硅质岩
(岩石学课件沉积岩实验五硅质岩
岩石定名：钙质胶结砾状磷质岩
岩石定名：钙质胶结砾状磷质岩
镜下描述： 砾状结构，磨圆好，分选中等，颗粒支撑，孔隙式胶结。 砾石主要以胶磷矿胶结的石英砂岩为主，含有少量胶磷矿砾石。 石英砂岩砾石中石英为细砂结构，磨圆好，分选好，颗粒支撑，孔隙式
胶结，局部具基底式胶结，胶结物为胶磷矿，经重结晶后具多重环带结构。 胶磷矿砾石具中正突起，全消光，。 胶结物为亮晶方解石，晶体粗大，结晶程度高。 岩石后生作用较强，部分胶磷矿围绕石英结晶形成针状磷灰石，组成环
胶结物具有胶状结构、放射状结构、环带状结构等。
交错层理、粒序层理、波痕、结核等。
3.物化特征
貌似硅质岩、粉砂岩、灰岩。区别为：
颜色：新鲜面为灰色、黄棕色、棕色、黑色，风化面具蓝灰色或白色膜。
硬度：小于硅质岩。
比重：比重大。与P2O5含量呈正相关关系。 击打：捶击具韧性，出现坑。
化学反应：滴钼酸胺形成黄色沉淀物。
（4）成因 生物或生物化学：硅藻土（岩）、放射虫岩、海绵岩、叠层石硅质岩。
非生物成因：燧石（岩）、碧玉岩、硅华等。
硅藻——生物化学作用 200倍水中硅藻
二、磷质岩类主要特征
1.矿物成分：
主要为胶磷矿、碳～氟磷灰石组成。
2.结构、构造
与碳酸盐岩相似。内碎屑结构、鲕状结构、球粒结构、生物碎屑类 （1）产状
层状硅质岩、结核状硅质岩、条带状硅质岩、透镜状硅质岩。或称为燧 石层、燧石结核、燧石条带。
（2）硅质矿物 蛋白土（岩）、玉髓硅质岩、石英硅质岩 。
（3）结构
粘结结构：叠层石硅质岩、藻迹硅质岩。 生物结构：硅藻土（岩）、放射虫岩、海绵岩。 颗粒结构：鲕状硅质岩、内碎屑硅质岩。 结晶结构：粗晶硅质岩、细晶硅质岩等。
第十章硅质岩
四、蛋白土（蛋白岩）和板状硅藻土（粉蛋白岩）
两者成分主要都是蛋白石，常由成细小的棱角或球 粒状质点(0.01～0.001mm)的集合体。多数具有微孔构 造，呈透镜体产出。
它们与硅藻土或蛋白石质放射虫岩不同之处在于： 不含或含极少硅质生物遗体。除蛋白石外，还可有粘土、 碳酸盐、黄铁矿、海绿石、沸石、玉髓、方英石、碎屑 石英及有机质等。
华东石油学院对我国华北震旦亚界燧石岩进行过详细的研究， 并按其产出形态划分为层纹状、条带状、结核状、团块状和放射状
五种类型（见表15－2）。
层状硅质岩
结核状硅质岩
硅质岩与其他化学岩共生时，也常见各种类型层理及波痕等。
(3) 颜色
硅岩的颜色多姿，且随岩石中所含的杂质而异，常见灰 黑色、灰白色，有时可见灰绿色、红色等色调。
总体上，硅岩致密坚硬且性脆，化学性质稳定,抗风化 能力强。当与其他岩类 第二节 第三节 第四节
概论 硅质岩的主要类型 硅质岩的成因 硅质岩的成岩后生变化
硅质岩的主要类型
硅藻土(或硅藻岩): 主要由硅藻遗体组成，以蛋白石为主。 海绵岩: 硅质海绵骨针组成，多为蛋白石。 放射虫岩: 由硅质放射虫壳组成。 板状硅藻土和蛋白土: 由蛋白石组成。 燧石岩: 最常见，由微晶石英和玉髓组成。 碧玉岩: 矿物成分是自生石英，可含有少量生物遗体。 硅华: 典型的化学成因硅质岩，常形成于火山作用后期温泉
内部具球粒结构，集合体多呈葡 萄状、钟乳状。玻璃光泽、珍珠光泽、 蛋白光泽。性脆，易干裂，贝壳状断 口。在长波紫外线照射下，不同种类 的蛋白石发出不同颜色的荧光。
opal
（2）玉髓
化学成分：SiO2·nH2O ，隐一微晶及至细晶石英的集合体， 通称为燧石。玛瑙和玉髓均为隐晶质石英，矿物学中统 称为玉髓。宝石界将其中具纹带构造隐晶质块体石英称 玛瑙，如果块体无纹带构造则称玉髓。
硅质岩富含石英的岩石
硅质岩富含石英的岩石硅质岩是一种主要由石英和长石组成的岩石类型。
石英是一种硅氧化物矿物，它在地壳中广泛存在，是地球上最常见的矿物之一。
硅质岩由于富含石英，因此在地质学和矿物学中具有重要的地位。
本文将探讨硅质岩的形成过程、特点以及在地球科学中的应用。
一、硅质岩的形成过程硅质岩的形成过程与火成岩、沉积岩和变质岩有关。
它们可以由火山活动的喷发产生的火山碎屑堆积物形成，也可以通过各种沉积作用，如河流、湖泊和海洋沉积，以及变质过程中的重结晶作用形成。
火山喷发产生的火山碎屑堆积物常常由熔岩碎片和玻璃碎片组成，其中富含石英。
这些碎屑在火山口附近堆积，经过长时间的压实和水热化学反应后，形成了硅质火山岩，如流纹岩和凝灰岩。
河流、湖泊和海洋中的沉积作用也可以形成硅质岩。
当水中悬浮的沉积物沉积下来时，由于石英是一种相对稳定的矿物，在沉积物中往往富集石英。
长时间的沉积压实作用也会加强其结晶过程，形成硅质沉积岩，如石英砂岩和石英砾岩。
变质过程中的重结晶作用也会产生硅质岩。
当岩石处于高温高压的环境中，原岩石中的石英会发生结晶重排，形成具有硅质岩特征的变质岩，如云母片岩和石英岩。
二、硅质岩的特点硅质岩具有以下几个明显的特点：1. 富含石英：硅质岩中石英的含量通常高达90%以上，是硅质岩独有的特征。
石英的颗粒形态多样，可以是颗粒状、块状或拉长状等。
2. 高硬度：石英是一种硬度较高的矿物，硅质岩因为富含石英，所以整体硬度也较高。
3. 耐腐蚀性强：石英具有良好的耐腐蚀性，不易被酸、碱等化学物质侵蚀。
硅质岩也因此具有较好的抗风化性能。
4. 颜色多样：硅质岩的颜色取决于其中的其他矿物成分，可以是白色、灰色、红色、绿色等，具有较高的装饰价值。
三、硅质岩在地球科学中的应用硅质岩在地球科学研究和工程领域有广泛的应用。
下面列举几个重要的方面：1. 岩石识别：硅质岩的特点和成分可以用于岩石的识别和分类。
通过研究硅质岩的岩石学特征，可以推测其形成环境和地质历史。
百科知识精选硅质岩
分类硅质岩分为3类：①生物硅质岩如由放射虫球状体堆积而成的放射虫硅质岩；主要由硅质海绵骨针堆积并由化学沉淀的SiO2胶结形成的海绵硅质岩；主要由硅藻组成，并由粘土质充填或混杂胶结而成的硅藻土。
放射虫硅质岩又可分两大类,一类是地槽型放射虫硅质岩,与深海洋壳型蛇绿岩、混杂岩共生，在中国西藏的三叠系—侏罗系、新疆的寒武系—奥陶系和内蒙的泥盆系中都有这类放射虫硅质岩;另一类是地台型放射虫硅质岩,与浅海碳酸盐岩和碎屑岩共生，出现在地台的裂陷带，在中国广东下二叠统的当冲组和江浙一带的鸡山组都有这类放射虫硅质岩。
硅藻土在陆相湖泊中沉积较丰富，在中国的山东、吉林和云南等地，有多处第三纪沉积的硅藻土矿床。
②化学硅质岩由沉积的或交代碳酸盐或其他矿物的SiO2为主要成分的岩石，质地坚硬，一般称为燧石岩。
含氧化铁杂质的,称铁质碧玉岩,常呈红色、绿色或黄色；含有机炭的，称炭质碧玉岩，常呈黑色；燧石岩和碧玉岩在元古宙的地层中经常出现。
③凝灰硅质岩由脱玻化玻屑为主要造岩成分的蛋白石岩，又称瓷土岩。
其中蛋白石呈超显微状球体集聚状，孔隙多，质地较轻，含少量粘土成分，是火山灰沉积在湖、海中改造而成的一种特殊的硅质岩。
凝灰硅质岩或瓷土岩常出现在中生代以后的地层中，例如在黑龙江、嫩江一带有其分布。
硅质岩的用途随其成分和结构特征不同而异。
如洁白纯净的硅质岩可作为玻璃原料；含硅藻丰富的硅藻土可用作滤清材料或隔音材料；颜色光泽美丽的碧玉岩可做宝石或雕刻工艺品的原料；瓷土岩可做轻体建筑的原料等。
特点硅藻土主要由古代的硅藻遗体组成。
主要化学成分是含水的SiO2。
矿物成分主要为蛋白石—A。
硅藻土具有典型的硅藻生物结构，具有微细的纹理。
纯净的硅藻土呈白色，外观呈土状易于碎裂成粉末，易溶于碱而不溶于酸，吸附性强，熔点高。
海绵岩主要由硅质海绵骨针组成，矿物成分主要为蛋白石。
外貌为细粒状，呈灰绿色或黑色，疏松的海绵岩胶结程度较差，其中夹有粘土和砂。
坚硬的海绵岩其内的骨针被蛋白石、玉髓等硅质矿物所胶结，以海相成因为主。
硅质岩岩石地球化学、si-o同位素特征及其构造意义
硅质岩岩石地球化学、si-o同位素特征及其构造意义1.1 概述硅质岩是一类由主要成分为二氧化硅（SiO2）的岩石所组成的地球物质。
它们具有多样的岩石类型和形态，包括花岗岩、片麻岩、砂岩等。
硅质岩在地壳中广泛分布，对于理解地球内部的构造和演化过程具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍硅质岩的地球化学特征，包括其成分和组成。
其次，将探讨硅质岩的主要地球化学特征，以及这些特征在揭示地壳形成和演化过程中的作用。
然后，将重点关注Si-O同位素特征分析方法及其应用，并探讨Si-O同位素在硅质岩中的意义和应用。
最后，我们将深入探讨硅质岩的地球化学与Si-O同位素的关系，并解读它们对于构造演化和深部过程的意义。
1.3 目的本文旨在系统总结硅质岩及其形成机制方面的研究进展，并探讨Si-O同位素在该领域中的应用价值。
通过深入分析硅质岩的地球化学特征和Si-O同位素的关系，我们希望能够为理解地壳演化过程、构造变形以及深部岩石圈的动力学提供新的见解和证据。
2. 硅质岩岩石地球化学特征:硅质岩是一类主要由二氧化硅（SiO2）组成的岩石，其地球化学特征在很大程度上与其成分及形成环境有关。
以下将详细介绍硅质岩的岩石组成和成分、主要地球化学特征以及形成环境与演化过程。
2.1 岩石组成和成分：硅质岩主要由SiO2组成，其中常见的类型包括石英、长石、云母等。
这些矿物的存在形式与含量会直接影响到硅质岩的性质和地球化学特征。
例如，在含量较高的情况下，石英可以使硅质岩具有高硬度和耐久性。
此外，硅质岩中还可能存在其他少量元素，如铝、钙、镁等。
这些元素对于控制硅质岩的颜色、结构和物理性质也起着重要作用。
2.2 主要地球化学特征：硅质岩具有一些明显的地球化学特征，其中最为突出的是高SiO2含量。
根据其SiO2含量及其他元素含量的差异，硅质岩可分为不同类型，如酸性硅质岩、中性硅质岩和碱性硅质岩等。
此外，硅质岩还可以通过一系列地球化学指标进行定量描述。
硅质岩
硅质岩沉积岩中以二氧化硅为主要成分的岩石叫做硅质岩。
也称燧石岩。
其主要矿物成分是自生石英、玉髓和蛋白石。
硅质岩有多种工业用途。
如燧石以其硬度大，可作为研磨原料和硅质耐火材料；碧玉也以坚硬致密和色泽美丽作为细工石料。
硅藻土因具有强烈的吸附性在日用化工、制糖业和净水工业等多种部门中都有广泛的用途。
火山活动可提高海洋中的硅质含量，也是硅质岩中硅的主要物源。
硅藻土主要由古代的硅藻遗体组成。
主要化学成分是含水的SiO2。
矿物成分主要为蛋白石—A。
硅藻土具有典型的硅藻生物结构，具有微细的纹理。
纯净的硅藻土呈白色，外观呈土状易于碎裂成粉末，易溶于碱而不溶于酸，吸附性强，熔点高。
海绵岩[1]主要由硅质海绵骨针组成，矿物成分主要为蛋白石。
外貌为细粒状，呈灰绿色或黑色，疏松的海绵岩胶结程度较差，其中夹有粘土和砂。
坚硬的海绵岩其内的骨针被蛋白石、玉髓等硅质矿物所胶结，以海相成因为主。
放射虫岩主要由硅质放射虫介壳组成，具有质轻硬度小的特点。
坚硬的放射虫岩中的放射虫介壳完全被氧化硅胶结。
放射虫软泥广泛主要分布于现代热带海洋沉积中。
板状硅藻土和蛋白土主要由棱角状或球粒状蛋白石质点组成，多数具有微孔构造，呈透镜体产出。
板状硅藻土较硫松，呈粉状，颜色较浅。
蛋白土坚硬，贝壳状断口，颜色较深，常呈暗灰或灰黑色。
碧玉岩主要矿物成分是自生石英，可含有少量生物遗体，如放射虫、海绵骨针等。
碧玉岩因含氧化铁而呈现各种颜色，常为红色、绿色或灰黄色，使岩石具斑杂状色调。
燧石岩主要由微晶石英和玉髓组成。
岩性致密坚硬，具贝壳状断口。
颜色因含杂质不同而变。
显微镜下纯净燧石是一种无色的微晶石英集合体。
燧石形成于三种不同类型的地层单元：碳酸盐岩中的燧石结核；稳定地区的层状燧石；超盐度湖泊环境的燧石。
由化学或生物化学作用形成的以二氧化硅为主要造岩成分的沉积岩。
也称燧石岩。
一般含SiO2在80％以上，常可达95％以上。
其中SiO2矿物不是来自碎屑，而是来自生物的硅质骨骼、壳体或碎片，由化学作用直接沉淀或交代作用产生。
沉积岩第10章
陆源区岩石长期化学风化作用是SiO2的一个重要来源。位于热 带和亚热带地区的陆源岩石，在富含水、氧和CO2 的条件，其硅酸 岩和铝硅酸岩矿物如橄榄石、辉石、角闪石以及长石等都能发生化 学分解，分解出的SiO2多以真溶液或胶体溶液形式在水中进行迁移， 并能在适宜的条件下沉淀。
（二）火山作用是硅质的重要来源：
由于SiO2溶解或沉淀与环境的PH有关，当PH为碱性时SiO2 溶解， 当PH为酸性时SiO2沉淀。自然界强碱性水体是极为稀少，但一些湖 泊季节性可达强碱性，这是由于藻类的光合作用，使湖水中PH季节 性超过10，导致湖底的碎屑石英和粘土矿物被溶解，从而使湖水中 SiO2的含量达到甚至超过蛋白石质SiO2的饱和度。当随着季节性变 化藻类活动减弱，湖水PH减小时，SiO2则因极度过饱和而沉淀。 三、 硅质岩的形成阶段 原生沉淀成因和成岩期成因（次生交代） 生物成因的硅质岩和一些碧玉、硅质板岩及部分层状燧石属原生沉 淀成因，而对结核状燧石多属成岩期的产物。 四 、硅质岩沉积时的水深 硅质岩有深水沉积也有浅水沉积。
根据成因可把硅质岩分为两大类
① 生物或生物化学成因：硅藻土、海绵岩、放射虫岩、蛋白土和 板状硅藻土。 ② 非生物成因：碧玉岩、燧石岩、硅华。
硅质岩的主要类型
硅藻土—主要由硅藻遗体组成，以蛋白石为主。 海绵岩—硅质海绵骨针组成，多为蛋白石。 放射虫岩—由放射虫壳组成，多为蛋白石。 蛋白土—蛋白石组成。 燧石岩—最常见，主要成分为玉髓，次为自生石英。 碧玉岩—主要为自生石英，次为玉髓。 硅化—火山作用的温泉喷出时形成。
思考题
一、名词：硅质岩、 放射虫岩、碧玉岩、 燧石岩。
二、简述硅质岩的一般特征。
三、简述硅质岩的成因。
燧石（硅质岩）
第3节
硅质岩
四位，前三位依次是：页岩、砂岩、石灰岩。
2．与陆源石英碎屑搬运沉积形成的沉积石英岩（石英砂岩）的 区别，如比较：沉积石英岩与硅质岩不同之处 （1）沉积石英岩 定义：硅质胶结的石英砂岩，胶结物常为蛋白石或玉髓。部分硅 质胶结物发生次生加大时称为石英岩状砂岩；若硅质物全部成为 再生石英时，称为沉积石英岩（或正石英岩） ①石英和各种硅质岩屑占95%以上； ②几乎全部为硅质胶结； ③ 物质来源：陆源碎屑； ④ 机械搬运沉积作用形成。 （2）硅质岩 定义：是指由化学作用、生物和生物化学作用以及某些火山作用 所形成的富含SiO2 （一般超过70%）的岩石，其中也包括在盆地 内经机械破碎再沉积的硅质岩。（但是不包括陆源石英碎屑经搬 运沉积而成的石英砂岩和沉积石英岩，尽管它们的SiO2含量有地 可达95%以上）。 ①矿物成分：蛋白石、晶质玉髓、自生石英； ②SiO2含量（一般>70%）； ③化学作用、生物作用、生物化学作用以及某些大山作用形成； ④ 另外，盆内经机械破碎再沉积形成的硅质岩。
（2）结构： ①机械成因 ②化学成因 ③生物成因 ④成岩后生作用形成的结构（交代结构、重结晶结 构） 2、蒸发岩（盐岩）（P213） eg.青海湖中的盐花 3、附生岩（P214） ①铜质岩（P214） ②沸石质岩（P216） ③海绿石质岩（P217）
Sh2.1 砂质砾屑磷块岩源自Sf1.7 条带状含磷硅质白云岩
三、结构及产状：
1、结构：非晶质的胶状结构、隐晶结构、 微粒结构、生物结构、以及粒屑结构；另 外，各种交代残余结构……。 2、产状：硅质岩可以单独成层，也可成薄 层、透镜体、条带或各种形状的结核夹于 其它岩石（常为碳酸盐岩）中。
四、硅质岩的分类： 1．按产状分： 层状硅质岩（厚层状、达数百米厚，eg.碧玉岩建造） 板状硅质岩：eg.板状硅藻土 结核状硅质岩： eg.结核状燧石等 泉华状硅质岩： eg.硅华 2．按矿物成分分类： 蛋白石质硅质岩 玉髓质硅质岩 石英质硅质岩 3．按矿物成因来分： 生物成因的硅质岩：硅藻土、海绵岩、放射虫硅质岩 非生物成因的硅质岩：碧玉岩、燧石岩、硅华
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一、一般特征
1、概念：硅质岩是指由化学作用、生物和生物化学作用以及某些火山作用形成的富含自生硅质矿物（＞70%）的岩石。
2、矿物成分：
主要成分：蛋白石、玉髓和自生石英
次要成分：粘土矿物、碳酸盐矿物和氧化铁等。
3、化学成分：
主要成分：SiO2和H2O
次要成分：数量不等的Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO等
二、主要岩石类型
生物和生物化学成因的：硅藻土、放射虫岩、海绵岩、蛋白岩
非生物成因：碧玉岩、燧石岩、硅华等
1、硅藻土（或硅藻岩）
硅藻土呈灰白色或浅黄色，主要由硅藻（成分为蛋白石）的壳体组成，其含量可达70—90%，可含有少量的放射虫及海绵骨针。
有时含有粘土矿物、碳酸盐矿物、海绿石、碎屑石英和云母等混入物。
硅藻土质软疏松多空，相对密度为0.4-0.9，孔隙度高，吸水性强，外貌似土状。
页理发育，薄如质页。
大部分硅藻土产于第三纪以来的海相或湖相地层中，少部分分布于白垩纪地层中。
在沉积序列上，多与泥岩、泥灰岩共生，有时与火山岩共生。
在年代较老的地层中，硅藻土一般转变为板状硅藻土或蛋白土，最终渐变成燧石岩。
现代硅藻土主要分布在两极及中纬度的海洋中。
2、海绵硅质岩
淡灰绿色或黑色，主要由海绵骨针（矿物成分为蛋白石和玉髓）组成，有时含有少量放射虫及钙质生物，可混有少量粘土矿物、碳酸盐矿物及海绿石等。
海绵岩一般为细粒，常见有坚硬和疏松两种类型。
在坚硬的海绵岩中，海绵骨针由不同比例的蛋白石、玉髓和自生石英胶结而成，致密，不透水。
纯净、疏松的海绵岩极少见，仅见于个别地区的第三纪沉积中。
海绵岩多分布于新生代地层中。
3、放射虫硅质岩
多为深灰色以及红色与黑色，主要由放射虫的壳体组成，矿物成分为蛋白石，常含有硅藻、海绵骨针。
常为薄层状，致密坚硬。
在较老的地层中放射虫（蛋白石和玉髓）已重结晶为微晶石英。
在现代海洋中，放射状软泥分布于低纬度地区的赤道附近，在太平洋和印度洋的赤道地区广泛分布，其放射虫含量可达60-70%，并常混有粘土矿物和碳酸盐矿物。
4、燧石（燧石岩）
呈灰色、灰黑色、黑色等深颜色，也有呈黄色、红色和白色者。
燧石主要由玉髓、蛋白石和石英组成。
年代愈新，蛋白石含量愈高。
常含有粘土矿物、碳酸盐及有机质等混入物。
也可含有少量的放射虫、海绵骨针及有孔虫。
按照产状，燧石可分为层状燧石和结核状燧石两大类。
此外，硅质岩和硅华。
前者是一种含有氧化铁（可超过5%）的层状燧石岩；后者是形成于温泉泉口的化学成因的硅质岩。
三、硅质岩的成因
1、二氧化硅的来源
陆地上硅酸盐和硅铝酸岩的化学分解、火山作用、生物来源
2、二氧化硅沉淀方式
生物作用方式：硅质生物的堆积、硅质生物分解水中的铝硅酸岩质点、良好的保存方式化学作用方式：化学沉淀作用
3、二氧化硅的形成阶段
（1）原生沉积的：硅质板岩、层状燧石
（2）成岩作用的产物：燧石结核，
证据：沿石灰岩裂缝分布、结核形状不规则、保存有碳酸盐岩的残余结构和构造4、二氧化硅形成的水深
千米以上的深水形成。