碳酸鹽巖基本特性和分類命名

碳酸鹽巖基本特性和分類命名

碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物（方解石和白云石）組成，巖石類型有（方解石含量大于50%）和（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、古潛山儲層，生烴層系。與碳酸鹽有關(guān)油氣儲量占世界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。碳酸鹽巖占沉積巖體積20%,在我國沉積巖占全國總面積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、MgCO3B.氧化物表示：CaO（43%)、MgO(8%)、CO２(42%)及SiO2(5.2%),

其它氧化物(3%):FeO、Fe2O3、K2O、Na2O、H2OC.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)(CO3)2陸源碎屑混入物：粘土礦物、石英、長石及微量重礦物。當(dāng)陸源碎屑混入物>50%則過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1、粒屑結(jié)構(gòu)：經(jīng)波浪或流水搬運(yùn)、沉積而成的碳酸鹽巖；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。顆粒類型包括：內(nèi)碎屑（無內(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)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。（沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)）內(nèi)碎屑按直徑大小分為：對應(yīng)陸源碎屑曾允孚（1984）礫屑：＞2mm礫屑：＞2mm

砂屑：2－0.1mm砂屑：2－0.06mm

粉屑：0.1－0.01mm粉屑：0.06－0.03mm

泥屑：＜0.01mm微屑：0.03－0.004mm

泥屑：＜0.004mm微屑和泥屑充填于顆粒之間時(shí)稱為泥晶基質(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)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2－0.2mm之間，大于2mm稱為豆粒。（有內(nèi)部結(jié)構(gòu)）鮞粒的分類：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；骨骼的門類、生態(tài)類型、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粘結(jié)在一起而形成——也稱為葡萄石。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)

原地生長的底棲固著生物通過生命活動，由生物骨架和伴生的生物化學(xué)組分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也稱生物結(jié)構(gòu)。常見于礁灰?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)見于一些化學(xué)或膠體化學(xué)成因的巖石類型中，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：(0.062-0.004mm)

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0.001—0.004mm（石化后的粒度為）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）礦物成分分類和結(jié)構(gòu)成因分類礦物成分分類（方解石或白云石）＞50％為基本名50－25％××質(zhì)（白云質(zhì)灰?guī)r）25－10％含××質(zhì)（含白云質(zhì)灰?guī)r）＜10％不參加命名三、碳酸鹽巖的分類巖類方解石%白云石%巖石名稱巖石簡稱石灰?guī)r類100-9090-7575-500-1010-2525-50石灰?guī)r含白云質(zhì)石灰?guī)r白云質(zhì)石灰?guī)r灰?guī)r含云灰?guī)r云灰?guī)r白云巖類50-2525-1010-050-7575-9090-100灰質(zhì)白云巖含灰質(zhì)白云巖白云巖灰云巖含灰云巖白云巖（一）碳酸鹽巖礦物成分分類根據(jù)方解石和白云石相對含量劃分的巖石類型三、碳酸鹽巖的分類巖類方解石（%）1或白云石（%）2粘土巖石名稱1

巖石名稱2

石灰?guī)r（或白云巖）100~9090~7575~500~1010~2525~50石灰?guī)r含泥石灰?guī)r泥灰?guī)r白云巖含泥白云巖泥云巖泥巖50~2525~1010~050~7575~9090~100灰質(zhì)泥巖含灰泥巖泥巖白云質(zhì)泥巖含云泥巖泥巖根據(jù)方解石（或白云石）與粘土相對含量劃分巖石類型三、碳酸鹽巖的分類巖類方解石（%）白云石（%）粘土（砂）%巖石名稱石灰?guī)r50~7050~7550~7510~2525~1050~2510~2525~5010~25含泥（砂）含云石灰?guī)r含云泥（砂）質(zhì)灰?guī)r含泥（砂）云質(zhì)灰?guī)r白云巖10~2510~2525~5050~7550~7550~7510~2525~5010~25含泥（砂）含灰白云巖含灰（砂）泥質(zhì)云巖含泥（砂）灰質(zhì)云巖泥（砂）巖類10~2525~5010~2510~2510~2525~5050~7550~7550~70含灰含云泥（砂）巖含云灰質(zhì)泥（砂）巖含灰云質(zhì)泥（砂）巖根據(jù)方解石、白云石、粘土（或砂）相對含量劃分的巖石類型三、碳酸鹽巖的分類利用此分類前應(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)過搬運(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（?？说姆诸悾?959年）石灰?guī)r分類（Folk，1959）福克的分類，1959年三碳酸鹽巖的分類（一）石灰?guī)r類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、碳酸鹽巖的巖石類型四、碳酸鹽巖的巖石類型1、內(nèi)碎屑灰?guī)r：內(nèi)碎屑：大到礫屑級，小到粉屑級。圓度因搬運(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

海百合莖、珊瑚、介形蟲、有孔蟲、藻類、層孔蟲、雙殼、腕足類等。四、碳酸鹽巖的巖石類型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；一般形成于溫暖的、中等能量的淺海