铝质岩

科技工作者之家 2020-11-17

一种富含铝质矿物的化学沉积岩。又称铝矾土。Al2O3∶SiO2>1,主要矿物成分为:一水硬铝石、一水软铝石、三水铝矿。外貌与黏土岩相似。但致密、比重大,无可塑性。常具鲕状,豆状结构,以及块状构造。1

矿物成分特征铝质岩的主要矿物成分是铝的氢氧化物,其次是各类粘土矿物、石英、玉髓、榍石、金红石、锐钛矿等。此外还有一些自生矿物,如菱铁矿、方解石、沸石、氧化铁及氢氧化铁。

铝的氢氧化物包括三种矿物,即Al(OH)3型的三水铝石、AlO(OH)型的和水硬铝石。

铝质岩形成后,上述铝矿物在成岩、后生及变质作用过程中,一般按下列顺序变化:三水铝石→水软铝矿→水硬铝矿→刚玉。故三水铝石型铝土矿多见于中、新生代地层中,一水硬铝石、一水软铝石型铝土矿分布于中生代、古生代地层中;刚玉型铝土矿则见于经受变质作用的铝土矿中。

化学成分特征铝质岩的化学成分易变而复杂,其主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、TiO2、H2O,次要成分有CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、S等。同时还含有很多种微量元素和稀有元素,如Ga、Ge、U、V、Cr、Ni等。

结构构造特征铝质岩的常见结构为泥质结构、粉砂泥质结构、内碎屑结构、豆状(鲕状)结构及交代结构等。

泥质结构与粉砂泥质结构的特点是:前者以手摸之无粗糙感,断口为贝壳状;后者以手摸之有颗粒感,断口为参差状。具有这两种结构的铝质岩,在外貌上往往与泥质岩非常相似,区别的方法是铝质岩与水混合后不能形成塑性物,硬度、密度亦较大,有时有磁性。

内碎屑结构的特点是准同生铝质岩碎屑被同成分的物质胶结。按粒度可分为砾屑、沙屑、粉屑等粒级;按内碎屑与杂基的量比关系可分为颗粒支撑及杂基支撑。

豆装结构和鲕状结构都属于包粒结构。豆状或鲕状的形态呈浑圆或扁圆形,有时具石英陆屑或铝土矿的内屑构成核心。围绕核心的同心圆数目不,其成分为一水软铝石、一水硬铝石或它们与鲕绿泥石的混合物,有时不同成分交替生长。其成因主要是同生的,在高能的环境下形成。

交代结构的特点是保留母岩的结构,母岩常常是辉绿岩、玄武岩、霞石正长岩、粘土岩和页岩。

铝质岩的构造与结构关系十分密切,泥质结构的铝质岩一般为块状构造。内碎屑结构的铝质岩常可见到粒序层理几交错层理。

铝质岩的种类残积铝质岩主要组成矿物是铝的氢氧化物(三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石等),其次是石英、玉髓、菱铁矿、方解石及各种粘土矿物。其化学成分特点是Al2O3>SiO2。风化后多为灰色, 含铁高时为灰褐色,具鱼卵状、豆状结构。当Al2O3>40%,且Al2O3/SiO2>2时,则构成铝土矿。按成因可分为两种类型:红土和红土型铝土矿;沉积型铝质岩和铝土矿。前者形成于热带或亚热带;后者多形成于海湖盆地。铝土矿可用来提炼金属铝,亦是重要的耐火材料。

岩沉积铝质岩又称铝土岩或铝钒土。富含氧化铝和铝硅酸盐矿物的化学沉积。Al2O3含量大于40%,Al2O3/SiO2比值大于2.5的铝质岩称为铝土矿。铝质岩中主要含铝矿物有三水铝石、一水铝石和勃姆石。常含有高岭石和伊利石。铝质岩一般具胶体结构,矿物颗粒细小,常小于0.01毫米;常有内碎屑状颗粒结构。铝质岩可具有鲕状、豆状等结构和葡萄状、块状、凝块状构造,有时成角砾状凝块结合体构造。 ,具有层位稳定的特点,一般分布于碳酸盐岩侵蚀面之上。

铝和铁一样都是原岩风化过程中趋于稳定的元素,因此铝质岩常常出现在原岩风化壳滞留带中。中、基性岩浆岩或巨厚石灰岩经风化,残留的Al2O3进入水盆地沉淀而形成铝质岩,未经远程搬运而在原地或近地堆积则形成红土型铝土矿。固结成岩后再次溶塌堆积的铝土矿是一种特殊的铝质岩。

铝质岩的分布中国的贵州、河南、山西等地的寒武系或奥陶系石灰岩与石炭纪含煤岩系之间的侵蚀面上,广泛发育沉积铝质岩或铝土矿层。一般红土残积型铝质岩是以三水铝石为主要含铝矿物,而沉积型铝质岩是以一水铝石为主要含铝矿物。沉积的铝质岩或铝土矿层,经过岩溶作用塌陷再堆积而成为块状铝质岩或铝土矿是一种特殊的例子,在广西一带存在这类铝质岩。

铝质岩的用途1. 提炼金属铝,一般炼铝工业对铝土矿的质量要求是Al2O3的含量>45%,SiO245%。

3. 耐火材料,氧化铝耐火砖一般要求铝土矿中Al2O3>45%。

4. 制造水泥,铝土水泥具有速凝能力。

5. 化学工业,常用来制取硫酸铝、氧化铝、氢氧化铝、硫酸钾铝等。2

研究方法由于铝质岩的颗粒很细,其物质成分单靠显微镜研究室不够的,必须采用差热分析、x射线分析、电子显微镜、化学分析、光谱分析等综合手段进行。

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学

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