白云岩化成因机理和模式课件

白云岩化成因机理和模式张鹏矿物S131目录

一、基本概念二、研究进程三、白云岩化成因及动力四、白云岩化模式五、总结一、基本概念白云岩：一种沉积碳酸盐岩。主要由白云石组成，常混入石英、长石、方解石和粘土矿物。白云岩化：指灰泥或灰岩中的方解石、文石、高镁方解石被白云石交代的作用。

90年代的主要研究成果是对热液白云石化进行了总结，以及对埋藏白云石化有了进一步的认识。目前对于白云岩的成因解释，萨布哈和渗透回流白云石化得到了广泛的认同和应用。在常温、实验室条件下人工无法合成理想的白云石，因此，白云石化的机理以及白云岩的成因问题也一直是岩石学家关注的焦点。三、白云岩化成因及动力

对于白云石的成因，人们有两种观点:即原生白云石和次生白云石。

原生白云石的形成是在生物参与下形成的（图2），更多体现的是生物的特性，因此不具普遍意义。

人们普遍认为白云石是由于次生交代作用形成的，即白云石化。

方解石(或文石)的白云石化过程具有一定的特殊性，需要满足一定的温度、离子浓度和流体动力学条件等才能够进行。

对于原生或次生白云石的形成，可以通过以下3个化学反应式来表示：

反应式(1)代表的是离子在溶液中直接结合生成白云石，形成原生白云石。

反应式(2)和(3)分别作为开放体系和封闭体系下

的白云石化反应。1.成岩流体来源的Mg2+

成岩流体是指沉积物在固结成岩的过程中积物孔隙中的流体。

碳酸盐岩主要形成于海相少量形成于咸化的湖相。海水或咸化的湖水携带大量的Mg2+渗透到灰岩地层当中，可以为方解石发生白云石化提供充足的离子来源。3.生物来源的Mg2+一些动植物在本身的新陈代谢或生长过程中可以富集Mg2+，这些生物的躯体伴随着碳酸钙一起沉积下来，在埋藏的过程中释放出Mg2+，使碳酸钙发生白云石化。

一般由生物提供Mg2+来源的白云岩会保留有生物的躯体化石或遗迹。1.流体自身重力成岩流体在重力的作用下，由于自身势能的改变促使其流经碳酸钙地层。高盐度流体本身密度较大，在重力的作用下，可以通过岩石孔隙向下渗透到更深的地层中，如图3(a)。2.压实导致的横向流动由于岩层自身的非均质性(粒径大小、抗压能力等)，在上覆沉积物的压实作用下，更容易被压实的岩层孔隙水就会被排挤到周围的地层当中，形成横向的流动，如图3(b)。3.深部热液流体上涌

由于深部流体的上涌或热能、岩浆活动以及底辟构造等原因，使压力较大、温度较高的流体渗透到上覆地层当中或沿断层向上运移，如图3(c)。四、白云岩化模式根据方解石一白云石转化相图、白云石化的物理化学条件、Mg2+来源以及流体动力学机制等，可以对白云石化模式进行归类。目前较成熟的白云石化模式主要有以下5种：蒸发模式(萨布哈模式)、渗透回流模式、混合水模式、海水模式及埋藏模式。2.渗透回流模式

在潮上地带形成的高镁粒间盐水，在其对表层沉积物白云化的同时，由于其密度较大，在重力作用下必然会向下回流渗透。在其穿过下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，必然会使它们白云化，从而形成白云岩或部分白云化的石灰岩，这就是回流渗透白云化作用。3.混合水模式

巴迪奥札曼尼首先用实验方法证明大气水与正常海水的混合液对方解石和白云石的饱和程度的影响。当5%的海水与95%的地下水混合时，白云石已经饱和，但方解石不饱和;当30%的海水与70%的地下水混合时，白云石当然早就过饱和了，但方解石仍然不饱和。因此，在海水含量为5%-30%的混合液中，将发生方解石被白云石交代的作用，即白云化作用。5.埋藏模式

埋藏白云石化主要发生在后期埋藏成岩阶段，形成深度较深。这说明温度升高有利于白云石的形成；在地下较深处温度较高，白云石可以形成，并常作为明亮的裂缝充填物或砂岩的胶结物出现，这已经是不争的事实。

一般