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所形成的富含
二氧化硅(一般大于70%)的沉积岩,包括盆地内经机械破碎再沉积的硅质岩。而陆源石英经搬运沉积而成的石英砂岩和变质石英岩,尽管它们的二氧化硅含量有时可达95%以上,但仍不属于此列。
成分特征
硅质岩的主要矿物成分为蛋白石、玉髓和石英。蛋白石(SiO2·nH2O)是非晶质二氧化硅,随含水量和热力条件而变化,易脱水重结晶而成隐晶状玉髓,仅见于中、新生代的硅质岩中。
玉髓(或石髓)是一种隐一微晶状(<0.1mm)石英。常呈细小粒状、纤维状及放射球粒状。玉髓进一步脱水重结晶而变为微一细晶石英,是蛋白石一玉髓一石英系列的最终端员。隐一微晶及至细晶石英的集合体,通称为燧石。
结构特征
硅质岩具有非晶质结构、隐一微晶结构、鲕粒结构、碎屑结构、生物结构、隐藻结构以及交代结构等。
构造特征
硅质岩的形态多样。最常见的是层状、透镜状、结核状、团块状。与其他化学岩共生时,也常具有各种类型层理及波痕等。
颜色
硅质岩的颜色随所含杂质而异,通常为灰黑、灰白等色,有时也见灰绿色和红色。由于硅质岩颜色与岩石中有无炭质、有机质、铁等金属元素或氧化物有关,所以硅质岩岩系中系统的颜色变化,可以提供有关局部沉积环境的信息,也可以提供有关地质时期全世界海洋地理条件的信息.
用途
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。
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。
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。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。硅质岩中主要矿物是
蛋白石、
玉髓和自生
石英。硅质岩有两大类结构。一类是
生物结构,在硅质岩中显微镜下可看到
放射虫、
硅藻或硅质交代残留的钙藻等。另一类是非生物的
化学沉淀结构。原生沉淀的硅质一般是非晶质结构,但是经过
成岩作用,
非晶质蛋白石转变为
结晶质玉髓和石英,成为结晶质结构。硅质岩分为层状硅质岩和结核状硅质岩,以及不规则交代的硅质岩等构造。硅质岩有由硅质壳生物堆积的、化学沉淀的、
成岩结核化的和硅质交代
碳酸盐岩的等数种成因。但是海水中硅质的富集往往与火山活动带来的硅质有联系。
分类
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。
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。
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。