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1、,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,1碳酸盐岩由沉积的碳酸盐矿物(Cc、Do)组成，主要的岩石类型为石灰岩(Cc含量大于50%)和白云石(Do含量大于50%)。2.统计资料:A碳酸盐岩约占沉积岩总量20%，在地壳中分布仅次于泥质岩和 砂岩。B在我国，沉积岩占全国总面积75%，而碳酸盐岩占沉积岩覆盖 面积的55%。南方：Z、Pz、T；北方：Pt、Pz。,一、碳酸盐岩的定义,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐
2、岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,1、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等石灰岩的化学成分：CaO占42.61%;MgO占7.9%;CO2占41.58%;SiO2 占5.91%,(纯)白云岩的化学成分：CaO占30.4%;MgO占21.8%;CO2占47.8%;极少量的微量元素：Sr、Ba、Rb、V、Ni等，可作为判别环境的标志。A.化学式表示：CaCO3、CaMg(CO3)2、FeCO3、MgCO3B.氧化物表示：CaO（43%)、MgO(8
3、%)、CO(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。,二、碳酸盐岩的成分特征,1、化学成分：可用18O/16O的比值、13C/12C的比值，来确定环境。即：(1)同位素(18O/16O)：A.区分：海相胶结物与陆相胶结物 B.判断：海水的古温度 C.区别：生物成因与无机成因(2)同位素(13C/12C)：区分海水与淡水,二、碳酸盐岩的成分特征,2矿物成分：,(1)碳酸盐岩的矿物成分：,碳酸盐矿物,文石斜方晶系CaCO3，不太稳定,高镁方解石三方晶系，含MgCO3(11-19%),低镁方解石三方晶
4、系，含MgCO3(2-3%),白云石CaMg(CO3)2,自生碳酸盐矿物:,菱镁矿、菱铁矿、菱锰矿等,非碳酸盐矿物自生矿物:,石膏、硬石膏、岩盐、钾镁盐矿物等,陆源矿物混入物,2矿物成分：,(2)矿物的转化：,文石 遇淡水作用 方解石 析出Mg2+高镁方解石 被埋藏生成岩变化因此在地质历史时期中石灰岩的主要碳酸盐矿物都是方解石。,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,(一)碳酸盐岩结构分类1、粒屑结构：经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐岩；是由颗粒(内碎屑、生物
5、碎屑、包粒、团粒、团块)和填隙物、孔隙构成。2、生物骨架结构：由原地生长的生物骨架构成的生物灰岩、礁 灰岩。3、泥晶结构微晶结构：有化学或生物化学作用沉淀的灰岩、白云岩。4、残余结构：交代作用和重结晶作用形成。,二、碳酸盐岩的结构,1、粒屑结构：由颗粒、泥晶基质(或灰泥杂基)、亮晶胶结物、孔 隙等四种结构组分构成，也称“颗粒结构”。颗粒类型包括：内碎屑(无内部结构的碳酸盐岩软泥颗粒)鲕粒和豆粒 生物碎屑(骨粒)团粒(不具有内部结构的粪团粒)团块(颗粒集合体)核形石,注意：碎屑结构与粒屑结构的异同,(二)碳酸盐岩结构特征,内碎屑 由盆地内部弱固结的碳酸盐沉积物经岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬运、沉
6、积的碎屑。内碎屑按直径大小分为：砾屑：2mm 砂屑：2-0.06mm 粉屑：微屑：泥屑：0.004微屑和泥屑充填于颗粒之间时称为泥晶基质。,砾屑结构,亮晶内碎屑灰岩,粒屑灰岩素描图（何起祥，1978）,由粉级(0.06-0.03mm)的碳酸盐在弱水动力条件下沉积形成的。,球状-椭球状的颗粒，由一圈或多圈规则的同心纹围绕一个核心组成，核心通常是一个碳酸盐颗粒或陆源碎屑。鲕粒直径在2-0.2mm之间。鲕粒的分类：真鲕；假鲕；复鲕；薄皮鲕；变形鲕；变晶鲕；负鲕,鲕粒(豆粒),岩石主要有0.5-2mm 的真鲕粒被亮晶方解石胶结而成。鲕粒具同心纹层，鲕心多为生物或碳酸盐颗粒或陆源碎屑，可见方解石沿同心层
7、交代呈星散状，鲕粒被亮晶方解石胶结。,真鲕,亮晶方解石胶结,指几个鲕粒粘结在一起，其外又被大的包壳包围的鲕粒，是在原生沉积时形成的。,鲕粒的一种，当包壳厚度小于核心半径的称为薄皮鲕，包壳同心层数可少至一层，呈薄皮包覆于核心之外。大于核心半径则为正常鲕。,指已经沉积的鲕粒，在胶结之前，受底流冲刷或拖拽作用，使之变形而成变形鲕。但这种变形鲕与正常鲕在成岩后期多受压溶变形所形成的“压溶变形鲕”不同，后者的特点是鲕粒破碎，并伴有包壳碎片，常与缝合线伴生。变形鲕属于同生变形的鲕粒。,鲕粒重结晶后呈单晶或多晶的球形颗粒就叫变晶鲕，变晶鲕的形成时间较早，多是重结晶的方解石晶体。,负鲕灰岩的鲕内孔洞(叫负鲕孔
8、)可以储积油气，成为油气储积层。,变晶鲕,破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的组分指示水深、水温、盐度和水流特征等；骨骼的门类、分选和磨园，可提供环境标志。,生物碎屑(骨屑),不具内部结构的碳酸盐球状、椭球状的颗粒。一般认为是生物的粪便。,团粒,由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结在一起而形成也称为葡萄石。,团块,特殊形状的藻灰岩,核形石,与鲕粒的区别：圈层不规则，核心颗粒较大，已厘米级区别。,图中A、B、C、D、E、F依次为内碎屑、生物碎屑、团粒、团块、豆粒、核形石,泥晶方解石：为粒度为小于0.004mm的泥晶方解石，机械作用形成；晶体大小不均匀，晶体间界限可直可弯，易重结晶为微晶方解石。亮晶方解石：为粒
9、度通常大于0.01mm的、干净透明的亮晶方解石，化学结晶作用形成。亮晶方解石常发育栉状结构、连生结构。,填隙物：泥晶方解石（泥晶基质）和亮晶方解石,悬挂式胶结物(针状方解石)(视域直径为2.5mm)(路凤香等，2002),2、生物骨架结构 原地生长的底栖固着生物通过生命活动，由生物骨架和伴生的生物化学组分构成的结构，也称生物结构。常见于礁灰岩中。,(二)碳酸盐岩结构特征,3、结晶结构（化学结构）按照结晶程度可分为:非晶质结构：非晶质结构见于一些化学或胶体化学成因的岩石类型中，如硅质岩、磷灰岩等。隐晶质结构：隐晶质结构由微晶矿物集合体组成 显晶质结构：显晶质结构按照结晶颗粒的大小分为：粗晶（2m
10、m）中晶（2-0.062mm）细晶(0.062-0.004mm)微晶(0.004-0.001mm)。,(二)碳酸盐岩结构特征,结晶（化学）结构（何启祥，1978）图中A、B、C依次为半自形结构、自形结构、它形结构,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,四、碳酸盐岩的孔隙,1按孔隙大小分：0.01mm显孔 1mm 晶洞2按成因分：(1)原生孔隙：粒间孔隙、生物骨架孔、粒内孔、遮蔽孔、生 物虫孔（虫穴）、鸟眼孔。(2)次生孔隙：铸模孔、粒内溶孔、粒间溶孔、晶间孔、裂
11、 缝。,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造,1、成岩后生变化(1)胶结作用；(2)压实作用；(3)重结晶作用；(4)白云石化作用。2、几种沉积构造(1)示底构造(2)鸟眼构造（窗孔构造）(3)缝合线构造(4)叠层构造,(1)示底构造,在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间界面平直，能表示岩层的顶和底。,(2)鸟眼构
12、造(窗孔构造),主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。,出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。成因：气泡、收缩、生物成因等。,(3)缝合线构造,缝合线是一种裂缝构造。常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。,在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲线缝合线；在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏的面缝合面；从立体上看，这些凹下或凸起的大小不等的柱体缝合柱。,(3)缝合线构造,缝合线大小：1mm几十厘米（起伏）,产状：有的与层面平行，甚至与层面一致，有的则与层面交叉。,(4)叠层构造,具有叠层构造的岩石称叠层石。,叠层石的形态变化多
13、样，明显地受环境因素的制约。基本形态有层状、波状、柱状及锥状。,山东汶南寒武系,安徽淮南寒武系,叠层石的形态与水动力条件有关,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,1化学成分分类：碳酸盐占50%以上(CaCO3、MgCO3、SrCO3等)，主要用于经济地质上的分类，区分矿与非矿，在岩类学研究上一般不以此为分类标准。,六、碳酸盐岩的分类和命名,2矿物成分分类：内源（盆地）方解石、白云石、菱铁矿等物质组成（来源）外源（陆源碎屑）碎屑 粘土矿物 陆源的 自生的(1)石
14、灰岩：方解石50%；白云岩：白云石50%，而对于纯的碳酸盐来说量须达90%或95%以上。(2)灰岩与白云岩的过渡类型(3)灰岩、白云岩与粘土岩的过渡类型(4)方解石、白云石粘土/砂混合的岩类举一个例子：泥质15%、白云石30%、方解石55%含泥云灰岩,六、碳酸盐岩的分类和命名,灰岩与白云岩间的过渡类型的岩石,六、碳酸盐岩的分类和命名,方解石(或白云石)与粘土矿物见过渡类型的岩石,六、碳酸盐岩的分类和命名,根据方解石、白云石、粘土（或砂）的混合岩类,六、碳酸盐岩的分类和命名,3结构-成因分类：,六、碳酸盐岩的分类和命名,(1)福克(Folk)60年代的分类：强调亮晶方解石(高能)与灰泥 颗粒灰岩
15、：是经过波浪及流水作用或重力作用形成的岩石类型，具有典型的粒屑结构特征。(异常化学岩)微晶灰岩：为化学生物化学成因，形成于低能环境，具微晶或泥晶结构。(正常化学岩)生物灰岩：以生物作用为主形成的石灰岩，具有典型的生物骨架结构。重结晶改造的晶粒灰岩(成岩改造),A主要贡献：把碎屑岩的成因观点引入碳酸盐岩的分类；把灰泥与杂基等同；把颗粒类型细分。B不足：只强调灰泥的带走，亮晶/灰泥比，不强调环境中灰泥的产出(因为灰岩形成时，灰岩颗粒的磨损也可以形成灰泥)；不符合岩石学一般分类原则，无矿物的主次关系(背离了少前 多后的原则)；没有强调颗粒/灰泥的比值。,石灰岩分类（Folk，1959）,福克的分类，
16、1959年,灰岩结构成因分类,4白云岩的分类：,六、碳酸盐岩的分类和命名,按成因分为：原生白云岩：准同生或同生的交代白云岩(交代证据不明显)和原生沉淀的白云岩。次生白云岩：石灰岩经过成岩后期白云岩化形成的白云岩或白云质灰岩。,由于白云岩的成因一直存在争议，白云岩分类没形成自己的独立体系，并以石灰岩的成分成因分类为参考。,白云岩分类（曾允孚等，1980）,5灰岩命名的原则：,六、碳酸盐岩的分类和命名,灰岩的命名原则：颗粒结构：颜色+填隙物+结构+矿物成分(基本矿物成分)，应结合岩石的矿物成分、结构构造、成岩后生变化及颜色等进行综合命名。eg.绿色含海绿石白云化生物碎屑含云微晶灰岩泥(微)晶结构：
17、颜色+结构+名称eg.灰色泥晶灰岩,第三章 自生沉积岩类,一、碳酸盐的定义二、碳酸盐岩的成分特征三、碳酸盐岩的结构四、碳酸盐岩的孔隙五、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造六、碳酸盐的分类和命名七、碳酸盐的类型,(一)石灰岩类,七、碳酸盐岩的类型,1、内碎屑灰岩：（1）亮晶内碎屑灰岩 成因：高能、稳定环境，如滨浅海；特征：颗粒支撑、具波痕、交错层理（2）泥晶内碎屑灰岩 成因：高能、不稳定环境，如浊流；特征基质支撑、具粒序层理。,(一)石灰岩类,内碎屑：大到砾屑级，小到粉屑级。圆度因搬运磨蚀而有所差别填隙物：灰泥基质，或亮晶胶结物或者两者均有。形成环境：高能浅滩环境，磨圆好、分选较好、亮晶方解石胶结
18、，常伴生波痕和交错层理以及冲刷充填构造等。,七、碳酸盐岩的类型,2、生物碎屑灰岩：1）亮晶生物碎屑灰岩 成因：高能、稳定环境，如滨浅海；特征：颗粒支撑、具波痕、交错层（2）泥晶生物碎屑灰岩 成因：低能、稳定（静水）环境，如潮下带；特征基质支撑、块状层理。（3）生物碎屑种类 海百合茎、珊瑚、介形虫、有孔虫、藻类、层孔虫、双壳、腕足类等。,七、碳酸盐岩的类型,3、鲕粒灰岩：由鲕粒构成，填隙物可以是灰泥基质或亮晶胶结物。特征：颗粒支撑、具波痕、交错层理；成因：温暖浅水、中等搅动；一般形成于温暖的、中等能量的浅海环境，如台地边缘浅滩(鲕滩)、潮汐协坝或潮汐三角洲等环境。4、藻灰岩：典型的生物生物化学成
19、因5、生物礁灰岩：主要造礁生物：钙藻、珊瑚、层孔虫、海綿、苔藓虫,七、碳酸盐岩的类型,6、泥晶(微晶)灰岩：泥晶(微晶)灰岩中的颗粒含量较低，一般小于10%，还含有少量陆源碎屑。泥晶(微晶)灰岩外观致密、均一。水平层理或微波状层理发育。,思考题,1、组成碳酸盐岩的矿物成分是什么?2、碳酸盐岩的结构类型？粒屑结构与碎屑结构的异同？3、方解石与白云石在显微镜下怎样区别?4、亮晶方解石与泥晶方解石在显微镜下的区别？5、碳酸盐岩的分类原则？6、常见的碳酸盐岩的岩石类型有哪些?各有什么特征？,砂屑亮晶灰岩,鲕粒(或豆粒)亮晶灰岩,生物碎屑灰岩,微晶灰岩,泥晶粉屑白云岩,粉晶白云岩,细晶白云岩,粗晶灰岩,
