在沉積巖中,二氧化硅礦物主要出現(xiàn)于碎屑巖和硅質(zhì)巖中。它既可以作為陸源礦物,也可以呈自生礦物出現(xiàn)。這兩種二氧化硅礦物的成因極不相同,必須把它們區(qū)分開來。
陸源礦物即碎屑石英顆粒。有些碎屑石英顆粒含有包裹體,其包裏體可以分為氣液包裏體和礦物包裹體兩類。礦物包裹體又可根據(jù)礦物的晶形分為粒狀、針狀和片狀礦物等。包裹體的類型與石英的來源有關。一般地說,氣液包裹體多者(乳狀石英)幾乎都是來自石英脈;片巖及其他高級變質(zhì)巖中的石英少見氣液包裹體;火山巖中的石英常清澈如水,很少含包裹體;而具金紅石針狀包裹體者多來自花崗巖。但是,由于包裹體在母巖中的產(chǎn)狀比較復雜,顆粒非常細小,鑒定又難,故其應用頗受限制。
根據(jù)石英的消光特征,可以將它分為無波狀消光石英和波狀消光石英兩類。波狀消光是一種應變晶體的簡單的光性表現(xiàn),大多數(shù)巖石無論在結晶過程中或是在晶體形成之后,都會遭受某種變形。據(jù)統(tǒng)計,在深成侵入巖和變質(zhì)巖中,無波狀消光的石英是很少的,一般不到10%;反之,在火山巖中,則很少見到波狀消光的石英,一般也不到10%。而且隨著時代的變老,波狀消光石英的含量也相應增加,因此石英的消光特征并不是母巖類型的可靠標志,甚至有人認為,用波狀消光來確定母巖性質(zhì)是無效的。
根據(jù)石英的內(nèi)部結構,又可將它分為單晶石英和多晶石英(又稱復晶石英)。單晶石英指的是由單個晶體所組成的顆粒,而多晶石英指的是兩個或更多個晶體的集合體,包括來自火成巖、變質(zhì)巖和沉積巖的顆粒。一般來說,多晶石英的顆粒都比較大,且多晶形式是比較不穩(wěn)定的。
自生二氧化硅礦物有三種變體,即蛋白石、玉髓和石英。此類礦物既可以單獨組成巖石,又可以呈膠結物產(chǎn)出。
1、蛋白石
蛋白石是直接從水溶液析出SiO2,膠體脫水而成的,因而是非晶質(zhì)的,含水量很高(可達10%)。在薄片中,蛋白石無色透明,具負高突起。由于色散效應,在蛋白石與樹膠或石英接觸處顯黃色。無解理。正交鏡下全消光。蛋白石易與火山玻璃碎屑相混,但玻屑具特殊外形,其折光率不會低于1.490。蛋白石也容易和方沸石相混,但方沸石具有解理。與螢石的區(qū)別是,螢石有晶形且具解理。蛋白石是準穩(wěn)定礦物,容易重結晶向玉髓轉變。因此,它僅存在于年輕地層中。
2、玉髓
玉髓是隱晶質(zhì)的SiO2礦物,是由蛋白石結晶而成的,故其是介于蛋白石和石英之間的過渡類型。在薄片中,玉髓無色透明,負低突起。正交鏡下可見纖維狀晶體,呈花瓣或扇狀集合體,轉動物臺,玉髓纖維依次達到消光位,消光影呈波浪狀移動,這種消光特點稱扇狀消光。有時玉髓為球狀集合體,十字消光。Ⅰ級灰干涉色,主要為平行消光。??嗽岢鲆貏e注意碳酸鹽巖中一種自生玉髓的類型,它可以用以判斷沉積環(huán)境和成巖環(huán)境。??藢⑦@類玉髓分為負延性玉髓(負玉髓)、正延性玉髓(正玉髓)、水玉髓和斑狀玉髓。前者為淡水環(huán)境沉積或交代的產(chǎn)物,一般玉髓多屬此類。后三種玉髓可能是在蒸發(fā)環(huán)境中SiO2直接沉淀的,或是SiO2交代蒸發(fā)礦物形成的。
3、石英
自生石英多是由蛋白石經(jīng)玉髓階段重結晶而來,也有從溶液中直接緩慢沉淀而成的。自生石英的主要特征是外形沒有任何磨蝕痕跡,彼此間常呈鑲嵌狀,有時呈自形晶體,有時外形與其所在空間相適應。自生石英呈次生加大邊產(chǎn)出,次生加大邊光潔透亮,與所圍繞的石英顆粒的成分、光性方位相同,但它們之間常有一圈鐵或黏土的薄膜分隔。
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