第九章其它沉積巖除碎屑巖、火山碎屑巖和碳酸鹽巖外，其它沉積巖類，如蒸發(fā)巖、硅質巖、煤巖、油頁巖、鐵巖、錳巖、鋁土巖、磷酸鹽巖等也較為常見。下面我們學習與專業(yè)關系較為親熱的前四種。第一節(jié)蒸發(fā)巖一、概述(一)定義蒸發(fā)巖又稱鹽巖，是指由含鹽度較高的溶液或鹵水，通過蒸發(fā)作用形成的化學沉積巖。蒸發(fā)巖不包括某些和蒸發(fā)作用有關的碳酸鹽巖，如白云巖、鈣質層和石灰華等。(二)蒸發(fā)巖的化學組成和主要礦物成分化學組成蒸發(fā)巖的化學組成主要是K、Na、Ca、Mg的氯化物、硫酸鹽，其次為它們的硼酸鹽K、Na的硝酸鹽等。主要礦物成份氯化物：石鹽(NaCI)、鉀鹽(KCI)、光鹵石(KCl?MgCb?6H2O);氯化物硫酸鹽：鉀鹽鎂磯(KCI-MgSO4-3H2O);硫酸鹽：無水鉀鎂磯(K2SO4?2MgSO4)、鉀鈉芒硝(K2SO4?Na2SO4)、雜鹵石(2CaSC4-K2SO4-MgSO4-2H2O)、無水芒硝(Na2SO4)、芒硝(Na2SO4?IOH2O)、瀉利鹽(MgSO4-7H2O)、石膏(CaSO-2H2O)、硬石膏(CaSO4、等；碳酸鹽：水堿(即蘇打，Na2CO3-HzO)、自然堿(Na2CO3?NaHCO3)；硼酸鹽：硼砂(Na2B4O7?10H2O)、鈉硼鈣石(NaCaB5O4?8H2O)、柱硼鎂石(MgB2O4?3H2O)等。此外，還有粘土、白云石、菱鎂礦、菱鐵礦、赤鐵礦、天青石、綠泥石、云母、石英、長石等混入物。1?海水蒸發(fā)礦物的生成挨次35Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Cl-、SO42-，相應地，構成海水蒸發(fā)礦物的主要組分是Na、Mg、K、Ca的氯化物和硫酸鹽。海水蒸發(fā)時，可溶鹽按溶解度從小到大的挨次依次沉淀形成礦物， 因此,礦物類型可反映其生成時海水鹽度的凹凸。總的來說蒸發(fā)礦物的結晶挨次分為六個階段:碳酸鹽一石膏階段石鹽沉積階段

海水鹽度稍高就開頭沉淀;海水濃縮％26%;石鹽、硫酸鹽、鎂鹽階段鉀、鎂鹽沉積階段

31?32%;33?34%;光鹵石沉積階段水氯鎂石沉積階段2.內陸湖盆蒸發(fā)礦物的生成規(guī)律

35%;海水鹽度增至共結點(？)大陸水的主要組分是CO32-、HC03-、SO42-、CI-、CaFSMg2+、Na+、K+,由于湖盆所處地理位置、地質條件、氣候條件和補給條件的不同，大陸水的礦化度和化學組成有很大差異。就化學成分而言，湖盆水體可分為碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型三種鹵水，不同類型的湖水，濃縮后形成的蒸發(fā)礦物及其組合特征各不一樣。1?構造蒸發(fā)巖的構造按成因可分為原生構造和次生構造。(1)原生構造原生構造有化學沉淀的結晶粒狀構造和機械沉積的粒屑構造。(2)次生構造次生構造則有斑狀變晶構造、交代構造、搓碎構造、塑性形變構造等。2.構造蒸發(fā)巖的構造也可按成因分為原生的和次生的兩種。(1)原生構造是當鹽巖從溶液中沉淀出時形成的，如致密塊狀構造、微層狀構造、條帶狀構造，以及波痕、穿插層理、粒序層理等。次生構造則是在鹽巖形成之后形成的，如由地表水侵蝕成的網(wǎng)狀構造、泉華構造,由構造運動所造成的角礫狀構造、皺紋狀構造，以及由風化淋濾作用所形成的多孔狀構造等。二、主要巖石類型蒸發(fā)巖按礦物成份可分為石膏一硬石膏巖、石鹽巖和鉀鎂質巖等。石膏和硬石膏主要組成單礦物巖石，有時組成石膏一硬石膏巖或硬石膏—石膏混合巖。常見的混入物有白云石、石鹽、天青石、黃鐵礦、蛋白石、玉髓、石英等。在陸相石膏巖內往往有大量砂質一粉砂質和粘土質混入物。石膏一硬石膏巖具有粗粒的結晶粒狀構造。在構造上常發(fā)育有很好的紋層狀構造，有時具有穿插層理。此外，石膏和硬石膏還常呈結核狀消滅，而這種結核狀的硬石膏反映了潮上帶或沙漠干鹽湖的成因特點。一般認為從濃縮鹵水中沉淀的原生硫酸鈣礦物是石膏，即在30C海水含鹽度提高倍，石膏就開頭沉淀；在42C硬石膏。在成巖階段，石膏往往向硬石膏轉化。依據(jù)試驗資料，石

80°C?90°C150CP-硬石膏，體積縮小8?39%。假設3C/100m14C4500m時，石膏就全部轉變成硬石膏，體積縮小，產生晶間孔，能為深層自然氣供給儲集空間。東營凹陷深層4200米四周的硬石膏有豐富的晶間孔和晶間縫，并在其中見到了熒光顯示，說明其中有烴類分布。而大量的勘探時間證明，硬石膏巖作為有效的蓋層一般埋深小于2500100C-硬石膏了。〔二〕石鹽巖又稱巖鹽。主要礦物是石鹽，常混有少量的氯化物、硫酸鹽、粘土、有機質和鐵質等。巖鹽一般呈塊狀，結晶粒狀構造，巖鹽中常可見紋層狀構造以及共生的石膏、硬石膏互層。巖鹽可以沉積在海岸和內陸鹽沼中，也可以形成于淺水到深水的湖泊和海相盆地中。我國四川震旦系有的世界上最古老的石鹽層，厚度在堊、其次紀和第四紀鹽湖都盛產巖鹽。

200〔三〕鉀鎂鹽巖〔自學〕主要由溶解度大的鹽類礦物，如鉀鹽、光鹵石、雜鹵石、硫鎂磯、無水鉀鎂磯和瀉利鹽組成。它們是在海水蒸發(fā)作用的最終階段沉淀的，因此往往產在蒸發(fā)旋回的頂部，一般厚度不大。由于它們具有易溶性，在成巖階段當與其剩余鹵水或淡的地下水接觸，會導致礦物成分的變化，有可能最終沉淀的礦物組合不同于原生的礦物組合。〔四〕自然鹵水〔自學〕是產于地下的鹽類溶液。原生鹵水是保存在地層中的古代剩余海水和鹽湖水，又叫“封存水”。次生鹵水是古代鹽巖或含鹽巖石經地下水溶解后存儲在地層中的一種鹵水。NaCI、MgCl2、CaCb、CaSO4。在有深大斷裂貫穿老地層的狀況下，古老地層中的鹵水會成為深水鹽湖的鹽類來源。三、蒸發(fā)巖的成因蒸發(fā)巖成因的爭論可以追溯到19世紀。一百多年來，人們相繼提出了許多成因理論和假說，如砂壩說〔 1877〕、多級海盆說〔1915?1955〕、回流說〔1947?1965〕、潮上鹽沼說或“薩巴哈說”〔1955?1971〕、深水蒸發(fā)沉積說〔1855?1970〕、干化盆地說〔這里僅選擇幾種簡介如下。

1972〕、大陸說或沙漠說、風成說等。〔一〕砂壩成鹽說1877年奧克謝尼厄斯〔OchseniuS提出“砂壩說”來解釋巨厚的鹽類沉積問題。他認為鹽類礦物是在與廣海隔離的瀉湖中蒸發(fā)形成的。處于海灣或瀉湖與廣海之間的砂壩，一方面起著使海灣或瀉湖水體不斷蒸發(fā)而濃縮的作用，同時又讓海水從其頂部不斷流入補給，從而導致各種鹽類按溶解度大小先后發(fā)生沉淀。實際上，起屏障作用的除了砂壩外，還有構造隆起、生物礁和火山堤等。〔二〕深水蒸發(fā)說持這一觀點的人認為成鹽作用不肯定需要瀉湖環(huán)境。在海洋中，由于表面猛烈蒸發(fā)作用可以產生濃縮鹵水，這種外表濃縮鹵水由于密度大而下沉,在閉塞的海盆地深處聚攏起來，最終可形成鹽類沉積。〔三〕干化深盆說1972年，許靖華提出“干化深盆地說”，他用枯槁和海水注入相交替的觀點，解釋地中海蒸發(fā)巖的形成。據(jù)許的觀點，在晚中世時，地中海曾與大西洋分別，形成一個沙漠盆地。地中海蒸發(fā)巖就是形成于低于海平面數(shù)千米的盆地內的淺鹵水池或鹽灘上。當深盆地被海水布滿時，形成深水沉積,枯槁時形成淺水蒸發(fā)巖。這種蒸發(fā)巖的特征是淺水蒸發(fā)巖與深水頁巖、濁積巖共生。在空間關系上呈牛眼式分布〔畫圖〕。這是由于封閉的深盆地在干化過程中發(fā)生分異作用，導致鹽類依次沉淀。碳酸鹽和硫酸鹽沉積在盆地的邊緣，盆地中心則沉積石鹽和鉀鹽。〔四〕深水成因鹽湖在湖相沉積中也可以形成蒸發(fā)巖。一般認為湖相蒸發(fā)巖是干熱氣候淺水蒸發(fā)環(huán)境的產物。但近年來對渤海灣一些次級凹陷沙河街組蒸發(fā)巖地層的研究說明：湖相蒸發(fā)巖可以形成于半干旱半潮濕的深水環(huán)境。代表是東濮凹陷沙二段鹽湖和東營凹陷沙四上亞段鹽湖。古老地層中的鹵水沿深大斷裂進入湖盆成為鹽類沉積的物質根底。特點是鹽巖分布范圍明顯受斷裂發(fā)育帶掌握,鹽巖與深水正常沉積共生。四、蒸發(fā)巖與油氣的關系80年月以來，有不少學者還提出了蒸發(fā)巖地層的生油力量和硬石膏巖的儲集性能。〔一〕鹽層與油氣層的分布規(guī)律依據(jù)統(tǒng)計資料，在油、鹽共生的盆地中，有46%的盆地的油氣層產于鹽系地層之下，41%的盆地的油氣層分布在鹽層之上，13%的盆地的油氣層在鹽系地層之間。我國東部下第三系斷陷湖盆廣泛發(fā)育有蒸發(fā)巖地層，蒸發(fā)巖具有多韻律多旋回的特點，單層厚度小，與碎屑巖或碳酸鹽巖成頻繁互層；其發(fā)育的層位與生油巖形成的層位共存，并且與油氣無論是在地層剖面上還是在平面上都共存。〔二〕蒸發(fā)巖和油氣生成鹽度增高，既可以造成很多生物種屬的絕滅，也可以為某些狹鹽類生物供給豐富的養(yǎng)料而使之大量生殖；Enos〔1983〕認為，全世未經壓實的蒸發(fā)巖中有機質含量高達15%2%5%之間，與其它類型的烴源巖相比較，其有機碳含量比較可觀，可與同時沉積的暗色泥巖一起作為烴源巖。例如美國西北部的帕拉多克斯盆地和綠河盆地蒸發(fā)巖就是良好的油氣烴源巖〔雷懷彥, 1996〕。〔三〕蒸發(fā)巖對油氣運移的影響鹵水進入沉積物，促使烴類排出進入滲透層，位于滲透層之上的蒸發(fā)巖蓋層掌握著油氣的二次運移，使之只能側向運移。〔四〕蒸發(fā)巖對油氣儲集層的封隔及其對油氣的儲集性能膏鹽層在中淺層致密，可以作為良好的油氣蓋層，也可以在經受了高溫成巖作用后〔100~150C3000~4500m〕成為深層油氣的儲層。〔五〕蒸發(fā)巖對油氣圈閉的影響在蒸發(fā)巖沉積厚度大的地區(qū)，由于差異壓實作用，巖石可發(fā)生塑性向上流淌，轉變上覆巖層的產狀從而形成各種類型的構造圈閉、巖性圈閉、地層圈閉等。東營凹陷深層沙四段蒸發(fā)巖地層系深水成因，與油氣有親熱關系，既可能作為油氣烴源巖，也可成為深層油氣的有效儲層。這是對深層蒸發(fā)巖的生疏，但對其油氣生、儲性能的機理和普遍意義等方面還有待于深入爭論。蒸發(fā)巖的多種成因和硬石膏巖的封蓋性、儲集性反映了深刻而又平凡的哲學道理：事物是進展變化的，并非一成不變，也沒有方之四海而皆準的成因規(guī)律。其次節(jié)硅巖一、概述〔一〕定義硅巖是指由化學作用、生物作用、生物化學作用以及某些火山作用所形成的富含SiO2〔7080%〕的巖石，也包括在盆地內經機械裂開作用再沉積的硅質巖，但不包括陸源石英碎屑經搬運、沉積而成的石英砂巖和沉積石英巖。有人也稱硅巖為硅質巖。在歐美文獻中，大多把固結的硅巖統(tǒng)稱為燧石,然后在燧石名稱前冠以能反映巖石產狀、成分及構造和構造特征的附加名稱,如硅藻質燧石、鮞狀燧石、結核狀燧石、層狀燧石等。〔二〕硅巖的礦物成分硅巖的礦物成分主要有各種類型的蛋白石、結晶質的玉髓和自生石英。此外，還有粘土礦物、碳酸鹽礦物和氧化鐵等，有些硅巖可有綠泥石、沸石、黃鐵礦、有機質等混入。〔三〕硅巖的構造和構造硅巖可以有非晶質的膠狀構造、隱晶構造、微粒構造、生物構造以及粒屑構造，還可見各種交代剩余構造。硅巖可以單獨成層，也可以呈薄層、透鏡體、條帶狀或各種外形的結核夾于其它巖石〔常為碳酸鹽巖〕中。〔四〕硅巖的顏色硅巖的顏色隨雜質而異，常呈灰色、灰黑色，也有灰白色、灰綠色和紅色。〔五〕其它硅巖在沉積巖系中的分布僅次于粘土巖、碎屑巖和碳酸鹽巖，居第四位。硅巖巖性堅硬、性脆，化學性質穩(wěn)定，抗風化力量強，與其它巖類共生時，常突出于風化面之上。二、硅巖的分類及主要巖石類型〔一〕分類硅巖的分類方案也較多，目前尚未全都。一般承受以下原則:1?按產狀分類：層狀的、結核狀的、條帶狀的硅巖等;按礦物成分分類：蛋白石質的、玉髓質的、石英質的硅巖;按巖石共生組合關系分類：與碳酸鹽巖共生的，與頁巖或鐵巖共生的硅巖等;按成因分類：生物成因的、無機成因的、交代成因的硅巖等。成因一構造一成分綜合分類的方案目前，多趨向于承受成因一構造一成份綜合分類的方案:首先按成因分為有機成因〔包括生物成因、生物化學成因〕 、無機化學成因、機械成因、交代成因幾類。依據(jù)主要構造特征分為生物構造、非晶質構造、隱晶一微晶質構造、微晶質構造、纖維狀構造、內碎屑構造、鮞粒構造、交代構造、交代剩余結構等。再依據(jù)主要礦物成份和組分劃分。最終定名為硅藻巖、海綿巖、放射蟲巖、藻疊層石硅巖、藻粒硅巖、蛋白土〔巖〕、燧石、層狀燧石、碧玉巖、硅華、內碎屑硅巖、鮞狀硅巖等。〔二〕主要巖石類型硅藻巖〔硅藻土〕主要由硅藻遺體〔硅藻殼，成份為蛋白石〕〔含量大于50%〕組成。硅藻是一種生活在海、湖盆地中的微體硅質生物，個體一般小于。硅藻種類可達數(shù)千種，其形態(tài)因藻殼構造不同可呈圓篩狀、蛛網(wǎng)狀、舟狀、月狀、三角狀、方形等。硅藻殼上的微孔多呈規(guī)章排列。硅藻巖中還可有少量放射蟲及海綿骨針，有時含粘土礦物、碳酸鹽礦物、海綠石、碎屑石英和云母等混入物，當粘土含量大于 50%時，過渡為硅藻粘土。硅藻土質純者呈白色。但常被鐵質或有機質染成黃色甚至是暗灰色或黑色。巖石外貌呈土狀，構造疏松，質軟而輕，比重只有?。孔隙度很高，吸水性強，可粘舌。在顯微鏡下具有生物構造，一般層理不明顯，有時可見水平層理。在中、高緯度的現(xiàn)代海洋中，廣泛分布有硅藻軟泥。大陸湖泊中也有。古代硅藻土大局部產于第三紀和第四紀沉積中，個別見于白堊紀地層中，而更古老的硅藻土均已次生變化為板狀硅藻土或蛋白石。山東臨朐縣山旺地區(qū)中統(tǒng)的硅藻土呈灰黑色與灰白色相間的水平帶狀層理，經風化和失水后，薄如紙狀的硅藻土翹起而似秀麗的翻卷書頁，故有“萬卷書”之稱，其中的動、植物化石說明其屬于大陸湖泊沉積。海綿巖〔自學〕主要成分為硅質海綿骨針，其成份多為蛋白石，有時為玉髓。在古代巖石中還可見少量放射蟲和鈣質介殼，并有粘土礦物、海綠石、粉砂等混入物。海綿巖外貌呈細粒狀，淡灰綠色或黑色，有堅硬的和疏松的兩種。前者致密，不透水，海綿骨針由不同比例的蛋白石、方英石、玉髓和石英膠結而成。疏松者少見，只在個別地區(qū)的第三紀沉積中見到。現(xiàn)代硅質海綿軟泥少見，只在北方海洋中見到，其中海綿骨針含量為20?40%。古代海綿巖常見于生代沉積中。3放射蟲巖〔自學〕主要由放射蟲〔海洋浮游生物〕的殼體組成，礦物成份為蛋白石和玉髓。常含硅藻、海綿骨針，少見鈣質生物遺骸。較老巖層中的礦物成份〔蛋白石、玉髓〕多已重結晶為微晶石英。巖石多為深灰色，也有紅色和黑色。常為薄層狀，致密堅硬，常與泥頁巖共生。較疏松的放射蟲巖見于白堊紀和第三紀沉積中。堅硬的放射蟲巖多見于古生代和中生代的地槽沉積中。藻疊層硅巖〔層狀藻疊層燧石巖〕〔自學〕藻疊層硅巖中的藻疊層與碳酸鹽巖中的疊層石一樣，宏觀呈層狀、柱狀和錐狀等，形態(tài)多樣，大小不一。根本層分別由暗色硅質和淺色硅質兩局部組成，礦物成份主要是玉髓。暗色層富有機質，具有藻跡微構造。有時根本層由碳酸鹽巖和硅巖分別組成，有時也見兩種不同礦物成份根本層相互交代現(xiàn)象。我國北方震旦亞界常見呈層狀分布的硅質疊層石。燧石巖〔自學〕是最常見的一種硅巖，主要由微晶石英和玉髓組成，常混有粘土、碳酸鹽礦物、有機質或少量的生物遺體。巖石致密堅硬，具有貝殼狀斷口。顏色因含雜質不同而多變，常見灰色和黑色，也有灰綠色、黃色、玫瑰紅色、白色等。顯微鏡下，純潔的燧石是物色的微晶石英集合體，通常雜質含量小于5%。從宏觀上觀看，燧石巖可形成于三種不同類型的地層單元和大地構造環(huán)境:①形成于碳酸鹽巖中的燧石結核；②形成于地槽中的層狀燧石；③形成于超鹽度湖泊環(huán)境中的燧石。1%。碧玉巖和硅質板巖〔自學〕是層狀燧石的一類特別變種。氧化鐵含量可大于 5%,主要由自生石英和玉髓組成，也可有方解石、菱錳礦、黃鐵礦、綠泥石、粘土礦物、云母和有機質等。碧玉巖常為隱晶質或膠狀構造，顏色有紅色、綠色、灰黃色、灰黑色等,有時呈斑塊狀。巖石致密堅硬，具有貝殼狀斷口。主要分布于地槽區(qū)，與火山巖系共生，形成巨厚的碧玉巖建筑。與大規(guī)模鐵礦伴生的含鐵石英巖建筑也有碧玉巖產出。硅質板巖與碧玉巖的區(qū)分是含有較多的粘土礦物，并常有很薄的層理。7、硅華〔自學〕是一種典型的化學成因的硅巖，懲形成于火山作用后期溫泉噴出地表處。SiO2含量不定，常有各種混入物，除了較多的AI2O3以外，還可由其它元素。8.鮞粒硅巖〔自學〕具有鮞粒構造。鮞粒主要由隱晶一微晶石英組成，或主要由玉髓組成,常呈放射球粒構造，具有核心及同心層，膠結物為微一細晶石英或玉髓，并呈櫛殼裝圍繞鮞粒生長。野外呈穩(wěn)定層狀，常見斜層理及穿插層理。鮞粒硅巖廣泛見于華北中、上元古界燧石一碳酸鹽巖巖系中，有時也見有交代構造。云南昭通下石炭統(tǒng)的煤系中也有此種巖石。三、硅巖的成因硅巖是一種礦物成份簡潔的巖石，但對其成因目前尚未有統(tǒng)一生疏。歸納起來有有機和無機成因兩大類觀點，包括一般的化學沉積作用、生物作用及生物化學作用和成巖作用中的硅的富集交代作用。〔一〕無機化學成因〔自學〕由無機化學成因形成硅巖的機理大體有以下三種模式:1?海洋模式:SiO2濃縮沉淀。湖泊模式:包括干鹽湖和淡水內陸湖相模式，咸水湖中的SiO22700ppm,由于蒸發(fā)作用使非晶質SiO2先形成硅酸鈉凝膠〔NaSi7Oi3〔OH〕3?3H2O〕的沉積，經長期脫水，脫鈉而轉變成燧石。在馬加迪底的更世沉積中，就有大量的這種燧石和結核層。火山噴發(fā)沉積模式火山噴發(fā)沉積物質經海底風華作用而分解出大量的 SiO2，到達或高于飽和度〔100120mg/l〕后沉淀而成。過去常用此模式解釋碧玉巖的成因。〔二〕生物或生物化學成因〔自學〕該模式和觀點，進十年來已經日益受到人們的重視。其證據(jù)之一是在古老沉積巖，如前寒武地層中，不斷覺察生命的遺跡，如類菌、類藻、古抱子等生物化石。其二，已經覺察不少硅巖是由硅藻、硅質海綿骨針或放射蟲等生物骨殼組成。其三，已經查明現(xiàn)代海洋有不少硅質生物軟泥分布。其四,無論在古代還是硅質沉積巖，還是在近代硅質沉積物中，都覺察了碳質、氨基酸及烴類等有機質。生物或生物化學成因的硅質沉積作用有直接和間接兩種方式:上述硅質生物遺體的直接積存。如硅質疊層石的沉積方式：低等的菌、藻類通過光合作用分泌粘液鞘物質,捕獲和粘結SiO2膠體質點，或通過光合作用轉變水介質的物理化學條件〔pH值〕SiO2沉淀。這種作用已經被前寒武系硅質疊層石的亮暗根本層形態(tài)特征及其中的藻跡微細構造所證明。交代作用自然界中，結核狀或條帶狀燧石與碳酸鹽巖或粘土巖共生的現(xiàn)象是極為常見的。這類燧石的成因多數(shù)人認為是由SiO2在成巖過程中，發(fā)生分散和交代而成的。碳酸鹽沉積物中有機質的分解，往往造成局部的pHSiO2的沉淀分散。當在消滅pH值、TSiO2SiO2CaCO3的有利條件，從而在石灰?guī)r中形成燧石結核透鏡體，其交代作用用下式表示：CaCO3+H2O+CO2+H4SiO4=SiO2+Ca2++2HCO3-+2H2O因此，產于碳酸鹽巖中的燧石有明顯的成巖交代的證據(jù):〔1〕燧石中保有原巖的組分、構造和構造，例如石灰?guī)r中的燧石結核常含有未交代的碳酸鹽剩余顆粒、基質以及鮞粒和內碎屑構造和疊層、層理等構造。保持原來石灰?guī)r中一些鈣質生物的形態(tài)和內部特征。燧石中含有白云石晶體剩余。結核與石灰?guī)r的接觸面呈縫合線狀。硅質結核往往分布于裂隙面上呈不規(guī)章形態(tài)，沒有肯定層位。除了上述成因以外，還有機械沉積成因的形成方式，如鮞粒硅巖、內碎屑硅巖的成因中，機械作用就占主導作用。其次節(jié)煤和油頁巖一、概述煤和油頁巖屬可燃生物巖。由于經濟價值很大所以也常稱為“可燃生物礦產”，也可稱為“可燃有機巖”或“可燃有機礦產”。我國是世界上用煤最早的國家。兩千五、六百年前的《山海經》中稱之為“石涅”，并有幾處提到它的產地，這些產地都是現(xiàn)今煤田的所在地。在西漢，我國已經用煤冶鐵。宋元時期，我國人民生活燃料已經普遍用煤，這使當時在我國的意大利人馬可?波羅大為驚異，并將其記載在他的游記中。到明代在李時珍的《本草綱目》中已經正式使用“煤”和“煤炭”這些名稱了。煤的經濟價值很大，常稱作“工業(yè)的糧食”，是重要的能源之一，煤還是重要的冶金和化工原料。假設對煤加以合理的綜合利用，則其價值將比單純地將其作為燃料使用要高出很多倍。我國煤炭資源格外豐富，是世界上產煤大國之一。但我國現(xiàn)在煤炭資源的勘探、開發(fā)和綜合利用水平，還是很不夠的。油頁巖是重要的人造石油原料及化工原料，其經濟價值很大。石油和自然氣也是可燃有機礦產，它們是液態(tài)和氣態(tài)的。另有專業(yè)課程進展特地介紹，我們在此只表達固態(tài)的煤與油頁巖的一些根本學問。二、煤(一)煤的性質煤的顯微組分煤作為一種巖石，可由幾種性質不同的顯微組分組成，這些顯微組分相當于巖石學中的“造巖礦物”，煤則相當于“巖石”。對煤的顯微組分，其劃分方案很多，這里只介紹常用的一種。鏡質組主要由高等植物的木質和纖維素經凝膠化作用，形成以腐殖酸和瀝青質為主要成分的凝膠化物質，再經煤化作用形成的一種富氧的煤的顯微組分。可包括構造鏡質體(構造凝膠體)、碎屑鏡質體、無構造鏡質體等組分。惰質組也稱絲質組，指包括微粒體、粗粒體、半絲質體、絲質體、菌類體和碎屑惰質體等一組富含碳、反射率比鏡質體高的顯微組分殼質組指源于植物的抱子、角質層、木栓、樹脂、蠟、脂肪和油，包括抱子體、角質體、樹脂體、木栓體、藻類體及碎屑殼質體等一組富含氫、反射率比鏡質組低的顯微組分組。煤的物理性質煤的物理性質是鑒別各種煤類型，尤其是各種變質煤類型的重要依據(jù)。(1)顏色褐煤呈褐黑色或暗黑色；低變質煙煤呈蘭黑色，并帶有淡褐色的色調;中變質煙煤呈黑色；高變質煙煤呈黑色，并帶有鋼灰色顏色；無煙煤呈鋼灰色；腐泥煤顏色多變，有深灰色、淺黃色、褐色、灰綠色。黑色等，但通常為黑色。條痕褐煤為褐色；低變質煙煤和中變質煙煤為深褐色到褐黑色；高變質煙煤為黑色，略帶褐色；無煙煤為褐色、深灰色；腐泥煤有時為黃色，有時為褐色。光澤煙煤變質程度越高，其光澤越強。相對密度煤的相對密度變化很大，這與煤的類型、雜質含量等有關。一般隨著變質程度加強，其相對密度增高。有時依據(jù)其相對密度就能大體將腐泥煤和腐植煤分開。(5)硬度以礦物學上的摩氏硬度為準，泥炭和褐煤的硬度最小，為4。

2；無煙煤斷口腐泥煤和無煙煤比較均一，呈貝殼狀斷口；其它的煙煤多呈不平坦狀、階梯狀、棱角狀斷口等。裂隙①內生裂隙往往與煤的層理垂直，裂隙面平坦。裂隙不穿過整個標本,光亮型煤的內生裂隙最發(fā)育。②外生裂隙是由于外力引起的，往往穿過整個標本，裂隙面不規(guī)章,長有擦痕伴生，裂隙常與層理斜交。依據(jù)煤的這些物理性質，可以在野外工作階段，用肉眼鑒定方法把煤的一些主要類型大致鑒別出來。這是煤巖學中最根本的學問和方法。煤的化學性質是由工業(yè)分析方法和元素分析法測得的。工業(yè)分析只要測定煤的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳這四種化學組分，有時也測定煤的粘結性和發(fā)熱量等性質。①煤中都有水。水有外在水、內在水和結晶水之分。水分對煤的儲存、運輸和加工利用等都是不利的。②煤的灰分是指煤完全燃燒后剩余下來的殘渣，主要由煤中各種礦物質組成。灰分固然是影響煤質量的不利因素。③揮發(fā)分是指把煤放在與空氣隔絕的條件下加熱，從煤中分解出來的焦油蒸汽和氣N2、H2、CH4、C02、H2S以及其它有機化合物等。④在測定揮發(fā)組分時，殘留在坩鍋中的固態(tài)殘渣，減去灰分，即得固定碳。⑤煤的粘結性是指煤在密閉條件下加熱到肯定溫度后，能夠熔融、粘結在一起形成焦塊的性質。J/Kg表示。在灰分肯定的狀況下，隨著煤的變質程度的增高，煤中的固定碳的含量也相應增高，其水分含量和揮發(fā)分含量則相應降低。煤的元素分析主要是測定煤的有機質的五個主要元素，即0、N、S。有時也測定P、Cl、As(砷)、Ge(鍺)、Ga、U、V等微量即伴生元素。(二)煤的形成成煤的原始物質、成煤環(huán)境及成煤作用的第一階段化作用及腐泥化作用

泥炭化作用、殘植成煤的原始物質成煤的原始物質是植物。高等植物構造比較簡單，有根、莖、葉之分，主要由木質素和纖維素組成，還有樹脂、角質層、果殼、抱子花粉等穩(wěn)定組分，多生長在陸上或沼澤地帶。低等植物主要是各種藻類，構造簡潔，主要由脂肪和蛋白質組成，多繁殖于較深水的沼澤、湖泊和淺海環(huán)境中。泥炭化作用生殖在沼澤地帶的高等植物死亡后，在有水掩蓋的沼澤中積存起來。如果沼澤的水流閉塞，細菌不能充分分解這些植物遺體，植物的主要組分，像木質素和纖維素等就會在這樣滯留的環(huán)境中保存下來，并逐步形成腐植質和腐殖酸等。這樣就形成了泥炭。這一過程就叫“泥炭化作用”。泥炭化作用是腐植煤形成的第一階段。殘植化作用假設沼澤的水流暢通，細菌會快速生殖起來，就會幾乎徹底地將高等植物的木質素和纖維素分解，只有最穩(wěn)定的組分，如角質層、抱子、花粉等才會留下來。這一過程成為“殘植化但殘植煤較少見。腐泥化作用生殖在湖泊中的低等植物，主要是藻類和其它附有生物，死亡之后遺體沉入湖底。在厭氧細菌的參與下，這些生物遺體腐爛分解，形成“腐泥”于低等生物。由主要由蛋白質和脂肪組成，所以由腐泥演化而成的腐泥煤類和腐植煤類大不一樣。腐泥中的脂肪和蛋白質可變?yōu)闉r青。低等植物變?yōu)楦嗟倪^程稱為“腐泥化作用”。這是形成腐泥煤的第一階段。70%以上，而且又有書頁狀層理構造，就是通常所說的“油頁巖”。因此，從成因角度說，油頁巖是一種高灰分的腐泥煤。由此可見，腐植煤和腐泥煤是依據(jù)原始物質，形成環(huán)境，化學成份的不同而將煤巖劃分的兩大類型。成煤的其次階段和第三階段一一泥炭的成巖作用和變質作用隨著泥炭的不斷積存，細菌作用就漸漸變得很微弱了。這是，泥炭在上覆沉積物的壓力下，所含水份大量排出，體積縮小，性質趨于致密，腐植酸含量下降，氫含量下降，碳含量增高。在經過這些變化后，泥炭就變成了褐煤。煤田地質學家通常把泥炭變?yōu)楹置旱淖饔梅Q為泥炭的煤的其次階段。

“成巖作用”，這是成泥炭變?yōu)楹置海窃跍囟缺容^低〔V70C〕和壓力較小的條件下進展的。假設溫度、壓力連續(xù)增大，褐煤就向煙煤過渡了。煤田地質學家通常把褐煤向煙煤直至無煙煤過渡的變化叫作煤的“變質作用”，這是成煤的第三階段。依據(jù)煤的變質程度，可把煤分為以下類型〔見下表〕按變質程度劃分煤類型變質程度類變質程度類型未變質煤褐煤低變質煤氣煤中變質煤肥煤煙煤焦煤瘦煤咼變質煤貧煤無煙煤用的范疇，由于煙煤和無煙煤的圍巖還仍舊是正常的沉積巖，并未發(fā)生變質作用。其實，只要能把問題本身表達清楚，術語上有些分歧并不是重要的。〔三〕煤系與主要聚煤期1?煤系及其特征煤系是指一套連續(xù)沉積的含有煤或煤層的沉積巖層或地層，是含煤層系的簡稱。其特征如下:〔1〕主要由碎屑巖及粘土巖組