(沉积岩石学课件第九章其他沉积岩

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(NaCI)、钾盐(KCI)、光卤石(KCl • MgCb • 6H2O);

(2)氯化物硫酸盐：钾盐镁矶(KCI - MgSO4 - 3H2O);

(3)硫酸盐：无水钾镁矶(K2SO4 •2MgSO4)、钾钠芒硝(K2SO4 •Na2SO4)、杂卤石

(2CaSC4 - K2SO4 - MgSO4 - 2H2O)、无水芒硝(Na2SO4)、芒硝

(Na2SO4 • IOH2O)、泻利盐(MgSO4 - 7H2O)、石膏(CaSO - 2H2O)、硬石膏(CaSO4、等；

(4)碳酸盐：水碱(即苏打，Na2CO3 -H z O)、天然碱(Na2CO3 •NaHCO3)；

(5)硼酸盐：硼砂(Na 2B 4O 7 • 10H 2O )、钠硼钙石(NaCaB 5O 4 • 8H 2O )、 柱硼镁石

(MgB 2O 4 • 3H 2O )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 +、Mg 2+、Ca 2+、 K +、Cl -

、

SO 42-，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:

碳酸盐一石膏阶段

海水盐度稍高就开始沉淀; 石盐沉积阶段 海水浓缩％，盐度达26%;

石盐、硫酸盐、镁盐阶段 海水盐度31〜32%;

2.内陆湖盆蒸发矿物的生成规律 大陆水的主要组分是 CO 32-、HC03-、SO 42-、CI -、Ca FS Mg 2+、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。

(4) 钾、镁盐沉积阶段 海水盐度33〜34%;

(5) 光卤石沉积阶段 (6) 水氯镁石沉积阶段 海水盐度35%;

海水盐度增至共结点(？)

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一硬石膏岩、石盐岩和钾镁质岩等。

(一)石膏一硬石膏岩

石膏和硬石膏主要组成单矿物岩石，有时组成石膏一硬石膏岩或硬石膏—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一粉砂质和粘土质混入物。

石膏一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 C以下时，当海水含盐度提高倍，石膏就开始沉淀；在42C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 °C〜90 °C时石

膏开始脱水，当温度达到150C时，石膏转化为稳定的P -硬石膏，体积缩小8〜39%。如果按平均地温梯度3C /100 m,年平均地表温度14C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，并在其中见到了荧光显示，说明其中有烃类分布。而大量的勘探时间证明，硬石膏岩作为有效的盖层一般埋深小于2500米，因为石膏在温度大于100C时就能转化为亚稳定的丫-硬石膏了。

（二）石盐岩

又称岩盐。主要矿物是石盐，常混有少量的氯化物、硫酸盐、粘土、有机质和铁质等。

岩盐一般呈块状，结晶粒状结构，岩盐中常可见纹层状构造以及共生的石膏、硬石膏互层。

岩盐可以沉积在海岸和内陆盐沼中，也可以形成于浅水到深水的湖泊和海相盆地中。

我国四川震旦系有已知的世界上最古老的石盐层，厚度在200米以上, 二叠、白垩、第二纪和第四纪盐湖都盛产岩盐。

（三）钾镁盐岩（自学）

主要由溶解度大的盐类矿物，如钾盐、光卤石、杂卤石、硫镁矶、无水钾镁矶和泻利盐组成。它们是在海水蒸发作用的最后阶段沉淀的，因此往往

产在蒸发旋回的顶部，一般厚度不大。由于它们具有易溶性，在成岩阶段当与其残余卤水或淡的地下水接触，会导致矿物成分的变化，有可能最后沉淀的矿物组合不同于原生的矿物组合。

（四）天然卤水（自学）

是产于地下的盐类溶液。原生卤水是保存在地层中的古代残余海水和盐