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第六章碳酸盐岩(CarbonateRocks)Carbonate

shelfintheBahamas第一节

碳酸盐岩概论(Generalviewofcarbonaterocks)碳酸盐岩:主要由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。规模:占沉积岩总量的20%。一、概述(Summary)平面分布:我国沉积岩占面积75%,而碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%。

主要分布于海洋环境,其次为湖泊和其他环境。

垂向(时代)分布:古生代和前寒武纪深海碳酸盐岩较少。

白垩纪以后深海碳酸盐岩广布。现代深海中碳酸钙的平均含量为32.2%。经济价值:主要的生油气岩和储油气岩(储量50%,产量60%)。

冶金熔剂、化工原料、耐火工业原料、提炼Mg的原料。

地下水的储集岩。

蕴藏着丰富的金属和非金属矿产,Fe、Cu、Pb、Zn、Hg、P。

二、碳酸盐岩的物质组成及成分分类(compositionandclassificationofcarbonaterocks)(一)碳酸盐岩的矿物成分

1.主要的碳酸盐矿物方解石矿物体系:方解石、文石、高镁方解石、低镁方解石白云石矿物体系:白云石、原白云石碳酸盐矿物,非碳酸盐自生矿物,陆源矿物。纯方解石在薄片中无色,含粘土和氧化铁可呈现灰色或褐色;白云石为无色至混浊的灰色,,含铁呈褐色。

2.次要的碳酸盐矿物铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。

3.非碳酸盐的自生矿物石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐等。

4.陆源矿物粘土矿物、石英、长石、云母、绿泥石、重矿物等。

5.有机质(二)碳酸盐岩的化学成分

主要化学成分:CaO、MgO、CO2次要化学成分:SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O、H2O等纯石灰岩:CaO占56%、CO2占44%纯白云岩:CaO占30.4%、MgO占21.8%、CO2占47.8%

微量元素:Sr、Ba、V、Ni

一般的石灰岩:CaO占42.61%、MgO占7.90%、CO2占41.58%、SiO2占5.19%、其他氧化物2.72%(三)碳酸盐岩中同位素成分及其意义

(1)氧同位素:18O、16O(2)碳同位素:14C、13C、12C(3)研究意义:δ18O/δ16O——水体环境

δ18O/δ16O——海水温度的函数

δ18O/δ16O——生物成因与无机成因

δ12C大量逸失,δ13C富集——蒸发环境

淡水方解石δ13C约-1.34~4.93PDB,正常海水石灰岩δ13C约为-0.20~0.56PDB,潮上云坪准同生白云岩的δ13C则为1.25~1.73PDB

δ14C可以确定在2万年以内碳酸盐沉积物的年龄。针对侏罗纪以后的碳酸盐岩,可据公式确定其沉积环境Z=a(δ13C+50)+b(

δ

18O+50)其中a=2.048,b=0.498,Z>120海相(四)碳酸盐岩的成分分类

1.基本分类方案

95%,75%,50%,25%,5%或90%,75%,50%,25%,10%野外划分为四个系列:石灰岩:方解石>75%云质石灰岩:方解石75~50%,白云石25~50%灰质白云岩:白云石75~50%,方解石25~50%白云岩:白云石>75%野外界限:75%,50%,25%类型:石灰岩,粘土(砂,粉砂)质石灰岩,灰质粘土(砂,粉砂)岩,粘土(砂,粉砂)岩2.两级或三级分类命名原则

两级命名:××质(25%

50%

)××岩(

>50%)三级命名:含××(10%~25%或5%~25%)××质(25%~50%)××岩(

>50%)复合命名(都<50%):含××(<25%)××(25%~50%,较少者)—××

(25%~50%,较多者)岩方解石55%,白云石15%,粘土30%含白云石泥质灰岩白云石60%,粉砂28%,泥12%含泥粉砂质白云岩白云石36%,细砂48%,粉砂16%含粉砂白云—细砂岩三、碳酸盐岩的结构组分(textualconstituentsofcarbonaterocks)

颗粒结构:由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物、孔隙等构成。

生物骨架结构:由造架的生物和粘结的生物与填隙的颗粒或泥晶基质及亮晶胶结物构成。

泥晶或微晶结构:出现在低能环境下由化学沉淀或生物化学作用而形成的碳酸盐岩中。

晶粒结构/残余结构:碳酸盐岩经过重结晶或者发生白云化后的结构。

(一)颗粒

碳酸盐岩颗粒:泛指沉积盆地内由化学、生物化学成因的碳酸盐沉积物,在波浪、潮汐等水流作用下就地或经短距离搬运而形成的一系列碳酸盐岩颗粒,简称“颗粒”。福克(1959,1962):异化颗粒、异化组分分类:内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒、生物颗粒

内碎屑:主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的碳酸盐沉积物,受波浪、潮汐、风暴等的冲刷、破碎、磨蚀、搬运、再沉积而成的颗粒,也可以是其他作用形成的。

1.内碎屑

内碎屑砾屑砂屑粉屑泥屑极粗砂屑粗砂屑中砂屑细砂屑极细砂屑粗粉屑细粉屑mm

2.01.00.50.250.10.050.010.005内碎屑级别的划分:陆源碎屑砾砂粉砂粘土(泥)巨砾粗砾中砾细砾粗砂中砂细砂粗粉砂细粉砂mm

10001001020.50.250.10.050.01陆源碎屑级别的划分砂屑灰岩内碎屑砾石排列方位的古地理意义:就地堆积:大体平行于岩层层面排列单向水流搬运堆积:单向倾斜排列(叠瓦状)潮汐或波浪搬运堆积:双向倾斜排列强风暴流堆积:放射状、倒小字状、菊花状、杂乱状2.鲕粒

鲕粒:一种由核心和包壳组成的粒径小于2mm的球形或椭球形颗粒。核心:陆源碎屑、内碎屑、生物碳酸盐颗粒等包壳:化学沉淀形成的同心状或放射状微晶碳酸盐矿物。

现代沉积中未经变化的鲕粒同心壳层由隐晶质文石组成:文石针呈放射状:缓慢沉淀与弱搅动文石针呈切线方向排列:快速沉淀与强烈搅动豆粒:粒径>2mm豆状核形石:具不等厚包壳,果核状鲕粒不同于豆粒和核形石:原生鲕粒的基本类型:正常鲕、表皮鲕、复鲕其他名称及分类:假鲕、单晶鲕、多晶鲕、负鲕、放射鲕、偏心鲕(低能)、同心鲕(高能)鲕粒成因:有机成因说:与藻类及细菌作用有关。无机成因说:在碳酸盐过饱和且扰动的环境中,溶液中析出的钙(文石)围绕被搅起的质点而沉淀。

3.藻粒

藻包粒:大小不等、外形不规则的球形颗粒。

(1)藻包粒

藻包粒与鲕粒的区别:>2mm;同心壳层不规则(弯曲、皱纹、波状)、宽窄不一、不连续;壳层富含有机质,为藻类纹层(富藻与富屑层构成纹层构造);形成机理不同。

核形石:也称藻灰结核,为球状叠层石,粒径小者为0.2~0.3mm,大者2~5mm或更大。

核形石的形成:蓝绿藻的粘液,围绕一定的核心(碳酸盐岩颗粒或碎屑),一边粘结碳酸盐沉积物,一边又受水动力的搬运,或悬浮或滚动,从而形成不规则的同心增长层。

(2)团块及凝聚颗粒

又称葡萄状颗粒或巴哈马石,为外形不规则的复合颗粒集合体,>2mm。

4.球粒

球粒:由微晶碳酸盐矿物组成的不具内部构造的、表面光滑的球形或卵形颗粒。一般0.1~0.03mm,少数0.5~0.7mm。从现有资料看至少有三种成因:

球粒成因观点:无机凝聚生物凝聚无脊椎动物粪粒粪球粒:无脊椎动物吃进碳酸盐软泥后排泄物假球粒:机械磨圆且已固结的灰泥颗粒、泥晶化颗粒。藻球粒:碳酸盐岩泥晶(微晶)由细菌、有机质、藻类凝聚、加积、滚动所成Ooid-鲕粒,Pisoid-藻粒,Peloid—球粒,Oncoid—似核形石,Intraclast—内碎屑5.生物碎屑

分级:自形,半自形,砂砾级他形,化石碎片(二)泥(muds)

碳酸盐泥:指泥级的碳酸盐质点,“微晶碳酸盐泥”、“微晶”、“泥晶”、“泥屑”。

分类:

灰泥——方解石成分的泥,“微晶方解石泥”

云泥——白云石成分的泥

成因:

(1)海水化学沉淀作用生成的—针状文石(2)机械破碎磨蚀(3)生物作用生成的:在活的钙质藻中含大量针状文石(4)生物磨蚀

(三)胶结物(cements)

胶结物:充填于碳酸盐岩原始粒间起胶结作用的化学沉淀物,通常是方解石,还有白云石、石膏等。特点:晶粒一般比灰泥粗大,>0.005mm或>0.01mm;

由于晶体清澈明亮,常称作“亮晶胶结物”、“亮晶”。形成环境:强水动力条件下,原始细粒沉积物被冲走,成岩期粒间孔内以化学方式沉淀出的方解石。粒状亮晶胶结物新月型亮晶胶结物重力型亮晶胶结物渗流砂型亮晶胶结物再生边型亮晶胶结物世代型亮晶胶结物等厚环边片状亮晶胶结物渗流砂型亮晶胶结物世代型亮晶胶结物等厚环边状亮晶胶结物碳酸盐岩中胶结物与泥晶重结晶的区别:(2)胶结物矿物晶体清澈透明,通常不含杂质(3)胶结物可与泥晶组成的颗粒共存,但不与发生重结晶的泥晶基质共存(4)胶结物与颗粒之间的接触界线较分明(5)胶结物通常表现为世代胶结,或为新月型、重力悬挂型、渗流砂型、再生边型(6)胶结物晶间界面为平直的贴面结合关系(1)胶结物存在于分选、磨圆较好,颗粒彼此相接触的孔隙内(即颗粒支撑的孔隙内)(四)晶粒(crystalgrain)

晶粒是晶粒碳酸盐岩(结晶碳酸盐岩)的主要结构组分。晶粒砾晶砂晶粉晶泥晶极粗晶粗晶中晶细晶极细晶粗粉晶细粉晶粒级/mm

2.01.00.50.250.10.050.010.005

碳酸盐岩晶粒粒级的划分按晶形特征:自形晶、半自形晶、他形晶按相对大小:斑晶、包含晶(五)生物格架(organicframework)

生物格架是原地生长的群体生物(如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等)以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架。

粘结格架:一些藻类(如蓝藻和红藻)的粘液粘结其他碳酸盐组分(灰泥、颗粒、生物碎屑等)形成的一种生物格架。(六)孔隙(holes)

原生孔隙:主要形成于沉积作用阶段粒间孔隙:由沉积时的颗粒支撑构成遮蔽孔隙:沉积时较大颗粒遮挡在其下的孔隙体腔孔隙:生物软体腐烂后留下的孔隙生物格架孔隙:造焦生物筑造的格架中的孔隙鸟眼及干缩孔隙:未充填的鸟眼构造、干裂缝窗格和层状空洞:藻纹层中蓝藻层腐烂或干缩重力滑动破碎形成的孔隙:固结或半固结的碳酸盐岩软泥滑动所致次生孔隙:主要由成岩及后生阶段组构溶蚀而成粒内溶孔:颗粒内部遭受溶蚀铸模孔(溶模孔):选择性溶蚀掉原生的颗粒或晶粒但保留其晶形晶间孔隙:组成碳酸盐岩矿物晶粒之间的孔隙其他溶蚀孔隙:原生粒间孔改造、溶孔、溶洞、溶缝、缝合面等。四、碳酸盐岩的构造(Structuresofcarbonaterocks)

碳酸盐岩的构造十分多样,几乎具有全部沉积的构造类型。

此外,碳酸盐岩还有一些独有的构造类型,如叠层构造、鸟眼构造、示底构造、缝合线构造等。

内容在第三章已讲过,不再重复。五、碳酸盐岩的颜色(

Colorsofcarbonaterocks

内容在第三章讲过,不再重复。

颜色类型浅色类:白色、灰白色、浅灰色等暗色类:灰色、深灰色、灰黑色等红色类:黄色、褐色、红色、紫红色决定因素主要矿物及次要矿物的相对含量颗粒、晶粒以及基质的粒度色素及有机碳的影响风化作用

与沉积环境的关系浅水低能环境中生成的碳酸盐岩,多呈中灰色。停滞缺氧的深水盆地—出现暗灰、灰黑色、黑色的碳酸盐岩。红色类—高价铁氧化物引起的,氧化环境。六、碳酸盐岩的研究方法(Researchmethodsofcarbonaterocks)(一)野外研究方法

1.岩类学的研究

酸蚀法:用稀盐酸(1:7或5%)鉴别

2.古生物学的研究

3.地层学的研究

4.沉积环境及岩相古地理学的研究

5.油气生储盖有利层段及地区的判断

6.采样(二)室内研究方法1.薄片法2.揭片法(揭片法,印膜法)3.酸蚀法4.染色法茜素红+HCl方解石、文石、高镁方解石、毒重石—深红色铁白云石、菱锶矿、含铁白云石—紫色白云石、(硬)石膏、菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿—无色5.全样品的难溶组分分离法6.化学分析法7.差热分析法8.热重分析法9.热发光法10.电子显微镜法11.X射线衍射法12.同位素法13.放射性碳测定年龄法14.其他方法第二节碳酸盐岩的生物骨骼组分Organicskeletalconstituentsofcarbonaterocks一、碳酸盐岩中生物骨骼的主要矿物成分Mainmineralcompositionofskeletonincarbonaterocks主要矿物成分钙碳酸盐(钙质)钙磷酸盐(磷质)氧化硅(硅质)有机化合物

钙质为绝大部分无脊椎动物和藻类植物的造骨物质,主要矿物成分为:低镁方解石(MgCO3<4mol%)高镁方解石(MgCO3>4mol%)文石(MgCO3<1mol%) 具低镁方解石质硬体的生物主要有:

低等门类的蓝藻、红藻的管孔藻科、褐藻、金藻、甲藻、轮藻、纤毛纲、海绵、古杯。

高等门类较低级的床板珊瑚、四射珊瑚、苔藓虫、腕足类、竹节石类、三叶虫、甲壳纲等。 具高镁方解石质硬体的生物主要有:

棘皮动物、珊瑚藻、粟米虫、八射珊瑚、红藻等。 具文石质硬体的生物主要有:

软体动物(头足、腹足、瓣鳃)、绿藻、水螅、六射珊瑚、裸松藻、龙介和某些有孔虫等。文石、高镁方解石低镁方解石

磷质矿物主要为胶磷矿和磷灰石,但后者常常混有碳酸钙成分。磷质主要为脊椎动物和牙索动物的主要造骨矿物。 组成生物硬体的有机化合物,主要有几丁质、壳蛋白、海绵丝和胶原等。

有机质硬体多发育于节肢动物、多毛纲、无铰纲和某些原生动物中。

硅质矿物有石英、玉髓和蛋白石。它们多是低等生物硬体的矿物组分。 如,硅藻、金藻、硅甲藻和放射虫、太阳虫以及硅质海绵骨针、硅质鞭毛虫等生物的硬体。 镁碳酸盐矿物(简称镁质),只有白云石一种。前寒武纪的少数蓝藻分泌原白云石(多钙白云石)。三叠系的低等藻类也有的是由白云石组成的。二、钙质生物骨骼的结构分类Texturalclassificationofcalcareousskeleton

骨骼结构是指组成生物骨骼的矿物晶体的形状、大小、排列以及晶粒间的相互关系。粒状纤状片状柱状按晶体的空间分布形态分(一)粒状结构(Granulartexture)

粒状结构胶粒或粘粒结构隐粒结构微粒结构 由大致等粒状的方解石或文石晶粒组成,是低等生物的主要结构类型。 按晶粒大小和光性方位分为五种类型。晶粒结构单晶结构1.胶粒或粘粒结构 由微晶方解石(或文石)胶结稍大的方解石、石英、长石粉砂以及其它碳酸盐颗粒而成。 此种结构仅见于最低等的生物,如蓝藻、红藻、低等有孔虫和某些多毛类蠕虫等。2.隐粒结构 由<0.5~1μm的碳酸盐颗粒组成。 此种结构常见于蓝绿藻、红藻化石、部分有孔虫、层孔虫及珊瑚幼年期硬体、蜓壳的致密层等。 因其颗粒太细、光线多被折射和反射而显光性杂乱,加之常含有较多的有机质,故在单偏光镜下色暗不透明。3.微粒结构 由1~5μm(或10μm)的碳酸盐颗粒组成。 红藻的细胞壁、有孔虫内层、海绵体壁和骨针、古杯体壁等常具此种结构。 光性杂乱、色稍浅、微透明。晶粒有时略有定向特征。 微粒结构常与隐粒结构伴生,且不易区分,故可合为一类。4.晶粒结构 由>5μm的方解石晶体镶嵌组成,光性杂乱,薄片中透明。 主要是经矿物晶格的转化作用或重结晶作用转变而来的。5.单晶结构 由全部或局部为一致消光的单一隐粒晶体组成,有时可为双晶或3~5个连晶组成。 单晶结构是棘皮动物骨板的特征。 据X-射线分析,消光一致的大晶体实际上是由无数个光性方位一致(或两组小晶体光性方位互相垂直)的小晶体组成。这些晶体很小,以致于在一般显微镜下分辨不清。单晶形状

连生单晶网格单晶薄壁单晶 ①连生单晶结构 由单晶方解石组成,呈一致消光。有时可见解理纹,并在其边部常见有机质尘点。海百合茎 ②网格单晶结构 为海胆类的主要特征。 它与海百合不同的是其网格孔隙被外来的单晶方解石充填。原生方解石与后来充填于网孔的方解石C轴相互垂直,但本身分别一致消光。 ③薄壁单晶结构 方解石单晶的C轴平行于壁的丝的长轴(或生长方向),因而显平行消光。 仅见于窗格苔藓虫的间壁、中棱和翁格达藻丝体的细胞壁中。(二)纤状结构(Fibroustexture)

由平行或放射状排列的单向延长的方解石(或文石)晶体组成。 光性轴C轴与纤(柱)状延长轴一致,纤体多小于10μm。按生长基底的形态、生长方式和大小划分:层(正)纤结构柱纤结构球纤结构柱层纤结构玻纤结构1.层(正)纤结构 纤体(文石、方解石)垂直基底面生长(少数斜交)。 其中单层者,称为正纤;纤体分阶段间歇生长形成多层的层状构造,称之为层纤。2.柱纤结构 纤体主要为文石,少数为方解石。 纤体沿基线向外向上生长并且与基线的交角逐渐增大,形成束状或喷泉状(少数呈斜交或垂直)。 柱纤结构之纵切面呈长条状,大致呈前进波状消失;横切面呈圆或多边形,十字消光。3.球纤结构 纤体由基点向周围放射状生长并相互嵌结。

全球纤的任何断面均为圆形且为放射状十字消光;

锥球纤则只有横断面为圆、呈放射状十字消光,而纵断面呈扇形、显波状消光。4.柱层纤结构 纤体呈周期性向一个方向辐射生长,因而产生纤层,并叠积成柱状。 与柱纤不同的是有生长层纹,与层纤不同的是弯曲度很大,有辐射纹。 在正交偏光下,纵切面呈放射状波状消光,横切面呈十字消光。 柱层纤结构常见于头足类、瓣鳃类和腹足类的外层,介形虫主壳层也可见到5.玻纤结构 纤体垂直基面生长,宽<0.5~1μm,随壳面的平直或弯曲而作平行或放射状排列。 在单偏光镜下透明,有时因富含有机质而呈浅棕黄色;在正交镜下,呈均匀的波状消光。 玻纤结构是节肢动物三叶虫和大部分甲壳纲(包括介形虫亚纲)钙壳的主要特征。(三)片状结构(Sheetliketexture)

指由两向延长、厚度<1~2μm、近于平行的片状方解石或文石晶体堆叠而成的结构。 常见于苔藓、腕足、软体动物。按叠加方式划分平行片状结构倾斜片状结构交错片状结构复杂交错片状结构珍珠结构1.平行片状结构 由<1μm厚的片状方解石(或文石)晶体与壳面平行叠积而成。 常见于苔藓虫、腕足、龙介和锥壳钢中(竹节石)。2.倾斜片状结构 由1~2μm厚的方解石(或文石)小片同向倾斜叠积而成。 小片左右相连组成的片层与壳面或骨骼表面斜交,倾斜的方向与生长方向一致。 在单偏光镜下,层片色浅、稀疏、弯曲不规则,延伸较短。3.交错片状结构 层片呈板状或楔状,厚4~40μm,由光轴一致的多个文石小片平行叠积而成,并构成独立的消光单位,而文石小片体又是由许多文石针或小片条平行排列叠积组成。 但在相邻的两个楔体或板状体中,层片的倾斜方向相反,彼此交错叠积。 仅见于现代的软体动物中,而在化石中多已转化成晶粒结构。4.复杂交错片状结构 层片形状不规则,无一定规则界线。 组成层片的小片条光性方位不一致,同一楔体(或板状体)的层片也显示出交错性。 在正交偏光镜下,任一切面的任何部分均显示不规则消光。 在化石中易转化为晶粒结构。5.珍珠结构 珍珠片厚0.3~1μm,宽5~10μm,单片呈六边形、圆形或椭圆形,在生长过程中逐渐扩大,联成一片。 珍珠片由文石针垂直片面排列而成,其C轴与片垂直。 珍珠层在单偏光下透明均匀,在正交偏光下呈大面积的一致消光。 为现代高级软体动物的主要特征,常见于头足类的主壳层和某些现代瓣鳃类、腹足类的中层和内层。牡蛎碎片(四)柱状结构(Columnartexture)

多为方解石(有时为文石)所形成。 柱体较宽,短轴宽大于5μm,延长度则远较纤状结构中的纤体为小。 柱体长轴垂直或倾斜于壳面,每个柱体是一个单独的消光单位。柱体间界线规则或不规则。柱体横断面为正方形或多边形。 一些软体类(腹足、瓣鳃)和一些腕足类的壳体外层可见柱状结构。 在纵切面上,可见到明显的互相平行的垂直壳面的柱体,在横切面上,则近似晶粒结构。原生结构粒状结构(除晶粒结构外)纤、柱、片状结构次生结构晶粒结构 各种钙质化石原生显微结构存在低级到高级的演化:粒状→纤(柱)状→片状→单晶结构三、碳酸盐岩中常见生物门类骨骼鉴定特征(一)钙质藻类蓝藻门绿藻门红藻门金藻门轮藻门绿藻门粗枝藻科松藻科粗枝藻红藻门裸松藻科珊瑚藻科管孔藻科翁格达藻科(二)原生动物门有孔虫蜓类(三)海绵动物门海绵体壁晶粒结构,水道泥晶或亮晶方解石充填海绵骨针(四)腔肠动物门珊瑚纲水螅纲水螅纲层孔虫目(五)苔藓动物门(六)腕足动物门无铰纲有铰纲(七)软体动物门软舌螺纲竹节石纲腹足纲瓣鳃纲头足纲竹节石纲(八)节肢动物门三叶虫纲甲壳纲甲壳纲介形虫亚纲(九)棘皮动物门海百合纲海胆纲第三节

石灰岩(limestones)一、石灰岩的结构分类

1.福克的分类

三端元:颗粒、灰泥/泥晶、亮晶不同的结构类型代表不同的水动力环境。三大类:A、亮晶异化石灰岩B、微晶异化石灰岩C、微晶石灰岩D、原地礁灰岩E、交代白云岩

福克提出的石灰岩结构成熟度:福克分类的缺点:

(1)亮晶方解石胶结物其实不是一个独立的结构组分,因此,该分类方案实际是两端元分类(2)没有考虑重结晶作用(3)界线过多,且不统一(4)采用“正常化学岩”和“异常化学岩”这些非描述性的成因术语并不恰当,甚至有错误,如把“微晶石灰岩”当作正常化学岩欠妥,因为其成因有化学沉淀的、机械破碎的和生物的。2.邓哈母的分类

颗粒—灰泥石灰岩亮晶异化石灰岩微晶异化石灰岩粘结岩生物岩、礁石灰岩结晶岩“泥岩”术语不恰当3.冯增昭的分类(教材的分类)

原则:(1)分类必须反映碳酸盐岩岩类学的最新进展(2)分类必须首先是描述性的(3)分类必须有定量的标志(4)分类必须有广泛的实用性(5)分类必须简明扼要,并且一定的灵活性(6)术语应力求确切中肯,简明扼要,通俗易懂,并适当照顾习惯二、石灰岩的主要类型及特征

1.内碎屑灰岩

粒度:漂砾←→粉屑填隙物:灰泥杂基←→亮晶胶结物磨圆:棱角状←→圆状分选性:好←→差各种级别的水动力条件下都可出现湖北大洪山顶部打鼓石群竹叶状内碎屑砾屑灰岩

2.鲕粒石灰岩

鲕粒石灰岩一般形成于温暖浅水、中等搅动强度环境中。水体能量:亮晶鲕粒灰岩>灰泥鲕粒灰岩

正常鲕灰岩>偏心鲕灰岩放射鲕灰岩一般见于咸化泻湖及盐湖中

3.球粒石灰岩

球粒不具内部构造、粒径一般0.1~0.03mm环境:低—中等能量水体环境(潮坪、泻湖)分类:泥晶球粒灰岩、亮晶球粒灰岩、泥晶似球粒灰岩

4.亮晶生物碎屑灰岩

破碎的较大的钙质介壳屑混有较小的完整介壳,被干净的亮晶方解石胶结。环境:潮间带、潮下带

5.泥晶生物碎屑灰岩

形成:原地生物或飘来的介屑在静水中被灰泥淹埋环境:静水,通过生物种类判断水体深浅

6.白垩

主要由颗石藻(80%)形成的一种生物泥晶灰岩,CaCO3>90%,其余主要是蒙皂石、伊利石及少量而普遍的海绿石。水深:200m>颗石藻>100m,最深不过600m

7.抱球虫软泥及石灰岩

环境:抱球虫一般生活在远离大陆及岛屿的中等深度海洋中

8.泥晶或微晶石灰岩

相标志:含底栖双壳类、有孔虫、绿藻→浅水浮游生物→深水藻类活动或鸟眼构造→潮间带或潮上带丘状泥晶灰岩内有少量障积生物的支撑→特殊意义环境:浅水泻湖、陆棚及较深水滨外盆地等低能环境。

9.结核(瘤)状石灰岩

成因:灰质层夹于富粘土的塑性层之间,差异压实成岩分异加差异压实海底溶解10.生物格架石灰岩

(1)骨架灰岩

碳酸盐生物骨架构成主体,经粘结作用形成礁(2)隐藻粘结灰岩

主要由藻类分泌粘液粘结碳酸盐颗粒而成。①层纹石(粘结)灰岩或叠层石灰岩②凝块石灰岩:无隐藻纹层内部构造的隐藻成因块体灰岩,具有叠层石的宏观外貌和类似向上生长的构造,但表面壁叠层石粗糙,内部十分不均匀。③障积灰岩:又叫滞积灰岩或栅积灰岩,指含有原地带根茎的生物,通过这些生物的阻挡作用将沉积物(主要是灰泥)截获堆积而成。

11.晶粒石灰岩

主要由方解石晶粒组成,其中较粗的晶粒主要由重结晶或交代而成。第四节

白云岩(dolostones)定义:白云岩主要是由白云石矿物所组成的沉积碳酸盐岩。一、白云岩的分类

1.白云岩的成分分类

2.白云岩的结构分类

(1)石灰岩的结构分类系统和命名原则,基本上也适用于白云岩,因为白云岩也主要是由颗粒、泥、胶结物、生物格架及晶粒等五种结构组分组成的,所不同的是白云岩的成分主要是白云石。(2)白云岩中晶粒结构发育,泥晶、粉晶、细晶、中晶、粗晶结构部相当常见;晶粒较粗的,晶形常较好且多呈自形或半自形晶,其集合体常呈砂糖状。细晶白云岩(砂糖状白云岩)(3)在白云岩中,交代结构发育,如石灰岩中的云斑、白云岩中的石灰岩残余体等。白云石菱形体常具环带或污浊核心—交代残余现象CaMg(CO3)2+CaSO4·2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O去白云石化主要发生在含有石膏的白云岩地区

根据交代结构与其伴生的其他交代现象的有无,可把白云岩划分为两个类型:(1)具交代结构的白云岩(包括含白云石的石灰岩)交代成因的是次生的、非原生化学沉淀(2)无交代结构或其他交代现象的白云岩原生沉淀成因?次生交代成因?3.白云岩的成因分类

白云岩原生白云岩次生白云岩同生白云岩准同生白云岩成岩白云岩后生白云岩二、白云岩的形成机理

1.原生沉淀作用

机理:白云石以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来。澳大利亚南部考龙泻潮中的白云石环境:水很咸、pH值很高、植物很茂盛白云石成分范围:Ca50Mg50(化学计量白云石)~Ca56Mg44(原白云石)2.同生白云化作用

机理:在沉积物—水界面处形成的方解石被白云石交代的作用。环境:浅水(冬春30cm深,夏秋仅少量盐水)pH值高(9.5~10)白云

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