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1、第十五章其它沉積巖及礦產(chǎn)第一節(jié)蒸發(fā)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(xué)成因的巖石稱為“蒸發(fā)巖”。或稱主要由易溶鹽類礦物組成的沉積巖為“蒸發(fā)巖”。共同特性是:①溶解度極大的易溶鹽類礦物是其主要的礦物組分;②其形成均與干燥氣候、強蒸發(fā)作用有關(guān);③既是特殊的沉積巖又是重要的礦產(chǎn)資源;④在油氣勘探過程中還是極優(yōu)質(zhì)的蓋層,加之其易流動性常形成各種底辟與穿剌構(gòu)造。類型多樣,以氯化物巖和硫酸鹽巖分布較廣。11、蒸發(fā)礦物為主要礦物成分,常有粘土(及灰泥)混入物,可有少量陸源碎屑,偶有稀有均無元素礦物及有機質(zhì)。結(jié)構(gòu)成
2、分以晶粒為主,化學(xué)成分與礦物組成有關(guān)。蒸發(fā)礦物主要是主要是鉀、鈉、鎂、鈣的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽及其復(fù)鹽等等;以溶解度大、一般含水、主要是在強蒸發(fā)條件下以化學(xué)沉淀方式形成,是典型的外生沉積礦物;蒸發(fā)巖的結(jié)構(gòu)成分主要是礦物的晶體(晶粒),特殊條件下可有內(nèi)碎屑。蒸發(fā)巖的化學(xué)成分直接與礦物組成有關(guān)。一、蒸發(fā)巖的物質(zhì)成分22、蒸發(fā)巖礦物的形成絕大部分蒸發(fā)巖類礦物均與蒸發(fā)濃縮作用有關(guān)。按其形成機理可分為兩種:一種為含鹽度較高的溶液或鹵水的直接蒸發(fā)與結(jié)晶形成(鹽湖模式);另一種發(fā)生在早先形成的沉積物中,在其孔隙中的鹵水因蒸發(fā)作
3、用產(chǎn)生結(jié)晶活動(薩布哈模式)。兩者好像沒有什么區(qū)別,均為蒸發(fā)作用,但其沉積鹽類物質(zhì)在結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征及分布上往往有明顯的差別。31)干燥氣候條件下的內(nèi)陸鹽湖和隔絕的海灣、瀉湖的蒸發(fā)沉淀作用完全類似于鹽湖模式。鹽類礦物晶出的先后取決于它本身的溶解度或鹵水當(dāng)時的濃度,其蒸發(fā)是一個動態(tài)平衡過程,總體上遵循化學(xué)沉積分異規(guī)律,一般可分為六個階段:1)碳酸鹽一石膏沉積階段;2)石鹽沉積階段;3)硫酸鈉、鎂階段;4)鉀、鎂鹽沉積階段;5)光鹵石沉積階段;6)水氯鎂石沉積階段。鹽類物質(zhì)來自鹵水;析出的鹽類礦物按晶出的先后呈層狀堆積,在蒸發(fā)巖剖面中由
4、下至上可以相應(yīng)地劃分出六個沉積帶。沉積物主要為晶粒結(jié)構(gòu),晶體的粒徑與過飽和程度及結(jié)晶速率有關(guān)。45據(jù)計算:如果海水深100m,那么可得到0.059m的硫酸鈣,1.287m的氯化鈉;0.094m的硫酸鎂;0.043m的氯化鉀及0.0148m的氯化鎂。6控制鹽湖沉積的主要因素是蒸發(fā)量與鹵水的補組量的關(guān)系。2)孔隙中的鹵水蒸發(fā)結(jié)晶方式發(fā)生在潮上坪和干鹽湖的滲透帶及上潛水帶中。這種環(huán)境又稱為鹽沼澤或“薩布哈”,這種方式又稱為“薩布哈”模式。這里早先形成的沉積物可以是碳酸鹽質(zhì)、砂質(zhì)、泥質(zhì)或者其他,可以是固結(jié)的也可以是未固結(jié)的??紫吨械柠u水可
5、以是由特大潮水或風(fēng)暴帶來的海水(海岸帶的潮上坪常是這樣)或者其他來源的鹵水自地表附近滲入的,也可以是深部的鹵水沿毛細管上升而來的(干鹽湖可能如此)。7蒸發(fā)作用使孔隙中的鹵水變濃,某些鹽類礦物得以結(jié)晶,同時由于變濃而密度增大的這部分鹵水就開始向下滲透,一般地說,這是個連續(xù)的過程。形成的蒸發(fā)巖主體是石膏、硬石膏、石鹽和鉀鹽??刂汽u水的濃度和沉積作用的因素有:由蒸發(fā)作用的速度、濃鹵水向下滲透的速度和低濃度鹵水的補充速度。實際研究中,人們除了要考慮氣候條件外,還要考慮早先沉積物(巖)的滲透率和本身的性質(zhì)。早先沉積物(巖)的固結(jié)程度影響著新
6、生礦物晶體的生長,假如沉積物是松軟的,新生成的礦物則能夠推開周圍的沉積物通過“位移作用”而長大;假如沉積物固結(jié)得較堅硬,新生成的礦物晶體將包含早先沉積物,因而形成一種嵌晶狀結(jié)構(gòu)8二、蒸發(fā)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1、由于鹽類礦物易于溶解和沉淀,使得原始沉積物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造在成巖一后生作用中發(fā)生了很大的改變,特別是地層中的蒸發(fā)巖原始的礦物特征和結(jié)構(gòu)特征幾乎完全消失了,常常見到的是一些次生結(jié)構(gòu);主要有斑狀變晶結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、纖維狀結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu),其次還有經(jīng)過機械搬運的碎屑結(jié)構(gòu)、應(yīng)力作用而成的礦物塑性變形等。斑狀變晶結(jié)構(gòu):基質(zhì)常是細粒
7、狀的,斑晶呈自形,有時其邊緣被其他礦物侵蝕和交代。斑晶的成分可以和基質(zhì)相同也可不同。一般認為斑狀變晶結(jié)構(gòu)是強烈聚合結(jié)晶作用的特征。9粒狀變晶結(jié)構(gòu):顆粒的大小不定,石膏巖的粒度通常較小,而鹽巖較粗大。纖維狀結(jié)構(gòu)為平行狀的和雜亂排列的,例如石膏巖脈中纖維狀石膏晶體常常是垂直脈壁平行的,在被交代的結(jié)核中細小的纖維狀礦物晶體常呈雜亂分布。柱狀、放射狀等結(jié)構(gòu)在硬石膏巖中見到,硬石膏晶體呈平行的柱狀、放射狀排列以及呈扇狀排列,有時也無一定方向。硬石膏晶體的邊緣常不規(guī)則,周圍常充填有細粒白云石。碎屑結(jié)構(gòu)中碎屑物常是具磨圓狀的石膏,有時還可觀察到
8、粒序?qū)永?,碎屑間見的填隙物含量不定。10蒸發(fā)巖的構(gòu)造常見的有:均勻塊狀構(gòu)造、層理構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、變形構(gòu)造。此外還常見不均勻構(gòu)造,其種類繁多,反映了蒸發(fā)巖在成巖一后生階段復(fù)雜的變化。三、蒸發(fā)巖主要的巖石類型蒸發(fā)巖常常是有用的礦產(chǎn),一般是