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1、1 第十五章第十五章 其它沉积岩及矿产其它沉积岩及矿产 第一节第一节 蒸发岩蒸发岩 海盆或湖盆水体遭受蒸发，其盐分逐渐浓缩以至发海盆或湖盆水体遭受蒸发，其盐分逐渐浓缩以至发生沉淀，这样形成的化学成因的岩石称为生沉淀，这样形成的化学成因的岩石称为“蒸发岩蒸发岩”。或称主要由易溶盐类矿物组成的沉积岩为或称主要由易溶盐类矿物组成的沉积岩为“蒸发岩蒸发岩”。共同特性是：共同特性是：溶解度极大的易溶盐类矿物是其主溶解度极大的易溶盐类矿物是其主要的矿物组分；要的矿物组分；其形成均与干燥气候、强蒸发作用有其形成均与干燥气候、强蒸发作用有关；关；既是特殊的沉积岩又是重要的矿产资源；既是特殊的沉积岩又是重要的矿
2、产资源；在油在油气勘探过程中还是极优质的盖层，加之其易流动性常形气勘探过程中还是极优质的盖层，加之其易流动性常形成各种底辟与穿剌构造。成各种底辟与穿剌构造。类型多样，以类型多样，以氯化物岩和硫酸盐岩分布较广。氯化物岩和硫酸盐岩分布较广。12 1 1、蒸发矿物为主要矿物成分，常有粘土（及灰、蒸发矿物为主要矿物成分，常有粘土（及灰泥）混入物，可有少量陆源碎屑，偶有稀有均无元素泥）混入物，可有少量陆源碎屑，偶有稀有均无元素矿物及有机质。结构成分以晶粒为主，化学成分与矿矿物及有机质。结构成分以晶粒为主，化学成分与矿物组成有关。物组成有关。u蒸蒸发发矿矿物物主主要要是是主主要要是是钾钾、钠钠、镁镁、钙钙
3、的的氯氯化化物物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硼酸盐及其复盐等等；硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硼酸盐及其复盐等等；u以以溶溶解解度度大大 、一一般般含含水水、主主要要是是在在强强蒸蒸发发条条件件下以化学沉淀方式形成，是典型的外生沉积矿物；下以化学沉淀方式形成，是典型的外生沉积矿物；u蒸蒸发发岩岩的的结结构构成成分分主主要要是是矿矿物物的的晶晶体体（晶晶粒粒），特殊条件下可有内碎屑。特殊条件下可有内碎屑。u蒸发岩的化学成分直接与矿物组成有关。蒸发岩的化学成分直接与矿物组成有关。一、蒸发岩的物质成分一、蒸发岩的物质成分 232 2、蒸发岩矿物的形成、蒸发岩矿物的形成 绝大部分蒸发岩类矿物均与蒸发浓缩作用有
4、关。绝大部分蒸发岩类矿物均与蒸发浓缩作用有关。按其形成机理可分为两种：按其形成机理可分为两种：一种为含盐度较高的溶液或卤水的直接蒸发与结一种为含盐度较高的溶液或卤水的直接蒸发与结晶形成（盐湖模式）；晶形成（盐湖模式）；另一种发生在早先形成的沉积物中，在其孔隙中另一种发生在早先形成的沉积物中，在其孔隙中的卤水因蒸发作用产生结晶活动（萨布哈模式）。的卤水因蒸发作用产生结晶活动（萨布哈模式）。两者好像没有什么区别，均为蒸发作用，但其沉两者好像没有什么区别，均为蒸发作用，但其沉积盐类物质在结构构造等特征及分布上往往有明显的积盐类物质在结构构造等特征及分布上往往有明显的差别。差别。341 1）干燥气候条
5、件下的内陆盐湖和隔绝的海湾、干燥气候条件下的内陆盐湖和隔绝的海湾、泻湖的蒸发沉淀作用完全类似于盐湖模式。泻湖的蒸发沉淀作用完全类似于盐湖模式。盐类矿物盐类矿物晶出的先后取决于它本身的溶解度或卤水当时的浓度，晶出的先后取决于它本身的溶解度或卤水当时的浓度，其蒸发是一个动态平衡过程，其蒸发是一个动态平衡过程，总体上遵循化学沉积分总体上遵循化学沉积分异规律，异规律，一般可分为六个阶段：一般可分为六个阶段：1 1）碳酸盐一石膏沉）碳酸盐一石膏沉积阶段；积阶段；2 2）石盐沉积阶段；）石盐沉积阶段；3 3）硫酸钠、镁阶段；）硫酸钠、镁阶段；4 4）钾、镁盐沉积阶段；）钾、镁盐沉积阶段；5 5）光卤石沉积
6、阶段；）光卤石沉积阶段；6 6）水）水氯镁石沉积阶段。氯镁石沉积阶段。盐类物质来自卤水；析出的盐类矿物按晶出的先盐类物质来自卤水；析出的盐类矿物按晶出的先后呈层状堆积，在蒸发岩剖面中由下至上可以相应地后呈层状堆积，在蒸发岩剖面中由下至上可以相应地划分出六个沉积带划分出六个沉积带。沉积物主要为晶粒结构，晶体的粒径与过饱和程沉积物主要为晶粒结构，晶体的粒径与过饱和程度及结晶速率有关度及结晶速率有关。4556据计算：如果海水深据计算：如果海水深100m100m，那么可得到，那么可得到0.059m0.059m的硫酸钙，的硫酸钙，1.287m 1.287m的氯化钠；的氯化钠；0.094m 0.094m的
7、的硫酸镁；硫酸镁；0.043m 0.043m的氯化钾及的氯化钾及0.0148m0.0148m的氯化镁。的氯化镁。67控制盐湖沉积的主要因素是蒸发量与卤水的补组控制盐湖沉积的主要因素是蒸发量与卤水的补组量的关系。量的关系。2 2）孔隙中的卤水蒸发结晶方式发生在潮上坪和）孔隙中的卤水蒸发结晶方式发生在潮上坪和干盐湖的渗透带及上潜水带中。干盐湖的渗透带及上潜水带中。这种环境又称为盐沼这种环境又称为盐沼泽或泽或“萨布哈萨布哈”，这种方式又称为，这种方式又称为“萨布哈萨布哈”模式模式。u这里早先形成的沉积物可以是碳酸盐质、砂质、这里早先形成的沉积物可以是碳酸盐质、砂质、泥质或者其他，可以是固结的也可以是
8、未固结的。泥质或者其他，可以是固结的也可以是未固结的。u孔隙中的卤水可以是由孔隙中的卤水可以是由特大潮水特大潮水或或风暴风暴带来的海带来的海水（海岸带的潮上坪常是这样）或者其他来源的卤水水（海岸带的潮上坪常是这样）或者其他来源的卤水自自地表附近渗入地表附近渗入的，也可以是深部的卤水的，也可以是深部的卤水沿毛细管上沿毛细管上升升而来的（干盐湖可能如此）。而来的（干盐湖可能如此）。78u蒸发作用使孔隙中的卤水变浓，某些盐类矿物得蒸发作用使孔隙中的卤水变浓，某些盐类矿物得以以结晶结晶，同时由于变浓而密度增大的这部分卤水就开，同时由于变浓而密度增大的这部分卤水就开始始向下渗透向下渗透，一般地说，这是个
9、连续的过程。形成的，一般地说，这是个连续的过程。形成的蒸发岩主体是石膏、硬石膏、石盐和钾盐。蒸发岩主体是石膏、硬石膏、石盐和钾盐。u控制卤水的浓度和沉积作用的因素有：控制卤水的浓度和沉积作用的因素有：由蒸发作由蒸发作用的速度、浓卤水向下渗透的速度和低浓度卤水用的速度、浓卤水向下渗透的速度和低浓度卤水的补的补充速度。实际研究中，人们除了要考虑气候条件外，充速度。实际研究中，人们除了要考虑气候条件外，还要考虑早先沉积物（岩）的渗透率和本身的性质。还要考虑早先沉积物（岩）的渗透率和本身的性质。u早先沉积物（岩）的固结程度影响着新生矿物晶早先沉积物（岩）的固结程度影响着新生矿物晶体的生长，假如沉积物是
10、松软的，新生成的矿物则能体的生长，假如沉积物是松软的，新生成的矿物则能够推开周围的沉积物通过够推开周围的沉积物通过“位移作用位移作用”而长大；假如而长大；假如沉积物固结得较坚硬，新生成的矿物晶体将包含早先沉积物固结得较坚硬，新生成的矿物晶体将包含早先沉积物，因而形成一种沉积物，因而形成一种嵌晶状结构嵌晶状结构89二、蒸发岩的结构和构造二、蒸发岩的结构和构造 1 1、由于盐类矿物易于溶解和沉淀，使得原始沉积、由于盐类矿物易于溶解和沉淀，使得原始沉积物的结构、构造在成岩一后生作用中发生了很大的改变，物的结构、构造在成岩一后生作用中发生了很大的改变，特别是特别是地层中的蒸发岩原始的矿物特征和结构特征
11、几乎地层中的蒸发岩原始的矿物特征和结构特征几乎完全消失了，常常见到的是一些次生结构完全消失了，常常见到的是一些次生结构；主要有主要有斑状变晶结构、粒状变晶结构、纤维状结构、斑状变晶结构、粒状变晶结构、纤维状结构、柱状结构、放射状结构，柱状结构、放射状结构，其次还有经过机械搬运的其次还有经过机械搬运的碎屑碎屑结构结构、应力作用而成的、应力作用而成的矿物塑性变形等矿物塑性变形等。斑状变晶结构：基质常是细粒状的，斑晶呈自形，斑状变晶结构：基质常是细粒状的，斑晶呈自形，有时其边缘被其他矿物侵蚀和交代。斑晶的成分可以和有时其边缘被其他矿物侵蚀和交代。斑晶的成分可以和基质相同也可不同。一般认为基质相同也可
12、不同。一般认为斑状变晶结构是强烈聚合斑状变晶结构是强烈聚合结晶作用的特征。结晶作用的特征。910粒状变晶结构粒状变晶结构：颗粒的大小不定，石膏岩的粒度：颗粒的大小不定，石膏岩的粒度通常较小，而盐岩较粗大。通常较小，而盐岩较粗大。纤维状结构纤维状结构为平行状的和杂乱排列的，例如石膏为平行状的和杂乱排列的，例如石膏岩脉中纤维状石膏晶体常常是垂直脉壁平行的，在被岩脉中纤维状石膏晶体常常是垂直脉壁平行的，在被交代的结核中细小的纤维状矿物晶体常呈杂乱分布。交代的结核中细小的纤维状矿物晶体常呈杂乱分布。柱状、放射状等结构柱状、放射状等结构在硬石膏岩中见到，硬石膏在硬石膏岩中见到，硬石膏晶体呈平行的柱状、放
13、射状排列以及呈扇状排列，有晶体呈平行的柱状、放射状排列以及呈扇状排列，有时也无一定方向。硬石膏晶体的边缘常不规则，周围时也无一定方向。硬石膏晶体的边缘常不规则，周围常充填有细粒白云石。碎屑结构中碎屑物常是具磨圆常充填有细粒白云石。碎屑结构中碎屑物常是具磨圆状的石膏，有时还可观察到粒序层理，碎屑间见的填状的石膏，有时还可观察到粒序层理，碎屑间见的填隙物含量不定。隙物含量不定。1011蒸发岩的构造常见的有：蒸发岩的构造常见的有：均匀块状构造、层理均匀块状构造、层理构造、条带状构造、角砾状构造、变形构造构造、条带状构造、角砾状构造、变形构造。此外。此外还常见不均匀构造，其种类繁多，反映了蒸发岩在还常
14、见不均匀构造，其种类繁多，反映了蒸发岩在成岩一后生阶段复杂的变化。成岩一后生阶段复杂的变化。三、蒸发岩主要的岩石类型三、蒸发岩主要的岩石类型蒸发岩常常是有用的矿产，一般是根据主要矿物蒸发岩常常是有用的矿产，一般是根据主要矿物命名，如石膏岩、石盐岩；有时则用有价值的矿物命命名，如石膏岩、石盐岩；有时则用有价值的矿物命名，如钾镁质盐岩，其中含量多的矿物是石盐，钾镁名，如钾镁质盐岩，其中含量多的矿物是石盐，钾镁盐类矿物含量较少。蒸发岩主要可分为以下三大类。盐类矿物含量较少。蒸发岩主要可分为以下三大类。1112 1 1石膏和硬石膏岩石膏和硬石膏岩 单矿物的硬石膏岩、石膏岩广泛产于蒸发岩层系中。单矿物的
15、硬石膏岩、石膏岩广泛产于蒸发岩层系中。它们有各种颜色，如白、灰、淡黄、淡绿、红及黑它们有各种颜色，如白、灰、淡黄、淡绿、红及黑色和淡蓝色。色和淡蓝色。常以层状、透镜状产出。具有不平整的断口或参差常以层状、透镜状产出。具有不平整的断口或参差状断口状断口,往往还有粒状断口。常有块状节理、层状节理。往往还有粒状断口。常有块状节理、层状节理。石膏岩同硬石膏岩关系密切，主要见于地表附近。石膏岩同硬石膏岩关系密切，主要见于地表附近。常表现为硬石膏经过水化和重结晶作用而成石膏的形式，常表现为硬石膏经过水化和重结晶作用而成石膏的形式，例如石膏岩内常有硬石膏团块、硬石膏的假象，或者石例如石膏岩内常有硬石膏团块、
16、硬石膏的假象，或者石膏岩层在地下深处的地方就是硬石膏岩。虽然硬石膏岩膏岩层在地下深处的地方就是硬石膏岩。虽然硬石膏岩是成岩一后生作用或变质作用所形成的产物，当其上升是成岩一后生作用或变质作用所形成的产物，当其上升到地表后就转变成石膏岩。到地表后就转变成石膏岩。1213硬石膏岩一般粒度较细，由微粒到中粒结构，硬石膏岩一般粒度较细，由微粒到中粒结构，粗粒者少见，相对石膏岩要致密些粗粒者少见，相对石膏岩要致密些;中柱状结构、放中柱状结构、放射状结构及扇状结构也很发育。射状结构及扇状结构也很发育。石膏岩常有巨粒石膏岩常有巨粒或粗粒结构及斑状结构，脉状产出的石膏岩还有平或粗粒结构及斑状结构，脉状产出的石
17、膏岩还有平行纤状结构。行纤状结构。硬石膏岩和石膏岩常见的混入物有粘土、氧化硬石膏岩和石膏岩常见的混入物有粘土、氧化铁、砂质、碳酸盐（白云石）、石盐、天青石、黄铁、砂质、碳酸盐（白云石）、石盐、天青石、黄铁矿和各种硅质矿物，可以和碳酸盐岩、石盐岩等铁矿和各种硅质矿物，可以和碳酸盐岩、石盐岩等呈过渡型岩类呈过渡型岩类,甚至与白云岩、泥质岩成互层，纹层甚至与白云岩、泥质岩成互层，纹层中往往是褐色富含沥青质的薄膜。中往往是褐色富含沥青质的薄膜。13142 2石岩盐或岩盐石岩盐或岩盐 盐岩主要矿物为石盐，并含少量其他盐类矿物，常盐岩主要矿物为石盐，并含少量其他盐类矿物，常可作为矿产开采。可作为矿产开采。
18、岩盐非常纯净时无色，当含有混入物或液体等包体岩盐非常纯净时无色，当含有混入物或液体等包体时而呈黑色、灰色、褐色、红色。白色等，而蓝色的是时而呈黑色、灰色、褐色、红色。白色等，而蓝色的是含有金属钠的缘故。盐岩中常见的混入物有白云母、黄含有金属钠的缘故。盐岩中常见的混入物有白云母、黄铁矿、赤铁矿、粘土质、有机质等。铁矿、赤铁矿、粘土质、有机质等。岩盐呈层状、条带状、木规则透镜状及各种形式的岩盐呈层状、条带状、木规则透镜状及各种形式的盐丘产出。层状的也可以见到纹层构造及石膏、硬石膏盐丘产出。层状的也可以见到纹层构造及石膏、硬石膏和泥质夹层，通常为块状构造，盐丘中多为变形层理构和泥质夹层，通常为块状构
19、造，盐丘中多为变形层理构造。结构上以粗粒的结晶结构或变晶结构为主。造。结构上以粗粒的结晶结构或变晶结构为主。1415石盐岩在蒸发岩系中常位于石膏岩和硬石膏岩的石盐岩在蒸发岩系中常位于石膏岩和硬石膏岩的上部，也产于含有红色页岩的其他沉积岩中及砂岩、上部，也产于含有红色页岩的其他沉积岩中及砂岩、碳酸盐岩中。碳酸盐岩中。条带状盐岩常常是由灰白色烟雾状的和无色洁净条带状盐岩常常是由灰白色烟雾状的和无色洁净的条带互层组成的条带互层组成。有人推测其成因为，石盐由卤水。有人推测其成因为，石盐由卤水表面晶出，可以连接而成很大的席状体，并且具有表面晶出，可以连接而成很大的席状体，并且具有漏斗状构造，当席状体很大
20、及变厚时就要下沉，形漏斗状构造，当席状体很大及变厚时就要下沉，形成洁净的石盐条带；如果席状体不大或不厚时，下成洁净的石盐条带；如果席状体不大或不厚时，下沉被破坏。漏斗状构造可以保护盐体，当其又被覆沉被破坏。漏斗状构造可以保护盐体，当其又被覆盖时，就会转变成烟雾状灰白色的盐层或条带。盖时，就会转变成烟雾状灰白色的盐层或条带。石盐岩中还含有钾镁质岩类的沉积，也可与其他石盐岩中还含有钾镁质岩类的沉积，也可与其他岩类如灰岩、泥质岩等成过渡型的岩类。盐岩产于岩类如灰岩、泥质岩等成过渡型的岩类。盐岩产于海退型沉积建造中，下部为深海相。海退型沉积建造中，下部为深海相。15163 3钾镁质岩盐钾镁质岩盐主要矿
21、物常是钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、杂卤主要矿物常是钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、杂卤三等，通常含有大量的石盐，并与石盐岩共生。结构三等，通常含有大量的石盐，并与石盐岩共生。结构构造常很复杂，根据不同成分可以分成以下几种岩石构造常很复杂，根据不同成分可以分成以下几种岩石类型：类型：l l）钾石盐岩钾石盐岩：钾石盐（：钾石盐（15%15%40%40%）、石盐）、石盐（25%25%一一60%60%）以及少量的硬行膏、粘土矿物和其他）以及少量的硬行膏、粘土矿物和其他矿物，岩层厚度不大，常和石盐、粘土质。石膏间互矿物，岩层厚度不大，常和石盐、粘土质。石膏间互成层，层理清楚。成层，层理清楚。2 2）光卤石岩光卤
22、石岩：由光卤石（：由光卤石（40%40%80%80%）和石盐）和石盐(10(1050%50%）以及少量硬石膏、粘土矿物等与钾石盐、）以及少量硬石膏、粘土矿物等与钾石盐、钾盐镁矾等共生。钾盐镁矾等共生。16173 3）钾盐镁矾矿钾盐镁矾矿：主要由钾盐镁矾：主要由钾盐镁矾(40(407070)、石盐石盐(3(35050)及杂卤石组成，可见硬石膏。及杂卤石组成，可见硬石膏。4 4）硬盐岩：钾石盐与硬石膏，硫镁矾或者杂卤）硬盐岩：钾石盐与硬石膏，硫镁矾或者杂卤石的结合称为硬盐，它们是成岩一后生变化形成的。石的结合称为硬盐，它们是成岩一后生变化形成的。硬盐岩除了这些组合矿物外还有石盐。硬盐岩除了这些组合
23、矿物外还有石盐。在地层蒸发岩系中，蒸发岩及其共生的沉积岩在地层蒸发岩系中，蒸发岩及其共生的沉积岩类，常有一定的层序：一般情况下由下而上通常是：类，常有一定的层序：一般情况下由下而上通常是：粘土或石灰岩；粘土或石灰岩；白云岩；白云岩；硬石膏岩；硬石膏岩；石盐石盐岩；岩；钾盐岩；钾盐岩；上覆石盐岩；上覆石盐岩；上覆硬石膏岩，上覆硬石膏岩，构成一个完美的旋回。构成一个完美的旋回。1718四、蒸发岩的成因环境及演化四、蒸发岩的成因环境及演化 1 1、砂坝说、砂坝说奥克西努斯（奥克西努斯（OchseniusOchsenius，18771877）研究了湖沉积）研究了湖沉积特征，提出了特征，提出了“砂坝理论
24、砂坝理论”（沙洲说），这是一种直（沙洲说），这是一种直接的蒸发作用。他认为强烈的蒸发作用可以使湖中的接的蒸发作用。他认为强烈的蒸发作用可以使湖中的卤水达到任意的浓度，而湖与广海之间的半封闭式通卤水达到任意的浓度，而湖与广海之间的半封闭式通道可以使广海的海水与湖中的卤水时通时隔。当隔绝道可以使广海的海水与湖中的卤水时通时隔。当隔绝时，湖卤水蒸发浓缩，岩类沉淀；相通时，海水注入，时，湖卤水蒸发浓缩，岩类沉淀；相通时，海水注入，盐类得到补充，如此使盐类不断的沉积。这种学说的盐类得到补充，如此使盐类不断的沉积。这种学说的实例就是里海的卡拉博加兹湾。实例就是里海的卡拉博加兹湾。181919202 2、回
25、流说、回流说金氏（金氏（KlflgKlflg，19471947）在研究了）在研究了“叠纪卡斯蒂尔叠纪卡斯蒂尔组厚层石膏沉积后，在砂坝理论的基础上提出了组厚层石膏沉积后，在砂坝理论的基础上提出了“回流说回流说”。他认为湖中的蒸发浓缩了的卤水，可以他认为湖中的蒸发浓缩了的卤水，可以通过具有渗透性的砂坝以底部回流的方式回到广海通过具有渗透性的砂坝以底部回流的方式回到广海中去，中去，同时广海的海水可以通过有点限制性的通道同时广海的海水可以通过有点限制性的通道流入湖，其盐度足以使硫酸钙沉淀，并能维持浓度流入湖，其盐度足以使硫酸钙沉淀，并能维持浓度的稳定和硫酸钙供给，因而沉淀了巨厚的石膏。他的稳定和硫酸钙
26、供给，因而沉淀了巨厚的石膏。他认为认为“卡斯蒂尔海卡斯蒂尔海”浓缩的卤水就有沉入海底的倾浓缩的卤水就有沉入海底的倾向。向。20213 3、干化盆地说、干化盆地说后期在地中海的深海钻探发现其海底之下有巨大后期在地中海的深海钻探发现其海底之下有巨大规模的蒸发岩系，分布面积达规模的蒸发岩系，分布面积达250250平方千米，厚度数平方千米，厚度数千米。后来根据对这些蒸发岩的研究，发现了许多当千米。后来根据对这些蒸发岩的研究，发现了许多当初暴露在大气之下的证据，说明此蒸发岩形成于浅水初暴露在大气之下的证据，说明此蒸发岩形成于浅水陆上的沙漠环境。因此许靖华提出了陆上的沙漠环境。因此许靖华提出了“干化盆地说
27、干化盆地说”，用干涸和海水注入相交替的观点较圆满地解释了地，用干涸和海水注入相交替的观点较圆满地解释了地中海海底之下的蒸发岩成因。其后的一些深海钻探又中海海底之下的蒸发岩成因。其后的一些深海钻探又探明了地中海探明了地中海盐类沉积呈牛眼状分布盐类沉积呈牛眼状分布，这是干化深盆，这是干化深盆地点火的蒸发岩沉积分异的特点，而不是回流说的带地点火的蒸发岩沉积分异的特点，而不是回流说的带状分异特点。状分异特点。212222232324五、蒸发岩的分布规律及其与油气关系五、蒸发岩的分布规律及其与油气关系 1 1含油、盐岩系分布规律含油、盐岩系分布规律 根据统计资料，在油、盐共生的盆地中，有根据统计资料，在
28、油、盐共生的盆地中，有4646的盆地的油气层产于盐系地层之下，的盆地的油气层产于盐系地层之下，4141的盆地的油的盆地的油气层产于盐系地层之上，气层产于盐系地层之上，1313的盆地的油气层产于盐的盆地的油气层产于盐系地层之间。这表明油气产于盐系地层的下部或上部系地层之间。这表明油气产于盐系地层的下部或上部是主要的。是主要的。在盆地发展过程中，如果出现干湿交替的气候，在盆地发展过程中，如果出现干湿交替的气候，将会形成含油气沉积和含盐沉积的交替，在剖面上将将会形成含油气沉积和含盐沉积的交替，在剖面上将会形成含盐岩系和含油气岩系的旋回沉积。四川盆地会形成含盐岩系和含油气岩系的旋回沉积。四川盆地下二叠
29、统嘉陵江组与中三叠口玻组即为含气的碳酸盐下二叠统嘉陵江组与中三叠口玻组即为含气的碳酸盐岩与石膏、硬石膏岩、盐岩的旋回沉积。位于油气层岩与石膏、硬石膏岩、盐岩的旋回沉积。位于油气层之上的石膏层是理想的油气盖层，它与其下的含油气之上的石膏层是理想的油气盖层，它与其下的含油气岩系组成良好的生、储、盖组合。岩系组成良好的生、储、盖组合。2425252626272728总之，在油、盐共生的盆地中，不论是海总之，在油、盐共生的盆地中，不论是海洋或者湖泊成因的盆地，沉积岩的平面分布常洋或者湖泊成因的盆地，沉积岩的平面分布常有明显的分带性。在碳酸盐岩一蒸发岩盆地中，有明显的分带性。在碳酸盐岩一蒸发岩盆地中，从
30、边缘往盆地中心，依次由石灰岩、白云岩、从边缘往盆地中心，依次由石灰岩、白云岩、石膏或硬石膏岩、石盐及钾镁盐岩等岩相带组石膏或硬石膏岩、石盐及钾镁盐岩等岩相带组成。成。在碎屑岩一蒸发岩盆地中，沿盆地边缘向在碎屑岩一蒸发岩盆地中，沿盆地边缘向中心，依次沉积砾、砂岩，泥岩，泥灰岩（有中心，依次沉积砾、砂岩，泥岩，泥灰岩（有时沉积）以及各类蒸发盐岩，油气主要聚集在时沉积）以及各类蒸发盐岩，油气主要聚集在碳酸岩和砂岩分别带。碳酸岩和砂岩分别带。28292 2蒸发岩与油气的关系蒸发岩与油气的关系 1 1）蒸发岩可含有机质而具有一定的生油气能力）蒸发岩可含有机质而具有一定的生油气能力 研究资料指出，厌氧的硫
31、酸盐细菌在高盐度的研究资料指出，厌氧的硫酸盐细菌在高盐度的溶液（例如含盐度超过溶液（例如含盐度超过4040的盐水）中不能生存，所的盐水）中不能生存，所以，以，蒸发环境有利于有机质的封存和向油气转化。蒸发环境有利于有机质的封存和向油气转化。蒸蒸发岩生油问题近年来已受到石油界的重视。发岩生油问题近年来已受到石油界的重视。根据埃文斯（根据埃文斯（R REvansEvans，19821982）的资料，全新）的资料，全新世蒸发盐沉积物的有机碳含量可高达世蒸发盐沉积物的有机碳含量可高达1515，所含原始，所含原始有机质属于喜盐植物、藻类与浮游生物分解的残余物。有机质属于喜盐植物、藻类与浮游生物分解的残余物
32、。此外，从蒸发岩露头中测得的有机碳含量一般在此外，从蒸发岩露头中测得的有机碳含量一般在0.20.20.50.5，这表明蒸发岩具有一定的生油气潜能。，这表明蒸发岩具有一定的生油气潜能。2930（2 2）蒸发岩对油气运移的影响）蒸发岩对油气运移的影响 在盐盆地中，随着卤水的浓缩，卤水相对密度在盐盆地中，随着卤水的浓缩，卤水相对密度逐渐增大。逐渐增大。当相对密度大的卤水下沉并渗入沉积物当相对密度大的卤水下沉并渗入沉积物中时，将排出烃并促使其运移进入孔隙层中中时，将排出烃并促使其运移进入孔隙层中。位于。位于孔隙层之上的孔隙层之上的蒸发盐岩盖层则控制着油气的二次运蒸发盐岩盖层则控制着油气的二次运移，使其
33、只能作侧向运移移，使其只能作侧向运移。只有当盐层发生断裂或。只有当盐层发生断裂或溶解时，才能发生垂直运移。溶解时，才能发生垂直运移。3 3）蒸发岩是优质盖层并影响储集性）蒸发岩是优质盖层并影响储集性盐岩与石膏岩是油气的盐岩与石膏岩是油气的良好封隔层良好封隔层已为大家所已为大家所熟知，此外，蒸发岩对油气储集层的储集性能也有熟知，此外，蒸发岩对油气储集层的储集性能也有一定的影响，主要表现在以下一定的影响，主要表现在以下两个方面两个方面：30311 1）与储集层伴生的蒸发岩，遭受溶解后可）与储集层伴生的蒸发岩，遭受溶解后可以胶结物形式再充填沉淀于储集层孔隙之中或交以胶结物形式再充填沉淀于储集层孔隙之
34、中或交代碳酸盐，从而代碳酸盐，从而降低储集层的孔隙性降低储集层的孔隙性；2 2）充填储集层中原生孔隙或交代基质的石）充填储集层中原生孔隙或交代基质的石膏，若被后期孔隙水所溶解，将产生板状及条状膏，若被后期孔隙水所溶解，将产生板状及条状等等形态的溶模孔隙，从而有助于储集层储集性能形态的溶模孔隙，从而有助于储集层储集性能的改善的改善。3132（4 4）蒸发岩有利于形成油气圈闭）蒸发岩有利于形成油气圈闭蒸发岩具有极强的塑性，当沉积厚度较大和承蒸发岩具有极强的塑性，当沉积厚度较大和承受了巨大的受了巨大的不均衡压力时，就要发生塑性流动不均衡压力时，就要发生塑性流动。所。所以，在蒸发岩沉积厚度大的地区，由
35、于差异性压实，以，在蒸发岩沉积厚度大的地区，由于差异性压实，岩石可以发生塑性向上流动，改变上覆岩层的产状，岩石可以发生塑性向上流动，改变上覆岩层的产状，从而形成各种类型的构造圈闭，如从而形成各种类型的构造圈闭，如层状背斜圈闭、层状背斜圈闭、穿刺穿盐丘顶部的岩性圈闭或超覆于盐丘顶部的砂穿刺穿盐丘顶部的岩性圈闭或超覆于盐丘顶部的砂岩尖灭带内的岩性圈闭、刺穿盐丘翼部的不整合面岩尖灭带内的岩性圈闭、刺穿盐丘翼部的不整合面之下的地层圈闭、盐丘帽中的地层圈闭等之下的地层圈闭、盐丘帽中的地层圈闭等。由于这。由于这些圈闭的位置大多邻近生油凹陷，所以它们常能成些圈闭的位置大多邻近生油凹陷，所以它们常能成为油气聚
36、集的主要场所。为油气聚集的主要场所。32333334 第二节、硅岩第二节、硅岩 硅岩硅岩主要指主要指自生二氧化硅自生二氧化硅含量可达含量可达 70 708080的沉的沉积岩，不包括主要由碎屑石英组成的石英砂岩和石英岩。积岩，不包括主要由碎屑石英组成的石英砂岩和石英岩。硅岩在地壳中的分布仅次于碳酸盐岩硅岩在地壳中的分布仅次于碳酸盐岩,而居第四位。而居第四位。关于该类岩石的形成作用和沉积方式，研究结果认关于该类岩石的形成作用和沉积方式，研究结果认为，为，不仅受化学及生物化学作用的控制，特别在沉积方不仅受化学及生物化学作用的控制，特别在沉积方式上也明显受机械作用的影响。式上也明显受机械作用的影响。因
37、而福克（因而福克（19621962）所提）所提出的碳酸盐岩成因和分类原则都可以引进硅岩中。出的碳酸盐岩成因和分类原则都可以引进硅岩中。硅岩在工业上有多种用途硅岩在工业上有多种用途.3435一、硅岩的基本特征及分类一、硅岩的基本特征及分类 1 1成分特征成分特征 硅岩的主要矿物成分为蛋白石、玉髓和石英。硅岩的主要矿物成分为蛋白石、玉髓和石英。隐一微晶及至细晶石英的集合体，通称为燧石。隐一微晶及至细晶石英的集合体，通称为燧石。硅岩的化学成分以为硅岩的化学成分以为SiO2SiO2主，有时高达主，有时高达9999；常；常见的混入物有见的混入物有Al2O3Al2O3，Fe2O3Fe2O3，CaOCaO和
38、和和和MgOMgO，在，在一些绿色碧玉岩中一些绿色碧玉岩中 Fe2O3 Fe2O3可达可达1010；富含水云母、；富含水云母、蒙脱石和高岭石等粘土矿物的硅岩，其蒙脱石和高岭石等粘土矿物的硅岩，其 A12O3 A12O3最高最高可达可达 8 8；在硅岩中尚未发现稀有元素的特别富集。；在硅岩中尚未发现稀有元素的特别富集。但微量元素的含量与沉积条件有关。但微量元素的含量与沉积条件有关。35362 2结构、构造和颜色特征结构、构造和颜色特征（1 1）结构特征）结构特征硅岩常具有非晶质结构、隐一微晶结构、生物结硅岩常具有非晶质结构、隐一微晶结构、生物结构、纤维状结构、碎屑结构、鲕状结构。隐藻结构以构、纤
39、维状结构、碎屑结构、鲕状结构。隐藻结构以及交代结构等。及交代结构等。3637福克和威弗（福克和威弗（19521952）用透射电镜观察硅岩的超微）用透射电镜观察硅岩的超微结构，并进一步划分了燧石的隐晶结构类型：结构，并进一步划分了燧石的隐晶结构类型：半自半自形粒状或花岗变晶的；形粒状或花岗变晶的；不等粒的；不等粒的；海绵状的；海绵状的；斑状或斑状变晶的；说明燧石具有复杂的结晶历史。斑状或斑状变晶的；说明燧石具有复杂的结晶历史。研究结果均表明，硅岩经历了胶状一次胶状一块研究结果均表明，硅岩经历了胶状一次胶状一块状一晶粒状的演化过程。状一晶粒状的演化过程。37383839(2)(2)硅岩的构造硅岩的
40、构造硅岩的构造和产出形态多种多样，常见层状、透硅岩的构造和产出形态多种多样，常见层状、透镜状、结核状、条带状和团块状。镜状、结核状、条带状和团块状。华东石油学院对我国华北震旦亚界燧石岩进行过华东石油学院对我国华北震旦亚界燧石岩进行过详细的研究，并按其产出形态划分为层纹状、条带状、详细的研究，并按其产出形态划分为层纹状、条带状、结核状、团块状和放射状五种类型（见表结核状、团块状和放射状五种类型（见表15152 2）。）。39404041414242434344硅岩的颜色多姿，且随岩石中所含的杂质而异，硅岩的颜色多姿，且随岩石中所含的杂质而异，常见灰黑色、灰白色，有时可见灰绿色、红色等色常见灰黑色
41、、灰白色，有时可见灰绿色、红色等色调。调。总体上，硅岩致密坚硬且性脆，化学性质稳定，总体上，硅岩致密坚硬且性脆，化学性质稳定，抗风化能力强。当与其他岩类共生时，常突出于岩抗风化能力强。当与其他岩类共生时，常突出于岩层风化面之上。层风化面之上。44453 3硅岩的分类硅岩的分类在国内外有多方案，常用的一些分类有在国内外有多方案，常用的一些分类有 ：按产状分类：层状的、结核状的；按产状分类：层状的、结核状的；按矿物成分分类：蛋白石质的、玉髓质的、石英按矿物成分分类：蛋白石质的、玉髓质的、石英质的；质的；按矿物共生组合关系分类：与碳酸盐岩共生的、按矿物共生组合关系分类：与碳酸盐岩共生的、与页岩和铁质
42、岩共生的；与页岩和铁质岩共生的；按成因分类：有机成因、无机成因和交代成因的按成因分类：有机成因、无机成因和交代成因的硅岩。硅岩。按发展趋势，硅岩的分类应采用按发展趋势，硅岩的分类应采用结构成分结构成分成因分类方案。成因分类方案。4546综合各时代硅岩的成因和结构，大致有如下类型：综合各时代硅岩的成因和结构，大致有如下类型：1 1）生物成因的生物成因的（硅藻岩、海绵岩、放射虫岩、藻（硅藻岩、海绵岩、放射虫岩、藻细胞硅岩）；细胞硅岩）；2 2）化学及生物化学成因的化学及生物化学成因的（藻叠层硅岩、藻粒硅（藻叠层硅岩、藻粒硅岩等）；岩等）；3 3）机械成因的机械成因的（鲕粒硅岩、球粒硅岩。内碎屑硅（
43、鲕粒硅岩、球粒硅岩。内碎屑硅岩等）；岩等）；4 4）纯化学成因的（碧玉岩、硅质板岩、硅华等）；）纯化学成因的（碧玉岩、硅质板岩、硅华等）；5 5）交代成因的（主要交代碳酸盐岩产生的，常部）交代成因的（主要交代碳酸盐岩产生的，常部分保留原岩结构，如硅化鲕粒石灰岩或白云岩、硅化分保留原岩结构，如硅化鲕粒石灰岩或白云岩、硅化藻叠层石石灰岩或白云岩等）。藻叠层石石灰岩或白云岩等）。4647二、主要岩石类型二、主要岩石类型 1 1生物成因的硅质岩生物成因的硅质岩 （1 1）硅藻岩（硅藻土）硅藻岩（硅藻土）硅藻岩主要由硅藻的壳体组成，矿物成分主要为硅藻岩主要由硅藻的壳体组成，矿物成分主要为蛋白石，化学成分
44、中二氧化硅一般在蛋白石，化学成分中二氧化硅一般在7070以上，优质以上，优质的可达的可达9090以上。不同环境下形成的硅藻岩，常混入以上。不同环境下形成的硅藻岩，常混入数量不等的粘土矿物、铁质矿物和碳酸盐矿物等。数量不等的粘土矿物、铁质矿物和碳酸盐矿物等。硅藻是一种微体化石，大小儿至几十微米，一般小硅藻是一种微体化石，大小儿至几十微米，一般小于于50m50m，中一高倍镜下才能分辨其形状。辐射硅藻，中一高倍镜下才能分辨其形状。辐射硅藻（CentralesCentrales）通常呈圆盘形、球形、圆柱形、三角形）通常呈圆盘形、球形、圆柱形、三角形等；羽纹硅藻（等；羽纹硅藻（PennataePenna
45、tae）一般为长形（针形、楔形、）一般为长形（针形、楔形、矩形、纺锤形等）。矩形、纺锤形等）。47484849大部分硅藻土产于第大部分硅藻土产于第三纪以来的海相或湖泊相三纪以来的海相或湖泊相的地层中，少数分分布于的地层中，少数分分布于白垩纪的地层中。多与粘白垩纪的地层中。多与粘土岩、泥灰岩共生，有时土岩、泥灰岩共生，有时与火山岩共生。年代较老与火山岩共生。年代较老的地层中硅藻土一般均转的地层中硅藻土一般均转变为板状硅藻土或蛋白土，变为板状硅藻土或蛋白土，最终渐变至燧石岩。现代最终渐变至燧石岩。现代硅藻主要分布在两极及中硅藻主要分布在两极及中纬度的海洋中，并与洋流纬度的海洋中，并与洋流分布有关。
46、分布有关。4950（2 2）海绵岩）海绵岩 主要由硅质海绵骨外（其主要成分为蛋白石及玉主要由硅质海绵骨外（其主要成分为蛋白石及玉髓）所组成，有时含有少量放射虫及钙质生物遗体，髓）所组成，有时含有少量放射虫及钙质生物遗体，可混入少量粘土矿物、碳酸盐矿物及海绿石等矿物。可混入少量粘土矿物、碳酸盐矿物及海绿石等矿物。海绵岩外貌为细粒状，呈淡灰绿色或黑色，常见海绵岩外貌为细粒状，呈淡灰绿色或黑色，常见有坚硬和疏松的两种类型。有坚硬和疏松的两种类型。坚硬的海绵岩中，海绵骨外由不同比例的蛋白坚硬的海绵岩中，海绵骨外由不同比例的蛋白石、玉髓和自生石英胶结而成，外貌呈致密状，不透石、玉髓和自生石英胶结而成，外
47、貌呈致密状，不透水。纯净、疏松的海绵岩极少见，仅在个别地区的第水。纯净、疏松的海绵岩极少见，仅在个别地区的第三纪沉积中有所分布。三纪沉积中有所分布。海绵岩多分布于新生代的地层中。海绵岩多分布于新生代的地层中。5051（3 3）放射虫岩）放射虫岩 放射虫岩主要由放射虫的壳体组成，矿物成分为放射虫岩主要由放射虫的壳体组成，矿物成分为蛋白石，常含硅藻、海绵骨针，少见钙质生物遗骸。蛋白石，常含硅藻、海绵骨针，少见钙质生物遗骸。生态学研究表明（生态学研究表明（Kobayashi and KimuraKobayashi and Kimura，19441944），习于深水（冷的）生活的放射虫个体较大，），习
48、于深水（冷的）生活的放射虫个体较大，多为球形，其囊壁厚而简单；习于表水（温的）生活多为球形，其囊壁厚而简单；习于表水（温的）生活的个体较小，且多呈圆盘或长圆形，便于浮游，其囊的个体较小，且多呈圆盘或长圆形，便于浮游，其囊壁薄而且多层。壁薄而且多层。放射虫岩多为深灰色，也有红色及黑色，常为薄放射虫岩多为深灰色，也有红色及黑色，常为薄层状、致密坚硬。较老地层中的矿物成分（蛋白石、层状、致密坚硬。较老地层中的矿物成分（蛋白石、玉髓）多已重结晶为微晶石英。玉髓）多已重结晶为微晶石英。5152关于放射虫岩的形成环境问题，许靖华（关于放射虫岩的形成环境问题，许靖华（197197）认为放射虫（硅质浮游生物）
49、大量繁殖在赤道洋流认为放射虫（硅质浮游生物）大量繁殖在赤道洋流（特别是靠近太平洋的赤道洋流）附近。在这里，海（特别是靠近太平洋的赤道洋流）附近。在这里，海底洋流携带了大量供给硅质生物生存的养料，促使硅底洋流携带了大量供给硅质生物生存的养料，促使硅质生物大量繁殖。质生物大量繁殖。因此放射虫岩的存在，从某些意义因此放射虫岩的存在，从某些意义而言，能指示远洋深海沉积环境和确定古赤道位置。而言，能指示远洋深海沉积环境和确定古赤道位置。525353545455（4 4）藻细胞硅岩）藻细胞硅岩（藻（藻细胞燧石岩）细胞燧石岩）黑色，多为层状，其黑色，多为层状，其中含有球状体、杯状体和中含有球状体、杯状体和丝
50、状体等细胞化石遗迹，丝状体等细胞化石遗迹，矿物成分主要是玉髓。矿物成分主要是玉髓。藻细胞硅岩广泛见于藻细胞硅岩广泛见于前寒武系硅铁岩、硅一碳前寒武系硅铁岩、硅一碳酸盐岩建造的陵石岩中，酸盐岩建造的陵石岩中，在我国华北震旦亚界雾迷在我国华北震旦亚界雾迷山组下部亦有分布。山组下部亦有分布。55562 2化学及生物化学成因的硅岩化学及生物化学成因的硅岩（1 1）藻叠层硅岩（层状藻叠层燧石岩）藻叠层硅岩（层状藻叠层燧石岩）类似碳酸盐岩中的叠层石，宏观呈层状、柱状和类似碳酸盐岩中的叠层石，宏观呈层状、柱状和锥状等，形态多样，大小不一。基本层分别由暗色硅锥状等，形态多样，大小不一。基本层分别由暗色硅质层和