,石鹽,纖維狀結構：為平行狀的和雜亂排列的，例如石膏巖脈中纖維狀石膏晶體常常是垂直脈壁平行的，在被交代的結核中細小的纖維狀礦物晶體常呈雜亂分布。,柱狀、放射狀等結構：在硬石膏巖中見到，硬石膏晶體呈平行的

19、柱狀、放射狀排列以及呈扇狀排列，有時也無一定方向。硬石膏晶體的邊緣常不規(guī)則，周圍常充填有細粒白云石。碎屑結構中碎屑物常是具磨圓狀的石膏，有時還可觀察到粒序層理，碎屑間的填隙物含量不定。,蒸發(fā)巖的構造常見的有：均勻塊狀構造、層理構造、條帶狀構造、角礫狀構造、結核狀構造、變形構造。此外還常見不均勻構造，其種類繁多，反映了蒸發(fā)巖在成巖一后生階段復雜的變化。,均勻塊狀,條帶狀,蒸發(fā)巖的構造常見的有：均勻塊狀構造、層理構造、條帶狀構造、角礫狀構造、結核狀構造、變形構造。此外還常見不均勻構造，其種類繁多，反映了蒸發(fā)巖在成巖一后生階段復雜的變化。,結核狀,塑性變形,二、主要巖石類型 按主要鹽類礦物的不同，可

20、有石膏和硬石膏巖、石鹽巖和鉀鎂鹽巖。 1、石膏（CaSO4. 2H2O）和硬石膏（CaSO4） 主要是單礦物巖，有時是石膏-硬石膏巖?；烊胛锍Ｓ邪自茙r、石鹽、天青石、黃鐵礦和各種硅質礦物。?？梢院吞妓猁}巖或石鹽巖形成混積巖。 一般認為從濃縮鹵水中沉淀的原生硫酸鈣礦物是石膏，即在30以下時，當海水含鹽度提高3.55倍，石膏就開始沉淀。 石膏和硬石膏巖常具有粗粒到細粒的結晶粒狀結構。在構造上常有發(fā)育很好的紋層狀構造，有時具交錯層。此外，石膏和硬石膏還常呈結核狀出現(xiàn)，而這種結核狀的硬石膏反映了潮上坪或沙漠干鹽湖的成因特點。,石膏,纖維石膏，具有明顯的絲絹光澤,石膏,白云石呈細小粒狀分散在石膏之中,硬石膏,硬石膏,硬石膏有顯微鏡下呈現(xiàn)鮮艷的色彩(三級綠干涉色）,2.石鹽巖 主要礦物成分為石鹽，含少