鋁質岩

鋁質岩

鋁質岩是指含氧化鋁(Al2O3)。並含大量鋁礦物(鋁的氧化物)的岩石。其化學成分特點是Al2O3.>SiO2。鋁質岩形成後,上述鋁礦物在成岩、後生及變質作用過程中,一般按下列順序變化:三水鋁石→水軟鋁礦→水硬鋁礦→剛玉。鋁質岩的主要礦物成分是鋁的氫氧化物,其次是各類粘土礦物、石英、玉髓、榍石、金紅石、銳鈦礦等。鋁質岩的常見結構為泥質結構、粉砂泥質結構、內碎屑結構、豆狀(鮞狀)結構及交代結構等。鋁質岩可具有鮞狀、豆狀等結構和葡萄狀、塊狀、凝塊狀構造,有時成角礫狀凝塊結合體構造。

礦物成分特徵

鋁質岩鋁質岩
鋁質岩的主要礦物成分是鋁的氫氧化物,其次是各類粘土礦物、石英、玉髓、榍石、金紅石、銳鈦礦等。此外還有一些自生礦物,如菱鐵礦、方解石、沸石、氧化鐵及氫氧化鐵。

鋁的氫氧化物包括三種礦物,即Al(OH)3型的三水鋁石、AlO(OH)型的和水硬鋁石。

鋁質岩形成後,上述鋁礦物在成岩、後生及變質作用過程中,一般按下列順序變化:三水鋁石→水軟鋁礦→水硬鋁礦→剛玉。故三水鋁石型鋁土礦多見於中、新生代地層中,一水硬鋁石、一水軟鋁石型鋁土礦分布於中生代、古生代地層中;剛玉型鋁土礦則見於經受變質作用的鋁土礦中。

化學成分特徵

鋁質岩的化學成分易變而複雜,其主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、TiO2、H2O,次要成分有CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、S等。同時還含有很多種微量元素和稀有元素,如Ga、Ge、U、V、Cr、Ni等。

結構構造特徵

鋁質岩的常見結構為泥質結構、粉砂泥質結構、內碎屑結構、豆狀(鮞狀)結構及交代結構等。

泥質結構與粉砂泥質結構的特點是:前者以手摸之無粗糙感,斷口為貝殼狀;後者以手摸之有顆粒感,斷口為參差狀。具有這兩種結構的鋁質岩,在外貌上往往與泥質岩非常相似,區別的方法是鋁質岩與水混合後不能形成塑性物,硬度、密度亦較大,有時有磁性。

內碎屑結構的特點是準同生鋁質岩碎屑被同成分的物質膠結。按粒度可分為礫屑、沙屑、粉屑等粒級;按內碎屑與雜基的量比關係可分為顆粒支撐及雜基支撐。

豆裝結構和鮞狀結構都屬於包粒結構。豆狀或鮞狀的形態呈渾圓或扁圓形,有時具石英陸屑或鋁土礦的內屑構成核心。圍繞核心的同心圓數目不,其成分為一水軟鋁石、一水硬鋁石或它們與鮞綠泥石的混合物,有時不同成分交替生長。其成因主要是同生的,在高能的環境下形成。

交代結構的特點是保留母岩的結構,母岩常常是輝綠岩、玄武岩、霞石正長岩、粘土岩和頁岩。

鋁質岩的構造與結構關係十分密切,泥質結構的鋁質岩一般為塊狀構造。內碎屑結構的鋁質岩常可見到粒序層理幾交錯層理。

鋁質岩的種類

殘積鋁質岩

主要組成礦物是鋁的氫氧化物(三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石等),其次是石英、玉髓、菱鐵礦、方解石及各種粘土礦物。其化學成分特點是Al2O3>SiO2。風化後多為灰色, 含鐵高時為灰褐色,具魚卵狀、豆狀結構。當Al2O3>40%,且Al2O3/SiO2>2時,則構成鋁土礦。按成因可分為兩種類型:紅土和紅土型鋁土礦;沉積型鋁質岩和鋁土礦。前者形成於熱帶或亞熱帶;後者多形成於海湖盆地。鋁土礦可用來提鍊金屬鋁,亦是重要的耐火材料。

岩沉積鋁質岩

又稱鋁土岩或鋁釩土。富含氧化鋁和鋁矽酸鹽礦物的化學沉積。Al2O3含量大於40%,Al2O3/SiO2比值大於2.5的鋁質岩稱為鋁土礦。鋁質岩中主要含鋁礦物有三水鋁石、一水鋁石和勃姆石。常含有高嶺石和伊利石。鋁質岩一般具膠體結構,礦物顆粒細小,常小於0.01毫米;常有內碎屑狀顆粒結構。鋁質岩可具有鮞狀、豆狀等結構和葡萄狀、塊狀、凝塊狀構造,有時成角礫狀凝塊結合體構造。 ,具有層位穩定的特點,一般分布於碳酸鹽岩侵蝕面之上。

鋁和鐵一樣都是原岩風化過程中趨於穩定的元素,因此鋁質岩常常出現在原岩風化殼滯留帶中。中、基性岩漿岩或巨厚石灰岩經風化,殘留的Al2O3進入水盆地沉澱而形成鋁質岩,未經遠程搬運而在原地或近地堆積則形成紅土型鋁土礦。固結成岩後再次溶塌堆積的鋁土礦是一種特殊的鋁質岩。

鋁質岩的用途

1. 提鍊金屬鋁,一般煉鋁工業對鋁土礦的質量要求是Al2O3的含量>45%,SiO2<15%~18%,即Al2O3:SiO2≥2.6~3。

2. 人造研磨材料,可用於製造高硬度的人造剛玉(氧化鋁)磨料,在金屬加工和機械製造工業等方面具有特殊的用途,要求Al2O3>45%。

3. 耐火材料,氧化鋁耐火磚一般要求鋁土礦中Al2O3>45%。

4. 製造水泥,鋁土水泥具有速凝能力。

5. 化學工業,常用來製取硫酸鋁、氧化鋁、氫氧化鋁、硫酸鉀鋁等。

研究方法

由於鋁質岩的顆粒很細,其物質成分單靠顯微鏡研究室不夠的,必須採用差熱分析、x射線分析、電子顯微鏡、化學分析、光譜分析等綜合手段進行。

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