多孔粉石英特征研究
- 2014-10-08 17:44:00
- demo 原創
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1、樣品化學成分
樣品的多元素化學分析結果列于表1。
表1 樣品的化學成分(%)
組 分 |
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
MnO |
含 量 |
96.47 |
1.10 |
0.15 |
0.13 |
0.13 |
0.021 |
0.0010 |
組 分 |
Na2O |
K2O |
S |
P |
TC |
H2O+ |
|
含 量 |
0.0092 |
0.0067 |
0.013 |
0.010 |
0.027 |
1.78 |
|
2、樣品的礦物組成
樣品新鮮面肉眼下呈白色、粉末則微帶淡粉紅色,具結構較為致密的塊狀,粘舌,性脆,易研碎,硬度明顯低于脈石英和石英砂巖。經鏡下鑒定和X射線衍射分析綜合研究表明,樣品中主要組成礦物為玉髓,次為石英、銳鈦礦和有機質。樣品的X射線衍射分析結果見圖1。
圖1 樣品的X射線衍射分析圖譜
3、主要礦物的產出形式
玉髓 隱晶質~微晶質,晶體粒度普遍極為細小,以致正交偏光下很難確定其晶體界限,僅局部可見結晶粒度略粗的微粒石英呈團塊狀集合體產出,但與周圍的隱晶質部分仍呈逐漸過渡的關系,顯然這是玉髓通過后期脫水作用或重結晶作用形成的產物(照片1、2)。掃描電鏡觀察表明(放大倍數×6000~8000),樣品中玉髓實際上多為近于圓形的等軸粒狀,少數為不規則的它形粒狀,粒度大多在0.5μm以下,局部由重結晶作用形成的微粒石英可至5~10μm,晶粒相互緊密鑲嵌,粒間形態多變的次顯微孔洞較為發育(照片3、4)。
銳鈦礦 自形板柱狀或粒狀,粒度普遍小于0.01mm,常以星散浸染狀的形式散布于玉髓中,在后期形成的由微粒石英組成的團塊中其分布頻率相對較高,但未發現銳鈦礦呈集合體產出(照片5)。由于銳鈦礦的粒度過于細小、分散程度高,因此預計即使通過細磨也很難使樣品中TiO2的含量得到明顯的降低。
有機質 分布較為廣泛,常呈形態多變的不規則狀零星分布在玉髓中,局部微具定向排列的特征(照片6),粒度變化較大,細小者小于0.02mm,個別粗者大于0.3mm,一般介于0.03~0.2mm之間。由于部分有機質中可能含有少量的鐵質,因此其集合體邊緣的玉髓常被浸染成淡黃褐色。
3、樣品的結構構造
由于樣品中主要組成礦物的結晶粒度十分細小,因此具典型的隱晶質~微晶質結構。雖經鏡下仔細觀察,但未發現明顯的生物結構。不過樣品中常見玉髓呈消光性質不一的團塊狀、肋條狀產出(照片1),這是否為原生物結構的殘留尚待進一步研究。
樣品具致密塊狀構造。
4、樣品的密度
將樣品破磨至-0.2mm的細度,采用比重瓶法測得樣品的密度為2.6631克/厘米3,這與石英的理論密度基本一致。
5、樣品中SiO2的賦存狀態
根據以上所述可知,樣品雖然含SiO2較高,但并不是脈石英或石英砂巖,其巖石學特征與由生物化學作用或火山活動形成的硅質巖更為類似。為查明樣品中SiO2的賦存狀態,對其進行了硅的化學物相分析,結果列于表2。
表2 樣品中硅的化學物相分析結果(%)
硅 相 |
石英 中SiO2 |
蛋白石 中SiO2 |
硅酸鹽 中SiO2 |
合 計 |
含 量 |
79.10 |
14.56 |
2.81 |
96.47 |
分布率 |
82.00 |
15.09 |
2.91 |
100.00 |
由表2可以看出,樣品中呈石英產出的SiO2占82.00%,其次是分布在蛋白石中的SiO2,但比例僅占15.09%。顯然,前者的賦存礦物主要是玉髓和經脫水作用或重結晶作用形成的微粒狀石英,而蛋白石則可能為掃描電鏡下所見的部分圓粒狀玉髓。
5、綜合分析
(1)樣品的組成礦物種類簡單,主要是粒度極為細小玉髓,次為微粒石英和蛋白石。
(2)樣品盡管結構較為松疏,但顯微孔洞和生物結構均不清晰,然而采用掃描電鏡觀察表明,樣品的次顯微孔洞仍十分發育。
(3)樣品的密度較高,與硅藻土和蛋白土相差較大,后者的密度通常介于0.4~1.8克/厘米3之間。
(4)樣品像硅藻土一樣具有粘舌的特性,說明其吸附能力較強,這可能與樣品的次顯微孔洞較為發育有關。
綜合研究表明,區內礦石為在一定程度上具硅藻土性質的硅質巖。根據礦石結構微細均勻、含少量蛋白石、次顯微孔洞發育等特征,推斷區內礦石很可能原為硅藻土,但在后期地質過程中發生了較強烈的脫水作用或重結晶作用,絕大部分蛋白石已轉變為隱晶質~微晶質玉髓或微粒狀石英,目前所見到的蛋白石實際上是變化不完全的交代殘余,這也是礦石在某些方面具硅藻土的特征的主要原因。據此,將區內礦石稱為隱晶質多孔狀硅質巖可能更為恰當。
照片1 礦物成分相同,但消光性能不一的玉髓集合體混雜交生
構成肋條狀、似網格狀交生關系 ,黑色~有機質 正交偏光
照片2 由脫水作用形成的再生微粒石英聚合成團塊狀集合體(中部)
分布在由隱晶質~微晶質玉髓組成的基底中 正交偏光
照片3 粒度普遍小于0. 5μm的微粒狀玉髓緊密鑲嵌,粒間可見
細小的孔洞(黑色)分布 掃描電鏡背散射電子像
照片4 由脫水作用形成的微細石英(中上部左側)與圓粒狀玉髓混雜交生
前者棱角較為明顯,粒度可至5.0μm左右,后者普遍小于0. 5μm
黑色~孔洞 掃描電鏡背散射電子像
照片5 微粒銳鈦礦(黃褐色,中部)呈星散浸染狀嵌布在微粒
玉髓(灰~灰白色)粒間 正交偏光
照片6 形態多變的有機質(黑色)集合體散布在由玉髓(無色透明)
組成的基底中 單偏光