沉積巖石學其它沉積巖及礦產講義

第十五章其它沉積巖及礦產第一節(jié)其它沉積巖第二節(jié)煤及其形成演化第三節(jié)油頁巖本章重點１、蒸發(fā)巖，硅巖，鐵、錳、鋁、磷、銅沉積巖，煤及煤系，油頁巖的基本概念第一節(jié)其它沉積巖一、蒸發(fā)巖蒸發(fā)巖（鹽巖）：海盆或湖盆水體遭受蒸發(fā)，其鹽分逐漸濃縮以至發(fā)生沉淀，這樣形成的化學成困的巖石叫做“蒸發(fā)巖”。它包括氯化物巖、碘酸鹽巖、硫酸鹽巖、碳酸鹽巖和硼酸鹽巖等。（一）蒸發(fā)礦物及其形成１、蒸發(fā)礦物蒸發(fā)巖的主要礦物成分是鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物、硫酸巖、碳酸巖，其中尤以石膏（CaSO4·2H2O）、硬石膏（CaSO4）和石鹽（NaCl）最重要。氯化物類：石鹽（NaCl）、鉀石鹽（KCl）、水氯鎂石MgCl2·6H2O）、光鹵石（KC1·MgCl2·6H2O）。硫酸鹽類：硬石膏（CaSO4）、石膏（CaSO4·2H2O）、無水芒硝（Na2SO4）、芒硝（Na2SO4·10H2O）、瀉利鹽（MgSO4·7H2O）。氯化物和硫酸鹽的復鹽類：鉀鹽鎂礬（KC1·MgSO4·3H2O）、鈣芒硝（Na2SO4·CaSO4）、雜鹵石（CaSO4·K2SO4·MgSO4·2H2O）、無水鉀鎂礬（K2SO4·2MgSO4）、白鈉鎂礬（MgSO4·Na2SO4·4H2O）和軟鉀鎂礬（K2SO4·MgSO4·6H2O）。碳酸鹽類：水堿即蘇打（Na2CO3·10H2O）、天然堿（Na2CO3·NaHCO3·2H2O）。硝酸鹽類：鉀硝石（KNO3）和智利硝石（NaNO3）。硼酸鹽類：硼砂（Na2B4O7·10H20）、鈉硼解石（NaCaB5O9·8H2O）、硬硼鈣石（Ca2B6O11·15H2O）和柱硼鎂石（MgB2O4·3H2O）。２、蒸發(fā)巖礦物的形成海水蒸發(fā)礦物的結晶順序：六個階段碳酸鹽—石膏階段：海水鹽度稍高方解石→石膏石鹽沉積階段：海水鹽度達26%石鹽硫酸鈉、鎂鹽階段：海水鹽度31～32%瀉利鹽鉀、鎂鹽沉積階段：海水鹽度33～34%鉀石鹽光鹵石沉積階段：海水鹽度35%光鹵石水氯鎂石沉積階段：海水鹽度>35%水氯鎂石析出形態(tài)成巖作用產物水氯鎂石帶水氯鎂石、共結硼酸鹽、光鹵石、六水瀉鹽-四水化物、石鹽、石膏、堿式碳酸巖方棚石、硫酸鎂、菱鎂礦、硬石膏光鹵石帶光鹵石、六水瀉鹽（和其他水化物至四水化物）石鹽、石膏（雜鹵石）、堿式碳酸鎂硫鎂礬（鉀鹽鎂礬）、硬石膏、菱鎂礦鉀石鹽帶鉀石鹽、六水瀉鹽、（瀉利鹽）、雜鹵石、石鹽、堿式碳酸鎂鉀鹽鎂礬、無水鉀鎂礬、硫鎂礬、菱鎂礦硫酸鈉、鎂巖帶瀉利鹽（六水瀉鹽）、（白鈉鎂礬）、（雜鹵石）、石鹽、石膏、堿式碳酸鎂硫鎂礬、硬石膏、菱鎂礦石鹽帶石鹽、石膏、方解石、堿式碳酸鎂硬石膏、白云石、菱鎂礦碳酸巖-石膏帶石膏、方解石（文石）硬石膏、白云石方解石、海洋蒸發(fā)巖各個沉積帶中的礦物組合，蒸發(fā)礦物及其伴生的穩(wěn)定礦物（二）蒸發(fā)巖的結構和構造常見到的是一些次生結構，主要有斑狀變晶結構、粒狀變晶結構、纖維狀結構、柱狀結構、放射狀結構。其次還有經(jīng)過機械搬運的碎屑結構、應力作用而成的礦物塑往變形等。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、變形構造。此外還常見不均勻構造。（三）蒸發(fā)巖主要的巖石類型1、石膏和硬石膏巖單礦物的硬石膏巖、石育巖廣泛的產于蒸發(fā)巖層系中。有各種顏色，如白、灰、淡黃、淡綠、紅及黑色和淡藍色。常以層狀、透鏡狀產出。硬石膏巖和石膏常見的混人物有粘土、氧化鐵、砂質、碳酸鹽（白云石）、石鹽、天青石、黃鐵礦和各種的硅質礦物，可以和碳酸鹽巖、石鹽巖等呈過渡型巖類。2、石巖鹽或巖鹽鹽巖主要礦物為石鹽并含少量其他鹽類礦物。巖鹽非常純凈時無色，當含有混入物或液體等包體時而呈黑色、灰色、褐色、紅色、白色等。常見的混入物有白云母、黃鐵礦、赤鐵礦、粘土質、有機質等。巖鹽呈層狀、條帶伏、不規(guī)則透鏡狀及各種形式的鹽丘產出。石鹽巖在蒸發(fā)巖系中常位于石膏和硬石膏巖的上部。也產于含有紅色頁巖的其他沉積巖中及砂巖、碳酸鹽巖中。3、鉀鎂質巖巖鹽根據(jù)成分分以以下幾種巖石石類型：1）鉀石鹽巖巖：鉀石鹽（（15一40%）、石鹽鹽（25一60%）以及及少量的硬石石膏、粘土礦礦物和其它礦礦物，巖層厚厚度不大，常常和石鹽、粘粘土質、石膏膏間互成層，，層理清楚。。2）光鹵石巖巖：由光鹵石石（40一80%）和石石鹽（18一一50%）少少量硬石膏、、粘土礦物等等，與鉀石鹽鹽、鉀鹽鎂礬礬等共生。3）鉀鹽鎂礬礬礦：主要由由鉀鹽鎂礬（（40一70%）、石鹽鹽（30一50%）及雜雜鹵石組成，，可見硬石膏膏。4）硬鹽巖：：鉀石鹽與硬硬石膏，硫鎂鎂礬或者雜鹵鹵石的結合稱稱為硬鹽，他他們是成巖——后生變化形形成的。（四）蒸發(fā)巖巖的成因環(huán)境境及與油氣關關系砂壩說（1877）多級海盆說（（1915～～1955））回流說（1947～1965）潮上鹽沼說或或“薩巴哈說說”（1955～1971）深水蒸發(fā)巖巖沉積說（（1855～1970）干化盆地說說（1972）大陸說或沙沙漠說風成說1.砂壩成成鹽說解釋巨厚鹽鹽類沉積奧奧克謝尼厄厄斯（Ochsenius，，1877））認為鹽類礦礦物在與廣廣海隔離的的瀉湖或海海灣中蒸發(fā)發(fā)形成處于海灣或或瀉湖與廣廣海之間的的砂壩使海灣或瀉瀉湖水體不不斷蒸發(fā)而而濃縮同時又讓海海水從其頂頂部不斷流流入補給導致各種鹽鹽類按溶解解度大小先先后發(fā)生沉沉淀構造隆起、、生物礁和和火山堤等等也可起屏屏障作用蒸發(fā)系列：：方解石→→石膏→石石鹽→…→→水氯鎂石石砂壩成鹽說說的成鹽過過程（轉引自袁袁見齊1977，略略有修改））1—砂洲及及海灣；2—鹽灣中中有碳酸鹽鹽及石膏沉積；3——進一步蒸蒸發(fā)有石鹽鹽沉積，上上有母液；4—海海水滲入，，母液淡化化，在石鹽鹽上又有硬石膏沉沉積；5——砂壩出露露海面，鹽鹽灣變?yōu)闉a湖，逐逐漸沉積硫硫鎂釩、光光鹵石等鉀鉀鹽礦物，其上被被鹽泥層覆覆蓋2.多級盆盆地說（1915～～1955）解釋單成分分蒸發(fā)巖的的形成由于海底起起伏不平或或由于幾個個構造隆起起而形成不不同深度的的沿岸多級級盆地，沿沿由海向陸陸方向，盆盆地中鹵水水濃度依次次增加→在在每個盆地地中只能形形成一種蒸蒸發(fā)礦物。。3.回回（（返返））流流假假說說（（1947～～1965））解釋釋巨巨厚厚的的石石膏膏沉沉積積海水水通通過過海海峽峽表表面面注注入入盆盆地地，，補補償償由由蒸蒸發(fā)發(fā)而而消消耗耗的的水水，，盆盆地地中中產產生生的的重重鹽鹽水水在在較較輕輕的的海海水水之之下下返返流流入入海海，，使使盆盆地地的的水水體體保保持持較較低低的的濃濃度度狀狀態(tài)態(tài)，，經(jīng)經(jīng)蒸蒸發(fā)發(fā)濃濃縮縮形形成成巨巨厚厚的的石石膏膏沉沉積積。。4.潮潮上上鹽鹽沼沼或或““薩薩巴巴哈哈””假假說說（（1955～～1971））解釋釋淺淺水水或或大大氣氣下下蒸蒸發(fā)發(fā)巖巖沉沉積積，，常常與與碳碳酸酸鹽鹽巖巖共共生生（1））潮潮上上帶帶地地區(qū)區(qū)，，漲漲潮潮時時所所帶帶的的海海水水殘殘留留于于潮潮上上帶帶洼洼地地，，經(jīng)經(jīng)蒸蒸發(fā)發(fā)濃濃縮縮而而成成。。（2））潮潮上上帶帶地地區(qū)區(qū)，，由由于于沉沉積積物物粒粒度度細細，，海海水水通通過過毛毛細細管管作作用用補補充充蒸蒸發(fā)發(fā)的的消消耗耗。。特征征石膏膏、、石石鹽鹽為為主主暴露露成成因因標標志志層理理、、雞雞雛雛構構造造5.深深水水蒸蒸發(fā)發(fā)巖巖沉沉積積說說————深深盆盆地地說說（（1855～～1970））干旱旱氣氣候候條條件件下下，，蒸蒸發(fā)發(fā)作作用用使使表表層層海海水水濃濃縮縮形形成成的的重重鹵鹵水水下下沉沉，，在在閉閉塞塞的的海海盆盆地地深深處處聚聚集集起起來來，，最最終終可可形形成成鹽鹽類類沉沉積積。。特征蒸發(fā)巖層層系中有有紋層，，常見靜靜水黑色色頁巖夾夾層6.干化化/干縮縮深盆地地說（許許靖華，，1972）解釋地中中海蒸發(fā)發(fā)巖的形形成封閉的深深盆地蒸發(fā)→干干涸→淺淺水蒸發(fā)發(fā)巖海水注入入→深盆盆地沉積積特征淺水蒸發(fā)巖巖與深水暗暗色泥頁巖巖共生。平面上呈牛牛眼式分布布邊緣→中心心：碳酸鹽鹽→硫酸鹽鹽→石鹽→→鉀鹽交替７.大陸說說/沙漠說說解釋成分單單純而規(guī)模模較小的蒸蒸發(fā)巖或蒸蒸發(fā)礦床離海較遠的的內陸湖泊泊在干旱的的氣候下，，發(fā)生強烈烈的蒸發(fā)作作用，使湖湖水逐漸轉轉變成咸水水湖，并依依次沉淀形形成蒸發(fā)巖巖。內陸湖泊的的鹽類物質質來源母巖風化鹽類再溶解解火山噴發(fā)深層鹵水８.風成說說風把溶解有有鹽類物質質的海水泡泡沫搬運到到陸地，泡泡沫經(jīng)蒸發(fā)發(fā)后產生的的鹽類小晶晶體經(jīng)風搬搬運到湖盆盆，最終形形成鹽類礦礦床。實例美國大鹽湖湖９.深層鹵鹵水—深水水成因鹽湖湖說在斷陷湖盆盆發(fā)育的早早中期，斷斷裂活動劇劇烈而頻繁繁，古老地地層中的鹵鹵水沿深大大斷裂進入入深水湖盆盆成為鹽類類沉積的物物質基礎。。特點蒸發(fā)巖分布布范圍明顯顯受斷裂發(fā)發(fā)育帶控制制，鹽巖與與深水水正常常沉積積（暗暗色泥泥頁巖巖、濁濁積巖巖）共共生實例渤海灣灣盆地地東營營凹陷陷沙四四段、、東濮濮凹陷陷沙二二段10、、含油油、鹽鹽巖系系分布布規(guī)律律油、鹽鹽共生生的盆盆地中中46%的盆盆地的的油氣氣層產產于鹽鹽系地地層之之下41%的盆盆地的的油氣氣層分分布在在鹽層層之上上13%的盆盆地的的油氣氣層在在鹽系系地層層之間間。我國東東部下下第三三系斷斷陷湖湖盆廣廣泛發(fā)發(fā)育有有蒸發(fā)發(fā)巖地地層蒸發(fā)巖巖多韻韻律多多旋回回，單單層厚厚度小小，與與碎屑屑巖或或碳酸酸鹽巖巖成頻頻繁互互層；；層位與與生油油巖共共存；；與油氣氣在地地層剖剖面上上和平平面上上共存存。四川南南部下下三疊疊統(tǒng)嘉嘉陵江江組氣氣田儲儲、蓋蓋層綜綜合柱柱狀圖圖我國東東部含含膏、、鹽沉沉積湖湖盆中中，蒸蒸發(fā)巖巖與生生油巖巖層位位分布布略圖圖11、、蒸發(fā)發(fā)巖與與油氣氣的關關系1）蒸蒸發(fā)發(fā)巖與與油氣氣生成成蒸發(fā)環(huán)環(huán)境有有利于于有機機質的的封存存和向向油氣氣轉化化。蒸蒸發(fā)巖巖具有有一定定的生生油氣氣潛能能。蒸蒸發(fā)巖巖的排排烴作作用可可能與與下述述兩種種因素素有關關：（（l））實作作用使使石膏膏轉變變?yōu)橛灿彩喔鄷r排排出大大量的的水，，這可可能是是烴類類從潛潛在油油源巖巖運移移至儲儲集層層的主主要驅驅動力力；（（2））當?shù)氐販靥幪幱?50～180゜C范圍圍時，，硬石石膏發(fā)發(fā)生轉轉化流流動，，可促促使烴烴從硫硫酸鹽鹽巖中中運移移出來來。蒸發(fā)巖巖生油油的實實例，，見于于美國國帕拉拉多克克斯盆盆地賓賓夕法法尼亞亞系的的蒸發(fā)發(fā)巖中中。該該蒸發(fā)發(fā)巖與與黑色色頁巖巖呈互互層產產出。。2）蒸發(fā)發(fā)巖對油油氣運移移的影響響鹵水進入入沉積物物，促使使烴類排排出進入入滲透層層，位于于滲透層層之上的的蒸發(fā)巖巖蓋層控控制著油油氣的二二次運移移，使之之只能側側向運移移。3）蒸發(fā)發(fā)巖對油油氣儲集集層的封封隔及儲儲集性的的影響膏鹽層是是油氣的的良好封封隔層，，作為膠膠結物降降低儲集集層孔隙隙性，溶溶解后產產生溶模?？紫?，，改善儲儲集性能能4）蒸發(fā)發(fā)巖對油油氣圈閉閉的影響響蒸發(fā)巖地地層因差差異壓實實作用可可發(fā)生塑塑性向上上流動，，形成各各種類型型圈閉：層狀背背斜圈閉閉、巖性性圈閉、、地層圈圈閉等。。二、硅巖巖概念主要指自自生SiO2含量可達達75%以上的的沉積巖巖。石英砂巖巖和沉積積石英巖巖不是硅巖巖。硅巖在沉沉積巖中中分布僅僅次于粘粘土巖、、碎屑巖巖和碳酸酸鹽巖。。研究進展展成因多樣樣，有化化學、生生物化學學、生物物成因、、物理成成因，是是可能的的生油巖巖，在前前寒武系系燧石巖巖中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)油氣顯顯示。（一）基基本特征征及分類類１、成分分特征（１）化化學成分分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO（２）礦礦物成分分蛋白石、、玉髓、、自生石石英粘土礦物物、碳酸酸鹽礦物物、氧化化鐵綠泥石、、沸石、、黃鐵礦礦、有機機質硅質巖的的結構類類型（引引自何起起祥，1978）A--鮞狀結構構×60；B——碎屑結結構×60；C—生物物（硅藻藻）結構構×260；D—生物物（海綿綿骨針））結構××90玉髓→石石英玉髓重結結晶成石石英２、結構構、構造造和顏色色特征（１）硅硅巖的的結構非晶質的的膠狀結結構、隱隱晶結構構、晶質質結構、、生物結結構、粒粒屑/顆顆粒結構構、各種種交代殘殘余結構構。（２）硅硅巖的構構造水平層理理，如具具顆粒結結構，見見層理、、波痕、、粒序變變化（３）硅硅巖的顏顏色顏色隨雜雜質而異異，灰色色、灰黑黑色，，灰白色色（硅藻藻土）、、灰綠色色和紅色色燧石的隱隱晶結構構類型透射電鏡鏡下硅巖巖的微結結構３、分類類按產狀分分類層狀、結結核狀、、條帶狀狀硅巖………按礦物成成分分類類蛋白石質、、玉髓質、、石英質硅硅巖按巖石共生生組合關系系分類與碳酸鹽巖巖共生、與與頁巖或鐵鐵巖共生硅硅巖……按成因分類類生物成因、、無機成因因、交代成成因硅巖………３、分類成因—結構構—成分綜綜合分類的的方案（1）生物物成因的（（硅藻巖、、海綿巖、、放射蟲巖巖等）；（2）化學學及生物化化學成因的的（藻疊層層硅巖、藻藻粒硅巖等等）；（3）機械械成因的（（鮞粒硅巖巖、球粒硅硅巖、內碎碎屑硅巖等等）；（4）純化化學成因的的（碧玉巖巖、硅質板板巖、硅華華等）；（5）交代代成因的（（主要交代代碳酸鹽巖巖產生的，，常部分保保別原巖結結構，如硅硅化鮞粒石石灰?guī)r或白白云巖、硅硅化藻疊層層石石灰?guī)r巖或白云巖巖等）。(二)主要要巖石類型型1、生物成成因的硅質質巖（１）硅藻藻巖（硅藻藻土）主要由硅藻藻殼體（含含量大于50%）組組成。成分：蛋白白石特征質純白色。。常被鐵質質/有機質質浸染：黃黃→灰→黑黑色外貌土狀，，疏松輕軟軟，孔隙度度高，吸水水性強比重0.4～0.9。顯微鏡下具具有生物結結構可見水平層層理掃描電鏡下下硅藻巖的的微結構，，自然斷面面（據(jù)呂正正謀等，1977））(a)直鏈鏈屬硅藻全全貌，×1200；；(b)羽羽紋屬硅藻藻，自形，，山東，臨臨朐，山旺旺，中新統(tǒng)統(tǒng)（2）海綿綿巖硅質海綿骨骨針成分：蛋白白石、玉髓髓（3）放射射蟲巖放射蟲殼體體成分：蛋白白石、玉髓髓（4）藻細細胞硅巖我國華北中中上元古界界霧迷山組組下部黑色色層狀燧石石巖中有典典型的真核核細胞結構構和構造藻細胞硅巖巖２、化學及及生物化學學成因的硅硅巖（１）藻疊層硅巖巖（層狀藻藻疊層燧石石巖）礦物成分：：主要是玉玉髓層狀、柱狀狀和錐狀………亮、暗基本本層：暗色層富有有機質有時基本層層由碳酸鹽鹽巖和硅巖巖分別組成成我國北方震震旦亞界常常見呈層狀狀分布的硅硅質疊層石石。（２）藻粒粒硅巖藻粒（藻鮞鮞、核形石石）成分：玉髓髓，含有機機質藻疊層硅巖巖（層狀藻藻疊層燧石石巖）小杯狀硅質質疊層石錐狀疊層石石藻粒硅巖葡萄狀藻粒粒白云質硅硅巖３、、機機械械成成因因的的硅硅巖巖類類（１１））鮞鮞粒粒硅硅巖巖（（鮞鮞粒粒燧燧石石巖巖））（２２））內內碎碎屑屑硅硅巖巖（（內內碎碎屑屑燧燧石石巖巖））４、化化學成成因的的硅巖巖（１））硅華華典型的的化學學成因因的硅硅巖多孔，，色淺淺火山作作用后后期，，由溫溫泉噴噴出地地表化化學沉沉淀而而成。。４、化化學成成因的的硅巖巖（２））碧玉玉巖成分：：自生生石英英和玉玉髓，，氧化化鐵含含量可可大于于5%，結構：：隱晶晶質或或膠狀狀結構構顏色：：紅色色、綠綠色、、灰黃黃色、、灰黑黑色等等性質：：致密密堅硬硬，貝貝殼狀狀斷口口分布：：地槽槽區(qū)，，與火火山巖巖系共共生形成：：火山山噴發(fā)發(fā)后分分解出出的SiO2經(jīng)化學學沉淀淀而成成產狀：：巨厚厚碧玉玉巖建建造。。鮞粒硅硅巖鮞粒燧燧石巖巖鮞粒白白云質質燧石石巖內碎屑屑硅巖巖(三)成因因及演演化１、二二氧化化硅的的來源源問題題赫西（（Hesse.R,1988）總總結有有三種種來源源：（1））生物物硅質質介殼殼和骨骨骼；；（2））來自自大陸陸的母母巖風風化產產物；；（3））由海海底火火山噴噴發(fā)及及深層層熱液液物質質。海洋生生物（（如硅硅藻、、放射射蟲、、硅鞭鞭毛蟲蟲或硅硅質海海綿））：2．5xl016g/a河流：4.3x1014g/a孔隙回流：：5.7xl014g/a海解作用：：0.8xl014g/a海底火山活活動：0.05xl014g/a熱液注入：：1.9xl014g/a2、硅質巖巖的形成機機理（1）生物物和生物化化學作用方方式前寒武紀沉沉積中不斷斷發(fā)現(xiàn)有生生命的遺跡跡。低等的的菌、藻類類通過光合合作用分泌泌一種粘液液物質，以以捕獲或粘粘集水體中中的SiO2膠體質點的的方式形成成硅質沉積積物，前寒寒武紀一些些硅質疊層層石的形成成與這種作作用有關。。硅質生物物（硅藻、、放射蟲、、硅質海綿綿等）具有有直接從海海水中吸取取硅質，以以組成它們們自身軀殼殼的機理。。某些硅藻藻可以通過過對懸浮在在水體中鋁鋁硅酸鹽質質點進行腐腐蝕和分解解，從中吸吸取SiO2。2、硅質巖巖的形成機機理2）化學作作用方式在古代海洋洋中的二氧氧化硅濃度度很可能超超過非晶質質二氧化硅硅的溶解度度，會發(fā)生生無機的二二氧化硅沉沉淀。這種種沉淀主要要通過蒸發(fā)發(fā)作用使海海水中的Si02濃濃縮，達到到或高于飽飽和度時發(fā)發(fā)生凝聚而而沉淀下來來。有人認認為只要水水介質中存存在大量的的電解質，，那么水介介質中的硅硅質便可吸吸附及沉淀淀在膠體和和懸浮的無無機質點上上。海底火火山噴發(fā)物物，經(jīng)海解解作用而分分解出大量量的SiO2，可使局部部地區(qū)海底底達到或高高于Si02的飽和度（（100~120毫毫克／升））而發(fā)生沉沉淀?？刂浦芐iO2溶解、沉淀淀的主要因因素為溫度度、pH值值。2、硅質巖巖的形成機機理（3）交代代成因方式式硅化主要是是在交代作作用過程中中進行的，，它發(fā)生在在同生、成成巖、后生生的各個作作用時期，，經(jīng)常與之之發(fā)生交代代的礦物主主要為方解解石、白云云石、石膏膏、硬石膏膏等。有時時也交代生生物化石。。自然界中中常見硅質質礦物與碳碳酸鹽礦物物相互交代代。其反應應式為：CaCO3+H2O+CO2+H4SiO3=SiO2+Ca+++2HC03-+2H2O硅化作用主主要受pH值及溫度度的控制3、二氧化化硅的演化化斯特拉霍夫夫（1949）：硅硅巖在前寒寒武紀分布布極廣，均均屬化學沉沉積物，并并與硅鐵巖巖建造有密密切關系；；寒武紀以以后，硅質質沉積與有有機物才逐逐步建立密密切關系；；中生代以以后，SiO2才主主要以生物物方式沉積積，并完全全取代了化化學沉積方方式。修正和補充充：從最古古老的沉積積巖系開始始形成，生生物及生物物化學作用用就存在了了。由于前前寒武紀（（大約7.6億年以以前）的生生物均屬無無骨骼及殼殼體的細小小菌藻類，，不完全同同于寒武紀紀以后的硅硅質造巖生生物，死亡亡堆積后骨骨骼易于保保存。為有有別于此，，而稱之為為隱生物硅硅巖（或隧隧石巖）類類。其形成成和演化大大致與化學學成因硅巖巖是并列的的，尤其在在20億年年前左右，，相當原核核生物轉變變?yōu)檎婧松飼r期，，這種沉積積作用達到到了高潮，，然后衰減減直到寒武武紀以后，，逐步為生生物硅巖所所取代。二氧化硅在在地球歷史史中的演化化模式（據(jù)據(jù)閔育順等等，1978）(１)硅硅化作用用SiO2交代CaCO3的作用條件較低的pH值、、溫度和和飽和SiO2的孔隙水水CaCO3+H2O+CO2+H4SiO4=SiO2+Ca2++2HCO3-+2H2O石灰?guī)r中中形成燧燧石結核核透鏡體體(2)去去硅化作作用CaCO3交代SiO2硅化作用用，殘余余藻團粒粒硅巖，，由藻云云巖硅化化而成。。

粒間間孔由玉玉髓—石石英充填填三、鐵沉沉積巖及及沉積鐵鐵礦(一)一一般特征征鐵礦物含含量大于于50%的沉積積巖。鐵礦物氧化鐵：：磁鐵礦礦、赤鐵鐵礦、褐褐鐵礦碳酸鐵：：菱鐵礦礦硅酸鐵：：鮞綠泥泥石、海海綠石、、鐵蛇紋紋石硫化鐵：：黃鐵礦礦、白鐵鐵礦(二)主主要類型型（1）根根據(jù)鐵礦礦物的成成分氧化鐵型型呈鮞狀或或豆粒結結構，色色紅或褐褐紅碳酸鐵型型常與燧石石共生硅酸鐵型型常呈鮞粒粒結構，，色暗灰灰色、灰灰綠色硫化鐵型型顆粒、鮞鮞粒、結結核，色色黑(２)根根據(jù)時代代與環(huán)境境前震旦紀紀沉積變變質鐵礦礦我國的““鞍山式”鐵礦，，成因復復雜后震旦紀紀海洋沉沉積鐵礦礦近岸淺海海赤鐵礦礦“宣龍式”鐵礦：：分布于于華北“寧鄉(xiāng)式”鐵礦：：分布于于華南后震旦紀紀湖沼沉沉積鐵礦礦質量差，，品味低低宣龍鐵礦礦礦石相相變示意意圖（據(jù)據(jù)董南庭庭，1956，，有修改改）鄂西寧鄉(xiāng)鄉(xiāng)式鐵礦礦巖相在在盆地中中的分布布及其主主要特征征示意圖圖（據(jù)傅家家謨，1961；有修修改）I—紫色色含鐵砂砂巖及頁頁巖相；；II——砂質鮞鮞粒赤鐵鐵礦相；；III—鈣質質鮞粒赤赤鐵礦相相；IV—菱菱鐵礦質質鮞綠泥泥石相；；V—藍藍綠色鐵鐵質頁巖巖及石灰灰?guī)r相鐵鐵的存在在形式及及其他組組分Fe3+--赤鐵鐵礦；Fe2+S—黃鐵鐵礦；Fe2+C+Fe2+Si—菱菱鐵礦+鮞綠泥泥石；CaO+MgO—鈣和和鎂的碳碳酸鹽；；C有機—有機碳碳四、錳沉沉積巖及及沉積錳錳礦(一)一一般特征征錳礦物含含量大于于50%的沉積積巖氧化錳礦礦物：軟軟錳礦（（MnO2）、、水錳礦礦（Mn2O3·H20）硬錳礦（（mMnO·MnO2·nH2O））、褐錳錳礦（Mn2O3）等等碳酸錳礦礦物：錳錳方解石石（（Ca，Mn）CO3））、菱錳礦（（MnCO3））、錳錳菱鐵礦礦（（Mn，F(xiàn)e）CO3））等。還有少量量磷酸錳錳礦物、、硼滋錳錳礦物等等。(二)主主要類型型（1）根根據(jù)與錳錳沉積巖巖及沉積積錳礦共共生的巖巖石類型型碎屑巖型型、粘土土巖型、、碳酸巖巖型、硅硅巖型（2）根根據(jù)形成成環(huán)境海洋湖泊（規(guī)模小，，品味差差）(三)成成因沉積錳礦礦的成因因與沉積積鐵礦頗頗為相似似。錳的來源源仍不外外三種，，即母巖巖的風化化產物、、火山物物質、海海解作用用產物。。母巖風風化產物物應是主主要的。。沉積錳錳礦的古古地理環(huán)環(huán)境與沉沉積鐵礦礦相似，，但水體體的深度度比鐵礦礦較大些些，即離離岸較遠遠些。錳沉積積時的的物理理化學學條件件也與與鐵相相似，，在近近岸地地區(qū)主主要以以氧化化錳形形式沉沉積，，在遠遠岸地地區(qū)主主要以以碳酸酸錳形形式沉沉積。。(四)現(xiàn)代代海洋洋中的的沉積積錳結結構現(xiàn)代海海洋沉沉積物物中的的沉積積錳結結核主主要由由錳的的氧化化物及及氫氧氧化物物組成成，大大小不不一，，生長長速度度不一一同，，形態(tài)態(tài)不規(guī)規(guī)則，，同心心構造造明顯顯，核核心多多為火火山巖巖碎屑屑及生生物碎碎屑；；同心心層含含各種種混入入物，，如粘粘土、、介殼殼碳酸酸鈣、、火山山物質質等。。色棕棕到黑黑。土土狀。。相對對密度度只有有2～～3。。含F(xiàn)e，，還含含多種種微量量元素素如Sr、、Cu、Cd、、Co、Ni、、Mo等。。分布布深度度多為為3600～4000m，個個別達達10000m。儲儲量很很大，，估計計可達達1?7×104億t。成因現(xiàn)現(xiàn)在還還不完完全清清楚。。錳來來源：：（1）陸陸地巖巖石的的風化化產物物；（（2））海底底火山山物質質的海海解產產物。。五、鋁鋁土巖巖及鋁鋁土礦礦(一)一般般特征征富含氫氫氧化化鋁礦礦物的的沉積積巖稱稱為鋁鋁土巖巖。鋁土巖巖Al2O3>40%，Al2O3：SiO2≥≥2：：1→鋁土土礦礦物成成分三水鋁鋁石、、一水水軟鋁鋁石、、一水水硬鋁鋁石(二)主要要類型及其其成因（1）風化化殘余型主要是硅鋁鋁酸鹽巖石石在濕熱氣氣候條件下下化學風化化作用的產產物。常因有褐鐵鐵礦而呈紅紅色，又稱稱紅土型鋁鋁土礦。（2）沉沉積型風化產物物搬運至至海洋、、湖泊中中沉積而而成。海洋型：：石炭（（G層鋁鋁土礦））、二疊疊系湖泊型：規(guī)規(guī)模小，淄淄博博山六、沉積磷磷酸鹽巖及及沉積磷礦礦(一)、一一般特征磷酸鹽礦物物含量大于于50%的的沉積巖磷酸鹽礦物物磷灰石、膠膠磷礦(二)、主主要類型磷酸鹽巖與與碳酸鹽巖巖結構類似分類也可仿仿照碳酸鹽鹽巖七、銅沉積積巖及沉積積銅礦（一）、一一般特征明顯含有銅銅礦物的沉沉積巖則稱稱為銅質巖巖。銅礦物物常常做為為次要礦物物附生于砂砂巖、頁巖巖、泥灰?guī)r巖及碳酸鹽鹽巖中，又又稱其為附附生巖類，，其礦床則則稱為層狀狀銅礦床。。輝銅礦（Cu2S、、斑銅礦（（Cu5FeS4））、黃銅礦礦（CuFeS2））、也包括括自然銅（（Cu）、、黝銅礦（（Cu12Sb4S13）、、銅蘭（CuS）。。銅沉積巖次次生變化后后見：孔雀雀石（Cu2CO3（OH））2）、蘭蘭銅礦（Cu3CO2（OH）2、黑黑銅礦（CuO）、、赤銅礦（（Cu20）、水膽膽礬（CuSO4··5H20）（二）銅沉沉積巖的分分類和主要要類型：（１）黃鐵鐵礦型沉積積銅礦床與與火山巖伴伴生，如日日本的黑礦礦。（２）含銅銅頁巖和含含銅泥灰?guī)r巖（３）含銅銅砂巖（紅紅層銅礦））（三）銅沉沉積巖的成成因銅的來源：：1）海水水中或上升升的洋流;2）海底底火山活動動;3）富富銅母巖的的風化;4）熱泉水水等。銅的搬運：：1）氧化化條件下銅銅是一種易易溶元素，，可呈真溶溶液搬運如如CuSO4；2）呈膠膠體溶液或或機械懸浮浮形式，后后者是一種種主要的方方式。銅的沉積：：影響銅的的沉積因素素很多，要要有一個還還原環(huán)境，，使得銅和和其它金屬屬元素可以以以化學形形式沉淀，，一些銅存存在于生物物體內可以以通過直接接的生物沉沉積作用來來完成。第二節(jié)煤煤及其形成成演化一、煤巖組組分及其特特征１、煤巖組組分及煤的的光澤類型型煤巖組分：：鏡煤、亮亮煤、暗煤煤和絲炭煤的光澤類類型：光亮亮型煤、半半亮型煤、、半暗型煤煤及暗型煤煤２、煤的物物理性質顏色、粉色色（條痕色色）、光澤澤、相對密密度、硬度度、斷口、、裂隙等３、煤的化化學性質工業(yè)分析：：測定煤的的水分、灰灰分、揮發(fā)發(fā)分、固定定碳這四種種化學組分分，有時也也測定煤的的粘結性發(fā)發(fā)熱量等性性質。元素分析：：測定煤的的碳、氫、、氧、氮、、硫，有時時也測定堿堿、氯、砷砷、鍺、鎵鎵、鈾、釩釩等微量及及伴生元素素。二、煤的沉沉積環(huán)境及及演化（一）成煤煤環(huán)境陸地、湖泊泊、淺水沼沼澤（活水水沼澤和死死水沼澤））按照水介質質的含鹽度度劃分：淡淡水、半成成水和咸水水沼澤。按照水分的的補給來源源劃分：（1）低位位沼澤：由由地下水補補給，淺水水面較高，，其地下水水面的高度度幾乎與沼沼澤表面相相等，高等等植物繁盛盛，易形成成森林沼澤澤；（2）高位位沼澤：主主要以大氣氣降水為補補給來源，，其地下水水面經(jīng)常低低于凸起的的沼澤表面面，常常只只有苔蘚植植物分布；；（3）并有有低位、高高位沼澤的的特點為中中位沼澤或或過渡型沼沼澤，具有有混生的植植物群落。。湖泊沼澤化化的四個階階段腐泥、泥炭炭的形成湖泊中央繁繁殖藻類及及浮游生物物→死亡→→腐泥湖泊邊緣繁繁殖高等植植物→死亡亡→泥炭湖泊縮小階階段湖泊中央的的腐泥堆積積逐漸増厚厚，湖泊日日益變淺泥炭向湖盆盆中央推進進，湖泊面面積縮小腐泥、泥炭炭交錯堆積積階段腐泥化、泥泥炭化不斷斷進行，泥泥炭與腐泥泥最終相遇遇，甚至交交錯堆積湖盆消失階階段植物繁盛，，湖泊完全全變成沼澤澤、陸地湖沼中植物物的生長與與堆積作用用，與之相相應的腐泥泥化作用，，以及由此而而引起的湖湖泊發(fā)展的的四個階段段（據(jù)朱熙熙人，1958）（二）煤的的形成演化化（１）成煤煤的原始物物質、成煤煤環(huán)境及成成煤作用的的第一階段段為泥炭化化作用；（２）成煤煤作用的第第二階段為為泥炭的成成巖作用階階段；（３）成煤煤作用的第第三階段為為變質作用用階段。三、主要聚聚煤期及煤煤系１、煤系（（含煤層系系）（１）定義義一套連續(xù)沉沉積的含有有煤或煤層層的沉積巖巖層或地層層。（２）特征征主要由碎屑屑巖及粘土土巖組成整個巖系多多呈黑色、、灰色。植物化石豐豐富。旋回性及韻韻律性發(fā)育育。沼澤相發(fā)育育。常有河河流相、湖湖泊相、海海陸過渡相相以及海相相等。（３）三種種類型———按古地理理條件淺海型含煤煤巖系近海型含煤煤巖系內陸型含煤煤巖系２、地質歷歷史中的主主要聚煤期期在地質歷史史中形成有有工業(yè)價值值煤礦床的的時期，稱稱為聚煤期期/成煤建建造/成煤煤期。我國國地質歷史史中的主要要成煤期：：（1）侏羅羅紀煤田：遍布布全國，東東北和華北北儲量最豐豐富，山西西大同煤田田、北京門門頭溝煤田田（2）第三三紀煤田：撫順順煤田有世世界最厚的的煤層（3）第四四紀泥炭：：內蒙一帶。。（1）＋（（2）＋（（3）→內內陸湖泊型型沉積類型型，煤田面積積較小，煤煤層厚度變變化大。（4）石炭炭—二疊紀紀：近海型沉積積類型開灤煤田、、本溪煤田田、淮南煤煤田。煤田田范圍大，，煤層厚度度變化較小小，形成于于地質歷史史時期中海海岸附近的的濱海沼澤澤地區(qū)，稱稱為濱海煤煤田。地質歷史中中主要成煤煤植物群分分布略圖（（據(jù)田寶林林，1979）第三節(jié)油油頁巖一、概念指主要由藻藻類及一部部分低等生生物的遺體體、經(jīng)腐泥泥化作用和和煤化作用用形成的、、一種高灰灰分、低變變質的腐泥泥煤，又稱稱油母頁巖巖。含有一定的的瀝青質或或油母物質質，干餾可可從中提取取原油。二、油頁巖巖的組分主要元素：：C、H、、O、N、、S等與煤不同：：碳/氫<10，含含油率高。。工業(yè)要求油油頁巖含油油率>4%。三、特點頁理發(fā)育，，顏色多樣樣，從淺黃黃色→黑色色。含油率率越高，顏顏色越深。。具有彈性性，有油膩膩感和油味味，可燃四、油頁巖巖的生成環(huán)環(huán)境與腐泥煤的的生成環(huán)境境相似生成環(huán)境水流閉塞的的內陸淡水水湖泊、沼沼澤、濱海海半咸水湖湖泊、瀉湖湖、海灣成因與石油油相似生油巖系的的重要標志志五、油頁巖巖的分布我國油頁巖巖分布很廣廣，北自黑黑龍江，南南至廣州灣灣，幾乎各各省區(qū)都有有。以地質時代代而論，主主要為：（1）石炭炭紀：我國國已知時代代最老，如如廣西桂林林附近的油油頁巖。（2）二疊疊紀：烏魯魯木齊、山山西渾源、、江西安遠遠、湖南邵邵陽等地。。（3）侏羅羅紀：我國國油頁巖最最發(fā)育的時時期之一，，油頁巖