(沉积岩石学课件）第九 其他沉积岩.doc

第九章 其它沉积岩 除碎屑岩、火山碎屑岩和碳酸盐岩外，其它沉积岩类，如蒸发岩、硅质岩、煤岩、油页岩、铁岩、锰岩、铝土岩、磷酸盐岩等也较为常见。下面我们学习与专业关系较为密切的前四种。 第一节 蒸发岩 一、概述 （一）定义 蒸发岩又称盐岩，是指由含盐度较高的溶液或卤水，通过蒸发作用形成的化学沉积岩。蒸发岩不包括某些和蒸发作用有关的碳酸盐岩，如白云岩、钙质层和石灰华等。 （二）蒸发岩的化学组成和主要矿物成分 1.化学组成 蒸发岩的化学组成主要是K、Na、Ca、Mg的氯化物、硫酸盐，其次为它们的硼酸盐及K、Na的硝酸盐等。 2.主要矿物成份 （1）氯化物：石盐（NaCl）、钾盐（KCl）、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）； （2）氯化物硫酸盐：钾盐镁矾（KCl·MgSO4·3H2O）； （3）硫酸盐：无水钾镁矾（K2SO4·2MgSO4）、钾钠芒硝（K2SO4·Na2SO4）、杂卤石（2CaSO4·K2SO4·MgSO4·2H2O）、无水芒硝（Na2SO4）、芒硝（Na2SO4·10H2O）、泻利盐（MgSO4·7H2O）、石膏（CaSO4·2H2O）、硬石膏（CaSO4）等； （4）碳酸盐：水碱（即苏打，Na2CO3·H2O）、天然碱（Na2CO3·NaHCO3）； （5）硼酸盐：硼砂（Na2B4O7·10H2O）、钠硼钙石（NaCaB5O4·8H2O）、柱硼镁石（MgB2O4·3H2O）等。 此外，还有粘土、白云石、菱镁矿、菱铁矿、赤铁矿、天青石、绿泥石、云母、石英、长石等混入物。 （三）蒸发矿物的一般生成规律 1.海水蒸发矿物的生成顺序 海水属咸水，每升海水含盐类35克，所含主要离子为Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Cl-、SO42-，相应地，构成海水蒸发矿物的主要组分是Na、Mg、K、Ca的氯化物和硫酸盐。 海水蒸发时，可溶盐按溶解度从小到大的顺序依次沉淀形成矿物，因此，矿物类型可反映其生成时海水盐度的高低。总的来说蒸发矿物的结晶顺序分为六个阶段： （1）碳酸盐—石膏阶段 海水盐度稍高就开始沉淀； （2）石盐沉积阶段 海水浓缩9.5%，盐度达26%； （3）石盐、硫酸盐、镁盐阶段 海水盐度31～32%； （4）钾、镁盐沉积阶段 海水盐度33～34%； （5）光卤石沉积阶段 海水盐度35%； （6）水氯镁石沉积阶段 海水盐度增至共结点（？） 2.内陆湖盆蒸发矿物的生成规律 大陆水的主要组分是CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+，由于湖盆所处地理位置、地质条件、气候条件和补给条件的不同，大陆水的矿化度和化学组成有很大差异。就化学成分而言，湖盆水体可分为碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型三种卤水，不同类型的湖水，浓缩后形成的蒸发矿物及其组合特征各不相同。 （四）蒸发岩的结构与构造（自学） 1.结构 蒸发岩的结构按成因可分为原生结构和次生结构。 （1）原生结构 原生结构有化学沉淀的结晶粒状结构和机械沉积的粒屑结构。 （2）次生结构 次生结构则有斑状变晶结构、交代结构、搓碎结构、塑性形变结构等。 2.构造 蒸发岩的构造也可按成因分为原生的和次生的两种。 （1）原生构造 是当盐岩从溶液中沉淀出时形成的，如致密块状构造、微层状构造、条带状构造，以及波痕、交错层理、粒序层理等。 （2）次生构造 则是在盐岩形成之后形成的，如由地表水侵蚀成的网状构造、泉华构造，由构造运动所造成的角砾状构造、皱纹状构造，以及由风化淋滤作用所形成的多孔状构造等。 二、主要岩石类型 蒸发岩按矿物成份可分为石膏—硬石膏岩、石盐岩和钾镁质岩等。 （一）石膏—硬石膏岩 石膏和硬石膏主要组成单矿物岩石，有时组成石膏—硬石膏岩或硬石膏—石膏混合岩。常见的混入物有白云石、石盐、天青石、黄铁矿、蛋白石、玉髓、石英等。在陆相石膏岩内往往有大量砂质—粉砂质和粘土质混入物。 石膏—硬石膏岩具有粗粒的结晶粒状结构。在构造上常发育有很好的纹层状构造，有时具有交错层理。此外，石膏和硬石膏还常呈结核状出现，而这种结核状的硬石膏反映了潮上带或沙漠干盐湖的成因特点。 一般认为从浓缩卤水中沉淀的原生硫酸钙矿物是石膏，即在30℃以下时，当海水含盐度提高3.55倍，石膏就开始沉淀；在42℃以上的温度，或海水盐度很大时，开始沉淀硬石膏。 在成岩阶段，石膏往往向硬石膏转化。根据实验资料，80℃～90℃时石膏开始脱水，当温度达到150℃时，石膏转化为稳定的β-硬石膏，体积缩小8～39%。如果按平均地温梯度3℃/100m，年平均地表温度14℃计算，当地层埋深到4500m时，石膏就全部转变成硬石膏，体积缩小，产生晶间孔，能为深层天然气提供储集空间。东营凹陷深层研究表明，在埋深4200米附近的硬石膏有丰富的晶间孔和晶间缝，并在其中见到