碳酸鹽巖基本特征與分類(lèi)命名

1、主要內(nèi)容 一、碳酸鹽巖的成分特征 二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu) 三、碳酸鹽巖的構(gòu)造 四、碳酸鹽巖的分類(lèi) 五、碳酸鹽巖的主要巖石類(lèi)型,碳酸鹽巖,碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物（方解石和白云石）組成，巖石類(lèi)型有石灰?guī)r（方解石含量大于50%）和白云巖（白云石含量大50%）。 碳酸鹽巖中的礦產(chǎn)資源豐富;多種金屬礦產(chǎn)，建筑材料、古潛山儲(chǔ)層，生烴層系。與碳酸鹽有關(guān)油氣儲(chǔ)量占世界50，產(chǎn)量占世界油氣總產(chǎn)量的60；巖溶地貌及其旅游資源、水資源和土壤等等。沉積相標(biāo)志、古地理再造、古環(huán)境恢復(fù)、古氣候變遷。 碳酸鹽巖主要形成于海相環(huán)境中，有少量的陸相沉積。 碳酸鹽巖的形成即可以是化學(xué)成因的，也可以是機(jī)械作用形成的。 碳酸鹽巖

2、占沉積巖體積20%,在我國(guó)沉積巖占全國(guó)總面積75%，其中55%為碳酸鹽巖,碳酸鹽巖一般概況,一）化學(xué)成分： 主要化學(xué)成分：CaO、 MgO、 CO2 次要化學(xué)成分：SiO2、 TiO2 、Al2O3、FeO、 Fe2O3、 K2O、 Na2O、 H2O等 石灰?guī)r的化學(xué)成分： CaO占42.61%; MgO占7.9%; CO2占41.58%; SiO2 占5.91%, (純)白云巖的化學(xué)成分：CaO占30.4%; MgO占21.8%; CO2占47.8%; 方解石 白云石 菱鐵礦 菱鎂礦 A.化學(xué)式表示：CaCO3、 CaMg(CO3)2、 FeCO3、 MgCO3 B.氧化物表示：CaO（43

3、%)、MgO(8%)、CO(42%)及SiO2(5.2%), 其它氧化物(3%):FeO、Fe2O3、K2O、Na2O、H2O C.微量元素：Sr, Ba, Rb, Ni, Zn, V等，可作為判別環(huán)境的標(biāo)志,一、碳酸鹽巖的成分特征,二）同位素： A. 18O/16O：區(qū)分海陸相、古海水鹽度、水溫變化、海陸變遷 B. 13C/12C 和14C ：區(qū)分海陸相、古海水鹽度、水溫變化、海陸變遷, 14C定年。 海相：重同位素含量高,一、碳酸鹽巖的成分特征,三）礦物成分： 碳酸鹽礦物：方解石（三方晶系）和文石（與方解石同質(zhì)二相，斜方晶系）、白云石、菱鐵礦、菱錳礦、菱鋅礦、鐵白云石Ca(Mg,Fe)(C

4、O3)2 陸源碎屑混入物：粘土礦物、石英、長(zhǎng)石及微量重礦物。當(dāng)陸源碎屑混入物50%則過(guò)渡為粘土巖或粉砂巖砂巖。 非碳酸鹽自生礦物：石膏Ca(SO4)2H2O、硬石膏Ca(SO4)，重晶石Ba(SO4)、天青石Sr(SO4)、K,Na,Mg鹵化物、及蛋白石、自生石英、黃鐵礦（ FeS2 ,等軸晶系)、白鐵礦（ FeS2 ,斜方晶系，同質(zhì)多相)、海綠石（K,Fe,Mg的鋁硅酸鹽礦物）、鮞綠泥石（ Fe,Mg的鋁硅酸鹽礦物）、磷酸鹽礦物和有機(jī)質(zhì),碳酸鹽巖最主要的礦物成分是碳酸鹽礦物，有少量的陸源混入物和自生非碳酸鹽礦物,一、碳酸鹽巖的成分特征,一）碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)分類(lèi) 1、粒屑結(jié)構(gòu)：經(jīng)波浪或流水搬運(yùn)、沉

5、積而成的碳酸鹽巖；是由顆粒（內(nèi)碎屑、生物碎屑、包粒、團(tuán)粒、團(tuán)塊）和填隙物（泥晶基質(zhì)或灰泥雜基、亮晶膠結(jié)物）、孔隙構(gòu)成。 2、生物骨架結(jié)構(gòu)：由原地固著生長(zhǎng)的生物骨架構(gòu)成。 3、結(jié)晶結(jié)構(gòu)重結(jié)晶結(jié)構(gòu)：有化學(xué)或生物化學(xué)作用而成。 4、次生結(jié)構(gòu)：交代作用和重結(jié)晶作用形成,碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)既可以是機(jī)械成因的，又可以是化學(xué)、生物化學(xué)成因的，與碎屑巖的結(jié)構(gòu)相比，碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,二）碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)特征分述 1、粒屑結(jié)構(gòu)：由顆粒、泥晶基質(zhì)或灰泥雜基、亮晶膠結(jié)物、孔隙四種結(jié)構(gòu)組分組成。 顆粒類(lèi)型包括： 內(nèi)碎屑（無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖軟泥顆粒） 生物碎屑（骨粒） 鮞粒和豆粒 團(tuán)粒（不具有內(nèi)部結(jié)

6、構(gòu)的糞團(tuán)粒） 團(tuán)塊（顆粒集合體） 核形石,注意：碎屑結(jié)構(gòu)與粒屑結(jié)構(gòu)的異同,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,二）碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)特征分述 粒屑類(lèi)型內(nèi)碎屑 由盆地內(nèi)部弱固結(jié)的碳酸鹽沉積物經(jīng)岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬運(yùn)、沉積的碎屑。（沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)） 內(nèi)碎屑按直徑大小分為： 對(duì)應(yīng)陸源碎屑 曾允孚（1984） 礫屑：2mm 礫屑：2mm 砂屑：20.1mm 砂屑：20.06mm 粉屑：0.10.01mm 粉屑：0.060.03mm 泥屑：0.01mm 微屑：0.030.004mm 泥屑：0.004mm 微屑和泥屑充填于顆粒之間時(shí)稱(chēng)為泥晶基質(zhì)（相當(dāng)于雜基,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,1、粒屑結(jié)構(gòu),內(nèi)碎屑礫屑,1、粒屑結(jié)

7、構(gòu),二）碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)特征分述 內(nèi)碎屑鮞粒（豆粒） 由核心和同心紋層構(gòu)成的球體或橢球體。鮞粒直徑在20.2mm之間，大于2mm稱(chēng)為豆粒。（有內(nèi)部結(jié)構(gòu)） 鮞粒的分類(lèi)： 真鮞： 假鮞： 復(fù)鮞： 薄皮鮞； 變形鮞： 變晶鮞,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,1、粒屑結(jié)構(gòu),真鮞, 亮晶方解石膠結(jié),1、粒屑結(jié)構(gòu),變晶鮞,1、粒屑結(jié)構(gòu),薄皮鮞,1、粒屑結(jié)構(gòu),粒屑生物碎屑（骨屑） 破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的組分指示水深、水溫、鹽度和水流特征等；骨骼的門(mén)類(lèi)、生態(tài)類(lèi)型、分選和磨園，可提供環(huán)境標(biāo)志。 粒屑團(tuán)粒: 不具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碳酸鹽球狀、橢球狀的顆粒。一般認(rèn)為是生物的糞便。 粒屑團(tuán)塊：由幾個(gè)碳酸鹽顆粒被灰泥或藻類(lèi)粘結(jié)在一起而

8、形成也稱(chēng)為葡萄石。 粒屑核形石：特殊形狀的藻灰?guī)r,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,1、粒屑結(jié)構(gòu),圖中A、B、C、D、E、F依次為內(nèi)碎屑、生物碎屑、團(tuán)粒、團(tuán)塊、豆粒、核形石,2、生物骨架結(jié)構(gòu) 原地生長(zhǎng)的底棲固著生物通過(guò)生命活動(dòng)，由生物骨架和伴生的生物化學(xué)組分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)生物結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)于礁灰?guī)r中,二、碳酸鹽巖 結(jié)構(gòu)特征,3、結(jié)晶結(jié)構(gòu)（化學(xué)結(jié)構(gòu)） 按照結(jié)晶程度可分為 非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)于一些化學(xué)或膠體化學(xué)成因的巖石類(lèi)型中，如硅質(zhì)巖、磷灰?guī)r等。 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)由微晶礦物集合體組成 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)按照結(jié)晶顆粒的大小分為： 粗晶：(大于2mm） 中晶：(2-0.062mm） 細(xì)晶：(0.

9、062-0.004mm) 微晶：(0.004-0.001mm,二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,4、次生結(jié)構(gòu):為交代結(jié)構(gòu)和重結(jié)晶結(jié)構(gòu),結(jié)晶（化學(xué)）結(jié)構(gòu)（何啟祥，1978） 圖中A、B、C依次為半自形結(jié)構(gòu)、自形結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu),填隙物：泥晶方解石（泥晶基質(zhì)）和亮晶方解石 泥晶方解石： 為粒度為0.0010.004mm（石化后的粒度為0.001-0.035mm）的泥晶方解石，機(jī)械作用形成；泥晶方解石常為泥晶結(jié)構(gòu)。 亮晶方解石： 為粒度通常大于0.01mm的、干凈透明的亮晶方解石，化學(xué)結(jié)晶作用形成。 亮晶方解石常發(fā)育櫛狀結(jié)構(gòu)、連生結(jié)構(gòu),二、碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)特征,注意：粒屑結(jié)構(gòu)的填隙物與碎屑結(jié)構(gòu)填隙物的異同,懸掛式

10、膠結(jié)物（針狀方解石）（視域直徑為2.5mm ）（路鳳香等，2002,礦物成分分類(lèi)和結(jié)構(gòu)成因分類(lèi) 礦物成分分類(lèi)（方解石或白云石） 50為基本名 5025 質(zhì) （白云質(zhì)灰?guī)r） 2510 含質(zhì)（含白云質(zhì)灰?guī)r） 10 不參加命名,三、碳酸鹽巖的分類(lèi),一）碳酸鹽巖礦物成分分類(lèi) 根據(jù)方解石和白云石相對(duì)含量劃分的巖石類(lèi)型,三、碳酸鹽巖的分類(lèi),根據(jù)方解石（或白云石）與粘土相對(duì)含量劃分巖石類(lèi)型,三、碳酸鹽巖的分類(lèi),根據(jù)方解石、白云石、粘土（或砂）相對(duì)含量劃分的巖石類(lèi)型,三、碳酸鹽巖的分類(lèi),利用此分類(lèi)前應(yīng)了解的四個(gè)基本概念： （1）原地灰?guī)r白云巖：未經(jīng)搬運(yùn)的灰?guī)r，指微晶灰?guī)r和生物礁灰?guī)r。 （2）異地灰?guī)r白云巖：經(jīng)

11、過(guò)搬運(yùn)的灰?guī)r，指粒屑灰?guī)r。 （3）泥晶：原地機(jī)械沉積的、粒度0.0039mm的灰泥。 （4）亮晶淀晶：化學(xué)沉淀的、粒度0.0039mm的、較為潔凈的方解石（膠結(jié)物,三、碳酸鹽巖的分類(lèi),?？说姆诸?lèi)，1959年,石灰?guī)r分類(lèi)（Folk，1959,福克的分類(lèi)，1959年,三 碳 酸 鹽 巖 的 分 類(lèi),一）石灰?guī)r類(lèi) 1、內(nèi)碎屑灰?guī)r： （1）亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r 成因：高能、穩(wěn)定環(huán)境，如濱淺海； 特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層理 （2）泥晶內(nèi)碎屑灰?guī)r 成因：高能、不穩(wěn)定環(huán)境，如濁流； 特征基質(zhì)支撐、具粒序?qū)永?四、碳酸鹽巖的巖石類(lèi)型,四、碳酸鹽巖的巖石類(lèi)型,1、內(nèi)碎屑灰?guī)r： 內(nèi)碎屑：大到礫屑級(jí)，小到粉屑級(jí)。圓

12、度因搬運(yùn)磨蝕程度而有所差別 填隙物：灰泥基質(zhì)，或亮晶膠結(jié)物或者兩者均有。 形成環(huán)境：高能淺灘環(huán)境，磨圓好、分選較好、亮晶方解石膠結(jié)，常伴生波痕和交錯(cuò)層理以及沖刷充填構(gòu)造等。高能量環(huán)境形成內(nèi)碎屑而沉積于低能環(huán)境時(shí)內(nèi)碎屑含量少并含有大量的灰泥基質(zhì)的泥晶礫（砂）屑灰?guī)r和粉屑灰?guī)r,亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r,粒屑灰?guī)r素描圖（何起祥，1978,2、生物碎屑灰?guī)r （1）亮晶生物碎屑灰?guī)r 成因：高能、穩(wěn)定環(huán)境，如濱淺海； 特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層 （2）泥晶生物碎屑灰?guī)r 成因：低能、穩(wěn)定（靜水）環(huán)境，如潮下帶； 特征基質(zhì)支撐、塊狀層理。 （3）生物碎屑種類(lèi) 海百合莖、珊瑚、介形蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)、藻類(lèi)、層孔蟲(chóng)、 雙殼、腕足類(lèi)等,四、碳酸鹽巖的巖石類(lèi)型,3、鮞?；?guī)r： 由鮞粒構(gòu)成，填隙物可以是灰泥基質(zhì)或亮晶膠結(jié)物。 特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層理； 成因：溫暖淺水、中等攪動(dòng)；一般形成于溫暖的、中等能量的淺海環(huán)境，如臺(tái)地邊緣淺灘（鮞灘）、潮汐協(xié)壩或潮汐三角洲等環(huán)境。 4、藻灰?guī)r：典型的生物生物化學(xué)成因 5、生物礁灰?guī)r： 主要造礁生物：鈣藻、珊瑚、層孔蟲(chóng)、海綿、苔蘚蟲(chóng),四、碳酸鹽巖的巖石類(lèi)型,6、泥晶（微晶）灰?guī)r 泥晶（微晶）灰?guī)r中的顆粒含量較低，一般小于10%，還含有少量陸源碎屑。泥晶（微晶）灰?guī)r外觀(guān)致密、均一