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1、第七章 碳酸盐岩薄片研究,一、碳酸盐岩矿物成分的研究二、碳酸盐岩的结构组分研究三、碳酸盐岩的构造研究四、碳酸盐岩成岩后生变化的研究五、碳酸盐岩的分类与命名,碳酸盐岩：主要是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的主要岩石类型。碳酸盐岩分布很广，在沉积岩中居第三位；重要的生油岩和储油岩。在当前国内外的大油气田中，碳酸盐岩产层占50，产量占60。,碳酸盐岩薄片研究,一、碳酸盐岩矿物成分的研究,（一）碳酸盐矿物成分的鉴定 主要由方解石及白云石组成。现代的碳酸盐沉积物中还常见高镁方解石、文石。在一定的环境条件下还可有 铁白云石、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿等碳酸盐矿物。以方解石为
2、主的碳酸盐岩称石灰岩，以白云石为主的碳酸盐岩称白云岩。1、方解石(或低镁方解石)方解石(CaCO3),三方晶系，常见菱面体、复三方偏三角面体及微晶、隐晶质集合体。一轴晶负光性，三组菱面体解理完全，硬度为3。显微镜下具极明显的闪突起，双晶纹常见且平行于菱形解理的长对角线，高级白干涉色。方解石是CaCO3最稳定的最终保存下来的矿物相之一，在古老的碳酸盐岩中广泛分布。广泛存在于介形虫、三叶虫、有孔虫、层孔虫以及某些腕足动物和苔藓动物原始骨骼之中。,碳酸盐岩薄片研究,一、碳酸盐岩的矿物成分研究,2、白云石 dolomite:化学式为CaMgCO32，理想白云石是Mg2+：Ca2+=11；且高度有序，即
3、络阴离子CO322-、镁离子Mg2+和钙离子Ca2+均分别成层沿c轴方向彼此相间排布。三方晶系，常见的晶形为菱面体,菱形晶面常弯曲,硬度为3.54。显微镜下具极明显的闪突起、三组完全解理，双晶纹平行于菱形解理的短对角线，高级白干涉色。凭光学性质与方解石极难区别，常用染色法（混合液不染色）及衍射分析鉴别。标本上可用冷的稀盐酸区分：方解石与冷稀盐酸剧烈反应起泡，白云石则不反应；在自然界中，这种理想的白云石是很少的。碳酸盐岩中的白云石通常都是富钙的，一般说来，白云石形成时间愈长，即其时代愈老就愈接近理想白云石晶体构造和化学式。,一、碳酸盐岩的矿物成分研究,碳酸盐岩薄片研究,3、文石:文石是方解石的同
4、质异象变体,含 MgCO3少于 2mol，属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状，集合体纤维状、放射状、皮壳状，有时也呈泥状。闪突起明显，柱状切面平行消光，010解理不完全,硬度3.5，比重2.9。(1)在现代沉积物中常呈现针状，有时也呈现泥状。(2)形成有利条件为：温度较高（15），温暖浅海沉积物；pH值 8；盐度高，超盐条件有利于形成文石；MgCa2：1(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因，李普曼（Lippman）认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。(4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间)，易于转变为方解石，在古老的碳酸岩中不存在。,一、碳酸盐岩的矿物成分研究,碳酸盐岩薄片研究,染
5、色法区分白云石和方解石。“混合液”染色：方解石呈粉红-红色，不含FeO(0.5%)；铁方解石呈淡紫色，含0.5-1.5%的FeO；铁方解石呈浅紫-紫色，含1.5-2.5%的FeO；铁方解石呈深紫色，含2.5-3.5%的FeO；白云石不染色；铁白云石呈浅蓝-深蓝色。注意：染色的实质是晶格中含有Fe2+，其含量多少反映出成岩的物理化学环境。,一、碳酸盐岩的矿物成分研究,碳酸盐岩薄片研究,（二）非碳酸盐矿物 1、非碳酸盐自生矿物：石膏、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐。钾石盐、玉髓、自生石英、黄铁矿、赤铁矿、海绿石、胶磷矿等。2、常含一些陆源碎屑矿物：如粘土矿物、石英、长石、云母、绿泥石，以及一些
6、重矿物等。3、有机质：一些碳质组分。以上这些非碳酸盐矿物成分在判断碳酸盐岩的成因及沉积环境上，都是很有用处。,一、碳酸盐岩的矿物成分研究,碳酸盐岩薄片研究,二 碳酸盐岩结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩主要结构组分：颗粒、泥、胶结物、晶粒、以及生物格架。此外，还有一些次要的结构组分，如陆源物质、其它化学沉积矿物、有机质等；派生的结构组分如孔隙等。这些次要的和派生的结构组分对岩石性质也有一定的影响，对岩石的成因分析有重要意义.,碳酸盐岩薄片研究,1、颗粒：流水成因的碳酸盐最重要结构组分之一,按成因可分：盆内颗粒和盆外颗粒盆外颗粒：陆源碎屑颗粒，碳酸盐中一般数量少，其特征在碎屑岩章节已作讨论。盆内颗
7、粒(简称内颗粒)：指在沉积盆地或沉积环境内形成的碳酸盐颗粒。它们可以是化学沉积作用形成的，也可以是机械破碎作用形成的，还可以是生物作用形成的，或者是这些作用的综合产物。在碳酸盐岩中，凡提到颗粒，只要不特别注明是陆源的，均系指内颗粒。内颗粒的类型多种多样，在岩石薄片中常见者有以下5种类型：,二 结构组分及结构特征研究,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,盆内颗粒的类型：,内碎屑颗粒 鲕粒 藻粒 球粒与粪球粒 生物颗粒,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,内碎屑是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪、潮汐流、风暴流、重力流等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉
8、积而形成的盆内颗粒。内碎屑特征及与陆源碎屑的区别：1）内碎屑常具有复杂的内部结构(与先期沉积物相同),可含有化石、鲕粒、球粒以及早先形成的内碎屑等；2）内碎屑有明显的不同程度的磨蚀改造的痕迹，磨蚀的边缘常切割它所包含的化石、鲕粒等颗粒；结构特征表现为粒度、分选性、圆度等方面；成分几乎均为碳酸盐沉积物(与先期沉积相同)。,二 结构组分及结构特征研究,1-1 盆内颗粒-内碎屑颗粒,碳酸盐岩薄片研究,盆内原始半固结 沉积物,风浪、流水等使其破碎成碎块,搬运、再沉积形成内碎屑,内碎屑形成示意图,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,内碎屑分类：根据其颗粒直径大小，划分为砾屑、砂屑、粉屑、和泥屑
9、四个级别；,砾屑：直径大于2mm；砂屑：直径为0.05-2mm；粉屑：直径为0.005-0.05mm;泥：直径0.005mm)；砂屑和粉屑还可进一步细分。,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,内碎屑（砾屑）：粒径大于2mm,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑（砾屑）：粒径大于2mm,含云石砾砂屑灰岩。砾屑多呈椭圆状。轮南12井，下奥陶统蓬莱坝组，5596.5m，（）102.5。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑-砂屑（粒径-0.05-2mm）,内碎屑（砂屑）-粒径为0.05-2mm,碳酸盐岩薄片研究,
10、二 结构组分及结构特征研究,亮晶砂屑灰岩，塔里木盆地解放126井，中奥陶统一间房组。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑（砂屑）-粒径为0.05-2mm,亮晶砂屑灰岩。缝合线具后期扩溶，成囊状，为沥青，油两期充填。塔里木盆地解放127井，中奥陶统一间房组，5489.05m,（一）102.5。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑（砂屑）-粒径为0.05-2mm,内碎屑（粉屑）-粒径0.05-0.005mm,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,亮晶粉屑灰岩。粉屑沿构造缝发育粒内溶孔。构造缝为未充填。塔里木盆地解放126井，中奥陶统一间房组，5218.5
11、1m，（）106.3，铸体。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑（粉屑）-粒径0.05-0.005mm,亮晶粉屑灰岩。塔里木盆地解放127井，中下奥陶统鹰山组，(）1010。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,内碎屑（粉屑）-粒径0.05-0.005mm,内碎屑观察内容：薄片中观察时要描述内碎屑的大小(长径和短径的长度)、形状、矿物成分、内部结构、圆度、表面特征(是否具氧化膜)、分选以及在岩石中的百分含量。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1)鲕粒的概念:是化学凝聚成因的具有核心和包壳(同心层结构)的球形颗粒。很象鱼卵子（即鲕）。核心：可以是内碎屑、
12、化石（完整的或破碎的）、陆源碎屑、以及其他物质。包壳(同心层)：主要由泥晶方解石组成。现代海洋环境中鲕粒主要由文石组成。粒径：一般为2-0.25mm，大于2mm和小于0.25mm均较少见。有的鲕粒具有放射状结构，有的则只限于几个同心层中。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-2 盆内碎屑-鲕粒,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-2 盆内碎屑-鲕粒,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-2 盆内碎屑-鲕粒,根据鲕粒结构和形态特征，分为以下7类：（1）正常鲕；（2）表皮鲕；（3）复鲕；（4）椭形鲕；（5）放射鲕；（6）单晶鲕；（7）多晶鲕；（8）变形鲕；（
13、9）残余鲕,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-2 盆内碎屑-鲕粒,2）鲕粒分类,（1）正常鲕：同心层厚度大于核心的直径，外形为球形。一般意义上的鲕粒都是指这种正常鲕。,鲕粒（正常鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,（2）表皮鲕：同心层厚度小于其核心直径。有的表皮鲕只有一层同心层，亦叫薄皮鲕。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,（2）鲕粒(表皮鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,放射状鲕粒,（3)放射鲕 具有放射结构鲕粒。这种放射结构多是后来重结晶作用的产物。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分
14、及结构特征研究,（3）放射鲕,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,(4)复鲕：在一个鲕粒中，包含两个或多个小鲕粒。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,(4)复鲕：,第四节 碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,空心鲕(负鲕),（5）空心鲕：核心及同心层的大部或全部已被溶蚀的鲕粒，基本上只剩下一个外壳层，故也称为负鲕。实际上这是一种鲕粒内的溶蚀孔隙,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,空心鲕和椭形鲕,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,细晶鲕状云岩。铸模孔、晶间孔和粒内溶孔等发育，颗粒外围发育它形环边云石。塔里木盆地克里阳剖面，下第三系卡拉塔尔组
15、，104（）。,（5）鲕粒(空心鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,（6）椭形鲕：椭形鲕：正常的鲕大都呈球形，但也有些鲕呈椭球形，这主要是由其核心的形状决定的。核心为长条形的鲕常呈椭球形。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,亮晶鲕粒灰岩。鲕粒呈椭形顺长轴定向分布。塔里木盆地干加特剖面，下第三系卡拉塔尔组，31，104（）。,（6）鲕粒(椭形鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,椭形鲕,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,整个鲕粒基本上由一个球形的外壳和一个方解石晶体或多个方解石晶体构成，其同心层已不复存在了。,(7)单晶鲕及多晶鲕：,碳酸盐岩
16、薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,鲕粒(多晶鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,粗粉晶鲕状云岩（多晶鲕）。鲕粒内早期充填粉晶云石，后发生溶蚀作用，而发育晶间孔和粒内溶孔。孔隙为后期沥青充半充填。塔里木盆地克里阳剖面，下第三系卡拉塔尔组，51，1010（）。,鲕粒(多晶鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,鲕粒（单晶与多晶鲕）,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,（8）变形鲕：同生期受底部水流冲刷或拖曳变形而成。,变形鲕 变形负鲕,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,残余鲕：,鲕粒经强烈白云石化、硅化等交代作用或经受强重结晶作用，其内部结构被
17、破坏，仅剩残余。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,藻粒即与藻类有成因联系的颗粒，包括藻鲕、藻灰结核、藻团块3种颗粒。（1)藻鲕：是在藻(主要是蓝藻)参与下形成的鲕粒。这种鲕的直径一般为12mm，其中心常有所偏离。藻鲕与正常化学沉淀的鲕粒的比较：相似：均具核心、同心层包壳结构；均需碳酸钙饱和的动荡环境；相异：藻鲕的同心层多呈波状或梅花状，厚度变化大；圆度及表面光滑程度略差，中心常有所偏离；有时可见藻丝体的残余;是典型生物成因的颗粒。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,藻鲕,藻粒-(藻鲕),碳酸盐岩
18、薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,（2)藻灰结核（或称核形石）：通过蓝绿藻粘液捕捉碳酸盐沉积物而形成的具有同心层结构的颗粒。特征：具同心层结构，个体一般较大，其直径大于2mm，一般为1020mm；同心层粘结物较多、较模糊而且厚度变化更明显。成因：与藻鲕相同，核形石处于静止状态时，同心层在其与海底接触的部分基本停止生长，而面向上的部分则继续生长。由于核形石在生长过程中受水动力作用而间歇性滚动,从而形成不规则的同心增长层。鲕粒、藻鲕粒、藻灰结核等均具有核心及同心层包壳，可统称为“包粒”。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,藻粒(藻灰结核),碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,藻粒(藻灰结核),碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,1-3 藻粒,泥亮晶含藻团块砂屑灰岩。照片中部为一藻团块。塔里木盆地解放127井，上奥陶统吐木休克组，5421.3m，（）102.5。,（3）藻团块也是藻类粘结增长而成的颗粒，但它不具同心层结构，由不同块体聚结而成。,碳酸盐岩薄片研究,二 结构组分及结构特征研究,
