碳酸鹽基礎(chǔ)知識(shí)

■四川盆地川東北地區(qū)二疊系至中三疊統(tǒng)為碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積，沉積了以石灰?guī)r、白云巖、膏鹽巖為主的巖類。一直以來，該區(qū)是四川盆地油氣開發(fā)的主要層系，并以中下三疊統(tǒng)、二疊系、石炭系海相碳酸鹽巖為主要目的層?！鲈谔妓猁}巖巖類中，對(duì)于石灰?guī)r、白云巖及二者的過渡型巖石，現(xiàn)場(chǎng)肉眼不易區(qū)分，常使用化學(xué)鑒定法，如稀鹽酸法、三氯化鐵染色法、硝酸銀和鉻酸鉀染色法來加以鑒定。同時(shí)還可結(jié)合錄井參數(shù)如鉆時(shí)相對(duì)變化量、扭矩相對(duì)變化量等來輔助判定巖性?！鏊猁}巖儲(chǔ)集層，由于強(qiáng)烈的次生變化，特別是膠結(jié)作用和溶解作用使儲(chǔ)集空間具有類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和分布不均的特點(diǎn)，因此在碳酸鹽巖地質(zhì)錄井中必須把握以下要點(diǎn)：1、在巖性觀察和描述時(shí)，要特別注意白云巖和白云石化，尤其要注意由潮間和淺灘環(huán)境形成的粉晶白云巖或粒屑白云巖;大氣淡水與海水混合作用形成的中-細(xì)晶白云巖、礁塊白云巖；潮間一潮上帶形成的粉晶白云巖、角礫白云巖。2、注意對(duì)粗結(jié)構(gòu)巖石的觀察和描述。主要為發(fā)育灘相帶及斜坡相帶，在縱向上發(fā)育于沉積旋回中部的水退階段的巖石，如粗粒和粗晶鮞狀灰?guī)r、介屑灰?guī)r、碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和礁灰?guī)r等。3、注意對(duì)巖石縫、洞、孔的觀察統(tǒng)計(jì)一是注意觀察統(tǒng)計(jì)巖屑中的次生礦物，注意研究統(tǒng)計(jì)次生礦物的總量和自形晶含量，求出它所占次生礦物的百分比，繪制出自形晶次生礦物百分比曲線，再結(jié)合鉆時(shí)曲線，判斷縫洞發(fā)育層段?！龆亲⒁鈱?duì)儲(chǔ)層巖心孔、洞、縫的觀察統(tǒng)計(jì)，注意統(tǒng)計(jì)張開縫、未充填縫-半充填縫、洞的數(shù)量，注意觀察裂縫與裂縫、孔洞與孔洞、裂縫與孔、洞的相互關(guān)系；注意統(tǒng)計(jì)分析縫洞層的孔、滲性。■三是注意對(duì)鉆進(jìn)中鉆井參數(shù)異常情況的掌握與分析，當(dāng)發(fā)生鉆具放空、鉆時(shí)降低、泥漿漏失或跳鉆、蹩鉆等現(xiàn)象時(shí)，為鉆遇洞縫層的標(biāo)志，常有井漏、井噴或流體產(chǎn)出。■四是注意對(duì)巖石薄片顯微孔、縫的統(tǒng)計(jì)分析。■鑒于碳酸鹽巖組構(gòu)的復(fù)雜性，在現(xiàn)場(chǎng)錄井工作中僅憑肉眼及放大鏡觀察，已不有滿足需要，采用薄片鑒定技術(shù)已成為必不可少的重要手段。通過偏光薄片鑒定，可提供巖石學(xué)分析所需要的大部分資料，如巖石的礦物成分、含量、顆粒大小、分選、磨圓度、膠結(jié)物成分、膠結(jié)類型、成巖作用及成巖自生礦物，孔隙大小、形態(tài)、分布等，這些都是影響儲(chǔ)集層儲(chǔ)滲性的主要內(nèi)容。1、碳酸鹽巖的礦物成份研究的化學(xué)方法碳酸鹽巖主要由方解石和白云石兩種礦物組成。以方解石為主為石灰?guī)r，以白云石為主為白云巖，在現(xiàn)場(chǎng)用5%—10%的稀鹽酸和鎂試劑對(duì)碳酸鹽巖進(jìn)行試驗(yàn)，作初步的成份分類命名（見表3-1）巖石試劑石灰?guī)r白云質(zhì)石灰?guī)r灰質(zhì)白云巖白云巖泥灰?guī)r石膏鹽 酸5%—10%強(qiáng)烈起泡并有響聲立即起泡反應(yīng)強(qiáng)度中等，反應(yīng)有延續(xù)性稍待片刻才起泡，反應(yīng)強(qiáng)度微弱不起泡或起泡很慢很微弱起泡較弱反應(yīng)完后巖樣表面有粘土膜無反應(yīng)鎂試劑無藍(lán)色沉淀少許藍(lán)色沉淀有藍(lán)色沉淀明顯藍(lán)色沉淀無藍(lán)色沉淀無反應(yīng)■在巖石表面加稀HCl時(shí)，也可以大致判斷出巖石中粘土含量的多少。如果粘土含量較多，則在酸蝕的表面上留下一層未溶的粘土膜。這種未溶的殘余粘土的多少，對(duì)于我們?cè)谝巴夤ぷ麟A段大致判斷碳酸鹽巖一粘土巖系中的巖石類型，是很有用的?！龇椒ㄊ牵簩?duì)一定量的研成粉末的巖石加稀HCl充分反應(yīng)后過濾，稱量濾紙上剩余的泥質(zhì)粉末，利用其比值可判定灰?guī)r泥質(zhì)含量。但這種方法對(duì)非泥質(zhì)且在稀HCl中不反應(yīng)或微弱反應(yīng)的其它含有物不能有效判別，需結(jié)合其它方法確定過濾剩余物為泥質(zhì)?！鲈谟孟←}酸區(qū)分巖石類型時(shí)，應(yīng)注意巖石的新鮮程度、巖石的孔隙及滲透性、巖石表面粘附的碳酸鹽巖粉末等因素的影響，要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)對(duì)比，再結(jié)合其它巖性特征定出巖石名稱?！銎渌谔妓猁}巖中可見的碳酸鹽礦物還有菱鎂礦，菱鐵礦，菱錳礦，特別是菱鎂礦過去易被忽視，誤認(rèn)為是白云石，據(jù)現(xiàn)代不少單位研究，在不少地層中（如Z，T……）均發(fā)現(xiàn)有菱鎂礦。它常與硬石膏共生?！鰠^(qū)分白云石與菱鎂礦的方法可用化學(xué)分析，（MgCO3高達(dá)90—100%）染色法（二苯胺基脲染色，菱鎂礦呈鮮紅色，白云石、方解石不著色），或用50%濃度的HCl滴巖樣（白云石起泡，菱鎂礦不起泡）?！鰠^(qū)別硬石膏可用氯化鋇。方法是：把研成粉的巖樣放入小燒杯用10%的HCK鹽酸）反應(yīng)，過濾出巖樣，在濾液中加入10%氯化鋇，即生成乳白色沉淀物硫酸鋇。根據(jù)乳白色沉淀物的多少定性判定硬石膏的含量?！銎渌谔妓猁}巖中可見的碳酸鹽礦物還有菱鎂礦，菱鐵礦，菱錳礦，特別是菱鎂礦過去易被忽視，誤認(rèn)為是白云石，據(jù)現(xiàn)代不少單位研究，在不少地層中（如Z，T……）均發(fā)現(xiàn)有菱鎂礦。它常與硬石膏共生?！鰠^(qū)分白云石與菱鎂礦的方法可用化學(xué)分析，（MgCO3高達(dá)90—100%）染色法（二苯胺基脲染色，菱鎂礦呈鮮紅色，白云石、方解石不著色），或用50%濃度的HCl滴巖樣（白云石起泡，菱鎂礦不起泡）。■區(qū)別硬石膏可用氯化鋇。方法是：把研成粉的巖樣放入小燒杯用10%的HCK鹽酸）反應(yīng)，過濾出巖樣，在濾液中加入10%氯化鋇，即生成乳白色沉淀物硫酸鋇。根據(jù)乳白色沉淀物的多少定性判定硬石膏的含量?！鲈谝巴饪勺龊喴椎谋∑旧_定化學(xué)成份，介紹如下：■a、茜素紅-S（又名茜素磺酸鈉）■將0?1克（100毫克）的茜素紅-S粉末溶解在100毫升的濃度為0.2%的鹽酸中。對(duì)礦物染色結(jié)果是：■方解石、高鎂方解石、文石、毒重石都呈深紅色?！霭自剖怄V礦、菱錳礦、石膏等不染色。b、韃靼黃（或鈦黃）■將0.2克的韃靼黃溶解在25毫升的甲醇中，并加入50毫升的30%NaOH（即30毫升NaOH加70毫升水），然后加熱煮沸。熱染時(shí)，將巖樣放在沸騰的溶液中沉浸5分鐘。結(jié)果：■方解石、文石、硬石膏不染色；■白云石、高鎂方解石、石膏、菱鎂礦呈橙紅色。c、組合染色劑■把1克茜素紅一S和5克鐵氤化鉀一起溶解在1000毫升的、濃度為0.2%的稀鹽酸中。染色結(jié)果是：方解石成深紅色；鐵方解石染成帶蘭的紅色；鐵白云石染成蘭色。d、區(qū)別天青石與重晶石■用玫瑰紅酸鈉0.5%的飽和溶液和NaOH20%的溶液?！霾襟E是：將樣品浸于NaOH（濃度為20%）的溶液中，半分鐘后用水沖洗；再將玫瑰紅酸鈉溶液滴于巖樣上，約2分鐘后用水沖洗干凈；結(jié)果天青石被染成桔紅色或帶玫瑰紅色；而重晶石、方解石、白云石不染色。e、區(qū)別毒重石與方解石■用玫瑰紅酸鈉法：將2克玫瑰紅酸二鈉溶于100毫升的蒸餾水中，標(biāo)本先用稀鹽酸侵蝕，并用蒸餾水沖洗幾次，然后把標(biāo)本浸入試劑中5分鐘，結(jié)果：毒重石呈橙紅色；方解石不染色?！隽硗庥妹倒寮t酸鈉，可以檢查出微量的鍶。f、區(qū)別白云石與菱錳礦■用聯(lián)苯胺法一將2克的純聯(lián)苯胺溶于100毫升的水（其中含有10N的HCl）中。標(biāo)本先用HCl浸蝕并用水沖洗幾次。然后把標(biāo)本浸入NaOH的稀溶液（1-3%）中約1.5分鐘，最后把標(biāo)本浸入冷的聯(lián)苯胺溶液中。結(jié)果：菱錳礦很快染成蘭色；白云石不染色。g、區(qū)別白云石與菱鎂礦■將1克二苯基代碳酸，二肼溶于100克酒精中，再加入等體積的NaOH（20%）溶液，然后在水浴中加熱，待水浴中的水煮開后，將光片放入5分鐘。若為菱鎂礦則呈紅紫色；白云石、鐵白云石不染色。另一法：將0.15克二苯胺基脲固體加入100毫升乙醇中，再?zèng)_入NaOH，使PH=13—14，在水浴中煮沸，把巖石的磨光面浸沒于沸騰的二苯氨基脲的堿性溶液中，經(jīng)30分鐘后洗凈觀察，白云石，方解石不染色，而菱鎂礦成鮮紅色。2、灰泥■灰泥是碳酸鹽沉積物的常見組分，泥晶是碳酸鹽巖的重要組分。灰泥一般1—3pm或更小，重結(jié)晶后轉(zhuǎn)為為泥晶，常通4pm或更大?；夷啻罅砍霈F(xiàn)在潮坪、海灣、深水緩坡、瀉湖或較深海等低能環(huán)境，分布在潮下帶及潮坪上，斜坡和深水盆地內(nèi)也有?；夷嗟某梢蚍浅?fù)雜，包括：熱帶高鹽度海水由于蒸發(fā)作用發(fā)生的化學(xué)沉淀；碳酸鹽顆閏的進(jìn)一步機(jī)械破碎、磨蝕；生物遺體，特別是鈣質(zhì)藻類的分解，如仙掌藻和一些松藻都是由極細(xì)的文石針狀晶體組成；藻類光合作用造成生物化學(xué)沉淀；生物鉆孔，吃食等?！瞿z結(jié)物主要是指沉淀于顆粒之間的結(jié)晶方解石或其他礦物，它與砂巖中的膠結(jié)物相似?！鲞@種方解石膠結(jié)物的晶粒一般都比灰泥的晶粒粗大。通常都＞0.005皿或〉0.01皿。由于其晶體較清潔明亮，故常稱作“亮晶方解石”、“亮晶方解石膠結(jié)物”或“亮晶”?！鲞@種亮晶方解石膠結(jié)物是在顆粒沉積以后，由顆粒之間的粒間水以化學(xué)沉淀的方式生成的，所以又常稱“淀晶方解石”、“淀晶方解石膠結(jié)物”或“淀晶”。正因?yàn)樗橇ｉg水化學(xué)沉淀作用生成的，所以這種方解石晶體常圍繞顆粒表面呈櫛殼狀或馬牙狀分布，這就是通常所說的第一世代的膠結(jié)物。第一世代的櫛殼狀膠結(jié)物一般都很難把粒間孔隙充填滿。第一世代膠結(jié)物末充填滿的殘余粒間空隙，有時(shí)仍然空著，但有時(shí)卻又被第二世代的亮晶方解石膠結(jié)物充填。這第二世代的亮晶方解石，就不再是櫛殼狀，而多呈嵌晶粒狀。凡有兩個(gè)世代膠結(jié)物的碳酸鹽巖其粒間孔隙就大為減小了?！隽辆Х浇馐z結(jié)物與粒間灰泥的區(qū)別在于：（1）亮晶晶粒較大，灰泥則較小；（2）亮晶較清潔明亮，灰泥則較污濁；（3）亮晶膠結(jié)物常呈現(xiàn)出櫛殼狀等特征的分布狀況，灰泥則不是這樣?！霎?dāng)巖石發(fā)生重結(jié)晶作用時(shí)，灰泥常變?yōu)檩^大晶體，亮晶方解石膠結(jié)物也將發(fā)生變化。這時(shí)，要把灰泥重結(jié)晶的方解石晶體與亮晶方解石區(qū)分開，就有一定困難。在重結(jié)晶作用還不太強(qiáng)烈時(shí)，可用以下特征區(qū)別。■亮晶存在于分選好、磨園好、數(shù)量多沉積時(shí)常互相接觸的顆粒間隙內(nèi)，即在一塊巖石中，淀晶的含量不會(huì)太多，一般均小于30-40%，比顆粒少；而重結(jié)晶晶體含量可高，可多于顆粒含量。■亮晶方解石較明亮、清潔，不含或極少含雜質(zhì)；而重結(jié)晶方解石常不很明亮，常見殘余物或殘余結(jié)構(gòu)?！隽辆c粒屑之間的接觸界限明顯，多是突變接觸，它不破壞粒屑的邊界，重結(jié)晶者可破壞粒屑邊界，或者接觸界線不清?！隽辆СＲ?或2或3個(gè)世代，第一世代方解石成小針狀或小馬牙狀不含F(xiàn)e2+的偏三角體，（用鐵氧化鉀染色不著色）；第二個(gè)世代的方解石成較大的粒狀，菱面體狀，含F(xiàn)e2+的晶體（用鐵氤化鉀染色呈蘭色），說明形成于還原條件下，長在第一世代晶體之外。有時(shí)一，二世代之間還有泥質(zhì)，鐵質(zhì)薄膜，說明兩者之間曾有過間斷；有時(shí)向洞隙中心還可能長出第三世代的最大晶體，當(dāng)然有時(shí)也可能只有一個(gè)世代，沒有第二，第三世代?！鲞@種世代現(xiàn)象在微晶基質(zhì)及其重結(jié)晶的亮晶中決不會(huì)出現(xiàn)。■若亮晶不出現(xiàn)世代特征，而是粒狀晶體膠結(jié)物，則淀晶晶體接觸界面多是平直的，多是貼面結(jié)合——即一個(gè)晶體平直的晶面和二個(gè)晶面也平直的晶體接觸，而重結(jié)晶的亮晶晶體面多不規(guī)則，晶粒大小相差可以很大，多成三重結(jié)合，即三個(gè)晶體不規(guī)則的晶面互相接觸?！?、窗格孔隙■窗格孔是一種網(wǎng)格狀或窗格狀的孔洞群構(gòu)造。鳥眼孔隙和鳥眼構(gòu)造（方解石充填的鳥眼孔隙）是典型的代表。希恩（shinn,1969）以及其他一些人認(rèn)為鳥眼構(gòu)造是潮上帶的標(biāo)志。但另一些人認(rèn)為類似的孔隙或構(gòu)造在潮下帶其他環(huán)境也可見到。所以該孔隙分類使用窗格孔隙，而不用鳥眼孔隙。它包括潮上帶的鳥眼孔隙及潮下帶出現(xiàn)的類似的孔隙。然而，在世界各地，作為具有經(jīng)濟(jì)意義的窗格孔隙主要還是與潮坪環(huán)境有關(guān)（如美國奧陶系，四川三疊系）。關(guān)于這種孔隙的成因還有爭議，已提出了藻類腐爛、氣泡、鹽類晶體溶解。干裂或?qū)娱g收縮等多種解釋。窗格孔一般為單個(gè)（2—0.5皿最大可達(dá)5皿）的，形狀不規(guī)則的，孤立的，但常有一定排列方位的孔洞群，孔隙度比較高。由于常發(fā)育在潮坪的白云石化巖相中，即常伴生有滲透性較好的晶間孔，因而具有較高的滲透率。但若白云石化很弱，則雖然孔隙度很高。但滲透率卻比較低?！鰠^(qū)別■苔蘚蟲骨骼以平行葉片結(jié)構(gòu)為特征，褶曲較明顯，似毛毯狀，色較深，可與腕足類碎片的平行葉片結(jié)構(gòu)相區(qū)別。泡孔目和變口目幼年期帶為微粒加正纖結(jié)構(gòu)，與某些腔腸動(dòng)物相似，但纖體不如后者發(fā)育。與床板珊瑚的區(qū)別，在于苔蘚蟲呈葉片結(jié)構(gòu)，蟲管一般小于0?5mm。現(xiàn)代環(huán)口目苔蘚蟲以其透亮的葉片結(jié)構(gòu)和蟲室直徑大于0?1mm，而與暗色隱粒的珊瑚藻相區(qū)別。3、分布■鈣質(zhì)苔蘚蟲為底棲海生動(dòng)物，適宜各種溫度和深度，對(duì)半咸水亦有較魘適應(yīng)性。但最發(fā)育的區(qū)域仍為淺海。喜附著于堅(jiān)硬的基底，而不能生活的砂底和泥底上。由于濾食浮游生物，要求水體清潔而動(dòng)蕩。3、頭足類■外殼的形狀和大小變化很大，形態(tài)有直殼、彎殼、旋殼之分，以直殼、旋殼居多，橫切面呈圓形、方形、扇形等，殼內(nèi)被隔離分隔成奶多小室、隔離與殼壁交線為縫合線（僅弦切面中見到），殼常為薄的雙層結(jié)構(gòu)；外層為短柱狀，內(nèi)層為片狀層。原始文石殼已轉(zhuǎn)化為晶粒殼結(jié)構(gòu)。頭足類以具體管、隔壁排列較均勻，縫合線、薄的殼層等與腹足類區(qū)別。頭足類常生活在正常鹽份的海水中?！鋈~蟲由許多體節(jié)組成，背面覆蓋著堅(jiān)固的甲殼，腹面具柔軟的薄膜。甲殼一般呈彎形、成蟲長度2至幾十毫米或者更大。保存化石多為外殼，最常見的有背甲、唇瓣、腹模、附肢等。在薄片中，甲殼的縱向垂直切面中頭甲平緩，胸甲呈“弓”形，由顯鉤形的節(jié)片組成，尾甲顯波狀彎曲。在橫向切面中，軸部顯平緩的隆起、兩則凹。在通過軸部的弦切面中，甲殼顯內(nèi)空的不規(guī)則或串珠狀環(huán)。三葉蟲甲殼邊緣都發(fā)生向內(nèi)彎曲，因而垂直切面中均呈手仗狀或鉤狀，尤其在頭緣和壁緣向內(nèi)彎曲最大，在厚度上最逐漸尖滅的，而與胸節(jié)切面的鉤狀不同，三葉蟲有許多剌，如頰剌、肋剌、側(cè)剌、尾剌和軸刺，橫切面為圓環(huán)、具玻纖結(jié)構(gòu)。三葉蟲鈣質(zhì)甲殼內(nèi)混有不等量的磷酸鈣，在薄片中呈淺黃棕色，具玻纖結(jié)構(gòu)，正交偏光下顯波狀消光，有時(shí)見樹皮狀花紋，不難與其它生物碎片區(qū)別。三葉蟲是生活在海水中已滅絕的節(jié)肢動(dòng)物?！龊０俸嫌搀w分莖、萼、腕三部分、均由小骨板組成，外形有圓形、橢圓形、方形、五角形、六邊形等，莖長短不一，為幾十厘米至幾米，由一系列莖板組成，莖環(huán)之間有齒狀縫合線，故莖的縱切面上見縫合線、橫切面見圓形或五角層狀的內(nèi)孔，海百合原來成份為高鎂方解石，均變?yōu)榈玩V方解石，單個(gè)骨板呈連生單晶結(jié)構(gòu)，也有的由兩個(gè)或多個(gè)晶體組成。海百合莖以規(guī)則外形，粗大的單晶結(jié)構(gòu)不難與其它生物碎片區(qū)別?！龊Ｄ懭坑苫屹|(zhì)骨板構(gòu)成的膽殼。大多輻射對(duì)稱，少數(shù)見兩側(cè)對(duì)稱。海膽以骨板保存為特征。海膽化石以其特有的風(fēng)絡(luò)晶結(jié)構(gòu)不難與海百合莖等其它化石相區(qū)別。■海百合莖和海膽均生活于海水中，海膽可以出現(xiàn)在任何深度的海水。奧陶紀(jì)一現(xiàn)代。1、白云巖化作用必須具備兩個(gè)條件（1）引起反應(yīng)的水溶液的Mg/Ca比值必須大于8.4；（2）有比巖石（或沉積物）孔隙體積多成千倍的這樣的水溶液能夠通過碳酸鈣的沉積物和巖石，才能使原有物質(zhì)發(fā)生白云巖化。即白云石化作用不是固態(tài)反應(yīng)，而是通過巖石中的水溶液引起的同時(shí)的碳酸鈣的溶解作用和白云石的沉淀作用進(jìn)行的?！霭自茙r作用可發(fā)生于不同的成巖階段（1）準(zhǔn)同生白云化■即碳酸鈣（高鎂方解石或文石）沉淀后立即被白云石所交代。如某些鮞粒白云巖，生物白云巖或泥晶白云巖，認(rèn)為是準(zhǔn)同生白云化產(chǎn)物?！鲞@種白云巖完全可反應(yīng)原始沉積環(huán)境。但它又不是原生化學(xué)沉淀的白云巖。因一般認(rèn)為原生沒淀白云石的環(huán)境（水動(dòng)能不大，高鹽度不適于生物生長等）決定它不能生成鮞粒和生物（藻類可能例外）。故若出現(xiàn)了鮞?；蛏锏陌自茙r，就認(rèn)為是白云化的，若這些顆粒及基質(zhì)均保持了原始結(jié)構(gòu)，并多由泥晶白云石組成者，則認(rèn)為是準(zhǔn)同生白云化的?！隽硗庥腥苏J(rèn)為潮上帶瀉湖、鹽湖及潮上坪臺(tái)相的白云巖，甚至與膏鹽共生白云巖都是準(zhǔn)同生白云巖化的?！鏊奶攸c(diǎn)是白云石晶體呈自形~半自形，泥晶~微晶，成層分布，有時(shí)還顯層紋構(gòu)造2、白云巖作用可發(fā)生于不同的成巖階段（2）成巖白云化■成巖白云石在碳酸鈣沉積物內(nèi)部或沿地層不連續(xù)面形成，是從無序的高鎂方解石格架中產(chǎn)生Mg2+的胚芽開始，高鎂方解石不穩(wěn)定，過一段時(shí)間（10—10000年）就要變?yōu)榉浇馐蛘呷芤褐校ㄜ浤嗨?、孔隙水）富含Mg2+時(shí)可交代方解石中的Ca2+而形成白云石，所以這種作用就是直正的Ca2+-Mg2+的交代作用?！龀蓭r白云石常顯菱形的自形一半自形晶體，較大，有環(huán)帶構(gòu)造（晶體中心有一塊陰影，四周較亮），有時(shí)還保存已分解的有機(jī)質(zhì)的臭味，及氧化鐵、黃鐵礦、白鐵礦、鐵白云石的斑塊，有時(shí)白云石晶體中心的陰影也有鐵質(zhì)及殘余的方解石等。■成巖白云石不破壞原始結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可穿過層理，但不穿過層面（層系界面）成巖白云巖常有一定層位，呈薄層或條帶狀，與灰?guī)r可共生。多為微一粉晶結(jié)構(gòu)，部分可至細(xì)晶結(jié)構(gòu)。因成巖白云化而提高了巖石的孔隙度，因白云石的菱面接觸會(huì)造成很多晶間孔?！鲇捎诔蓭r白云化是無外物加入的，主要發(fā)生在本沉積層內(nèi)的物質(zhì)重新分配組合，溫壓影響不大，新生礦物的成份與本層沉積物的原始成份有關(guān)，所以它還能反應(yīng)原來的沉積環(huán)境（主要指物理化學(xué)環(huán)境），即能說明其含鹽度較高，Mg/Ca比值高等。2、白云巖作用可發(fā)生于不同的成巖階段（3）后生白云巖化■這種交代作用的機(jī)理是需要有富鎂的超咸度的鹽水，很多人認(rèn)為最有利的條件是由含鹽層系中的地下水的活動(dòng)，這種超鹽度的地下水沿水平或垂直方向移動(dòng)，溶解并交代方解石?！鲇捎诤笊自茙r化，是對(duì)已形成固結(jié)的灰?guī)r的白云化，故常成不規(guī)則的透鏡體，脈狀，窩狀體夾于在為巖基體中，分布局限，大小一般為幾米到幾百米，延長不遠(yuǎn)，沒有一定層位，可切割層理面，并常集中分布于裂隙發(fā)育的地方。鏡下看后生白云石晶體透明度高，晶體大，晶形好，破壞原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有時(shí)巖石中還見有正常海相窄鹽度生物的殘余結(jié)構(gòu)后生白云巖的孔隙度可很高?！龊笊自苹诿撾x了原來沉積環(huán)境的灰?guī)r中發(fā)生的，有外來物質(zhì)加入，不能代表原來的沉積環(huán)境，這樣形成的白云巖叫次生白云巖。而成巖白云巖應(yīng)屬于廣義的“原生白云巖"。■方解石交代白云石的作用叫去白云化作用，或叫方解石化作用（因有人把文石轉(zhuǎn)變成為方解石也叫方解石化，故白云石的方解石化一般不叫方解石化）。交代完全時(shí)可形成交代石灰?guī)r，但常常僅是部分地交代，若交代完全可成為去白云化的次生灰?guī)r（如川南Tc）不完全者則成去白云化灰?guī)r及去白云化假角礫巖（如川西Tr）。1、去白云化作用的幾種情況（1）硫酸鹽離子的存在有助于去白云化作用，其化學(xué)反應(yīng)式為：CaMg（CO3）+CaSO4f2CaCO3I+MgSO4（帶走）■這種情況一般見于膏質(zhì)白云巖中，由于硬石膏溶解（天水或地下淡水的淋濾）而引起去白云化作用、硬石膏鑄模孔被方解石充填（即為去膏化）。而白云石被方解石交代（去白云化）。因大氣水降落在石膏露頭上，產(chǎn)生Ca/Mg比值高的溶液，有助于去白云化。1、去白云化作用的幾種情況（2）富含黃鐵礦的白云巖、由于黃鐵礦的氧化可以產(chǎn)生硫酸鹽離子，因而引起去白云化作用。（3）淋濾作用：可以由解離掉白云石中的MgCO3分子而造成簡單的CaCO3（方解石）分子的殘積，其結(jié)果就造成了結(jié)構(gòu)松散的方解石質(zhì)的巖石。■石膏巖與白云巖互層時(shí)、不易發(fā)生去白云化作用，只有當(dāng)石膏層處于古侵蝕面或后期裂縫附近遭到大規(guī)模溶蝕后（古巖溶）含SO42-的水溶液向下滲濾（沿裂縫或晶間隙），可以在下伏白云巖中造成廣泛的白云化作用。如川南勝13井Tc22有一層去白云化，去膏化含云次生灰?guī)r。厚1.3m，緊接硬石膏層之下，兩者接觸介面斜交層面，顯然是由云膏巖經(jīng)去白云化去膏化而成，使晶間孔隙等提高，鉆進(jìn)時(shí)有放空和井噴現(xiàn)象2、去白云化的構(gòu)造■去白云化與地表或地下水有關(guān)。去白云化有兩種構(gòu)造：（1）去白云化之方解石脈呈網(wǎng)格狀、把原有白云巖分割成假角礫狀（如川南Tc4+5、川西Tr21）o（2）去白云化之方解石呈斑塊狀，不規(guī)則狀分布（如川西口），去白云化證據(jù)和特征有：a、在方解石大晶體內(nèi)有未完全交代的白云石殘余物、成嵌晶結(jié)構(gòu)。b、方解石具白云石假象一好的菱面體，因白云石結(jié)晶力強(qiáng)，比方解石更易形成自形菱面體。c、變余殘余物中有以前的菱面體白云石晶體假象，呈氧化鐵的環(huán)帶出現(xiàn)、或者在新生的方解石晶體內(nèi)保存有原先的白云石菱形晶體的殘余形跡。d、由于去白云化常是陸上地表環(huán)境的一種標(biāo)志，多是退后生或表生作用的產(chǎn)物，形成時(shí)間晚、去白云化之方解石晶體一般大，若發(fā)生的粒屑，白云巖（可能是早先白云化的）中膠結(jié)物的去白云化，則去白云化方解石里大的連生晶體、“包含”粒屑成連生膠結(jié)，薄片中見方解石大而透明，突起較白云石低、易與白云石區(qū)別?！鋈┳陨彩?、石膏及去膏化1、所謂自生礦物是指在同生、成巖、后生階段由化學(xué)作用形成的礦物、它是與他生礦物（即陸源碎屑礦物）相對(duì)的。如碳酸鹽巖中的主要礦物：方解石、白云石是自生礦物、其余可見的自生礦物有：硬石膏、石膏、石英、天青石、重晶石、海綠石等等。自生礦物占有自己的空間，具有自己的晶形，無交代其它礦物的現(xiàn)象?！鲎陨彩啵喑Ｒ娪谡舭l(fā)巖系列中，呈層狀產(chǎn)出，或呈結(jié)核狀、分散狀產(chǎn)于膏質(zhì)白云巖中，有時(shí)呈粒屑白云巖的膠結(jié)物出現(xiàn)（如川西Tr的膏質(zhì)凝塊白云巖），在非蒸發(fā)系列的石灰?guī)r中，見個(gè)別石膏洞縫合線分布，并與白云石伴生；2、去膏化常與表淡水和細(xì)菌作用有關(guān)、其反應(yīng)式為：6CaSO4+4H2O+6CO2f6CaCO3+4H2S+1102+2S■從式中可看出出去膏化結(jié)果產(chǎn)生方解石交代石膏，而釋放出H2S及自然硫、也可以被分散帶走、也可以富集成自然硫礦床。3、四川T系膏質(zhì)白云巖中常見去膏化、其鑒定特征是：粒狀方解石或舌狀、束狀、放射狀方解石具石膏晶體的假象或石膏結(jié)核的假象?！鲞@是與潮坪暴露（成巖早期暴露）、雨水溶蝕有關(guān)、石膏被含CO2的雨水溶蝕而沉淀方解石，H2S及硫被逸散、有的則成為膏模溶孔，或被晶族狀方解石半充填。還常伴生有自形石英、并常見有細(xì)一中晶黃鐵礦包圍去膏化的殘?bào)w邊緣、這或許是淡水從沉積物中往下滲透到潛水帶內(nèi)、由于細(xì)菌的作用分解石膏、所放出的H2S使基質(zhì)沉積物中分散的Fe2O3集中還原成黃鐵礦、另外有的石膏晶體為白云石代替、究竟是膏?？妆煌砥诔蓭r白云石充填或是去膏化方解石又被白云石晚期交代尚不清楚?！鏊模┳陨烨嗍?、螢石及天青石化、螢石化■天青石、螢石常與硬石膏伴生，充填于各種溶孔及負(fù)鮞孔中，天青石也可形成斑晶包裹方解石、白云石或交代裂隙中充填的方解石；或充填構(gòu)造角礫巖的次生膠結(jié)物的晶間隙；在川南茅口灰?guī)r中螢石沿縫合線分布與白云石伴生；這些產(chǎn)出特征即說明天青石、螢石多是后生階段的產(chǎn)物，硬石膏化，天青石化、螢石化主要充填孔隙或裂縫、對(duì)于儲(chǔ)集性不利?！鑫澹┳陨⒓肮杌鍪⑷艚淮浇馐?，白云石或石膏呈方解石，白云石假象或不規(guī)則狀者稱硅化、石英若單獨(dú)產(chǎn)出或充填孔隙成自形晶者稱自生石英。這些硅質(zhì)產(chǎn)物大多是成巖后期的硅質(zhì)交代碳酸鈣沉積物或巖石形成的。在成巖早期階段、灰泥基質(zhì)中可散見自形的自生石英晶體?！鲈诔蓭r早期和后生階段的酸性條件下，易發(fā)生硅化作用；而在中一晚期成巖及后生階段的堿性條件下、則易發(fā)生去硅化作用?！鲈谔妓猁}沉積物中、硅化是有選擇性的，它總是先硅化生物、再硅化灰?guī)r中的其它部分。硅質(zhì)交代生物的順序?yàn)椋◤囊譮難）：苔蘚四射珊瑚、床板珊瑚、有疹孔的腕足類個(gè)無疹孔腕足類…棘皮f有孔蟲f鈣質(zhì)海綿、傘藻?！隽┝姿猁}化■磷酸鹽礦物（膠磷礦、磷灰石等）交代其它礦物或生物等顆粒者、謂之磷酸鹽化。但也有磷酸鹽礦物呈自生礦物或重礦物出現(xiàn)?！隽姿猁}化常與環(huán)礁有關(guān)，并常在白云化作用之后發(fā)生、常溫常壓較低的PH值及弱還原或中性環(huán)境（EhWO）有利于磷酸鹽化?！銎撸┠z結(jié)作用■所謂膠結(jié)作用是指碳酸鹽顆粒和礦物被彼此粘結(jié)在一起，變成堅(jiān)固巖石的作用?！觯ò耍簩?shí)作用■碳酸鹽沉積物在上覆層的負(fù)荷壓力下，發(fā)生孔隙流體的減少、孔隙度降低、沉積物密度增加、比體積減小、顆粒變形破裂、甚至引起顆粒和巖石局部溶解的作用，統(tǒng)稱為壓實(shí)作用。它可進(jìn)一步分為物理壓實(shí)（即狹義的壓實(shí)）作用和化學(xué)壓實(shí)作用（即壓溶作用）兩類。■（八）壓實(shí)作用1、常見的物理壓實(shí)現(xiàn)象有（1）顆粒點(diǎn)接觸頻率高。壓實(shí)作用可使含少量顆粒的灰泥沉積物轉(zhuǎn)變成顆粒質(zhì)泥巖或泥質(zhì)顆粒巖，增加顆粒之間的點(diǎn)接觸的機(jī)率。（2）顆粒變形。在負(fù)荷壓力或應(yīng)力作用下，顆粒巖和泥質(zhì)顆粒巖中的松軟的球粒、砂屑和包殼顆粒，常常發(fā)生塑性變形，有時(shí)還伴有顆粒定向和重新排列。（3）顆粒間線狀接觸或曲面接觸。顆粒變形可導(dǎo)致顆粒之間呈線狀接觸或曲面接觸。顆粒曲面接觸又叫凹凸?fàn)罱佑|或嵌入接觸。壓溶作用亦可產(chǎn)生此種效應(yīng)，所不同者在于接觸顆粒的邊緣因壓溶有一部分已經(jīng)消失。（4）顆粒壓平。介屑或長形顆粒受壓重新排列，并被壓平、壓折或壓扁。（5）顆粒斷裂或破裂。顆粒受壓破碎為幾部分，但未錯(cuò)位。常發(fā)生于可塑性小的介屑或長形顆粒中。（6）顆粒錯(cuò)斷。顆粒受壓斷裂為兩個(gè)以上斷塊，并沿折斷面發(fā)生錯(cuò)位，一般說，在壓應(yīng)力作用下互不分離，在切應(yīng)力作用下折斷部分略有分離。（6）顆粒錯(cuò)斷。顆粒受壓斷裂為兩個(gè)以上斷塊，并沿折斷面發(fā)生錯(cuò)位，一般說，在壓應(yīng)力作用下互不分離，在切應(yīng)力作用下折斷部分略有分離。（7）顆粒表皮撕裂。巖石受剪應(yīng)力作用的部位，包殼顆?；蚪闅さ谋砥ね鈿颖凰弘x原位一段距離，但不發(fā)生壓折和錯(cuò)位。（8）顆粒表皮剝離，顆粒表皮或外殼撕裂進(jìn)一步發(fā)展，即形成表皮或外殼剝離。（9）顆粒表部揉皺。包殼顆粒受壓時(shí)，遭其鄰近硬度大的顆粒之?dāng)D壓，發(fā)生表部揉皺。常伴有壓溶作用。10）顆粒畸變。化石或特定形態(tài)顆粒。在壓實(shí)過程中發(fā)生內(nèi)部構(gòu)造形變。（11）顆粒碎裂。顆粒在應(yīng)力作用下發(fā)生粉碎性碎裂。若多次重疊破碎，顆粒輪廊將難以辨認(rèn)。（12）潛穴及鳥眼孔隙壓縮變形。在灰泥巖中的潛穴、鳥眼孔隙及其它原生孔隙受壓后變形或壓扁。（13）有機(jī)質(zhì)破碎并變形為不規(guī)則細(xì)脈，常形成縫合假象，深埋環(huán)境中發(fā)育。（14）比較脆性的紋層和位于塑性壓實(shí)灰泥層之間的薄的泥裂層發(fā)生破裂和旋轉(zhuǎn)。2、化學(xué)壓實(shí)作用一一壓溶作用■化學(xué)壓實(shí)作用是指在負(fù)荷或應(yīng)力作用下，在顆粒、晶體和巖層之間的接觸點(diǎn)上，受到最大應(yīng)力和彈性應(yīng)變，化學(xué)勢(shì)能不斷增加，使應(yīng)變礦物的溶解度提高，導(dǎo)致在接觸處發(fā)生局部溶解。主要的壓溶構(gòu)造有：（1）縫合線：是壓溶作用的特征構(gòu)造，其外觀呈鋸齒狀，由互相交錯(cuò)的柱狀、牙槽狀構(gòu)造縫合而成。接觸縫中保存有不溶解的粘土、有機(jī)質(zhì)、鐵質(zhì)和瀝青，有時(shí)常有其它自生礦物如白云石、自生石英和黃鐵礦等。（2）微縫合線：僅發(fā)生于顆粒之間的縫合構(gòu)造稱之微縫合線。它實(shí)質(zhì)上是一種顆粒間的縫合狀接觸。（3）未縫合的縫：未縫合的縫在70年代才被人們所認(rèn)識(shí)。它由密集的細(xì)縫組合而成。外觀為帚紋狀，側(cè)向延伸數(shù)厘米至數(shù)百米。在其接合面之間也以有機(jī)質(zhì)、粘土、瀝青、黃鐵礦、碎屑硅酸鹽以及白云石等的富集為特征?？p的幅常小于1mm，有時(shí)密集成組，又叫粘土縫、馬尾絲脈、馬尾絲縫、帚紋狀紋層、波狀紋層、假縫合構(gòu)造。主要發(fā)育在粘土和石英粉砂含量高（＞10%）或有機(jī)質(zhì)較豐富的石灰?guī)r和晶粒較細(xì)的白云巖中。據(jù)巴瑟斯特推測(cè)，巖層沿著這些未縫合縫隙的溶解變薄現(xiàn)象與縫合線構(gòu)造的溶解作用的效應(yīng)相似。■上述縫合和未縫合的縫可與層理平行，組成單式的（一條縫）、復(fù)式的（一組縫）、或者彼此交織組成的網(wǎng)格狀縫。3、影響壓實(shí)作用的因素（1）繼承性因素■碳酸鹽顆粒的結(jié)構(gòu)、填積、排列及形狀對(duì)壓實(shí)作用有明顯的影響。一般認(rèn)為顆粒平均粒徑小、分選中至好、填積密度或填積指數(shù)小以及未受潛穴攪動(dòng)的隨機(jī)堆積，有利于發(fā)生壓實(shí)作用。具板狀或多孔狀以及具可塑性的顆粒容易遭受較強(qiáng)的物理壓實(shí)作用。大化石的殼體保護(hù)或遮蔽，可使小顆粒躲避壓實(shí)作用的破壞?！鲦V方解石和文石等準(zhǔn)穩(wěn)定礦物容易發(fā)生壓溶作用，粘土礦物在顆粒接觸界面的流體系統(tǒng)中，促成顆粒間產(chǎn)生互相連接的溶解微區(qū)，亦有助于發(fā)生壓溶作用。（2）動(dòng)和學(xué)因素一般認(rèn)為壓溶作用發(fā)生在數(shù)百米深的埋藏條件下，但有淡水稀釋時(shí)，壓溶作用也可以出現(xiàn)在幾十米深度。連續(xù)持久的埋藏，將引起壓實(shí)總效應(yīng)的增加?！龅販靥荻容^低、顆粒表面親水以及貧鎂雨水的滲入，均有利于壓溶作用的發(fā)生。（3）抑制性因素■早期的膠結(jié)和白云石化作用，可增加碳酸鹽沉積物的強(qiáng)度，阻礙壓實(shí)作用發(fā)育?！觯ň牛┲亟Y(jié)晶作用■單純的重結(jié)晶作用是指在成巖過程中，礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化而主要礦物成份不改變的作用。一般情況下趨向于出現(xiàn)晶體長大的現(xiàn)象，福克稱之為“進(jìn)變新生變形”作用。特殊情況下也可能發(fā)生晶體的縮小，或叫“退變新生變形”作用。■重結(jié)晶方解石的主要鑒別特征：①常含泥晶方解石包體、較混濁、②晶體大小分布不均勻、無規(guī)律、常成集合體狀、斑塊狀、③晶體邊界彎曲、常具三重結(jié)合面、④可破壞顆粒邊界?！觯ㄊ?duì)成巖后生作用的研究意義■可歸納為以下幾方面：1、對(duì)成巖作用等的研究可以了解沉積環(huán)境、再造古地理面貌和原始的物質(zhì)成份，恢復(fù)其原來面貌，指導(dǎo)實(shí)際工作。2、從對(duì)成巖作用、后生作用的研究中可了解沉積物和巖石的變化歷史和強(qiáng)度，找出其對(duì)油氣生成和聚集的有利層段和區(qū)域，提出對(duì)與沉積巖有關(guān)的礦產(chǎn)的控礦條件，指導(dǎo)普查和勘探工作。3、從石油地質(zhì)角度出發(fā)，對(duì)成巖和后生作用的研究，應(yīng)著重于對(duì)油氣生成的影響和對(duì)孔隙。裂縫等儲(chǔ)集性能的影響等方面，特別是對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的孔滲結(jié)構(gòu)和成因的研究，一定要研究成巖后生作用。如現(xiàn)在不少地方的油氣田好的儲(chǔ)層，孔隙均很發(fā)育，不僅是因?yàn)樗鼈冃纬傻沫h(huán)境有利產(chǎn)生原生孔隙，而且多半有一個(gè)成巖早期的暴露、淋濾、淡水膠結(jié)的過程。若找出了這樣的相帶和地區(qū)，對(duì)指導(dǎo)油氣的勘探是有實(shí)效的?！觯ㄒ唬┨妓猁}巖成巖環(huán)境的一般特征1、海底成巖環(huán)境■海底成巖環(huán)境是指沉積物堆積過程中或堆積后，被上覆沉積物埋藏或暴露在大氣水作用之前，受海洋底層水影響所處的環(huán)境。現(xiàn)代海洋碳酸鹽沉積研究表明，沉積物受水的影響的深度變化很大，可以不足1m，也可達(dá)數(shù)千米；時(shí)間可持續(xù)數(shù)千年，孔隙水的運(yùn)動(dòng)一般是以對(duì)流的方式進(jìn)行。成巖作用變化一般發(fā)生在沉積物的顆粒內(nèi)與粒間孔隙中，主要是化學(xué)的和生物化學(xué)的變化，包括膠結(jié)作用、溶解作用和生物碎解作用及生物化學(xué)沉淀或溶解作用。海底成巖環(huán)境可根據(jù)起作用的沉積因素進(jìn)一步劃分為潮間、淺海、礁和深海底成巖環(huán)境。1、海底成巖環(huán)境■潮間成巖環(huán)境中，孔隙水除海水外，還周期性受大陸和大氣淺水影響。膠結(jié)物一般是纖狀文石和細(xì)粒葉片狀高鎂方解石；受大氣淡水影響強(qiáng)烈的地方可出現(xiàn)粒狀方解石膠結(jié)物。藍(lán)綠藻和真菌藻的作用在該環(huán)境中有重要意義，海灘巖中常見的泥晶和形成的泥晶套就是其產(chǎn)物。鎂方解石和文石交代石英、長石的現(xiàn)象在潮間成巖環(huán)境中也比較常見，這可能與藍(lán)綠藻光合作用使PH值上升有關(guān)（Friedman,1973）0淺海海底成巖環(huán)境中，一般說來碳酸鹽沉積物與孔隙水(海水)是基本平衡的，即海水對(duì)碳酸鈣是飽和的。當(dāng)由于氣溫的晝夜變化，生物的活動(dòng)及腐爛，細(xì)菌的分解等造成孔隙中CO2分壓變化時(shí)就會(huì)造成CaCO3沉淀的條件，使海水中的碳酸鈣在沉積顆粒間和顆粒內(nèi)沉淀形成膠結(jié)物，這是最常見的成巖現(xiàn)象。但在淺海底，并非各處海水對(duì)碳酸鈣都是飽和或過飽和的，在同一地方也非永遠(yuǎn)都是過飽和的。當(dāng)海水對(duì)碳酸鈣不飽和時(shí)，就會(huì)發(fā)生碳酸鹽沉積物的溶解。如現(xiàn)在北海的瑞典沿岸地區(qū)有大約45XKm2范圍內(nèi)出現(xiàn)碳酸鹽砂的大規(guī)模溶解作用，產(chǎn)生粒內(nèi)孔隙或骨骼顆粒分解成灰泥(E.T.Alexanderson,1978)?！錾锝傅某蓭r變化有許多是發(fā)生在海底成巖環(huán)境，包括膠結(jié)作用、生物作用及溶解作用。膠結(jié)作用通常在活礁體表面之下很短距離(幾毫米到幾厘米)就開始發(fā)育，形成纖狀文石和細(xì)粒半透明狀的鎂方解石充填礁骨架間孔隙、生物體腔孔隙和礁屑的粒間和粒內(nèi)孔隙。生物的作用，主要表現(xiàn)在某些藻類和無脊椎動(dòng)物對(duì)礁體的鉆蝕破壞作用，多數(shù)情況是在碳酸鹽底質(zhì)上產(chǎn)生大量孔洞，嚴(yán)重時(shí)可造成礁體的崩塌(Moore,1974)。溶解作用雖不是礁成巖環(huán)境中常見的現(xiàn)象，但由于礁常常在高能帶暴露，故遭受雨水侵襲發(fā)生文石及鎂方解石的溶解是完全可能的。■深海底成巖環(huán)境與淺海底成巖環(huán)境完全不同。深海底海水對(duì)碳酸鈣一般是不飽和的，所以溶解作用占優(yōu)勢(shì)；底棲生物和藍(lán)綠藻一般不能生存，所以生物作用很小；沉積物主要由生物軟泥組成，生物腐爛、分解對(duì)成巖作用影響很大。深海底也可發(fā)生交代作用，一般表現(xiàn)為鎂方解石交代某些文石質(zhì)生物骨骼。在局部地區(qū)也生成鎂方解石為主的膠結(jié)物?！?、大陸成巖環(huán)境■大陸成巖環(huán)境是指碳酸鹽沉積物脫離海底成巖環(huán)境，上升并暴露于大氣淡水作用條件下所處的環(huán)境；也包括靠近大陸，但未直接暴露在陸表而遭受大氣淡水強(qiáng)烈影響的環(huán)境。大陸成巖環(huán)境中的成巖作用主要是化學(xué)作用，僅在極為特殊的情況下才出現(xiàn)一些生物和機(jī)械的作用。最常見的是溶解作用一文石及鎂方解石的溶解，膠結(jié)作用一方解石沉淀，礦物轉(zhuǎn)化作用——高鎂方解石轉(zhuǎn)化為方解石，泥晶重結(jié)晶和新生變形。大陸成巖環(huán)境以潛水面為界可進(jìn)一步劃分為大氣滲流和大氣潛流成巖環(huán)境。大氣滲流成巖環(huán)境其上部與大氣圈接觸，是個(gè)不規(guī)則的面，其下以潛水面為界與大氣潛流成巖環(huán)境相接。滲流帶的厚度與氣候有關(guān)，干燥氣候帶可以很厚，甚至缺失潛水面；潮濕氣候帶可以很薄，甚至潛水面與地面一致。一般情況下，滲流帶的厚度由大陸向海洋方向變薄和尖滅。滲流環(huán)境最典型的特征是孔隙水是大氣淡水，與海水相比離子濃度低，Mg2+含量1-10X10-5，Ma/Ca為1/4-1/10，富含CO2和O2,PHV8,Eh>0，因而對(duì)海相碳酸鹽沉積物常常不飽和，從而大量地發(fā)生文石質(zhì)鮞粒、生屑的溶解而產(chǎn)生鑄?？?。鎂方解石質(zhì)顆粒一般不溶解，而直接轉(zhuǎn)化成方解石。滲流環(huán)境的另一個(gè)特征是孔隙水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?？紫吨谐溆锌諝猓髿獾陬w粒表面形成水膜，并在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，由于表面張力的作用，這些孔隙水在顆粒接觸處或某些遮蔽孔隙上壁富集，沉淀生成新月形或重力膠結(jié)物，多為無鐵方解石。由于孔隙處于開放狀態(tài)，膠結(jié)物不會(huì)阻塞孔隙，從而產(chǎn)生很高的孔隙度和滲透率。大氣潛流環(huán)境是指潛水面以下受大氣水影響的環(huán)境，其下與區(qū)域地下水環(huán)境過渡。大氣潛流成巖環(huán)境中孔隙水充滿全部孔隙，孔隙處于非開放狀態(tài)?？紫端饕莵碜詽B流成巖環(huán)境的大氣水，但也混有地下水，因而其成份與滲流成巖環(huán)境孔隙水的成份相似，但又有差別。離子濃度低，Mg2+、SO42-含量低，Mg/Ca<1/2，對(duì)文石和鎂方解石都不飽和，對(duì)方解石則飽和和或過飽和。因而在該環(huán)境中文石質(zhì)顆粒的溶解仍很普遍，但方解石的膠結(jié)作用更為重要。方解石膠結(jié)物可以充填鑄?？紫痘虺蔀榧嫉墓草S生長邊；也可交代文石質(zhì)介殼或有孔蟲；多為粗粒他形晶，呈鑲嵌狀，與滲流成巖環(huán)境中的大小均勻，在異化粒周圍呈細(xì)小菱面體與鑲邊的方解石膠結(jié)物有明顯區(qū)別。3、區(qū)域地下水成巖環(huán)境■區(qū)域地下水成巖環(huán)境是指大氣水成巖環(huán)境或海底成巖環(huán)境之后，由于上覆沉積物的復(fù)蓋，沉積物（巖）脫離大氣水或海水的影響，埋深不太大時(shí)所處的環(huán)境。當(dāng)埋深超過2,000-8,000ft時(shí)，則過渡為深埋藏成巖環(huán)境?！鰠^(qū)域地下水環(huán)境孔隙水是流動(dòng)的，是在地下水頭壓力下發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)。水的補(bǔ)充很復(fù)雜，可以是雨水、海水、成巖水、地層水的混合。某些情況下甚至有變質(zhì)作用和巖漿作用產(chǎn)生的水混入。該環(huán)境中的主要成巖作用是膠結(jié)作用，其次是交代作用，溶解作用不那么重要。由于CO2去氣作用緩慢，Mg/Ca比不高，所以形成的膠結(jié)物多為粗大的粒狀方解石鑲嵌晶體，晶體間為直線接觸，晶體數(shù)目較少，當(dāng)Eh>0時(shí)，生成的是無鐵方解石；EhV0，則生成鐵方解石。但Tucker（1978）認(rèn)為該環(huán)境一般不生成鐵方解石。■由于地下水循環(huán)條件不同，膠結(jié)作用對(duì)孔隙的影響也不同。在干旱地區(qū)，由于水的補(bǔ)充不足，地下水循環(huán)受到一定限制，孔隙空間常會(huì)因膠結(jié)物來源不足而被部分或大部分保留下來，如美國德克薩斯下白堊Pearall組和四川臥龍河下三疊嘉陵江組粒狀巖中大量保存的粒間孔隙。在潮濕地區(qū)，地下水補(bǔ)充量大，循環(huán)好，則膠結(jié)物可充填全部孔隙?！鼋淮饔弥饕前自剖?，多與鹽水和淡水的混合作用有關(guān)。重結(jié)晶和新生變形也可發(fā)生。共軸生長常見，但與該環(huán)境產(chǎn)生的膠結(jié)物有密切關(guān)系。、深埋藏成巖環(huán)境■深埋藏成巖作用環(huán)境目前還了解得較少?，F(xiàn)有的認(rèn)識(shí)一般是通過古代巖石資料來判斷的。一般認(rèn)為該環(huán)境處于2,000-8,000ft之下（Clouds,1978），溫度達(dá)50°C-100°C或者更高，壓力也大。由于經(jīng)晚期膠結(jié)作用之后，巖石的孔隙和滲透性都較差，因而孔隙水流動(dòng)也差，因而孔隙水流動(dòng)也差，孔隙水的成份不易變化。孔隙水主要來自礦物中的結(jié)構(gòu)水和吸附水，在有斷層連通的情況下，地層水、海水或淡水也可混入。該環(huán)境中的成巖作用很大程度上受壓力和地溫的影響，主要是壓溶、重結(jié)晶和新生變形，也可發(fā)生交代作用。壓溶引起顆粒的溶解和縫合線形成，并派生膠結(jié)作用。重結(jié)晶和新生變形在該環(huán)境中很重要。與其他環(huán)境的重結(jié)晶和新生變形作用不同，它們不僅發(fā)生在顆粒中，也發(fā)生在基質(zhì)和膠結(jié)物中，產(chǎn)生的新生變形亮晶可同時(shí)切過顆粒和膠結(jié)物或基質(zhì)。交代作用在該環(huán)境中很常見，但規(guī)模不大，不均勻，以白云石化和硅化最重要。白云化一般與粘土礦物轉(zhuǎn)化釋放的Mg2+有關(guān)，且由于是還原環(huán)境，形成的白云石多富鐵。當(dāng)?shù)財(cái)鄬踊蛄芽p進(jìn)入，與孔隙水混合時(shí)，也可在孔隙或裂縫中沉淀生成白云石，其自形程度高清潔透明，晶面平整?！觯ǘ┨妓猁}巖環(huán)境鑒別標(biāo)志■碳酸鹽沉積（巖）物比硅質(zhì)碎屑沉積（巖）物對(duì)外部條件更為“敏感”，因此其成巖變化也復(fù)雜得多。碳酸鹽巖中的成巖變化明顯地受成巖環(huán)境的影響，不同的成巖環(huán)境中，孔隙水成份和物理、化學(xué)條件都不同，從而導(dǎo)致產(chǎn)生不同的成巖作用，或不同的成巖作用產(chǎn)物。由于各種成巖作用總傳頌不同程度的在巖石中留下某種痕跡，反映成巖環(huán)境的某些特征，使我們能夠判斷當(dāng)時(shí)的成巖環(huán)境。下面介紹的這些成巖環(huán)境鑒別標(biāo)志僅是目前研究水平所能識(shí)別的。有些標(biāo)志有比較明確的環(huán)境意義，有的標(biāo)志則環(huán)境意義不是很明確。況且由于碳酸鹽巖成巖作用的復(fù)雜性和多期性，早期成巖變化的痕跡常常要受到晚期成巖變化的改造，因此保存下來的標(biāo)志極其有限，而要根據(jù)這些有限的標(biāo)志去恢復(fù)長期、復(fù)雜的成巖變化歷史比較困難。所以在使用各種標(biāo)志時(shí)，要特別注意綜合分析各種標(biāo)志，切忌以某一種標(biāo)志為依據(jù)得出結(jié)論?！觯ǘ┨妓猁}巖環(huán)境鑒別標(biāo)志1、特殊成巖現(xiàn)象一一巖石組構(gòu)標(biāo)志（1）新月形和重力膠結(jié)物■新月形膠結(jié)物是指顆粒的接觸處存在的，外緣呈連續(xù)的弧形變曲（近似于彎月狀）的膠結(jié)物，它們可以是單晶的，也可以是多晶集合體。重力膠結(jié)物是指存在于孔隙上方向下懸垂?fàn)钌L的膠結(jié)物，其形狀和結(jié)構(gòu)具方向性。這兩種特殊的膠結(jié)物一般都只出現(xiàn)大氣滲流帶，是滲流成巖環(huán)境的重要標(biāo)志?！鲈跐B流帶，孔隙水主要沿顆粒表面向下流動(dòng)，孔隙中為空氣，在表面張力作用下，水在顆粒表面形成水膜，并在顆粒接觸處相對(duì)富集，從而形成新月形膠結(jié)物。膠結(jié)物的表面形態(tài)則反映受表面張力控制的水膜形狀。當(dāng)孔隙水較多時(shí)，部分水受重力影響，克服了表面張力，由孔隙頂部向下滴，從而形成重力膠結(jié)物。顯然，較大的孔洞有利于這種膠結(jié)物的形成。新月形膠結(jié)物只存在于顆粒接觸處，重力膠結(jié)物只占據(jù)部分孔隙空間，因而它們不會(huì)阻塞孔隙，而孔隙仍保持開放狀態(tài)。這兩種膠結(jié)物一般是早期成巖作用產(chǎn)物，常受到晚期成巖作用的改造，因而在古代碳酸鹽巖中有時(shí)不易識(shí)別。（2）滲流粉砂和滲流豆?！鰸B流粉砂是指碳酸鹽巖中的原生或次生孔洞內(nèi)充填的一種粉砂級(jí)碎屑沉積物，通常為泥晶碳酸鹽，并含有細(xì)粒生物碎屑。其下部有纖維狀、葉片狀方解石膠結(jié)物，表明其形成于方解石膠結(jié)作用之后。滲流粉砂的頂部界面大致是平的，內(nèi)部具顯微交錯(cuò)層理。它們是在滲流帶由向下滲流的、具較高流速的孔隙水?dāng)y帶的物質(zhì)沉積形成。■滲流粉砂主要出現(xiàn)在生物礁（丘）的各種孔洞中，如美國新墨西哥州二疊系生物礁，摩洛哥侏羅系生物丘。但也可出現(xiàn)在某些顆粒巖的粒間孔隙中。如摩洛哥侏羅系的顆粒的櫛殼狀方解石之上，表明這些顆粒巖在海底膠結(jié)作用之后，又暴露在大陸成巖環(huán)境。■滲流豆粒與鮞粒有些類似，具有同心圈構(gòu)造，但比鮞粒大，一般大于2mm，最大達(dá)1cm。與鮞粒不面，豆粒一般沒有核心，同心圈不規(guī)則，可有遞變現(xiàn)象。豆粒與豆粒之間往往是多邊形邊緣接觸，其內(nèi)部上方可見沉積的包裹體。它們是滲流成巖作用條件下，孔隙或洞穴充填的產(chǎn)物，其成因類似成巖過程中形成的滲流結(jié)核?！鰸B流粉在少的滲流豆粒是滲流成巖環(huán)境的重要標(biāo)志，常與其他滲流標(biāo)志共生。（3）共軸生長■共軸生長是種常見的碳酸鹽巖成巖現(xiàn)象，也叫自生加大。原意是指成巖過程中膠結(jié)物在顆粒外與顆粒同光性方位生長。后來發(fā)現(xiàn)除膠結(jié)作用外，成巖晚期的新生變形作用也可造成這種顆粒外的同光性方位生長。因此廣義的共軸生長用來統(tǒng)指碳酸鹽巖原始結(jié)構(gòu)組分在成巖過程中向外同礦物成份、同光性方位加大生長的現(xiàn)象，即共軸生長可以是不同成巖作用的產(chǎn)物，可形成于不同的成巖環(huán)境。■最常見的共軸生長是棘屑外的膠結(jié)物。由于棘屑強(qiáng)烈鈣化性質(zhì)及單晶方解石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，膠結(jié)作用過程中，膠結(jié)物在棘屑上的生長往往比其他顆?？?，有時(shí)這種共軸生長的膠結(jié)物呈嵌晶狀，包圍多個(gè)顆粒。在嵌晶發(fā)育的部位，顆粒沒有壓實(shí)變形現(xiàn)象。有時(shí)具共軸生長的棘屑被壓嵌入其他無膠結(jié)物的有塑性變形的顆粒中。這都表明棘屑共軸生長是發(fā)生在壓實(shí)作用之前，因則是海底成巖環(huán)境的產(chǎn)物。偶然也可見到共軸生長部分發(fā)生泥晶化，這也是海底成巖環(huán)境的標(biāo)志。特別的是棘屑上的共軸生長具方向性，均在顆粒的某一側(cè)發(fā)育，這是滲流成巖環(huán)境的特征。除棘屑外，共軸生長膠結(jié)在某些其他生物顆粒。如有孔蟲、軟體動(dòng)物、珊瑚碎屑上也可發(fā)生，但比較少見。■新生變形作用形成的共軸生長在各種類型顆粒上都有，一般發(fā)生在晚期成巖條件下。共軸生長晶體有時(shí)可切割其他顆?；蚪M分?！霭自剖墓草S生長在一些古代巖石中可以見到。巖石發(fā)生選擇性白云石化，白云石晶體在部分或全部白云石化的鮞粒上共軸生長。四川臥龍河構(gòu)造井下三疊系碳酸鹽巖中，白云石化的棘屑上有白云石共軸生長。一般認(rèn)為白云石共軸生長是發(fā)生在區(qū)域地下水環(huán)境，但也有人認(rèn)為是深埋藏環(huán)境的產(chǎn)物。（4）泥晶套■現(xiàn)代和古代碳酸鹽沉積中，常見有些顆粒外包圍著一層暗色的泥晶邊，將其稱為泥晶套?！瞿嗑纵^其他部分更不容易解。在實(shí)驗(yàn)室用稀酸處理巖樣后發(fā)現(xiàn)，顆粒內(nèi)外的碳酸鹽被溶掉，唯獨(dú)泥晶套保存下來。而泥晶套包圍的顆粒常是有磨蝕痕跡的生物碎屑，即泥晶套形成于生物死亡之后。泥晶套的形成有兩種方式：一種是非鉆孔的藍(lán)綠藻在顆粒表層附著，分泌粘液吸附細(xì)粒碳酸質(zhì)點(diǎn)形成；一種是鉆孔藍(lán)綠藻（石內(nèi)藻）和真菌在顆粒上鉆孔，后來泥晶方解石充填形成。通常石內(nèi)藻鉆孔直徑要大些。為4-6^m；真菌鉆孔直徑小些，1-2gmo在高倍顯微鏡下有時(shí)還可看到這些鉆孔的痕跡。有人將前者稱為建設(shè)型泥晶套，后者稱為破壞型泥晶套。破壞型泥晶套的發(fā)展，就形成泥晶化顆粒，即整個(gè)顆粒全部為泥晶方解石（暗色）所取代。5）鑄?！鲨T模是由顆粒被選擇性溶解而形成的保存原顆粒形態(tài)的空模。它們可被后來的方解石充填?！龊Ｑ髼l件下形成的碳酸鹽顆粒一般是文石和鎂方解石組成。在海底成巖環(huán)境中，孔隙水具海水性質(zhì)，這些顆粒相對(duì)穩(wěn)定的。但當(dāng)它們處于大陸成巖環(huán)境時(shí)，孔隙水為大氣水，這些顆粒就變得不穩(wěn)定，發(fā)生溶解作用而形成鑄模，如鮞模，生物屑模等。原顆粒若有泥晶套，則泥晶套通常保留下來。一般在溶解作用發(fā)生之前，這些顆粒已經(jīng)歷了早期海底膠結(jié)作用，因而這些空模形成后不會(huì)因?yàn)閴簩?shí)作用而破碎。但當(dāng)膠結(jié)作用較弱，或沒有時(shí)，鑄模形成后則會(huì)因壓實(shí)作用而被破壞，表現(xiàn)為鑄模周圍泥晶套及早期海底膠結(jié)物被壓折，壓扁變形，甚至呈波狀起伏，使我們對(duì)其失去鑒別能力，甚至被誤認(rèn)為是一種藻結(jié)構(gòu)。四川三疊系巖石中就有這種現(xiàn)象?！鲨T模的產(chǎn)生是與大氣淡水作用有關(guān)，因而一般情況下，可作為大陸成巖環(huán)境的標(biāo)志，而且滲流帶比潛帶更發(fā)育。但當(dāng)海洋環(huán)境中存在某種淡水透鏡體時(shí)，海底埋藏的沉積物也可遭受滲透淡水的影響，形成鑄模。6）泥晶膠結(jié)物■在一些生物礁碳酸鹽巖中，常見有泥晶或球粒狀泥晶充填各種原生孔隙。這些泥晶不是原生結(jié)構(gòu)組分，而是一種膠結(jié)物。大多數(shù)研究者認(rèn)為它們可能與生物化學(xué)作用有關(guān)，是海底早期膠結(jié)作用的產(chǎn)物。對(duì)四川及湖北二疊系生物礁中的泥晶碳酸鹽巖的詳細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，這些泥晶膠結(jié)物是微生物作用產(chǎn)生的，占礁核相中泥晶的三分之二，主要是充填礁骨架孔、生物體腔孔，可區(qū)分出四種組構(gòu)類型：不規(guī)則狀，斑塊（球粒）狀，扇狀一紋層狀和楔骨狀，其特征與意大利中部RapolanoTerme的現(xiàn)代石灰華中的微生物泥晶極為相似。（7）白云石化■白云石化作用歷來是地質(zhì)學(xué)家們感興趣的問題，也是一個(gè)極為復(fù)雜的問題。這里只討論白云石化的成巖環(huán)境意義。■從現(xiàn)有資料及研究結(jié)果來看，白云石都是多成因的，即自然界的白云石是在不同的環(huán)境條件下，由不同方式形成的。無論現(xiàn)代還是古代，大規(guī)模白云石出現(xiàn)都是交代成因，交代過程發(fā)生在碳酸鹽沉積物的成巖過程中。因此，白云石化就具有一定的成巖環(huán)境意義。不同白云石化機(jī)理形成的白云石實(shí)際上就是不同成巖環(huán)境的產(chǎn)物?！稣舭l(fā)泵作用和毛細(xì)管濃縮作用白云石化，也稱準(zhǔn)同生白云石化，是指潮上碳酸鹽沉積物中的孔隙水由于蒸發(fā)作用鹽度升高，來自下面的潛水不斷補(bǔ)充，而發(fā)生的面積白云石化。其特征是含化石很少的泥晶紋層白云巖，常有鳥眼構(gòu)造（孔隙）存在，多伴有蒸發(fā)礦物或蒸發(fā)巖，發(fā)育藻紋層、泥蓬、泥板構(gòu)造；白云石細(xì)，有序度較低，富含碳、氧的重同位素。顯然這種白云石化的發(fā)生需要曝露在大陸的條件，因而可將其看作是大陸成巖環(huán)境的特殊產(chǎn)物?！鰸B透回流白云石化是潮上或?yàn)a湖的高鹽度鹵水向下和側(cè)翼滲流，交代正常海相沉積物，形成的白云石從礦物成份上與潮上帶白云石區(qū)別不大，都具高鹽度水的特征。但回流交代的一般都是潮下沉積特征的巖石。這些巖石往往具有海底早期成巖或淡水成巖的某些特征。礁的白云石化，通常認(rèn)為就是這種方式?！龌旌纤自剖侵负Ｋ偷叵滤旌弦鸬陌自剖饔?。據(jù)K.Badiozamani（1973）的分析實(shí)驗(yàn)和研究結(jié)果，當(dāng)5%-30%的海水與地下水混合時(shí)，混合水對(duì)方解石不飽和，對(duì)白云石過飽和，因而可以發(fā)生白云石交代方解石的作用。這種交代可以是克分子對(duì)克分子交代（體積縮小13%）；也可以是體積對(duì)體積交代（沒有體積縮小，并常部分保留生物的結(jié)構(gòu)）。K.Badiozamani用這種機(jī)理解釋美國威斯康星州中奧陶統(tǒng)白云巖成因，認(rèn)為白云石化是發(fā)生在海退暴露期間地下淡水透鏡體及其下伏半咸水帶，即區(qū)域地下水成巖環(huán)境。2、礦物學(xué)標(biāo)志（1）微晶■葉片晶鎂方解石和纖維晶文石、鎂方解石通常是海底成巖環(huán)境的產(chǎn)物。它們多是從顆粒邊緣向孔隙內(nèi)垂直生長，呈櫛殼狀或環(huán)邊狀。他形粒狀方解石多是大氣淡水或大陸成巖環(huán)境產(chǎn)物，在早期孔隙中充填的單晶或多晶方解石也被認(rèn)為是該環(huán)境的產(chǎn)物。粗粒鑲嵌狀方解石膠結(jié)物可以是埋藏環(huán)境中形成，與大氣淡水方解石膠結(jié)物的區(qū)別主要表現(xiàn)在微量元素方面?！鲞€有一種方解石膠結(jié)物，晶粒呈粗大纖狀，由C軸聚斂或發(fā)散的亞晶組成，具有彎曲的解理和雙晶，明顯的波狀消光，在古代礁的原生孔隙內(nèi)特別常見，多以結(jié)殼和帶狀方式產(chǎn)出。Bathurst（1959）將其稱為放射軸狀和束狀光軸狀方解石。它們過去被認(rèn)為是纖狀文石的新生變形產(chǎn)物。后來結(jié)晶形態(tài)學(xué)和穩(wěn)定同位素、微量元素資料證明，它們是海底成巖環(huán)境的產(chǎn)物，可能是在文石補(bǔ)償深度之下，方解石補(bǔ)償深度之上的較深的海底，由冷海水中直接沉淀生成的。■在成巖過程中，F(xiàn)e2+常取代Ca2+或Mg2+，進(jìn)入晶格，從而形成含鐵的方解石和白云石。用鐵氤化鉀和茜素紅S的混合液染色，可對(duì)其進(jìn)行半定量鑒別?！鲨F方解石和鐵白云石的形成，主要取決于溶液中鐵離子的價(jià)態(tài)。Fe3+離子由于離子半徑和化合價(jià)的差異，是不能取代晶格中的Ca2+。因而，鐵方解石和鐵白云石，作為膠結(jié)物、交代物或新生變形產(chǎn)物，一般是不會(huì)出現(xiàn)在大氣滲流及海底成巖環(huán)境；大氣潛流環(huán)境可以出現(xiàn)，但更常見的成巖晚期埋藏成巖環(huán)境的產(chǎn)物。2）粘土礦物■沉積的碳酸鹽巖中，一般都不同程度地含有些不溶殘余物，包括細(xì)粒碎屑物質(zhì)和一些自生粘土礦物。成巖過程中粘土礦物的形成與轉(zhuǎn)化，在碎屑巖中研究得比較深入，在碳酸鹽巖中研究還不夠。但有證據(jù)表明，在深埋藏成巖環(huán)境，蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化是存在的，可作為一個(gè)輔助標(biāo)志。（3）蒸發(fā)礦物及其假晶■碳酸鹽巖中的蒸發(fā)礦物是很普遍的，它們或是呈層狀與碳酸鹽巖互層，或斑塊狀、孔隙充填狀產(chǎn)于碳酸鹽巖中，被碳酸鹽礦物交代后，則以假晶的形式存在。蒸發(fā)礦物及其假晶一般不能直接反映成巖環(huán)境，但與其他標(biāo)志結(jié)合，可作為成巖環(huán)境判斷的輔助標(biāo)志。如與白云石化和潮上帶標(biāo)志伴生的蒸發(fā)礦物是特殊的大陸成巖環(huán)境產(chǎn)物；而無潮上帶標(biāo)志，產(chǎn)于潮下帶巖石中，則是地下回流方式形成的。某些石膏與鐵白云石和蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化共同出現(xiàn)，則是深埋藏環(huán)境產(chǎn)物。3、其他標(biāo)志（1）古喀斯特■喀斯特是碳酸鹽巖地區(qū)特有的地貌，是碳酸鹽巖暴露地表遭受淡水淋濾、溶解而成。埋埋于地下的古喀斯特，可以形成與不整合有關(guān)的儲(chǔ)層，但要鑒別它們也有相當(dāng)困難，大型溶洞和塌陷角礫巖是巖石學(xué)上的重要標(biāo)志之一。薄片研究時(shí)，喀斯特化的溶解作用是最特征的，這種作用與近地表成巖環(huán)境的溶解作用不同，是大氣水對(duì)石灰?guī)r的溶解，溶解礦物是方解石，因而溶解作用是非組構(gòu)選擇性的，形成的是大型溶洞、溶孔、溶溝等。而早期近地表溶解是以文石、鎂方解石為對(duì)象的。一般為組構(gòu)選擇性的，形成顆粒的粒內(nèi)溶孔及鑄?？?。（2）沉積巖脈和沉積巖墻■世界上許多古代生物礁中都發(fā)育有沉積巖脈和沉積巖墻。這是由于生物礁生長過程中，由于重力作用發(fā)生破裂，形成裂縫或大的裂縫，被同期沉積物充填，這是一種早期海底成巖環(huán)境的標(biāo)志。但相對(duì)于與礁無關(guān)的沉積物來說，又是一種沉積現(xiàn)象，因此有人也將其看為同生沉積構(gòu)造。沉積巖脈和沉積巖墻與構(gòu)造裂縫不同，后者是充填亮晶方解石，一般是埋藏成巖環(huán)境的標(biāo)志。（3）角礫與角礫巖■碳酸鹽巖中的角礫巖通常都與溶解作用有關(guān)，如地下石灰?guī)r或膏鹽層溶解，上覆層在重力作用下發(fā)生塌陷形成角礫狀巖屑、巖塊的任意堆積。因在溶洞基礎(chǔ)上形成，是張性應(yīng)力的結(jié)果，無擠壓痕跡。還有一種角礫巖，是由于硬石膏水化變成石膏體積膨脹，造成擠壓，使周圍巖石破裂而角礫化。這種角礫巖與溶解作用無關(guān)，擠壓應(yīng)力變形是其主要特征。區(qū)別這兩種成因的角礫巖對(duì)分析成巖環(huán)境是有用的。碳酸鹽巖薄片鑒定操作規(guī)程一、 薄片鑒定的一般要求1、對(duì)于巖石樣品，要核對(duì)野外描述，樣品編號(hào)、地區(qū)、層位、井深，并注意其代表性。2、在鑒定過程中，要文字簡練，內(nèi)容突出，必要時(shí)附有照片或素描。3、為了區(qū)分碳酸鹽巖礦物，鑒定前須用茜素紅一鐵氤化鉀混合液對(duì)薄片進(jìn)行染色。4、在實(shí)際鑒定中，遇到較復(fù)雜的問題，要在鑒定報(bào)告中加以說明。二、 碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)■碳酸鹽巖主要有粒屑、基質(zhì)、膠結(jié)物、生物骨架以及原地發(fā)育的藻粘結(jié)等五種主要結(jié)構(gòu)組分組成。這些結(jié)構(gòu)經(jīng)成巖后生作用，可以變成相應(yīng)的殘余結(jié)構(gòu)，甚至單一的晶粒結(jié)構(gòu)。1、粒屑a、內(nèi)碎屑：可大可小，形狀不一，內(nèi)部結(jié)構(gòu)可簡可繁。b、團(tuán)粒：由泥晶碳酸鹽巖組成，不具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，呈圓或橢圓狀，大小較均勻，一般在0.2mm以下?！鲈阽R下團(tuán)粒與內(nèi)碎屑有時(shí)難以區(qū)分，這時(shí)一般歸入內(nèi)碎屑。c、鮞粒：為直徑＜2mm的圓球狀，橢圓狀顆粒?！鲈谟^察和描述鮞粒時(shí)，應(yīng)注意鮞粒大小、核心成分、包殼厚度、組成包殼的晶體排列方式。同心圓數(shù)等，這些特征能反映鮞的形成環(huán)境。d、生物及生物碎屑：■包括原地和非原地的生物或是經(jīng)過搬運(yùn)磨蝕的生物碎屑，或是經(jīng)過搬運(yùn)的非原地生長的完整的生物化石。據(jù)其骨骼的微細(xì)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合生物形態(tài)，盡量定出它們所屬的門、綱、目、科、屬、種。一般定出“門類”便可。用于巖石定名時(shí)，通常將幾大類合并。2、基質(zhì)■是與顆粒同時(shí)沉積的，它是由化學(xué)沉淀作用、機(jī)械破碎作用和生物作用形成的。其含量〉50%時(shí)，可以單獨(dú)形成巖石。3、膠結(jié)物■是指粒屑之間、孔隙之中，由化學(xué)沉淀方式所生成的物質(zhì)。其含量一般在50%之下，不能單獨(dú)形成巖石。■晶體在鏡下顯得潔凈、明亮，故稱為亮晶（又稱淀晶）。亮晶常圍繞粒屑表面呈櫛殼狀分布，具世代特征?！鼋M成碳酸鹽巖膠結(jié)物的礦物較多，但是主要是碳酸鹽類礦物。■在碳酸鹽巖中，常見的膠結(jié)物結(jié)構(gòu)有：馬牙狀、纖維狀、柱狀以及粒狀等。4、生物骨架結(jié)構(gòu)■由原地生長的固著生物，如珊瑚、層孔蟲、海綿、苔蘚、某些藻類等組成的堅(jiān)硬第二碳酸鹽格架。5、藻粘結(jié)結(jié)構(gòu)■藍(lán)藻碳酸鹽巖a、迭層石碳酸鹽巖：常具向上隆起的穹狀構(gòu)造、連續(xù)迭置生長的紋層?！鲧R下：基本層構(gòu)造明顯，暗帶層具綿層類藍(lán)藻結(jié)構(gòu)特征，表現(xiàn)為色暗、富有機(jī)質(zhì)，可見藍(lán)藻類的形態(tài)如藻跡、藻斑點(diǎn)等的泥晶碳酸鹽組成。■亮層：貧藻，常為微一粉晶碳酸鹽組成。其巖石結(jié)構(gòu)常伴隨有去膏化現(xiàn)象，溶孔發(fā)育，常具鳥眼示底構(gòu)造、干裂、鉆孔等。b、層紋石碳酸鹽巖：層紋石不具向上隆起的特征。常具藍(lán)藻的遺跡，呈水平一微波狀的碳酸鹽巖。c、核形石碳酸鹽巖：核形石的形成是在藻類活動(dòng)的參與下，又經(jīng)過波浪或流水活動(dòng)而形成的碳酸鹽結(jié)構(gòu)。核形石大小不等，常見單核核形石，復(fù)核核形石等。6、殘余結(jié)構(gòu)■以上種種結(jié)構(gòu)，經(jīng)成巖后生作用，使原巖結(jié)構(gòu)變的模糊不清，但仍依稀可辯者稱之。8、晶粒結(jié)構(gòu)a、按晶體大小分（晶粒長軸直徑mm,如果晶體的長短軸近于相等，則量長軸；如長短軸相差較大，則寫長X寬）。b、按晶體的自行程度分：自形晶、半自形、他形晶。c、按晶體相對(duì)大小分：等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)。三、碳酸鹽巖的構(gòu)造■主要為宏觀概念，鏡下常見的構(gòu)造類型有：1、與機(jī)械作用有關(guān)的構(gòu)造■層理構(gòu)造；水平、斜交、波狀、交錯(cuò)、扭曲、序粒層理?！霾ê郏簩用鏋橥拱疾黄降谋砻?。有對(duì)稱、不對(duì)稱的?！鰶_刷面與沖刷溝。2、與生物作用有關(guān)的構(gòu)造a、蟲孔構(gòu)造一鉆孔、爬痕。b、生物擾動(dòng)構(gòu)造。c、紋層狀構(gòu)造。d、疊層構(gòu)造。e、葡萄狀構(gòu)造。3、與沉積物及沉積環(huán)境變化有關(guān)的構(gòu)造■干裂、鳥眼構(gòu)造、示底構(gòu)造4、與壓溶有關(guān)的構(gòu)造■縫合線、疊錐。5、其它構(gòu)造一般為具形象特征的習(xí)慣稱呼。a、蠕蟲狀或芝麻點(diǎn)狀構(gòu)造：指在泥晶、微晶碳酸鹽巖中，多平行層面分布的、大小不均勻的長條狀及不規(guī)則狀物；或密集、呈不連續(xù)線狀分布的“豆?fàn)睢薄ⅰ包c(diǎn)狀”物。前者宏觀似蠕蟲，故稱蠕蟲狀構(gòu)造；后者稱之為芝麻點(diǎn)狀構(gòu)造。b、條帶構(gòu)造：由成分或結(jié)構(gòu)不同的互層組成，宏觀單層厚度5-10mm。c、眼球狀構(gòu)造、花斑狀構(gòu)造、結(jié)核狀構(gòu)造等。四、孔隙和裂縫■碳酸鹽巖的孔隙和裂縫是鏡下重點(diǎn)研究的對(duì)象之一?！雒婵茁实拇_定：面孔率是指某個(gè)截面上孔隙面積占整個(gè)薄片面積的百分比。面孔率按鏡下實(shí)有各種孔隙之和占總巖片面積的百分比計(jì)算，已被充填的部分，不計(jì)算在內(nèi)。通常以目估法確定?？紫读芽p粒間孔隙瞰辨log宸□琰苣函按成因分構(gòu)造裂縫生物體腔孔隙瞰羿l(xiāng)og宸□琰苣口艇成巖裂縫生物骨架孔隙瞰辨log宸□琰苣口艇溶解縫晶間孔隙瞰辨log宸□琰苣口艇壓溶縫溶蝕孔隙粒內(nèi)溶孔按充填張開縫粒間溶孔半張開縫晶內(nèi)溶孔按充填和張開情況分全充填縫鑄?？最鎙og宸□琰苣□

瞰辨log宸其它溶孔窗孔孔隙□琰苣□其它溶孔窗孔孔隙河 瞰辨log宸□琰苣□五、碳酸鹽巖的成巖作用和后生變化3、重結(jié)晶作用■重結(jié)晶碳酸鹽巖的主要鑒別特征：a、常含有泥晶碳酸鹽包體、較混濁。b、晶體大小分布不均勻、無規(guī)律，常呈集合體狀、斑塊狀。c、晶體邊界彎曲，常具三重結(jié)合面。d、可破壞顆粒邊界。4、溶解作用■溶解作用可以在碳酸鹽的成巖和后生過程中多次發(fā)生，各個(gè)世代的溶解作用對(duì)成礦的影響不盡相同，因此鏡下要特別注意區(qū)別不同時(shí)期的溶解作用及孔隙特征。六、碳酸鹽巖的分類和命名■（一）碳酸鹽巖的成分分類和命名1、成分分類：常見的碳酸鹽巖主要由方解石、白云石和泥質(zhì)等組成。碳酸鹽巖按礦物成分分類，可以用這三種礦物作頂端點(diǎn)，以三角形法表示。2、成分命名原則（1）某礦物含量＞50%者，為巖石基本名稱；某礦物含量25-50%者，為巖石的輔助名稱