碳酸盐岩概述与物质成分PPT课件

1、1碳酸盐岩的经济价值碳酸盐岩的经济价值主要的烃源岩和储集岩：主要的烃源岩和储集岩：在当前国内外的大油在当前国内外的大油气田中，碳酸盐岩储层层占气田中，碳酸盐岩储层层占5050，产量占，产量占6060。 冶金熔剂、化工原料、耐火工业原料、提冶金熔剂、化工原料、耐火工业原料、提炼炼Mg的原料。的原料。 地下水的储集岩。地下水的储集岩。 除油气外，还蕴藏着丰富的金属和非金属除油气外，还蕴藏着丰富的金属和非金属矿产，矿产，Fe、Cu、Pb、Zn、Hg、P。 第1页/共13页2 第二节第二节 碳酸盐岩物质成分碳酸盐岩物质成分 一、碳酸盐岩矿物成分一、碳酸盐岩矿物成分 （一）碳酸盐矿物（一）碳酸盐矿物 F

2、 主要由主要由方解石方解石及及白云石白云石两种碳酸盐矿物组成两种碳酸盐矿物组成 。 以方解石为主称以方解石为主称石灰岩石灰岩，以，以白云石为主称白云石为主称白云岩白云岩。F 铁方解石、铁白云石、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿等碳酸盐矿物。铁方解石、铁白云石、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿等碳酸盐矿物。第2页/共13页3一、碳酸盐岩的矿物成分一、碳酸盐岩的矿物成分 （一）（一）碳酸盐矿物碳酸盐矿物 总的来说，碳酸盐矿物系由二价络阴离子总的来说，碳酸盐矿物系由二价络阴离子COCO3 3 -2 -2 ( (其离子半径为其离子半径为2.572.571010-10-10m m ) )与一个或一个以上的二价阳离子（如与一

3、个或一个以上的二价阳离子（如MgMg，CaCa，ZnZn，MnMn，FeFe等）结合而形成等）结合而形成无水碳酸盐矿物。无水碳酸盐矿物。（有水碳酸盐矿物：孔雀石（有水碳酸盐矿物：孔雀石CuCu2 2COCO3 3(OH)(OH)、蓝铜矿、蓝铜矿CuCu3 3COCO3 3 2 2(OH)(OH)2 2、等。等。第3页/共13页4高镁方解石高镁方解石n方解石（也称低镁方解石）方解石（也称低镁方解石）n文石等矿物文石等矿物n白云石白云石第4页/共13页5 MgCOMgCO3 3含量一般大于含量一般大于10mol10mol, ,有时可达有时可达30mol30mol。其特点：其特点：其镁含量虽高，但方

4、解石的晶格并未破坏。其镁含量虽高，但方解石的晶格并未破坏。溶解度很大，在溶解度很大，在PHPH值降低条件下不稳定；值降低条件下不稳定；容易向低镁方解石或白云石转化，所以容易向低镁方解石或白云石转化，所以只能存在于现代碳只能存在于现代碳酸盐沉积物中。酸盐沉积物中。福克（福克（19761976）曾指出，高镁方解石形成于富镁的海水中）曾指出，高镁方解石形成于富镁的海水中（MgMgCaCa的比值大于的比值大于2:12:1）。如果有细菌参与作用，多形成）。如果有细菌参与作用，多形成晶面弯曲的晶体。晶面弯曲的晶体。高镁方解石见于瓣鳃类、腹足类、高镁方解石见于瓣鳃类、腹足类、等生物骨骼。等生物骨骼。第5页/

5、共13页6（2）低镁方解石（或方解石） 含含MgCO3 2mol3mol，一般不超过，一般不超过5mol。其基本特征：其基本特征： 这种结构相态最稳定，是岩石中最终保存下来的矿物相这种结构相态最稳定，是岩石中最终保存下来的矿物相之一。古代石灰岩主要由方解石组成。之一。古代石灰岩主要由方解石组成。其形成条件是：溶液中其形成条件是：溶液中MgMg2+2+浓度低，浓度低，MgMgCaCa小于小于2:l2:l；温度低温度低( (16);16);有有SOSO2-2-4 4存在存在;pH;pH值值(7(78)8)和盐度和盐度3.53.5；存在有机化合物；存在有机化合物；分布特点：广泛存在于介形虫、三叶虫、

6、有孔虫、层孔虫分布特点：广泛存在于介形虫、三叶虫、有孔虫、层孔虫以及某些腕足动物和苔藓动物原始骨路之中。以及某些腕足动物和苔藓动物原始骨路之中。第6页/共13页7 （3 3）文石）文石 又名霰石又名霰石 含含 MgCOMgCO3 3少于少于 2mol2mol。是方解石的同质异象变体。是方解石的同质异象变体。基本特征：基本特征：(1)(1)在现代沉积物中常呈现针状，有时也呈现泥状。在现代沉积物中常呈现针状，有时也呈现泥状。 (2)(2)形成有利条件为：温度较高形成有利条件为：温度较高( (15 )15 )，温暖浅海沉积物以，温暖浅海沉积物以文石为主；文石为主；pHpH值值 8 8；盐度高，超盐条

7、件有利于形成文石；盐度高，超盐条件有利于形成文石；MgMgCaCa2:12:1(3)(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因海水中文石较方解石易沉淀的原因, ,李普曼李普曼(Lippman)(Lippman)认为认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。第7页/共13页8 （4）白云石 化学式：化学式：CaMgCaMg（COCO3 3）2 2 理想白云石是理想白云石是MgMg2+2+：CaCa2+2+=1:1 =1:1 理想的白云石是有序结构的碳酸盐矿物，白云石区别于其它碳酸盐矿物，不仅理想的白云石是有序结构的碳酸盐矿物，白云石区别于其它碳酸盐矿物，不

8、仅在于在于Mg Mg 的含量，而在于具有这种有序的结构。的含量，而在于具有这种有序的结构。 在自然界中，这种理想的白云石是很少的。碳酸盐岩中的白云石通常都是富钙在自然界中，这种理想的白云石是很少的。碳酸盐岩中的白云石通常都是富钙的，有序程度也有所降低。现代碳酸盐沉积物中的白云石更是如此。的，有序程度也有所降低。现代碳酸盐沉积物中的白云石更是如此。第8页/共13页9用染色法区分方解石与白云石用染色法区分方解石与白云石 混合液茜素红混合液茜素红S S铁氰化钾盐酸铁氰化钾盐酸第9页/共13页10（二）非碳酸盐矿物及其它物质（二）非碳酸盐矿物及其它物质1 1、非碳酸盐自生矿物：、非碳酸盐自生矿物：石膏

9、、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐。钾石石膏、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐。钾石盐、玉髓、黄铁矿等。另外，还常含一些陆源矿物，如粘土矿物、石英、长盐、玉髓、黄铁矿等。另外，还常含一些陆源矿物，如粘土矿物、石英、长石、云母、以及一些重矿物等。石、云母、以及一些重矿物等。2 2、有机质：、有机质： 这些非碳酸盐矿物及有机质等物质在判断碳酸盐岩的成因及沉积环境上，这些非碳酸盐矿物及有机质等物质在判断碳酸盐岩的成因及沉积环境上，都是很有用处。都是很有用处。第10页/共13页11 二、碳酸盐岩化学成分二、碳酸盐岩化学成分 n纯方解石纯方解石: CaCO3- CaO(56CaO(56) )和和CO

10、CO2 2(44(44) )n纯白云石纯白云石: : CaMg（CO3）2- CaO(30.4CaO(30.4) )， ，MgO(21.7MgO(21.7),CO),CO2 2(47.9(47.9) )。 。n实际上自然界中碳酸盐岩总或多或少含有其它化学成分;n常含有一些微量元素或痕量元素，如Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Pb、Zn、Cu、Cr、V、Ga、Ti、B等。第11页/共13页12 碳酸盐岩的化学成分对碳酸盐岩的各种工业用途来说是很重要的。碳酸盐岩的化学成分对碳酸盐岩的各种工业用途来说是很重要的。 例如水泥用的石灰岩，例如水泥用的石灰岩，MgOMgO的含量需小于的含量需小于3%3%5 5，