第十二章石灰岩

1、第十二章 石灰岩,一、成分分类 二、结构分类 三、主要岩石类型,第一节 石灰岩的成分分类,1石灰岩与白云岩过渡类型的划分,2石灰岩与粘土岩过渡类型的划分,3石灰岩与砂岩过渡类型的划分,4. 两级或三级分类命名原则,一、成分分类,碳酸盐岩的矿物成分 1、碳酸盐矿物 方解石及白云石。 2、非碳酸盐自生矿物： 石膏、硬石膏、石盐、天青石、重晶石、萤石、钾石盐、玉髓、自生石英、黄铁矿、赤铁矿、海绿石、胶磷矿等。 3、还常含一些陆源矿物： 粘土矿物、陆源砂和粉砂（石英、长石、云母） 、绿泥石，以及一些重矿物等。,一、成分分类,1石灰岩与白云岩过渡类型的划分 根据碳酸盐岩中方解石和白云石的相对含量，可首先

2、把碳酸盐岩划分为石灰岩和白云岩两大类；其次，在此两大类中还可划分出一系列的过渡类型，,也可以用90，75，50，25，10为界限划分。在野外工作中，通常把石灰岩白云石系列划分为以下四个类型，即： 1）（纯）石灰岩：方解石大于75； 2）白云质石灰岩（云质灰岩）：方解石占75%50%，白云石占25%50%； 3）灰质白云岩（灰质云岩）：白云石占7550，方解石占2550； 4）（纯）白云岩：白云石大于75。,1石灰岩与白云岩过渡类型的划分,碳酸盐岩常含有一定量的粘土矿物，因此，在碳酸盐岩和粘土岩之间，也存在着一系列的过渡类型岩石。,2石灰岩与粘土岩过渡类型的划分,1)、纯灰岩（白云岩） 2)、含

3、泥灰岩（白云岩） 3)、泥质灰岩（白云岩） 4 )、灰质（白云质）粘土岩 5 )、含灰质（云质）粘土岩 6 )、纯粘土岩,在野外工作阶段,对于灰岩（白云岩）粘土岩系列的岩石类型，可根据 90%、75、50、25、10的界限,划分出以下六个类型：,2石灰岩与粘土岩过渡类型的划分,碳酸盐岩中还常含一定量的陆源砂和粉砂。因此，在碳酸盐岩和砂岩（或粉砂岩）之间，也存在着一系列的过渡岩石类型。,3石灰岩与砂岩过渡类型的划分,在野外工作阶段,可根据 75,50，25的界限,划分出以下四个类型就可以了： 1）、(纯)石灰岩(或白云岩) 2)、 砂质石灰岩(或白云岩) 3)、灰质(或白云质)砂岩（钙质砂岩）

4、4)、(纯)砂岩,3石灰岩与砂岩过渡类型的划分,所谓两级分类，即以大于50和5025的两个含量级进行分类命名；所谓三级分类，即再加上2510或255的一个含量级，以此三个含量级进行分类命名。 凡含量大于50的，即用它定岩石的基本名称，以“岩”表示之； 凡含量为5025的，用它定岩石基本名称的主要形容词，以“质”表示之，写在基本名称之前； 凡含量为2510（或255）的，用它定岩石基本名称的次要形容词，以“含 （的）”表示之，写在最前面； 含量小于10（或小于5）的，一般不反映在岩石名称中。,二、两级或三级分类命名原则,例如某一岩石，含白云石7O，方解石30，则该岩石属白云岩范畴，可称为“灰质白

5、云岩”。 又如某一岩石，含白云石60，方解石30，粘土10，则该岩石仍属白云岩范畴，可称为“含泥的灰质白云岩”。 假如岩石中没有含量大于 50的成分，则采用复名原则，即把含量5025的成分联合起来定岩石的基本名称；含量小于25的，原则同上。 例如某一岩石，含方解石 45，白云石35，粘土20，则该岩石可称为“含粘土的云灰岩”或“含粘土的白云石灰岩”。请注意，含量较高的写在后面，含量较低的写在前面，两者用字线相连。,二、两级或三级分类命名原则,这个二级或三级分类命名原则，是一个普遍适用的方案。野外工作阶段，两级就基本上够用了。 这个分类命名原则，不仅适用于成分分类命名，对于结构分类命名以及综合分

6、类命名也适用。,二、两级或三级分类命名原则,第二节 石灰岩的结构分类,碳酸盐岩的结构组分： 碳酸盐岩主要由 颗粒、泥（灰泥）、胶结物、晶粒、以及生物格架五种主要的结构组分组成。,1福克的石灰岩分类方案 福克（Folk，1959，1962）的石灰岩分类基本上是一个三端元的分类。这三个端元是： 1）异化颗粒，相当于通常所说的颗粒； 2）微晶方解石泥或简称为微晶，相当于通常所说的灰泥或泥晶； 3）亮晶方解石胶结物或简称为亮晶。 福克以这三种主要结构组分当作三角形图解的三个端点，把石灰岩划分为三个主要的类型，即亮晶异化石灰岩、微晶异化石灰岩和微晶石灰岩。,一、有代表性的石灰岩分类方案介绍,1福克的石灰

7、岩分类方案,1福克的石灰岩分类方案,1福克的石灰岩分类方案,1福克的石灰岩分类方案,福克分类的核心，就是把碎屑岩的结构观点系统地引人碳酸盐岩分类方案中。 他首先提出异化颗粒和异常化学岩的观点，从此打破了石灰岩的陈旧的一统的“化学岩”的概念。 异常化学岩与碎屑岩类似，也由颗粒（异化颗粒）、充填物（微晶方解石泥）和胶结物（亮晶方解石胶结物）组成。其除了是化学沉淀成因的以外，同时还受水动力学条件的控制；所谓“异常”，就在这里。 他还创建了一整套的全新的石灰岩结构分类和术语系统，像内碎屑亮晶石灰岩。球粒微晶石灰岩等。在碳酸盐岩岩石学中，福克的分类具有很重要的意义。,1福克的石灰岩分类方案,2邓哈姆的石

8、灰岩分类方案,邓哈姆根据颗粒和泥的相对含量，把常见的颗粒一灰泥石灰岩分为四类，即颗粒岩。泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩。 此外邓哈姆还分出两类特殊的石灰岩类型，即粘结岩和结晶碳酸盐岩。 邓哈姆的分类简明扼要，有高度的概括性。在颗粒一灰泥石灰岩大类中，仅仅根据颗粒和泥把石灰岩划分为四类，这是很恰当的。邓哈姆颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩，与福克的亮晶异化石灰岩、微晶异化石灰岩、微晶石灰岩，从形式上看互不相同，实质上是一致的，但邓哈姆的岩石类型却比福克的简明多了。,邓哈姆的粘结岩与福克的生物岩或礁石灰岩相当。另外,邓哈姆增加了一类结晶碳酸盐岩也非常恰当。这样,邓哈姆分类的三分性(即把石灰岩以至

9、整个的碳酸盐岩划分为颗粒一泥岩、粘结岩、结晶岩三类)就十分明显了。这是邓哈姆分类的最基本的优点。这一分类在沉积环境及岩相古地理研究中，尤为适用。,2邓哈姆的石灰岩分类方案,当然，邓哈姆的分类也有其欠妥之处，如“泥岩”易与粘土岩中的“泥岩”相混，在四类颗粒一泥岩石中无确切的定量标志，术语系统欠严谨等，这就影响了邓哈姆分类和术语的推广。,恩布里和克洛范(Embry and Klovan,1971)，结合加拿大晚泥盆世礁的研究，曾对邓哈姆分类进行补充修正。,2邓哈姆的石灰岩分类方案,恩布里奇和克洛范（1991年）的分类方案,3冯增昭的石灰岩分类方案,冯增昭首先把石灰岩划分为三个大的结构类型： 1颗粒

10、一灰泥石灰岩； I晶粒石灰岩； 生物格架一礁石灰岩。 在第I大类即颗粒一灰泥石灰岩类型中，他根据颗粒的含量，把颗粒一灰泥石灰岩划分为：颗粒石灰岩、颗粒质石灰岩、含颗粒石灰岩以及无颗粒石灰岩四种岩石类型。 冯增昭还根据颗粒一灰泥的相对含量和颗粒类型 ，以90, 75,50,25,10为界限,把颗粒一灰泥石灰岩再细分为六种岩石类型30个小类。,3冯增昭的石灰岩分类方案,二、石灰岩结构分类,石灰岩分类的一些重要的原则： 第一，分类必须反映碳酸盐岩岩类学的最新成果。 第二，分类必须首先是描述性的，即必须把第一性的、可观察到的、可以计量的各种结构组分放在第一位，并反映到岩石的名称中去。 第三，分类必须有

11、定量的标志，而反映沉积环境水动力条件或能量的颗粒与灰泥的相对含量以及生物格架的相对含量尤为重要。 第四，分类必须有较广泛的实用性，即必须是在野外、井队、实验室等均能应用。 第五，分类必须简明扼要，并有一定的灵活性。,首先把石灰岩划分为三个大的结构类型，即颗粒一灰泥石灰岩；晶粒石灰岩；生物格架一礁石灰岩。 第大类颗粒一灰泥石灰岩分布最广，按灰泥与颗粒的比例依三级命名法进行细分命名。它的分类是两端元的，这两个端元组分即颗粒与灰泥。颗粒与灰泥的相对百分含量定量地反映了沉积环境的水动力条件和能量，因此表128的颗粒一灰泥石灰岩部分，从下往上水能量逐渐增强，即从静水逐步变为强动荡水。因此，这一定量标志有

12、重要的成因意义。,教材(赵澄林等)推荐分类方案,在颗粒石灰岩中，如果能够较确切地把基质中的亮晶方解石胶结物和灰泥(或泥晶）区分开，也可以使用亮晶颗粒石灰岩和灰泥（或泥晶）颗粒石灰岩的术语。这两个术语均具有一定的成因意义。 第大类晶粒石灰岩可根据晶粒的粗细，再细分为粗晶石灰岩、中晶石灰岩、粉晶石灰岩、泥晶石灰岩等。此处的泥晶石灰岩与颗粒一次泥石灰岩中的灰泥石灰岩是一种岩石。除泥晶石灰岩外，其他较粗的晶粒石灰岩大都是次生变化即重结晶作用或交代作用的产物。 第大类生物格架一礁石灰岩，是一个独特类型的石灰岩，其特征是含有原地的生物格架组分。,教材(赵澄林等)推荐分类方案,教材(赵澄林等)推荐分类方案,

13、三、石油行业标准SY/5368.5-1995分类方案,三、石油行业标准SY/5368.5-1995分类方案,第三节 主要的石灰岩类型,一、颗粒石灰岩类,岩石中颗粒含量大于50%，颗粒可以是内碎屑、生物碎屑、鲕粒、球粒、藻粒等，填隙物可以是灰泥或亮晶胶结物。,（一）竹叶状砾屑灰岩,两个重要的特征： （1）砾屑的磨圆度甚高，分选中等一较好； （2）基质部分主要为灰泥，很少有亮晶胶结物。 这在成因上就相互矛盾了。这种磨圆度和分选均较好的竹叶状砾屑，显然是较强水动力条件下的。 在华北的下古生界地层中，广泛地发育着各种各样的竹叶石灰岩。环境条件为：范围广阔早古生代的华北陆表海，其近岸期间地带，或者其水下

14、的一些高地（广阔的“竹叶浅滩”），就是这种特殊结构的竹叶石灰岩形成的良好环境。,一、颗粒石灰岩类（竹叶状砾屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（竹叶状砾屑灰岩）,含云石砾砂屑灰岩。砾屑多呈椭圆状。轮南12井，下奥陶统蓬莱坝组，5596.5m，（）102.5。,一、颗粒石灰岩类（砂砾屑灰岩）,正常内碎屑成因角砾石灰岩： 它与竹叶石灰岩的不同主要在于它的砾屑是棱角状的；假如再进一步演化，它就会变成竹叶石灰岩。 礁屑角砾石灰岩。 滨海陡崖角砾石灰岩。 山麓堆积的或洪积的角砾石灰岩。 洞穴坍塌角砾石灰岩。 膏岩的成岩后生变化引起的角砾石灰岩。 构造角砾石灰岩,（二）角砾状砾屑灰岩,一、颗粒石灰岩类（角砾状砾屑灰

15、岩）,一、颗粒石灰岩类（角砾状砾屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（角砾状砾屑灰岩）,一种常见内碎属石灰岩。在颗粒组分中，除砂屑之外，还常含有一些生物颗粒、粉屑等；亮晶常见，灰泥含量一般较少；交错层理、波痕、以及其它水动力构造常见。这种岩石多是水动力条件较强的环境中的产物。,（三）砂屑灰岩,一、颗粒石灰岩类（砂屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（亮晶砂屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（亮晶砂屑灰岩）,亮晶砂屑灰岩，塔里木盆地解放126井，中奥陶统一间房组。,一、颗粒石灰岩类（亮晶砂屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（粉屑灰岩）,生物碎屑石灰岩的种类很多。 沉积环境分析时注意两点： 第一，应尽可能辨明它们是原地堆积还是经过搬

16、运、磨蚀后才沉积下来的。 第二，应注意其基质是灰泥（泥晶）还是亮晶。,（四）生物碎屑石灰岩,一、颗粒石灰岩类（生物碎屑灰岩）,一、颗粒石灰岩类（亮晶珊瑚藻灰岩）,泥晶介壳灰岩，淡水湖泊相，介壳主为瓣鳃类化石，次为介形虫和腹足，泥晶填隙，孔隙不发育，裂缝微裂缝产气，侏罗系东岳庙组，四川盐亭，(+)60,一、颗粒石灰岩类（泥晶介壳灰岩）,一、颗粒石灰岩类（泥晶介壳灰岩）,一、颗粒石灰岩类（泥晶生物灰岩）,鲕粒类型很多，鲕粒石灰岩类型也很多，如正常鲕粒石灰岩、表鲕粒石灰岩等。 1、亮晶鲕粒灰岩：不论其鲕粒类型如何，都是在水动力条件很强或相当强的条件下形成的。 2、泥晶鲕粒灰岩：强水动力形成的鲕粒，被

17、风浪或其他营力搬运到低能量环境中沉积下来。,（五）鲕粒石灰岩,一、颗粒石灰岩类（鲕粒灰岩）,亮晶鲕粒灰岩，亮晶具共轭生长界面，全充填，鲕粒氧化铁浸染，正交光25，中寒武统，唐山。,一、颗粒石灰岩类（亮晶鲕粒灰岩）,亮晶鲕粒灰岩，塔里木盆地卡拉塔尔组下灰岩段，玉立群剖面,一、颗粒石灰岩类（亮晶鲕粒灰岩）,二、泥晶石灰岩,以灰泥组分为主的岩石类型。重要的石灰岩类型，分布很广泛，水动力条件很弱的环境中的产物，常与球粒石灰岩、粉屑石灰岩共生，因为它们的沉积条件近似。 关于灰泥的成因，至少有三种成因，即内碎屑成因的（泥屑）、生物成因的、化学沉淀成因的（泥晶）； 泥晶石灰岩、微晶石灰岩、隐晶石灰岩等是同义

18、词。,二、泥晶石灰岩类（泥晶灰岩）,含生屑泥晶灰岩。溶洞中底部充填渗流粉砂，之上为两期方解石，粉砂和方解石之间发育后期交代黄铁矿，生屑见三叶虫棘刺。轮古13井，上奥陶统吐木休克组，5568.23m，（）102.5。,二、泥晶石灰岩类（含生屑泥晶灰岩）,亮晶砾屑砂屑灰岩含云石粉屑泥晶灰岩，之间发育冲蚀面，冲蚀面下发育生物潜穴，充填有粉细晶白云石、砂屑和方解石等。轮古9井，中下奥陶统鹰山组，5746m，（）102.5。,二、泥晶石灰岩类（泥晶灰岩）,深灰色泥晶灰岩，生物潜穴，孔隙不发育。罗南1井，C，生屑灰岩段，4110m。 ，（）10 x 2.5,二、泥晶石灰岩类（泥晶灰岩）,晶粒石灰岩主要由晶粒这一结构组分组成，几乎不含其它结构组分。它又可根据晶粒的粗细，分为粗晶石灰岩、中晶石灰岩、细晶石灰岩、粉晶石灰岩、泥晶石灰岩。主要是重结晶作用或交代作用产物。 在石灰岩中，常见的是泥晶石灰岩，粉晶石灰岩也较常见，其它晶粒较粗的石灰岩就少见了。晶粒较粗的石灰岩大都是重结晶作用或其它次生作用的产物。 在白云岩中，各种粒级的晶粒白云岩都很常见。,三、晶粒石灰岩,二、晶粒石灰岩,阿满1井，5304.15m，（-）1010,粉晶云岩，全自形晶，