關於矽質巖的分類，有的根據野外產狀分類，有的根據顯微構造的矽質礦物成分分類，有的根據成因(化學、生物、生化)分類。矽質巖根據其成因可分為兩類:
(1)生物或生化來源:矽藻土、放射蟲巖、海綿巖、板狀矽藻土、蛋白土。
(2)非生物成因:碧玉巖、燧石巖和矽石。它們可能是化學成因、次生成因或與火山作用有關。
(1)矽藻土
矽藻土(或矽藻巖)主要由矽藻遺骸(矽藻殼，其成分為蛋白石)組成。矽藻種類繁多，已知地質歷史上有100多萬種，現存種類有5000多種。矽藻殼的形狀也是多種多樣的，如長方形、正方形、圓形、三角形等。，且個體很小(0.002~0.05mm)，大多小於0.05mm，其在巖石中的含量不確定，有時高達70% ~ 80%，在現代矽藻泥中有的可高達90%。此外，矽藻土中還可以混入少量放射蟲、海綿骨針等生物遺跡。有時還有粘土礦物、碳酸鹽礦物、海綠石、碎屑應時和雲母等。當粘土含量超過50%時，就會轉化為矽藻泥。
矽藻土呈白色，但常被鐵或有機物染成淡黃色或深灰甚至黑色。巖石質軟質輕，密度僅為0.4 ~ 0.9g/cm3。孔隙率大，高達90% ~ 92%。巖石外觀呈土狀，結構松散，吸附性強，舌質粘稠。它在顯微鏡下具有典型的生物結構。壹般層理不明顯，有時可見薄的水平層理。矽藻土看起來像粉筆，但沒有粉筆細膩。手工磨成粉，有粗糙感，加酸不起泡。
矽藻泥廣泛分布於極地和中緯度地區的現代海洋中。這種沈澱物濕的時候是淡黃色到灰色，幹了以後變成白色。在純矽藻泥中，矽藻殼的含量可達70% ~ 90%，還可含有2% ~ 40%的碳酸鈣和3% ~ 25%的其他礦物質。在地質歷史上，大多數矽藻土產於古近紀和第四紀沈積物中，只有少數矽藻土見於白堊紀地層中。在較老的時代，矽藻土已經經歷了二次轉化，變成板狀矽藻土或蛋白土，有些矽藻土可能進壹步變成矽質板巖和碧玉。
產於山東省臨朐縣山旺的矽藻土為新生代中新世陸相淡水湖沈積，具灰黑色、灰白色水平條帶狀層理，沿層理方向層節理發育良好。薄如壹張紙的矽藻土層，經風化蒸發其中所含的水分後，向上翹起，變成美麗的書頁，故稱“萬卷書”。
(2)海綿巖
海綿巖主要由矽質海綿的遺跡組成，其中主要生物為海綿骨針，成分多為蛋白石，有時為玉髓。在古老的巖石品種中，除了骨針之外，有時還可以見到少量的放射蟲和鈣質殼，以及粘土礦物、海綠石、粉砂和礦物顆粒。
海綿巖外觀為細粒，淺灰綠色或黑色。有兩種:硬的和松的。①硬質海綿骨針由蛋白石、方石英、玉髓、應時按不同比例膠結而成，外觀呈土狀，不透水。②純凈疏松的海綿巖很少見，僅見於部分地區的古近紀-新近紀沈積巖中。
在現代沈積物中，海綿狀軟泥很少見，僅見於北大洋，其中海綿狀骨針含量為20% ~ 40%。海綿巖常見於地質歷史中的新生代沈積巖中。
(3)放射蟲巖
放射蟲巖主要由放射蟲組成，也可分為疏松和堅硬。
疏松的放射蟲巖石看起來像矽藻土，柔軟，灰色或黃灰色。除放射蟲外，還有矽藻、海綿骨針、灰藻、有孔蟲等生物遺跡。它通常與粘土混合，有時也可見方解石、海綠石和碎屑應時。在某些地區的白堊紀和古近紀沈積物中發現了這種巖石。
堅硬的放射蟲巖石，其中放射蟲殼由矽石膠結。有兩種:①蛋白石放射蟲巖石的外殼和膠結物均為蛋白石，部分蛋白石常轉化為玉髓和自生應時，外觀上與蛋白質巖石非常相似。這種巖石通常在白堊紀和古近紀沈積物中發現。②玉髓-應時放射蟲巖殼和膠結物為玉髓和自生應時。放射蟲殼有時被方解石替代，巖石堅硬、致密且不透水。看起來像矽質板巖或碧玉巖石。這種巖石見於地槽地區的中生代和古生代沈積物中。堅硬的放射蟲巖其實很少見，常見的有放射蟲蛋白巖或放射蟲矽質板巖、碧玉巖。
在現代海洋沈積物中，放射蟲軟泥的緯度低於矽藻，放射蟲含量最高可達60% ~ 70%，常混有粘土和碳酸鹽。
(4)蛋白土(蛋白巖)和板狀矽藻土(粉狀蛋白巖)
兩種成分都以蛋白石為主。往往是微小的角狀或球狀顆粒的集合體(大小為0.01 ~ 0.005438+0 mm)。它們不同於矽藻土或蛋白石放射蟲巖，因為它們不含或幾乎不含矽質生物遺跡。除蛋白石外，巖石還可能含有粘土礦物、碳酸鹽、黃鐵礦、海綠石、沸石、玉髓、方石英、碎屑應時、有機物和其他內含物。有時還有少量矽藻、放射蟲、海綿、有孔蟲等。
這兩種巖石都有微孔結構，所以貼在舌頭上。鋪墊不明顯。兩者都是經常以鏡片的形式生產的。
蛋白土往往比板狀矽藻土堅硬，兩者的主要區別列於表2-7-1。
表2-7-1板狀矽藻土與蛋白土的主要區別
有人認為這兩種巖石的成因是原生化學沈積，但也很可能是來自其他生物成因矽質巖(主要是矽藻土、部分海綿巖和放射蟲巖)的次生變化。蛋白土和板狀矽藻土可進壹步轉化為矽質板巖或碧玉。
這兩類巖石主要分布在白堊紀和古近紀-新近紀較新的地層中。
(5)矽質板巖和碧玉巖
這類巖石主要由自生應時組成，其次是玉髓，並常混有氧化鐵(5%以上)，以及粘土礦物、方解石、菱錳礦、黃鐵礦、綠泥石、雲母、有機質等。有時也可含有少量放射蟲、海綿骨針、頭足類和腕足類。
矽質板巖和碧玉的區別在於矽質板巖層理薄。
這種巖石的顏色多種多樣，常常是紅色、綠色、灰黃色或黑色。有時候是斑駁的。通常具有隱晶或膠體結構。粒徑約為0.01 mm，顆粒邊緣呈鋸齒狀。巖石致密堅硬，具貝殼狀裂隙。主要分布在地槽區，見於前寒武紀至中生代沈積物中，常與火山巖形成極厚層，厚可達數百米，稱為碧玉組。
還有壹種是層狀矽質巖，看起來像無釉瓷器，叫白泥。可以逐漸轉化為細凝灰巖。火山玻璃多轉化為玉髓，但在顯微鏡下可見到大量棱角未變的長石碎片。細粒(矽質)凝灰巖很少含有碎屑應時，但如果有很多陸源碎屑，就會轉化為凝灰巖砂巖，然後白色粘土就會變成石英巖砂巖或粉砂巖。當粘土礦物和雲母含量增加時，白粘土可以轉化為矽質粘土巖。
(6)燧石(燧石巖)
燧石是矽質巖中最常見、最重要的類型，其特點是局部化產出，常呈結節狀、透鏡狀或條帶狀夾層，不形成穩定的矽質巖層。主要礦物成分為蛋白石、玉髓和自生應時。年齡越大，蛋白石越多，年齡越大，自生應時越多。
燧石的成分除矽質礦物外，還常含有粘土礦物、碳酸鹽礦物、有機質以及壹些生物遺跡，如海綿骨針、放射蟲、有孔蟲等。
燧石是壹種致密、堅硬的隱晶或微晶巖石，帶有貝殼狀斷口。它有各種顏色，如灰色、黑色和深色、黃色、紅色和白色。燧石根據其產狀可分為兩類:
(1)層狀燧石:壹種不穩定的厚層或呈規則條帶和薄層形式的大透鏡狀體。它通常出現在含磷或錳的碳酸鹽巖中，其次是粘土巖和砂巖。單層燧石厚度壹般不大，幾厘米到1m不等，但和* * *原石在壹起就相當大了，可達幾十到上百米。這種燧石通常具有隱晶質或粒狀結構，塊狀結構，偶有鮞狀結構。鮞粒由隱晶質和微晶玉髓及應時組成，核心為應時，邊緣為粘土和氧化鐵，基質為應時。有時，纖維狀玉髓呈放射狀排列在鮞粒周圍，表明玉髓是重結晶形成的。在這種具有鮞粒結構的燧石中可見水平層理或交錯層理，壹般由含鮞粒的碳酸鹽巖矽化形成。
與碳酸鹽巖共生的層狀燧石常混有不同含量的碳酸鹽礦物，與碳酸鹽巖共生的碳酸鹽巖中也常見矽質礦物。其間有壹系列過渡類型，從純燧石到碳酸鹽燧石和矽質碳酸鹽。與粘土巖相似，常見於前寒武紀地層。
(2)結節狀燧石:這種燧石較為常見，研究較多。通常稱為燧石結核，變成規則或不規則結核(圖2-7-1)或不規則條狀(圖2-7-2)。通常夾在碳酸鹽巖中，其次是粘土巖，往往沿壹定層位分布。結核有各種形狀，如球形、橢圓形、桿狀、扁平形、葫蘆形、環形、管狀、節狀、不規則形和極不規則形。結核可沿層理分布，形成串珠狀或結節狀層，有時還有串珠狀燧石結核或燧石管垂直或斜向分布於結節層間，形成立體網格狀分布。結核和層理之間的關系可能是層理繞過結核或結核切斷層理。可以是分布在層間或斷面的底層結核，也可以是分布在巖層內的層內結核。
圖2-7-1石灰巖中的不規則瘤狀燧石(四川峨眉二疊紀)
圖2-7-2不規則帶狀燧石(四川峨眉二疊紀)
燧石結核與圍巖的接觸邊界壹般清晰、突變，很少見到漸變過渡關系。結節邊緣有時有較輕或疏松的包膜(厚達1 ~ 2cm)，可有壹層以上，呈同心環狀帶狀結構。這個光包絡和打火石本身有壹個漸變的關系。
有時生物遺跡可以保存在燧石結核中，通常是矽化的。這些生物遺跡中有壹部分與圍巖中的物種相同，有時還能發現圍巖中未發現的化石。
(7)二氧化矽
這是壹種典型的化學成因矽質巖，往往形成於火山作用晚期溫泉湧出地表的地方。矽石多孔，顏色淺，其中SiO2 _ 2含量不固定，常含有各種包裹體，除較多的Al _ 2O _ 3外，還可能含有各種其他元素。
二、矽質巖的地質分布和實際用途
自然界分布最廣的是燧石和碧玉，白堊紀以後的年輕地層中發現了生物成因的燧石。這可能是因為年代較老的生物矽質巖因次生變化而消失。
矽質巖在地質史上分布廣泛。從數量上看，前寒武系最多，之後有逐漸減少的趨勢。壹方面，前寒武紀時期，地表結晶巖露頭分布廣泛，大氣和地表水中CO2充足，有利於矽酸鹽和鋁矽酸鹽的化學分解，導致大量SiO2、Fe、Mn富集於前寒武紀盆地。另壹方面，當時地槽中的海底火山作用強烈，將大量的二氧化矽、鐵和錳帶入海水中。
從矽質巖的礦物成分來看，年齡越大，矽質巖中玉髓和自生應時越多。在年輕的沈積物中，蛋白石占大多數。
蒸發巖系列含有較少的二氧化矽。碳酸鹽巖不含燧石，砂巖由粘土、碳酸鹽或石膏膠結而成。總的來說，蒸發盆地的環境有利於小Ca/Mg比的碳酸鹽沈澱，而不利於矽質沈澱。但當物質來源豐富時，特別是在淡化期，也可出現矽質沈澱。
穩定臺地的碳酸鹽巖系中有大量矽質建造。例如燧石結核、透鏡體、細脈或薄夾層和條帶。白雲石化經常發生在這種巖石中。
在含煤盆地的巖系中，碳酸鹽礦床很少出現在粘土巖和砂巖中，只有少量的次生SiO2 _ 2。它通常形成碎屑應時的次生擴大邊緣。即使在石灰巖較多的含煤盆地巖系中，壹般也沒有燧石結核、透鏡狀或其他矽質建造。但在特殊情況下，也可以沈積矽質巖或矽質巖，如我國壹些二疊紀煤系中。
地槽沈積巖系中矽質巖較多，地槽邊緣地帶與地臺相鄰可能有大量燧石結核。在夾有薄石灰巖夾層的粘土巖中，碳酸鹽物質被燧石所取代，甚至完全被取代。
矽質巖廣泛分布於優地槽沈積巖系中，主要為矽質板巖和碧玉。矽質巖量如此之大，甚至難以用海洋正常沈積來解釋。壹般認為，大量矽質沈積與火山作用有關。在大多數情況下，矽質物質的沈澱是作為沈積物沈積後沈積物和孔隙水的反應產物迅速進行的。
在中國，矽質巖也廣泛分布。如鞍山地區前寒武系碧玉鐵礦最為著名，而震旦系矽質灰巖和白雲巖，以及其中的燧石結核和條帶在華北和華南廣泛分布(川滇元古界昆陽群和會理群中有不少矽質頁巖)，華南和華北部分地區寒武系和奧陶系灰巖中也有燧石結核；然而，燧石結核在中國南方的石炭紀-二疊紀石灰巖中更為常見。
矽質巖在工業上有很多用途，實際上成為重要的礦產資源。比如，火石因為硬度高，所以作為主要的研磨原料；壹些質地較純、數量較多的火石可用作矽質耐火材料。碧玉也因其堅硬、致密、色澤美觀而被視為重要的精品。矽藻土是壹種重要的矽質沈積礦床，因其強吸附性而被用作過濾和漂白的原料，廣泛應用於制糖工業、煉油工業和凈水工業。白色矽藻土顆粒細，雜質少，化學穩定性好，可用作橡膠、塗料、造紙等行業的填料。矽藻土和板狀矽藻土也用作建築中的隔熱、保溫和隔音材料。