铝质岩是指含氧化铝(Al2O3),并含大量铝矿物(铝的氧化物)的岩石,其化学成分特点是Al2O3.>SiO2.。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。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。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。

中文名

铝质岩

外文名

aluminous rocks

常见结构

泥质结构、粉砂泥质结构

化学成分特点

Al2O3.>SiO2.

学科

矿物学

概述

含大量铝矿物的岩石

矿物成分特征

铝质岩

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%,SiO2<15%~18%,即Al2O3:SiO2≥2.6~3。

2. 人造研磨材料,可用于制造高硬度的人造刚玉(氧化铝)磨料,在金属加工和机械制造工业等方面具有特殊的用途,要求Al2O3>45%。

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。

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。