成分特徵
矽質岩的主要礦物成分為蛋白石、玉髓和石英。蛋白石(SiO2·nH2O)是非晶質二氧化矽,隨含水量和熱力條件而變化,易脫水重結晶而成隱晶狀玉髓,僅見於中、新生代的矽質岩中。
玉髓(或石髓)是一種隱一微晶狀(<0.1mm)石英。常呈細小粒狀、纖維狀及放射球粒狀。玉髓進一步脫水重結晶而變為微一細晶石英,是蛋白石一玉髓一石英系列的最終端員。隱一微晶及至細晶石英的集合體,通稱為燧石。
結構特徵
矽質岩具有非晶質結構、隱一微晶結構、鮞粒結構、碎屑結構、生物結構、隱藻結構以及交代結構等。
構造特徵
矽質岩的形態多樣。最常見的是層狀、透鏡狀、結核狀、團塊狀。與其他化學岩共生時,也常具有各種類型層理及波痕等。
顏色
矽質岩的顏色隨所含雜質而異,通常為灰黑、灰白等色,有時也見灰綠色和紅色。由於矽質岩顏色與岩石中有無炭質、有機質、鐵等金屬元素或氧化物有關,所以矽質岩岩系中系統的顏色變化,可以提供有關局部沉積環境的信息,也可以提供有關地質時期全世界海洋地理條件的信息.
用途
矽質岩有多種工業用途。如
燧石以其硬度大,可作為研磨原料和
矽質耐火材料;
碧玉也以堅硬緻密和色澤美麗作為細工石料。硅藻土因具有強烈的
吸附性在日用化工、製糖業和淨水工業等多種部門中都有廣泛的用途。火山活動可提高海洋中的矽質含量,也是矽質岩中矽的主要物源。
圖1特點
硅藻土主要由古代的硅藻遺體組成。主要化學成分是含水的SiO2。礦物成分主要為
蛋白石—A。硅藻土具有典型的
硅藻生物結構,具有微細的紋理。純淨的硅藻土呈白色,外觀呈土狀易於碎裂成粉末,易溶於鹼而不溶於酸,
吸附性強,熔點高。
海綿岩主要由矽質海綿骨針組成,礦物成分主要為蛋白石。外貌為細粒狀,呈灰綠色或黑色,疏鬆的海綿岩膠結程度較差,其中夾有
粘土和砂。堅硬的海綿岩其內的骨針被蛋白石、
玉髓等矽質礦物所膠結,以海相成因為主。
板狀硅藻土和蛋白土主要由稜角狀或球粒狀蛋白石質點組成,多數具有微孔構造,呈
透鏡體產出。板狀硅藻土較硫松,呈粉狀,顏色較淺。蛋白土堅硬,貝殼狀斷口,顏色較深,常呈暗灰或灰黑色。
碧玉岩主要礦物成分是自生
石英,可含有少量生物遺體,如
放射蟲、
海綿骨針等。碧玉岩因含氧化鐵而呈現各種顏色,常為紅色、綠色或灰黃色,使岩石具斑雜狀色調。
燧石岩主要由微晶石英和
玉髓組成。岩性緻密堅硬,具貝殼狀斷口。顏色因含雜質不同而變。顯微鏡下純淨
燧石是一種無色的微晶石英集合體。燧石形成於三種不同類型的地層單元:碳酸鹽岩中的燧石結核;穩定地區的層狀燧石;超
鹽度湖泊環境的燧石。
由化學或生物化學作用形成的以
二氧化矽為主要造岩成分的
沉積岩。也稱燧石岩。一般含SiO2在80%以上,常可達95%以上。其中SiO2礦物不是來自碎屑,而是來自生物的矽質骨骼、殼體或碎片,由化學作用直接沉澱或
交代作用產生。火山活動可提高海洋中的矽質含量,也是矽質岩中矽的主要物源。矽質岩中主要礦物是
蛋白石、
玉髓和自生
石英。矽質岩有兩大類結構。一類是
生物結構,在矽質岩中顯微鏡下可看到
放射蟲、
硅藻或矽質交代殘留的鈣藻等。另一類是非生物的
化學沉澱結構。原生沉澱的矽質一般是非晶質結構,但是經過
成岩作用,
非晶質蛋白石轉變為
結晶質玉髓和石英,成為結晶質結構。矽質岩分為層狀矽質岩和結核狀矽質岩,以及不規則交代的矽質岩等構造。矽質岩有由矽質殼生物堆積的、化學沉澱的、
成岩結核化的和矽質交代
碳酸鹽岩的等數種成因。但是海水中矽質的富集往往與火山活動帶來的矽質有聯繫。
分類
生物矽質岩
如由
放射蟲球狀體堆積而成的
放射蟲矽質岩;主要由矽質海綿骨針堆積並由
化學沉澱的SiO2膠結形成的海綿矽質岩;主要由硅藻組成,並由粘土質充填或混雜膠結而成的硅藻土。放射蟲矽質岩又可分兩大類,一類是地槽型放射蟲矽質岩,與深海洋殼型
蛇綠岩、
混雜岩共生,在中國西藏的
三疊系—
侏羅系、新疆的
寒武系—
奧陶系和內蒙的
泥盆系中都有這類放射蟲矽質岩;另一類是地台型放射蟲矽質岩,與
淺海碳酸鹽岩和
碎屑岩共生,出現在地台的裂陷帶,在中國廣東下二疊統的
當沖組和江浙一帶的
雞山組都有這類放射蟲矽質岩。硅藻土在陸相湖泊中沉積較豐富,在中國的山東、吉林和雲南等地,有多處
第三紀沉積的
硅藻土礦床。
化學矽質岩
由沉積的或交代碳酸鹽或其他礦物的SiO2為主要成分的岩石,質地堅硬,一般稱為
燧石岩。含氧化鐵雜質的,稱鐵質
碧玉岩,常呈紅色、綠色或黃色;含有機炭的,稱炭質碧玉岩,常呈黑色;燧石岩和碧玉岩在
元古宙的地層中經常出現。
凝灰矽質岩
由脫玻化
玻屑為主要造岩成分的蛋白石岩,又稱
瓷土岩。其中
蛋白石呈超顯微狀球體集聚狀,孔隙多,質地較輕,含少量粘土成分,是火山灰沉積在湖、海中改造而成的一種特殊的矽質岩。凝灰矽質岩或瓷土岩常出現在中生代以後的地層中,例如在黑龍江、
嫩江一帶有其分布。
矽質岩的用途隨其成分和結構特徵不同而異。如潔白純淨的矽質岩可作為玻璃原料;含硅藻豐富的硅藻土可用作濾清材料或
隔音材料;顏色光澤美麗的碧玉岩可做寶石或雕刻工藝品的原料;瓷土岩可做輕體建築的原料等。