La tarea de aprendizaje es comprender las rocas silíceas.

En cuanto a la clasificación de las rocas silíceas, algunas se clasifican según la ocurrencia en el campo, algunas se clasifican según la composición mineral silícea de la microestructura y algunas se clasifican según la clasificación de origen (química, biología, bioquímica). Las rocas silíceas se pueden dividir en dos categorías según su origen:

(1) Fuentes biológicas o bioquímicas: diatomita, roca radiolaria, roca esponjosa, diatomita tabular y suelo proteico.

(2) Origen abiótico: roca jaspe, roca pedernal y sílice. Pueden ser de origen químico, de origen secundario o relacionados con el vulcanismo.

(1) Diatomita

La tierra de diatomeas (o roca de diatomeas) está compuesta principalmente por restos de diatomeas (conchas de diatomeas, cuya composición es ópalo). Existen muchos tipos de diatomeas, con más de 1 millón de especies conocidas en la historia geológica y más de 5.000 especies existentes. Las formas de las conchas de las diatomeas también son diversas, como rectángulo, cuadrado, círculo, triángulo, etc. , y los individuos son muy pequeños (0,002 ~ 0,05 mm), en su mayoría menos de 0,05 mm. Su contenido en las rocas es incierto, a veces hasta del 70% al 80%, y algunos en el lodo de diatomeas moderno pueden llegar al 90%. . Además, también se pueden mezclar con tierra de diatomeas una pequeña cantidad de restos biológicos como radiolarios y espículas de esponjas. En ocasiones se encuentran minerales arcillosos, minerales carbonatados, glauconita, detritos y mica. Cuando el contenido de arcilla supere el 50%, se convertirá en lodo de diatomeas.

La tierra de diatomeas es blanca, pero a menudo se tiñe de amarillo claro o gris oscuro o incluso negro por el hierro o la materia orgánica. La roca es blanda y ligera, con una densidad de sólo 0,4 ~ 0,9 g/cm3. La porosidad es grande, tan alta como 90% ~ 92%. La roca tiene una apariencia terrosa, estructura suelta, fuerte adsorción y textura pegajosa en la lengua. Tiene una estructura biológica típica bajo el microscopio. Generalmente, el lecho no es obvio y, a veces, se puede ver un lecho horizontal delgado. La tierra de diatomeas parece tiza, pero no es tan delicada. Molido hasta convertirlo en polvo a mano, tiene un tacto áspero y no forma espuma cuando se le añade ácido.

El lodo de diatomeas está ampliamente distribuido en los océanos modernos en regiones polares y de latitudes medias. Este precipitado es de color amarillo claro a gris cuando está húmedo y se vuelve blanco cuando está seco. En el lodo de diatomeas puro, el contenido de conchas de diatomeas puede alcanzar del 70% al 90%, y también puede contener del 2% al 40% de carbonato de calcio y del 3% al 25% de otros minerales. En la historia geológica, la mayor parte de la tierra de diatomeas se produce en sedimentos del Paleógeno y Cuaternario, y sólo una pequeña cantidad de diatomita se encuentra en los estratos del Cretácico. En épocas más antiguas, la tierra de diatomeas ha sufrido transformaciones secundarias en tierra de diatomeas tabular o tierra proteica, y parte de la tierra de diatomeas puede transformarse aún más en pizarra silícea y jaspe.

La tierra de diatomeas producida en Shanwang, condado de Linqu, provincia de Shandong, es un depósito de lago de agua dulce terrestre del Cenozoico y el Mioceno. Tiene un lecho de rayas horizontales de color gris-negro y gris-blanco, y las juntas se desarrollan a lo largo de la dirección. la ropa de cama bien. La capa de tierra de diatomeas, tan delgada como un trozo de papel, gira hacia arriba después de la intemperie y la evaporación del agua que contiene, convirtiéndose en hermosas páginas, de ahí el nombre "Diez mil volúmenes de libros".

(2) Roca esponja

La roca esponja está compuesta principalmente por restos de esponjas silíceas. Los organismos principales son espículas de esponja y los ingredientes son principalmente ópalo y, a veces, calcedonia. En las variedades de rocas antiguas, además de espículas óseas, a veces se pueden observar pequeñas cantidades de radiolarios y conchas calcáreas, así como minerales arcillosos, glauconita, arena limosa y partículas minerales.

El aspecto de la roca esponja es de grano fino, de color gris verdoso claro o negro. Hay dos tipos: duros y sueltos. ① Las espículas de esponja dura están hechas de ópalo, cristobalita y calcedonia cementadas en diferentes proporciones según el tiempo. Tienen apariencia terrosa y son impermeables al agua. ②La roca esponjosa pura y suelta es rara y solo se encuentra en rocas sedimentarias del Paleógeno-Neógeno en algunas áreas.

En los sedimentos modernos, el exudado esponjoso es raro y sólo se encuentra en el Océano Norte, donde el contenido de espículas esponjosas es del 20% al 40%. Las rocas esponjosas se encuentran comúnmente en rocas sedimentarias cenozoicas en la historia geológica.

(3) Rock Radiolario

El Rock Radiolario se compone principalmente de radiolarios y también se puede dividir en suelto y duro.

Las rocas radiolarias sueltas parecen tierra de diatomeas y son blandas, de color gris o gris amarillento. Además de los radiolarios, también existen restos biológicos como diatomeas, espículas de esponjas, algas grises y foraminíferos. Suele mezclarse con arcilla, y en ocasiones también se encuentran calcita, glauconita y clastos. Esta roca se encuentra en sedimentos del Cretácico y Paleógeno en algunas zonas.

Roca dura de radiolarios en la que las conchas de radiolarios están cementadas con sílice. Hay dos tipos: ① La capa exterior y el cemento de las rocas radiolarias de ópalo son ópalos, y parte del ópalo a menudo se convierte en calcedonia y cálculo autógeno, que es muy similar en apariencia a las rocas proteicas. Esta roca se encuentra comúnmente en sedimentos del Cretácico y Paleógeno. ② Calcedonia: las conchas y cementos de roca radiolaria estacional son calcedonia y estacionales de producción propia. Las conchas de radiolarios a veces son reemplazadas por calcita, una roca dura, densa e impermeable al agua. Parece pizarra silícea o roca jaspe. Esta roca se encuentra en sedimentos mesozoicos y paleozoicos en zonas geosinclinales. La roca radiolaria dura es en realidad rara. Las más comunes incluyen el ópalo radiolario, la pizarra silícea radiolaria y la roca jaspe.

En los sedimentos marinos modernos, la latitud del exudado de radiolarios es menor que la de las diatomeas, y el contenido de radiolarios puede alcanzar hasta un 60% o un 70%, a menudo mezclados con arcilla y carbonato.

(4) Tierra proteica (ópalo) y diatomita tabular (ópalo en polvo)

Ambos ingredientes son principalmente ópalo. A menudo es un agregado de pequeñas partículas angulares o esféricas (tamaño 0,01 ~ 0,005438+0 mm).

Se diferencian de la tierra de diatomeas o de los radiolarios de ópalo en que contienen pocos o ningún resto biológico silíceo. Además del ópalo, las rocas pueden contener minerales arcillosos, carbonatos, pirita, glauconita, zeolita, calcedonia, cristobalita, detritos, materia orgánica y otras inclusiones. En ocasiones se encuentran pequeñas cantidades de diatomeas, radiolarios, esponjas, foraminíferos, etc.

Ambas rocas tienen una estructura microporosa, por lo que se adhieren a la lengua. El presagio no es obvio. Ambos suelen producirse en forma de lentes.

El suelo proteico suele ser más duro que la diatomita tabular. Las principales diferencias entre los dos se enumeran en la Tabla 2-7-1.

Tabla 2-7-1 Las principales diferencias entre diatomita tabular y suelo proteico

Algunas personas piensan que el origen de estas dos rocas es la sedimentación química primaria, pero también es probable que Provienen de cambios secundarios en otras rocas silíceas biogénicas (principalmente tierra de diatomeas, algunas rocas esponjosas y rocas radiolarias). La tierra proteica y la tierra de diatomeas tabular se pueden convertir en pizarra silícea o jaspe.

Estos dos tipos de rocas se distribuyen principalmente en los estratos más jóvenes del Cretácico y Paleógeno-Neógeno.

(5) Pizarra silícea y roca jaspe

Este tipo de roca está compuesta principalmente por pizarra autógena, seguida de calcedonia, y suele mezclarse con óxido de hierro (más del 5%) , así como minerales arcillosos, calcita, rodocrosita, pirita, clorita, mica, materia orgánica, etc. En ocasiones también contiene pequeñas cantidades de radiolarios, espículas de esponjas, cefalópodos y braquiópodos.

La diferencia entre la pizarra silícea y el jaspe es que la pizarra silícea es de finas capas.

Esta roca se presenta en una variedad de colores, a menudo rojo, verde, amarillo grisáceo o negro. A veces moteado. Suele tener una estructura criptocristalina o coloidal. El tamaño de las partículas es de aproximadamente 0,01 mm y los bordes de las partículas son irregulares. La roca es densa y dura, con grietas en forma de concha. Se distribuye principalmente en el área geosinclinal y se encuentra en sedimentos del Precámbrico al Mesozoico. A menudo forma una capa extremadamente gruesa con rocas volcánicas, que puede tener cientos de metros de espesor. Se llama Formación Jasper.

También existe una roca silícea estratificada que parece porcelana sin esmaltar, llamada arcilla blanca. Puede transformarse gradualmente en toba fina. El vidrio volcánico se transforma principalmente en calcedonia, pero al microscopio se pueden ver una gran cantidad de fragmentos de feldespato con bordes y esquinas sin cambios. La toba de grano fino (silícea) rara vez contiene clastos, pero si hay muchos clastos terrígenos, se transformará en arenisca de toba y luego la arcilla blanca se convertirá en arenisca de cuarcita o limolita. La arcilla blanca puede transformarse en arcilla silícea cuando aumenta el contenido de minerales arcillosos y mica.

(6) Chert (chert rock)

El pedernal es el tipo de roca silícea más común e importante. Se caracteriza por una producción localizada, a menudo en forma de nódulos, lenticulares o. las capas intermedias en forma de franjas no forman capas de roca silícea estables. Los principales componentes minerales son el ópalo, la calcedonia y las piedras preciosas autogeneradas. Cuanto mayor eres, más ópalos obtienes, y cuanto mayor eres, más ópalos obtienes.

Además de minerales silíceos, el sílex suele contener minerales arcillosos, minerales carbonatados, materia orgánica y algunos restos biológicos, como espículas de esponja, radiolarios, foraminíferos, etc.

El pedernal es una roca criptocristalina o microcristalina densa y dura con fracturas concoideas. Viene en varios colores como gris, negro y oscuro, amarillo, rojo y blanco. El pedernal se puede dividir en dos categorías según su aparición:

(1) Pedernal en capas: una capa gruesa inestable o un cuerpo grande en forma de lente en forma de tiras regulares y capas delgadas. Suele aparecer en rocas carbonatadas que contienen fósforo o manganeso, seguidas de arcillas y areniscas. El espesor de una sola capa de pedernal generalmente no es grande, desde unos pocos centímetros hasta 1 metro, pero cuando se combina con piedra en bruto, es bastante grande, alcanzando decenas a cientos de metros. Este tipo de pedernal suele tener una textura criptocristalina o granular, una textura masiva y ocasionalmente una textura oolítica. Los granos de ooide están compuestos de calcedonia criptocristalina y microcristalina y cenizas. El núcleo es ceniza, los bordes son arcilla y óxido de hierro y la matriz es ceniza. A veces, la calcedonia fibrosa está dispuesta radialmente alrededor de los granos ooides, lo que indica que la calcedonia se formó por recristalización. En este tipo de pedernal se puede observar estratificación horizontal o cruzada, con estructura ooide, que generalmente se forma por la silicificación de rocas carbonatadas que contienen ooides.

El pedernal en capas simbiótico con rocas carbonatadas a menudo se mezcla con diferentes contenidos de minerales carbonatados, y los minerales silíceos también son comunes en rocas carbonatadas simbióticas con rocas carbonatadas. Existe una variedad de tipos de transición intermedios, desde pedernal puro hasta pedernal carbonatado y carbonatos silíceos. Similar a la arcilla arcillosa, es común en formaciones precámbricas.

(2) Pedernal nodular: Este tipo de pedernal es más común y ha sido más estudiado. Generalmente llamados nódulos de pedernal, se convierten en nódulos regulares o irregulares (Figura 2-7-1) o en tiras irregulares (Figura 2-7-2). Generalmente se encuentran intercalados en rocas carbonatadas, seguidas de rocas arcillosas, a menudo distribuidas a lo largo de ciertos horizontes. Los nódulos vienen en varias formas, como esféricas, ovaladas, en forma de varilla, planas, en forma de calabaza, en forma de anillo, tubulares, nodulares, irregulares y extremadamente irregulares. Los nódulos pueden distribuirse a lo largo del lecho, formando capas en forma de cuentas o nodulares. A veces hay nódulos de pedernal en forma de cuentas o tubos de pedernal distribuidos vertical u oblicuamente entre las capas de nódulos, formando una distribución tridimensional en forma de rejilla. La relación entre los nódulos y la ropa de cama puede ser que la ropa de cama pase por alto los nódulos o que los nódulos corten la ropa de cama. Pueden ser nódulos de fondo distribuidos entre capas o en secciones, o pueden ser nódulos intracapa distribuidos dentro de formaciones rocosas.

Figura 2-7-1 Pedernal nodular irregular en piedra caliza (Pérmico, Emei, Sichuan)

Figura 2-7-2 Conjunto de pedernal con bandas irregulares (Pérmico, Emei, Sichuan)

Los límites de contacto entre los nódulos de sílex y las rocas circundantes son generalmente claros y abruptos, y rara vez se observan relaciones de transición gradual.

A veces hay una cápsula más ligera o suelta (de hasta 1 ~ 2 cm de espesor) en el borde del nódulo, que puede tener más de una capa y formar una estructura de banda anular concéntrica. Esta envoltura de luz tiene una relación de gradiente con el propio pedernal.

En ocasiones se pueden conservar restos biológicos en nódulos de pedernal, normalmente silicificados. Algunos de estos restos biológicos son de las mismas especies que los de las rocas circundantes y, en ocasiones, se pueden encontrar fósiles que no se encuentran en las rocas circundantes.

(7) Sílice

Se trata de una típica roca silícea de origen químico, que a menudo se forma cuando brotan de la superficie aguas termales en las últimas etapas del vulcanismo. La sílice es porosa y de color claro. El contenido de SiO2_2 no es fijo y a menudo contiene varias inclusiones, además de más Al_2O_3, también puede contener otros elementos.

2. Distribución geológica y usos prácticos de las rocas silíceas

Las más distribuidas en la naturaleza son el sílex y el jaspe, habiéndose encontrado en estratos jóvenes posteriores al Cretácico. Esto puede deberse a la desaparición de rocas biosilíceas más antiguas debido a cambios secundarios.

Las rocas de silicato están ampliamente distribuidas en la historia geológica. En términos de cantidad, el Precámbrico tiene el mayor número, y luego hay una tendencia gradual a la disminución. Por un lado, durante el período Precámbrico, los afloramientos superficiales de rocas cristalinas estaban ampliamente distribuidos y el CO2 en la atmósfera y el agua superficial era suficiente, lo que favorecía la descomposición química de silicatos y aluminosilicatos, dando como resultado una gran cantidad de SiO2, Fe. , y Mn enriqueciéndose en la Cuenca Precámbrica. Por otro lado, el vulcanismo submarino en el geocanal era fuerte en ese momento, trayendo grandes cantidades de sílice, hierro y manganeso al agua de mar.

A juzgar por la composición mineral de las rocas silíceas, cuanto más antiguas son las rocas silíceas, más calcedonia y elementos autigénicos contienen. En los sedimentos jóvenes domina el ópalo.

La serie evaporita contiene menos sílice. Las rocas carbonatadas no contienen pedernal y las areniscas están cementadas con arcilla, carbonatos o yeso. En general, el ambiente en la cuenca de evaporación es propicio para la precipitación de carbonatos con una pequeña relación Ca/Mg, pero no propicio para la precipitación silícea. Sin embargo, cuando las fuentes materiales son abundantes, especialmente durante el período de desalinización, también pueden ocurrir precipitaciones silíceas.

Hay muchas estructuras silíceas en la serie de rocas carbonatadas que estabilizan la plataforma. Los ejemplos incluyen nódulos de pedernal, lentes, vetillas o capas intermedias y bandas delgadas. En esta roca se produce a menudo dolomitización.

En la serie de rocas de las cuencas carboníferas, los depósitos de carbonato rara vez aparecen en arcilla y arenisca, y solo hay una pequeña cantidad de SiO2_2 secundario. Por lo general, forma un borde secundario agrandado de los clastos. Incluso en las series de rocas de cuenca carboníferas, ricas en calizas, generalmente no hay nódulos de pedernal, lentes u otras estructuras silíceas. Sin embargo, en circunstancias especiales, también se puede depositar roca silícea o roca silícea, como en algunas medidas de carbón del Pérmico en mi país.

Hay muchas rocas silíceas en el sistema de rocas sedimentarias geosinclinales, y puede haber una gran cantidad de nódulos de pedernal en la zona del borde geosinclinal y adyacente a la plataforma. En las arcillas intercaladas con calizas delgadas, el material carbonatado es reemplazado, o incluso completamente reemplazado, por pedernal.

En el sistema de rocas sedimentarias eugeosinclinales se encuentran ampliamente distribuidas rocas silíceas, principalmente pizarras silíceas y jaspe. La cantidad de roca silícea es tan grande que incluso es difícil explicarla por la sedimentación normal del océano. Generalmente se cree que grandes cantidades de depósitos silíceos están relacionados con el vulcanismo. En la mayoría de los casos, la precipitación de material silíceo ocurre rápidamente como producto de reacción del sedimento y el agua de los poros después de la deposición del sedimento.

En China las rocas silíceas también están ampliamente distribuidas. Por ejemplo, el depósito de hierro de jaspe precámbrico en el área de Anshan es el más famoso, mientras que la piedra caliza silícea y la dolomita del Sinio, así como los nódulos y tiras de pedernal que contienen, están ampliamente distribuidos en el norte y el sur de China (el Grupo Kunyang y el Proterozoico de Sichuan y Yunnan) Hay muchas lutitas silíceas en el grupo físico), y los nódulos de pedernal también se encuentran en calizas del Cámbrico y Ordovícico en partes del sur y norte de China; sin embargo, los nódulos de pedernal son más comunes en calizas del Carbonífero-Pérmico en el sur; Porcelana .

La roca de silicato tiene muchos usos en la industria y, de hecho, se ha convertido en un importante recurso mineral. Por ejemplo, el pedernal se utiliza como materia prima principal para la molienda debido a su alta dureza; algunos pedernales con textura más pura y en mayor cantidad se pueden utilizar como materiales refractarios silíceos. El jaspe también se considera un producto fino importante debido a su dureza, densidad y hermoso color. La diatomita es un importante depósito sedimentario silíceo. Se utiliza como materia prima para filtración y blanqueo debido a sus fuertes propiedades de adsorción. Es ampliamente utilizado en la industria azucarera, la industria de refinación de petróleo y la industria de purificación de agua. La diatomita blanca tiene partículas finas, pocas impurezas y buena estabilidad química. Puede usarse como relleno en caucho, revestimientos, fabricación de papel y otras industrias. La tierra de diatomeas y la tierra de diatomeas tabulares también se utilizan como aislamiento térmico, térmico y acústico en las edificaciones.