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碳酸盐岩
第九章碳酸盐岩
第一节概述
一、概念
碳酸盐岩:
主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物(含量大于50%)组成的沉积岩。
主要岩石类型:
石灰岩(方解石>50%);白云岩(白云石>50%)。
它们经常还和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。
二、研究意义
1、分布广:
占沉积岩总量的20%,居第三位,仅次于泥质岩和砂岩
2、重要的生油岩和储集岩
3、蕴藏丰富的矿产,本身就是很有价值的资源
蕴含铁、铝、锰、磷、硫、石膏、钾盐等层状矿床;铜、铅、锌、汞、锑、砷、铀等多金属层控矿床
4、重要的地下水储集岩石
三、现代碳酸盐岩的沉积作用和分布
1、赤道两侧的南、北纬30°的范围内
2、洁净的浅海水域
3、动荡—弱动荡的沉积环境
4、生物和生物化学作用的产物
5、文石、高镁方解石和低镁方解石
第二节碳酸盐岩的成分
碳酸盐岩的成分:
矿物成分、化学成分、同位素成分
一、碳酸盐岩的矿物成分
(一)、盆内矿物:
碳酸盐矿物
1.主要的碳酸盐矿物为方解石和白云石
方解石矿物体系中:
方解石、
低镁方解石(一般的方解石,很稳定)
文石、
高镁方解石
白云石矿物体系中:
白云石、
原白云石(富钙的白云石,向白云石转化)
2.次要的碳酸盐矿物:
铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。
文石(又名霰石)
文石是方解石的同质异象变体,含Mg[CO3]少于2mol%,属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。
{010}解理不完全,硬度3.5,比重2.9。
基本特征:
(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℃),温暖浅海沉积物以文石为主;pH值>8;盐度高,超盐条件有利于形成文石;Mg/Ca>2:
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。
文石主要形成于外生作用。
作为生物化学作用的产物,见于许多动物的贝壳或骨骸中。
珍珠的主要构成物也是文石,海水中也可以直接形成。
(一)、盆内矿物:
非碳酸盐矿物
非碳酸盐的自生矿物:
石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐等。
(二)、盆外矿物:
陆源矿物
陆源矿物:
粘土矿物、石英、长石、云母、绿泥石、重矿物等。
(三)、有机质:
二、碳酸盐岩的化学成分
1.主要的化学成分:
CaO、MgO、CO2
其次为:
SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、NaO、H2O
纯石灰岩中:
CaO占56%、CO2占44%
纯白云岩中:
CaO占30.4%、MgO占21.7%、CO2占47.9%
2.微量元素:
Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Pb、Zn、Cu、Cr、V、Ga、Ti、B等。
碳酸盐岩中的硼含量就可作为古沉积环境水体含盐度的良好标志。
3.同位素:
(1)氧同位素:
O18、O16
(2)碳同位素:
C14、C13、C12
用途:
判断古温度、古盐度、C14可以确定在2万年以内碳酸盐岩的年龄。
第三节碳酸盐岩的结构
碳酸盐的结构与岩石的成因有密切的关系,它不仅是岩石分类命名的主要依据,也是环境分析的重要标志。
碳酸盐岩主要由颗粒、泥、胶结物、生物格架和晶粒五种结构组分组成。
碳酸盐岩的结构
一、粒屑结构
一般经过波浪和流水作用的搬运、沉积而成的碳酸盐岩,常具有粒屑结构
二、生物骨架结构
由原地生长的生物构成岩石骨架的生物岩或礁灰岩,常具有生物骨架结构
三、泥微晶结构
由化学作用或生物化学作用沉淀成的石灰岩或白云岩,常具有泥(微)晶结构
四、晶粒结构和各种残余结构
不同结构类型的岩石经过重结晶作用,或者石灰岩经过白云石化作用形成的白云质灰岩,常具有晶粒结构和各种残余结构。
一般经过波浪和流水作用搬运、沉积而成的碳酸盐岩常具粒屑结构,即由颗粒(内碎屑、生物碎屑、鲕粒、球粒和藻粒等)、泥、胶结物和孔隙四种结构组分构成。
由原地生长的生物构成岩石骨架的生物岩或礁灰岩,常具有生物骨架结构,即由造架的生物和粘结的生物与填隙的颗粒或泥及胶结物构成。
由化学或生物化学作用沉淀的石灰岩或白云岩,常具有泥晶或微晶结构,一般为低能环境产物。
具有粒屑结构、生物结构或泥、微晶结构的岩石经过重结晶作用、或者白云石化作用形成的碳酸盐岩,常具有大小不等的晶粒结构和各种残余结构。
(一)颗粒类型
碳酸盐岩的颗粒类型主要有内碎屑、鲕粒、核形石、球粒、团块和骨粒。
(1)颗粒与砾岩、砂岩、粉砂岩中砾、砂、粉砂相似。
(2)按其是否在沉积盆地内生成,可分为盆内颗粒和盆外(碎屑)颗粒两大类(区别:
成因、结构、成分)。
盆内颗粒又称内颗粒,福克(Folk19591962)称其为“异化颗粒”或“异化组分”,即福克所说的“异常化学作用”所形成的颗粒或组分。
碳酸盐岩中的颗粒,主要就是这种内颗粒。
盆外颗粒是极少的或是次要的。
因此,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。
碳酸盐岩的颗粒类型主要有内碎屑、鲕粒、核形石、球粒、团块和骨粒。
1、内碎屑
内碎屑是沉积盆地中沉积不久的、弱固结或固结的碳酸盐沉积物,受波浪、潮汐水流或风暴等的作用,破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的碎屑。
从盆外古陆的石灰岩经过风化剥蚀而来的碎屑则为盆外颗粒或陆源碎屑。
Ø成分几乎均为碳酸盐沉积物(与先期沉积相同)。
Ø常具有复杂程度不同(与先期沉积物相同)的内部结构,可含有化石、鲕粒、球粒以及早先形成的内碎屑等;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;
Ø常具有塑性变形构造。
在潮坪、大陆斜坡等环境下可见大粒级的内碎屑沉积。
根据直径的大小,把内碎屑划分为砾屑、砂屑、粉屑和泥屑四个级别,砂屑和粉屑还可以进一步细分(如下表)。
☆竹叶状灰岩:
是一种典型的内碎屑灰岩。
它是由圆形、椭圆形扇平砾石(平行)排列,被钙质胶结而成的一种砾屑灰岩,在垂直切面上砾屑形状象竹叶,所以称为竹叶状灰岩。
(1)粒屑:
(60—70%)
①砾屑的形状为扁圆或长椭圆形,垂直层面切开形似竹叶;
②砾屑的大小不一,磨圆度高,其表皮常有一层紫红色或黄色铁质氧化圈,
③砾屑成分单一,多为泥晶方解石(泥晶指泥状碳酸钙细屑或晶体,又称灰泥);
(2)胶结物和填充物(30—40%):
多为微晶或细晶方解石
沉积环境:
竹叶状灰岩反映了浅水海洋动荡的沉积环境(潮汐和波浪活动频繁的海滩地区,潮间带或潮下带)。
先期未固结的碳酸盐(先沉积的泥晶灰岩)经强大的水流、潮汐或风暴作用破坏,形成碎块,并被磨蚀成砾,然后又被CaCO3胶结而成。
沉积环境是氧化环境。
碳酸盐沉积物中常见的内碎屑有的来自干涸的潮坪泥晶灰岩碎片或石片,大量的这些石片经过潮汐作用,发生相互磨蚀,形成扁平砾石,常产生竹叶状灰岩。
☆砂屑灰岩:
分为亮晶砂屑灰岩和泥晶砂屑灰岩
砂屑多为泥晶石灰岩的碎屑,圆度及分选一般都较好,大都近于球形。
但也有形状很不规则的砂屑。
砂屑灰岩直到近若干年才逐渐被人们重视,人们才逐渐认识到砂屑比砾属的分布还要广泛。
这种砂屑在显微镜下极易观察,在岩石风化面上也可以观察出来,但在一般的岩石表面则不易认出。
☆粉屑灰岩
粉屑颗粒:
其特征与砂屑基本相同,仅粒级较小罢了。
但是,圆度和分选均较好的粉屑却与球粒很难区别。
☆泥屑灰岩
泥屑:
泥级的内碎屑;从理论上讲,肯定是存在的;仍然难以把这种碎屑成因的泥屑与化学沉淀成因的泥晶以及生物成因的泥级生物颗粒区分开。
因此,在通常情况下,使用“碳酸盐泥”或“泥”、“灰泥”、“云泥”这些概括性的术语来概括这三种成因的泥。
2、鲕粒
具有核心和围绕核心的同心层状或放射状结构的球状或椭球状碳酸盐颗粒。
由鲕核、包壳两部分组成。
鲕核组成:
①生物碎屑:
三叶虫、介形虫、腕足、棘皮等
②颗粒较小的内碎屑:
砂屑
③陆源碎屑(少见):
石英屑、长石屑、粘土屑
直径小于2毫米的称为鲕粒,直径大于2毫米的则称为豆粒
鲕粒成因:
生物成因说:
藻鲕、细菌鲕
无机成因说:
机械水流成因
核心浸泡在饱和或过饱和碳酸钙的水中,碳酸钙将在核心表面发生沉淀作用,当颗粒的表面沉淀物(即新生成的一个同心层)与海水处于平衡状态时,将沉入水底,在水动力的搅动下,再次升起接受碳酸钙的沉淀,如此周而复始,直到水动力不能将其搅起。
韦尔(Weyl,1967)在巴哈马地区进行的实验观察,潮汐坝和潮汐三角洲地区——形成鲕粒的理想环境
鲕粒形成的三大条件:
3、核形石灰岩:
由非同心状藻类泥晶围绕一个固定核心组成,也称“藻灰结核”,包括:
核心、藻包壳
具有球状叠层构造:
藻类不断生长,其分泌的粘液不断的粘结细粒碳酸盐颗粒或碎屑,搅动的水体使其围绕一个核心同心状加积。
成因:
生物作用和机械作用共同作用的结果。
从机械作用上来讲,核形石石应形成于搅动的水体中,这样才能形成包壳;但从生物作用上来讲,能量过高不利于蓝绿藻的生长繁殖。
核形石应形成环境为:
能量较低、水动力条件不是很强的(局限)潮下带。
核形石的形成:
蓝绿藻的粘液,围绕一定的核心(碳酸盐岩颗粒或者碎屑),一边粘结碳酸盐沉积物,一边又受到水动力的搬运,或悬浮或滚动,从而形成不规则的同心增长纹理。
核形石为厘米级大小的形状不规则的颗粒,常由非同心状的藻类泥晶纹层围绕一个固体核心形成。
【区别】:
鲕粒核形石
①鲕粒直径小于2毫米;核形石可大于或者小于2毫米
②鲕粒具有平滑表面,外形呈规则的圆形或椭圆形,内部成同心状或放射状;核形石的同心圈则是宽窄不一、不规则的弯曲状或波状的。
③鲕粒包壳厚度均一;核形石包壳厚度不均一
④鲕粒层间不包裹有细小颗粒或碎屑;核形石层间包裹有小颗粒或碎屑
⑤鲕粒层间有机质少或者无;核形石层间富含有机质
⑥鲕粒形成能量高:
核形石形成的能量也较高,但由于主要是藻类生长而成,故没有形成鲕粒能量那么强,所以颗粒不会很大。
4、球粒(团粒)灰岩:
为粉砂级或细砂级球形、椭球形、卵形的泥晶方解石集合体,一般不具任何内部构造,大小形状较均匀,常成群出现。
若分选很好,有机质含量较高,在薄片中呈暗色。
其成因主要为:
无脊椎动物粪粒、生物凝聚、无机凝聚
粪球粒:
无脊椎动物吃进碳酸盐软泥后的排泄物,团粒大小一般为0.1~0.5mm,富含有机质,常见于局限环境沉积物中,如潮坪、泻湖等。
藻团粒:
是蓝绿藻类破裂或解体而成“藻尘”,经过凝聚、加积、滚动形成的团粒。
藻团粒颜色较暗,富含有机质,经常和藻类颗粒及藻粘结的颗粒在一起。
假球粒:
机械磨圆且已固结的灰泥颗粒、泥晶化颗粒
粪球粒——呈卵形或椭球形,分选甚好,有机质含量较高,在薄片中呈暗色。
5、团块:
由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结在一起形成的外形不规则的符合颗粒集合体,粒径>2mm,在巴哈马滩,称为葡萄石,为海滩浅水带的沉积物。
凝块石:
主要由蓝藻凝聚和粘结而形成的另一种颗粒是凝块石,又称变形石、花纹石或异形石。
它一般不具内部构造、外形极不规则,呈血凝块状,有不同的大小和形状,按大小和形状可分为砾状、砂状、粉砂状,泡状、蠕虫状、团块状及不等粒状凝块石等。
凝块石常产于隐藻碳酸盐岩(多为白云岩,如四川T2、Z)地层中,与核形石、球粒共生,多为潮下高能环境。
6、生物碎屑(骨粒、骨屑)
生物碎屑系指经过搬运和磨蚀或未经搬运和磨蚀的生物化石碎屑及完整的生物化石个体。
生物钙质硬体由方解石和文石组成的空间形态的显微结构,可归纳为四种类型(戴永定,1977)。
(1)、粒状结构
(2)、纤状结构(柱状结构)
(3)、片状结构
(4)、单晶结构
(1)粒状结构:
由光性方位杂乱的,三向大致等轴的方解石晶粒组成,如软体动物。
腹足类的头部和足表现出明显的两侧对称,内脏团呈螺旋形,失去对称形。
这是因为在个体发育中身体经扭转的结果。
(2)纤状结构(柱状结构):
由平行或放射状排列、单向延长的方解石或文石晶体组成,如三叶虫和珊瑚。
介形虫是一类原生动物,现生的种类体长一般只有0.5~1毫米,体形大多呈三角形、卵形、梯形等。
每种介形虫都有自己固定的栖息地,从不到处漂泊,地质学家根据介形虫的这一习性,就能估算出大海的深浅。
介形虫是一类原生动物,现生的种类体长一般只有0.5~1毫米,体形大多呈三角形、卵形、梯形等。
每种介形虫都有自己固定的栖息地,从不到处漂泊,地质学家根据介形虫的这一习性,就能估算出大海的深浅。
(4)单晶结构:
骨片全部或局部由光性一致的单晶或双晶晶体组成,如棘皮动物。
(二)灰泥或杂基
泥是与颗粒相对应的另一种结构组分,是指泥级的碳酸盐质点。
根据它的具体成分,可分“灰泥”和“云泥”。
灰泥是方解石成分的泥,也称“微晶“或”泥晶”;云泥是白云石成分的泥。
关于泥与颗粒的界限,有以0.005mm为界。
有三种成因的灰泥:
(1)第一种是化学沉淀作用生成的灰泥。
(2)第二种是机械破碎作用生成的灰泥,这主要是指泥级的的内碎屑。
(3)第三种是生物作用生成的灰泥。
(三)胶结物
胶结物是指充填在碳酸盐岩原始粒间起胶结作用的化学沉淀物,通常是方解石、还有白云石、石膏等。
特点:
这种方解石胶结物的晶粒一般都比灰泥的晶粒粗大,通常都>0.005mm或>0.01mm。
由于其晶体较清洁明亮,故常称作“亮晶方解石”、“亮晶方解石胶结物”或“亮晶”。
形成环境:
强水动力条件下,原始细粒沉积物被冲走,成岩期粒间孔内以化学方式沉淀出的方解石。
胶结物的成因:
在颗粒沉积以后,由颗粒之间的粒间水以化学沉淀的方式沉淀生成的,常称为“淀晶方解石胶结物”。
常具世代结构
碳酸盐岩中胶结物与泥晶重结晶的区别:
(1)胶结物存在于分选、磨圆较好,颗粒彼此相接触的孔隙内(即颗粒支撑的孔隙内)
(2)胶结物矿物晶体清澈透明,通常不含杂质;
(3)胶结物可与泥晶组成的颗粒共存,但不与发生重结晶的泥晶基质共存;
(4)胶结物与颗粒之间的接触界限较分明;
(5)胶结物通常表现为世代胶结、新月形、重力悬垂型、渗流砂形、再生边型
(6)胶结物晶间界面为平直的贴面结合关系。
碳酸盐岩的结构
二、生物骨架结构
生物骨架主要是指原地生长的群体生物如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等,以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架结构。
骨架岩:
原地的群体生物化石构成岩石的坚固骨架,在骨架间充填灰泥杂基和胶结物、生物屑等,常构成各种抗浪的生物礁,称为骨架岩。
粘结岩(或生物层):
原地匍匐生长的板状或片状生物(如片状层孔虫、苔藓虫、藻类等)粘结和包裹大量灰泥杂基、而无自身支撑的生物骨架,常构成粘结岩(或生物层),如各种叠层石。
障积岩:
原地的茎状或树枝状生物化石如珊瑚、海绵动物、海百合等,对灰泥杂基起障碍或遮挡作用,从而使灰泥堆积,构成障积岩。
其在数量上以杂基为主,常构成生物丘或灰泥丘,抗浪能力差。
三、泥微晶结构
由化学作用或生物化学作用沉淀成的石灰岩或白云岩,常具有泥(微)晶结构
四、交代及重结晶的晶粒结构及残余结构
晶粒是晶粒碳酸盐岩(也称结晶碳酸盐岩)的主要结构组分。
晶粒可根据大小划分为:
巨晶、极粗晶、粗晶、中晶、细晶及微晶、泥晶;
按照晶体形状分为:
自形晶、半自形晶、他形晶
碳酸盐主要结构类型
颗粒(或粒屑)结构——颗粒+填隙物
泥晶结构(微晶结构)—由泥晶方解石组成
生物骨架(格架)结构——由造架的生物和粘结的生物与填隙的颗粒或泥晶基质及亮晶胶结物构成
晶粒结构及残余结构——经过强烈重结晶作用或白云化作用
碳酸盐岩中常见构造
叠层石
鸟眼构造
示顶底构造
虫孔及虫迹构造
缝合线构造
1、叠层石构造、叠层构造、藻叠层
(1)基本组成
主要是由蓝绿藻的生长活动所形成的亮暗基本层在垂向上由规律的交替的一类构造。
暗层:
富藻纹层,富有机质
亮层:
富碳酸盐矿物层,富碳酸盐碎屑
(2)成因:
与光合作用有关;与潮汐作用或风暴作用有关
(3)形态分类:
柱状、层状、锥状、波状
(4)形成于潮坪环境
柱状、锥状能量高,潮间下至潮下上;
层状、波状能量低,潮间上、潮上。
2、鸟眼构造
(1)概念:
在泥晶或粉晶石灰岩或白云岩中,常见一种毫米级大小的、多呈定向排列的、多为方解石、石膏、石英等矿物充填的孔隙。
因其形似鸟眼,故称鸟眼构造;又因其形似窗格,故也称窗格构造;又因这样充填或半充填的孔隙呈白色,似雪花,故也称雪花构造。
(2)成因:
干燥收缩孔、生物腐烂气泡孔
(3)形成环境:
主要发育在潮坪(特别是潮上坪)等浅水暴露环境中
3、示顶底构造
碳酸盐岩的孔隙中两种不同特征的充填物:
孔隙底部或下部主要为泥粉晶方解石;孔隙顶部或上部主要为亮晶方解石。
二者界面平直,且同一岩层中各孔隙中的类似界面都相互平行。
亮晶部分指示上层面,微晶或细粒碳酸盐部分指示下层面。
4、虫孔及虫迹构造
遗体化石
遗迹化石:
生物穿孔、生物潜穴、生物爬行痕迹
5、缝合线构造
碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造,
其成因包括:
原生论,次生论
石油地质意义:
流体运移通道和储集空间
碳酸盐岩的颜色
1、颜色的类型
2、决定颜色的因素
(1)主要矿物和次要矿物的相对含量
(2)颗粒、晶粒以及基质的粒度
(3)色素离子
(4)有机质
(5)风化作用
3、环境意义
(1)浅色类环境意义——浅水的海湾或泻湖
(2)暗色类环境意义——停滞缺氧的深水盆地
(3)红色类环境意义——先前的环境或沉积环境
本章要点
(1):
1、碳酸盐的概念及分布范围
2、碳酸盐的矿物成分和化学成分
3、碳酸盐岩的四种结构
(粒屑结构、生物碎屑结构、泥微晶结构、晶粒结构)
4、粒屑结构(内碎屑、鲕粒、核形石、团粒、团(球)粒、骨粒)
5、骨粒(粒状结构、纤状结构、片状结构、单晶结构)
6、胶结物、杂基
7、碳酸盐岩中常见的构造、颜色
第四节碳酸盐岩的分类和命名
碳酸盐岩首先可按成分划分为石灰岩和白云岩两种基本类型。
石灰岩、白云岩的进一步划分应按结构及成因。
一、碳酸盐岩的成分分类
碳酸盐岩最常见的矿物成分分类是按方解石及白云石的含量划分岩石类型,其次是按方解石或白云石与粘土的含量分类,还有方解石、白云石及粘土的三种成分混合的分类。
二、石灰岩的结构-成因分类
1、福克的分类
福克的石灰岩分类基本上是一个三端元的分类。
这三个端元是:
(1)异化颗粒,即颗粒;
(2)微晶方解石泥或简称微晶,即灰泥或泥晶;(3)亮晶方解石胶结物简称亮晶。
福克以这三个主要结构组分当作三角形图解的三个端点,把石灰岩划分为三个主要的类型,即:
Ⅰ.亮晶异化石灰岩;Ⅱ.微晶异化石灰岩;Ⅲ.微晶石灰岩。
福克把亮晶异化石灰岩和微晶异化石灰岩叫做异常化学岩;把微晶石灰岩叫做正常化学岩。
此外,还有由生物格架所组成的礁石灰岩,福克把它叫做生物岩。
这是福克分类中的第Ⅳ类石灰岩。
在这四个主要石灰岩类型的基础上,福克又根据异化颗粒的类型及其他特征,把石灰岩又细分为11个类型。
福克结构分类方案的优缺点
优点:
(1)首次引入了碎屑岩成分-成因分类方案的成因观点;
(2)通过填隙物的成因类型和亮晶与灰泥之比反映沉积环境的能量条件;
(3)强调了颗粒类型。
缺点:
(1)没有考虑环境对灰泥的生产和带出作用的影响;
(2)亮晶放在颗粒之后的命名不规范,为大多数岩石
学家不能接受。
2.邓哈姆的分类
邓哈姆的分类,对于颗粒-灰泥石灰岩来说,是两端元组分的分类。
这两个端元是颗粒和泥。
邓哈姆根据颗粒和泥的相对含量,把常见的颗粒-灰泥石灰岩分为四类,即:
颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩。
此外邓哈姆还分出两类特殊的石灰岩类型,即粘结岩和结晶碳酸盐岩。
邓哈姆结构分类方案的优缺点
优点:
1.首次引入了颗粒/灰泥之比的能量指数概念;
2.强调了环境对灰泥的生产和带出作用;
3.命名简单,有利于野外应用。
缺点:
1.忽略了颗粒类型;
2.命名与碎屑岩相同,容易产生混淆。
恩布里和克洛范(EmbryandKlovan,1971)结合加拿大晚泥盆世礁的研究,曾对邓哈姆分类进行补充修正。
碳酸盐岩(石灰岩)结构—成因分类原则
1.亮晶/灰泥之比
2.颗粒/灰泥之比
3.颗粒类型
(一)、颗粒石灰岩
岩石中颗粒含量大于50%。
颗粒可以是生物碎屑、内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒(团粒)等其中的一种或几种。
填隙物可以是灰泥杂基或亮晶胶结物,或两者均有。
外部形态上常呈浅灰色至灰色,中厚层至厚层或块状。
冲洗干净、分选好的颗粒石灰岩,通常代表水浅、波浪和流水作用较强烈的环境,其中灰泥被簸选走,颗粒被亮晶方解石胶结,波痕、交错层理及冲刷构造常见。
(二)、泥晶石灰岩
岩石主要由泥晶方解石构成,其中颗粒含量小于10%或不含颗粒。
填隙物可以是灰泥杂基或亮晶胶结物,或两者均有。
Ø泥晶灰岩或称为灰泥石灰岩,外部形态上一般呈灰色至深灰色,薄至中层为主。
这类岩石主要发育于基本没有簸选的低能环境,如浅水泻湖、局限台地或较深水的斜坡和盆地环境等。
这类石灰岩中时常发育水平纹理,其层面常发育水平虫迹,层内可见生物扰动构造。
(三)、原地固着生物灰岩
主要包括生物礁灰岩、生物层灰岩、灰泥丘
Ø礁灰岩主要是由造礁生物骨架及造礁生物粘结的灰泥沉积物等组成的石灰岩。
根据生物骨架及其粘结物的相对含量等,可进一步分出原地沉积的骨架岩、障积岩、粘结岩等。
生物礁石灰岩在地貌上高于同期沉积物的石灰岩而呈块状岩隆。
生物层灰岩主要由海百合、层孔虫、藻类构成
灰泥丘,即生物丘灰岩,主要由枝状珊瑚、海绵动物、苔藓虫、藻类构成
(四)、晶粒石灰岩
一类较特殊的石灰岩,主要由方解石晶粒组成。
其中较粗晶的晶粒石灰岩大都是重结晶作用或交代作用的产物。
这类岩石的原始沉积结构和构造,可以通过阴极发光法等方法识别。
三、白云岩的成因分类
根据白云岩的生成机理,白云岩可分为原生白云岩和次生白云岩两大类。
1、原生白云岩:
由以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出的化学计量的白云石所组成白云岩。
2、次生白云岩:
指一切非原生沉淀作用形成的白云岩或一切由交代作用或白云化作用生成的白云岩。
①同生白云岩——指刚沉积的碳酸钙沉积物或者是原白云石沉积物,在沉积环境中,而且还仍然在沉积水体的影响下,在沉积物与水界面处,通过交代作用或白云化作用所形成的白云岩。
②准同生白云岩——指刚沉积不久的碳酸钙沉积物,虽然其沉积环境条件并未变化,但它已基本上脱离了其沉积的水体,基本上不再受其沉积水体的影响,是通过交代作用或白云化作用而生成的白云岩。
③成岩白云岩——指碳酸钙沉积物在其成岩作用过程中由交代作用或白云化作用所生成的白云岩。
④后生白云岩——指在石灰岩形成以后,由交代作用或白云化作用生成的白云岩。
2、其它白云岩术语
①碎屑白云岩
②生物白云岩
③化学白云岩
④风化白云岩
⑤地层白云岩
⑥构造白云岩
四、白云岩的成因
白云岩的成因问题,主要是白云岩的生成机理问题,是碳酸盐岩岩石学中最复杂的、争论时间最久的、最难解决的问题之一。
20世纪60年代以来,出现了一系列的白云化学说。
白云石形成反应
-原生白云石沉淀:
Ca2++Mg2++2(CO32-)=CaMg(CO3)2
-白云石化作用:
Mg2++2CaCO3=CaMg(CO3)2+Ca2+
白云石:
化学式为CaMg[CO3]2,理想白云石是Mg2+:
Ca2+=1∶1;且高度有序,即络阴离子[CO3]22-、镁离子Mg2+和钙离子Ca2+