耀县石川河上古生界剖面下石盒子组底部砂岩的野外露头有一个显著的特征是：富含铁质结核。这里的铁质结核大者直径可达10cm 左右，小的直径也有几个厘米。结核的形态近圆形，部分外形呈不规则状，个别甚至构成奇特的“心形”令人惊叹不已。在欣赏这些铁质结核的同时肯定很想知道，这里的砂岩为何能形成如此多的铁质结核呢？这次出去顺便采了一块砂岩样，想知道这些铁质结核的形成是否与砂岩的组分有关。

    薄片出来了，经薄片观察发现：这里的石盒子组砂岩是一套以蚀变凝灰质为主胶结的砂岩。凝灰质蚀变之后成为一种所谓“胶状水云母”，具不均一消光，大量尘状铁质析出后沿收缩缝及粒间微裂缝分布，想必野外看到的铁质结核可能就是凝灰质中的铁质在成岩作用过程中沿微裂缝相对聚集而形成的。

1    陕西耀县石川河下石盒子组盒8砂岩露头处

2    石川河盒8砂岩中呈密集分布的铁质结核，结核以圆形为主

3    石川河盒8砂岩中的铁质结核，大小不一，形态各异

4    石川河盒8砂岩铁质结核近景，结核主要出现在砂岩风化面，形态不规则

  
5    石川河盒8砂岩中呈心形的铁质结核
 

6    石川河盒8砂岩镜下特征，在正交偏光下，砂岩的填隙物以蚀变凝灰质为主，呈不均一消光

 7   与照片6同视域的单偏光，黑色部分即为铁质，沿砂岩中的粒间微裂缝和收缩缝分布

8    石川河盒8砂岩中的铁质沿微裂缝富集

9    与照片8同视域的反射光照片，褐铁矿在反射光下呈褐黄色

10    石川河盒8砂岩填隙物以蚀变凝灰质为主，凝灰质蚀变后呈似胶状的水云母

11   与照片10同视域的单偏光，铁质沿微裂缝分布


12    石川河盒8砂岩碎屑大小混杂，填隙物以由凝灰质蚀变而成的胶状水云母为主

13    与照片12同视域的单偏光照片，铁质沿微裂缝分布，部分沿碎屑边缘分布呈颗粒包膜状


14    石川河盒8砂岩的碎屑组分以石英为主，含石英岩、浅变质岩等岩屑；填隙物以蚀变凝灰质为主

15    与照片14同视域的单偏光，铁质沿微裂缝分布

16    与照片14同视域的反射光特征，单偏光下的黑色矿物均为褐铁矿

     强烈火山爆发活动时期, 被抛至高空的火山灰在大气流携带下漂移到沉积区降落, 或直接降落在水体中, 经河流携带及初步水解作为砂岩填隙物沉积下来，形成广泛分布的凝灰质砂岩。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组砂岩中长石含量普遍偏低(平均含量<5%), 石英及硅质岩屑含量高。砂岩中填隙物主要为水化后的微粒凝灰质。 凝灰质因富孔隙度和组分的不稳定性使它特别容易发生蚀变。凝灰质蚀变产物与凝灰质的组分关系密切，部分凝灰质经蚀变后在显微镜下呈类似泥质的特征, 偶见玻屑及高温石英晶屑的残余，在扫描电镜下各种组份粒度十分微细,为条片状和粒状的铝硅酸盐矿物集合体；部分凝灰质蚀变后形成粒间充填的团块状高岭石, 与凝灰质呈渐变接触关系；部分凝灰质易发生绿泥石或碳酸盐化；而也有部分凝灰质蚀变后析出铁质，部分铁质沿砂岩中的微裂缝聚集在一起便形成铁质结核，就像我们在陕西耀县石川河石盒子组砂岩中看到的那样。