碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
碳酸盐岩成岩与岩溶特征
碳酸盐岩成岩与岩溶特征
碳酸盐岩是一种特殊的岩石，它主要由碳酸钙（CaCO3）以及其他辅助矿物组成。碳酸盐岩在地质演化过程中经历了成岩和岩溶两个主要过程。本文将探讨碳酸盐岩的成岩和岩溶特征，以及这些过程对地质环境的影响。
碳酸盐岩成岩是指碳酸盐岩在深部地壳发生的物理、化学和生物学变化过程。
成岩的主要过程包括压实作用、胶结作用和化学风化作用等。首先，碳酸盐岩在地表或岩层之间的堆积压力下，发生了压实作用，使岩石的孔隙度减小，颗粒间接触面增加。同时，岩石中的碳酸盐矿物开始溶解和再沉淀，形成胶结物，提高了岩石的强度和可溶性。其次，碳酸盐岩受到周围环境中的水和气体的化学侵蚀作用，发生了化学风化作用。化学风化作用使碳酸盐岩的矿物发生变化，产生新的矿物，如黄铁矾和铁锈等。
碳酸盐岩岩溶是指碳酸盐岩由于溶蚀作用而形成的地貌和地下溶洞。碳酸盐岩
是一种溶解性岩石，其主要成分碳酸钙可以与水中的二氧化碳反应生成溶解性的碳酸氢钙，从而发生岩溶作用。岩溶作用主要有溶洞发育和地表溶蚀两种类型。溶洞发育是指地下水沿着碳酸盐岩中的裂缝、节理或溶洞洞室流动，溶蚀矿物，形成洞穴和地下河道等地下空间。地表溶蚀是指碳酸盐岩在地表受到地表水的侵蚀和溶解作用，形成了众多的溶蚀地貌，如喀斯特坑、溶蚀山和溶蚀平原等。
碳酸盐岩成岩和岩溶特征同时受到了地质构造、地貌和气候等因素的影响。首先，地质构造对碳酸盐岩成岩和岩溶的发育起到了关键作用。碳酸盐岩的裂缝、节理和岩层的倾角等地质构造特征，决定了地下水流动的路径和速度，进而影响了岩溶地貌的形成。其次，地貌条件也对碳酸盐岩的成岩和岩溶产生了重要影响。例如，山地地貌比平原地貌更容易形成岩溶地貌，因为山地地形更加陡峭，地表水更容易流入地下，促进了地下水的流动和溶蚀作用。最后，气候是影响碳酸盐岩成岩和岩溶的另一个重要因素。在干旱的气候条件下，地表水很少，地下水流动缓慢，岩溶
第十章碳酸盐沉积物的沉积后作用
目录
本章导学 (2)
本章重点 (2)
第一节碳酸盐沉积物（岩）沉积后作用的主要类型 (2)
本节导学 (2)
本节重点 (2)
一、溶解作用 (2)
二、碳酸盐矿物的转化作用和重结晶作用 (3)
三、胶结作用 (7)
四、交待作用 (14)
五、压实作用与压溶作用 (17)
第二节碳酸盐沉积物沉积后作用的环境 (19)
本节导学 (19)
本节重点 (20)
一、海水环境 (20)
二、大气淡水环境 (24)
三、海水—淡水混合环境 (26)
四、埋藏环境 (27)
五、表生环境 (29)
第三节碳酸盐岩成岩阶段与成岩环境的划分及其主要标志 (30)
第十章碳酸盐沉积物的沉积后作用
本章导学
本章主要学习碳酸盐沉积物（岩）沉积后作用的主要类型及其特征、沉积后作用的环境、沉积后作用阶段等。
本章重点
第一节碳酸盐沉积物（岩）沉积后作用的主要类型
1.成岩作用的主要类型及特征★★★
溶解作用、碳酸盐矿物转化和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实压溶作用
第二节碳酸盐沉积物沉积后作用的环境
1.海水环境、大气淡水环境、海水—混合水环境、埋藏环境、表生环境★★★
第三节碳酸盐岩成岩阶段与成岩环境的划分及其主要标志
1.同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期★
第一节碳酸盐沉积物（岩）沉积后作用的主要类型
本节导学
碳酸盐沉积物的沉积后作用的类型很多，主要有溶解作用、矿物的转化作用和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实作用以及压溶作用等，现分述如下。
本节重点
成岩作用的主要类型及特征★★★
溶解作用、碳酸盐矿物转化和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实压溶作用
内源沉积岩——碳酸盐岩-1资料
当陆源碎屑混入物>50%则过渡为粘土岩或粉砂 岩／砂岩。
3、非碳酸盐自生矿物：
石膏Ca(SO4)2H2O、硬石膏Ca(SO4)，
重晶石Ba(SO4)、天青石Sr(SO4)、
K,Na,Mg卤化物、及蛋白石、自生石英、黄铁矿 （ FeS2 ,等轴晶系)、白铁矿（ FeS2 ,斜方晶系， 同质多相)、海绿石（K,Fe,Mg的铝硅酸盐矿物）、 鲕绿泥石（ Fe,Mg的铝硅酸盐矿物）、磷酸盐矿 物和有机质。
第二节 碳酸盐岩的成分特征
一、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。
以生物作用为主形成的石灰岩，具有典型的生物骨架结 构。 （4）重结晶石灰岩：
前三类岩石经过强烈重结晶作用而形成，具有各种化学 结构及残余结构。
异常化学岩
Ⅰ 亮晶方解石胶结物
Ⅱ 微晶方解石基质
正常化学岩 Ⅲ
碳酸盐岩成岩作用及成岩相
碳酸盐岩成岩作用及成岩相
摘要：碳酸盐岩作为一种重要类型的储集层，非均质性强，储集空间以次生
孔隙为主，受成岩作用控制明显。碳酸盐岩成岩类型多样，根据对储层物性影响
可以划分为建设性成岩作用，主要有白云岩化作用、古岩溶作用、溶解作用、破
裂作用等；破坏性成岩作用，主要有胶结作用、充填作用、压实(溶)作用、去白
云岩化作用等；复合性成岩作用主要有重结晶作用、交代作用、泥晶化作用等。
根据碳酸盐岩储层成岩作用的不同，碳酸盐岩将成岩相划分为 11 类最基本的单
一成岩相，根据成岩环境的不同，将三类成岩相（溶蚀相、云化相、胶结相）划
分为 8 类单一成岩亚相。
关键词：碳酸盐岩；储层类型；成岩作用；成岩相
0引言
碳酸盐岩分布面积占全球沉积岩总面积的20%，所蕴藏的油气储量占世界总
储量的52%，世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的 60%。中国至少有300×108t的海相碳酸盐岩油气资源量，是十分重要的勘探领域。
1碳酸盐岩储层类型
储层分类是油气储层评价的关键环节。碳酸盐岩储层分类方案多样，目前主
要根据储层岩石类型、储集空间类型、储层发育主控因素分类。目前对碳酸盐岩
储层的分类方案主要基于3种标准：（1）按岩石特征和毛管压力参数分类；（2）按储层的孔渗类型分类，即根据孔渗空间种类及其组合特征分类；（3）按碳酸
盐岩所经历的演化历史及其主要地质因素分类。方案 1 的主要缺陷是与地质成
因背景之间的联系比较薄弱；方案 2 主要是由于各类空隙空间与物性参数之间
不存在严格的对应关系，既造成各类储层的物性参数变化相当大，也使得各类储
碳酸盐岩基础知识
四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、白云岩、膏盐岩为主的岩类。始终以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。
在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分，
常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以
鉴定。同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来关心判定岩
性。
酸盐岩储集层，由于猛烈的次生变化，特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、构造简单和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必需把握以下要点：
1、在岩性观看和描述时，要特别留意白云岩和白云石化，尤其要留意由潮间和浅滩环
境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩；潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。
2、留意对粗构造岩石的观看和描述。主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育
于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。
3、留意对岩石缝、洞、孔的观看统计
一是留意观看统计岩屑中的次生矿物，留意争论统计次生矿物的总量和自形晶含量，
求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲
线，推断缝洞发育层段。
二是留意对储层岩心孔、洞、缝的观看统计，留意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量，留意观看裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；留意统计分析缝洞层的孔、渗性。
碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征详解
张鹏 矿物S131
目录 一、基本概念 二、成岩环境划分及成岩作用特征
三、成岩作用的阶段划分
11/25/2018
一、基本概念
• 成岩环境：与成岩作用关系密切的环境称之为成岩环境 。 • 根据水的特征及其是否充满孔隙，可将碳酸盐的沉积后环 境划分为五种基本类型：
海水环境 碳 酸 盐 岩 成 岩 作 用 环 境
以及文石溶解与局部新生变形。
②积极溶解作用带:方解石溶跃面及其补偿深度间的深海
区，极地为浅水区。全部为生物成因的方解石堆积，
显示有大量侵蚀的证据。
(2)胶结作用:温暖的浅海海底胶结物的成分为文石和
镁方解石，深水中还有方解石胶结物生成。 (3)生物成岩作用—藻钻孔和泥晶化:生物成岩作用主 要包括藻类、真菌和钻孔生物的钻孔与侵蚀以及钻孔生物 死后的孔洞被细粒碳酸盐沉积物充填或胶结物沉淀，最终 将颗粒或岩石的泥晶化。
• 每种沉积环境会发生不同类型的成岩作用
图1 碳酸盐岩沉积物沉积后作用环境示意图
二、成岩环境划分及成岩作用特征
1、海水环境(seawater environments)
以正常低海平面为界，海水(海底)沉积后作用环境发为海 水渗流和海水潜流两个亚环境。
1)、海水潜流亚环境及其成岩作用 处于正常低潮线以下的海底。
3、海水—淡水混合环境 mixed environments of seawater and freshwater 该环境处于淡水潜流带之下与海水潜流带 在潮湿气候区，海滨、岛屿以及海退的礁、
碳酸盐岩成岩作用综述
碳酸盐岩成岩作用综述
【摘要】我国碳酸盐岩经历了多期次、多种类型的成岩作用。在各种成岩作用中，溶解、白云石化、压溶、破裂等作用，使原岩产生大量次生孔隙，从而改善了其储集性，可称之为建设性成岩作用：而重结晶、胶结和压实等成岩作用，因为降低了碳酸盐岩的原生和次生孔隙度，称之为破坏性成岩作用。两者的综合效应控制和影响了碳酸盐岩储集性的优劣。本文简述了碳酸盐岩成岩作用对其储集性能的影响。【Abstract】Carbonate rocks in China has experienced many times, various types of diagenesis. In all kinds of diagenesis, dissolution, dolomitization, pressure solution, rupture, the original rock produced plenty of secondary pores, thereby improving the reservoir quality, can be called the constructive diagenesis: but recrystallization, cementation and compaction, diagenesis, because of reducedcarbonate native and secondary porosity, called destructive diagenesis. The comprehensive effect of both control and affect the set of carbonate reservoirquality. This paper describes the Carbonate Diagenesis influence set properties on the reservoir.
碳酸盐岩——灰岩
碳酸盐岩的特征
1、矿物成分
碳酸盐岩的矿物成分主要为方解ຫໍສະໝຸດ Baidu和白云石，此外还 有自生的硅质矿物（玉髓或自生石英）、海绿石、石 膏、黄铁矿（可氧化成褐铁矿）和陆源碎屑等。 鉴别方解石、白云石等碳酸盐矿物的准确简便方法是染色法， 即用0.1克(100毫克)的茜素红S粉末，溶解在100毫升 浓度为0.2％的盐酸中，把这种溶液滴在未加盖片的岩石薄 片上，稍等10~30秒后，方解石、高镁方解石、文石均呈深 红色；含铁白云石、铁白云石呈紫蓝色，白云石、菱镁矿、 石膏等均不染色。
泥晶绿藻灰岩 英文名称：Chloralga packstone 多为浅水泻湖环境沉积物的成岩产物
珊瑚藻泥晶灰岩 英文名称：Corallineae wackstone 低能浅海至半深海沉积物的成岩产物
泥晶生物碎屑灰岩 英文名称：Bioclasts packstone 主要成分：有孔虫、海百合、苔藓动物、腕 足、介形虫等碎片；方解石泥晶 浅海低能环境沉积物的成岩产物
团块颗粒灰岩 团块:由多种碳酸盐颗粒构成的复合颗粒。 胶结或粘结作用原地形成， 后期搬运再沉积
碳酸盐岩的特征 3、主要结构类型
1）亮晶粒屑结构
碳酸盐岩的特征
3、主要结构类型
2）泥晶粒屑结构
碳酸盐岩的特征 3、主要结构类型
3）粒屑泥晶结构
碳酸盐岩的特征 3、主要结构类型
碳酸盐岩的分类命名和构造特征解析
(二)碳酸盐岩的结构分类和命名
１、结构分类
主要以粒屑、胶结物、基质三种组分进行结构分类，按每种组分的相对百分含量，划出岩石类型,再此基础上,再据粒屑类型作进一步细分，并予以综合分类命名。
2、结构命名原则
(１)采用<10％、10-２５%、2５－50%、>50%的几个界线。
(2)若粒屑<10%就不参加定名;粒屑10-25%为含粒屑ｘｘ岩;粒屑25-5０％，则叫粒屑xｘ岩;粒屑＞５０%者叫ｘｘ粒屑岩。
(3)命名原则是含量多者在后,少者在前。
以灰岩具体说明
(1）粒屑总量>50%时,以粒屑的名称作为主要结构名称,以胶结物（或基质)为次要结构名称。将“次要”+“主要”结构，二者构成岩石总结构名称。
ａ、某种粒屑在粒屑总量中占有优势时,可直接以此粒屑名称作为主要结构名称,其它少量粒屑不参加命名。
示例:砂屑５1%、生物9％、亮晶8%、泥晶32％,定名—泥晶砂屑灰岩。
b、有两种含量近似的粒屑联合在粒屑总量中,占优势时,则以该两种粒屑联合作
为主要结构名称。采用少者在前,多者在后命名之。
示例：鲕粒30%、生物36% 、砂屑9%、亮晶25%,定名—亮晶鲕粒生物灰岩。
c、粒屑中没有那一种含量占优势时,则主要结构名称统称为“粒屑”。
示例:生物2２%、鲕粒25%、砂屑2０%、泥晶25%、亮晶8%，定名—泥晶粒屑灰岩。
(２）粒屑总含量为25-50%，粒屑作为次要结构名称，基质作为主要结构名称以主要在后，次要在前进行命名。
a、粒屑：其中一种含量在25－５0%时,便以此为次要结构名称。
示例：砂屑４0%、鲕粒5%、粉晶55%，定名—砂屑粉晶灰岩。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
3. 胶结作用(Cementation)
胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物 化学的沉淀作用。作用的结果是在粒间的 孔隙中发生晶体生长，把碳酸盐颗粒或矿 物粘结起来使之变成固结的岩石。
1) 碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态
• 组成碳酸盐岩胶结物的矿物很多，但最主 要的是碳酸盐类矿物。如方解石(低镁方解 石）、文石、镁方解石(高镁方解石)、白 云石。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
• 后期胶结物多为粒状含铁主解石，可能为淡水成因 或深埋的地下孔隙水或原生水形成（图5 ）。
图4 早期
图5 后期
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
3）碳酸盐胶结物的来源
①海水来源（主要来源） ②成岩过程中文石和高镁方解石发生溶解 ③压溶过程中溶解的碳酸钙（重要补充来源） ④地下水来源 ⑤淡水将上覆沉积层的碳酸盐溶解后向下淋滤
、晶体和岩层之间的接触点上，受到最大应
力和弹性应变，化学势能不断增加，使应变
矿物的溶解度提高，导致接触处发生局部溶
解。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特 征
主要的压溶构造:
(1)缝合线
(2)颗粒间的微缝合线
(3)未缝合的缝，粘土缝、马尾丝脉、马尾 丝缝、帚纹状纹层、波状纹层、假缝合构 造。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其 特征
意义：
6 第三章碳酸盐岩一般特征
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
（2）生物碎屑 由盆地内部的生物骨骼原地或异地堆积而成。生物碎屑
一般经过水流破碎、磨蚀或搬运，因而都具有磨圆和分选现 象。
骨骼的组分指示水深、水温、盐度和水流特征等； 骨骼的门类、生态类型、分选和磨园，可提供环境标志。
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
（3）团粒 团粒是由泥晶方解石组成的卵圆形或次卵圆形颗粒，无
鸟眼构造常产生在潮上带及潮间带碳酸盐沉积物中，尤其是潮上带特 别发育。一般不形成于潮下带。
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
鸟眼构造（桑隆康，2002）
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
4、叠层构造
叠层构造是由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂、粉砂、泥级颗粒 或晶体而组成的一种纹层构造。纹层形态多变，叠层构造主要由富藻 纹层和富屑纹层相间组成。
碳酸盐岩最主要的矿物成分是碳酸盐矿物，有少量的陆源混入物和自生非碳 酸盐矿物。
第三章 内源沉积岩：碳酸盐岩
岩石类型：石灰岩（方解石含量大于50%） 白云岩（白云石含量大于50%）。
主要形成环境：海相环境中，有少量的陆相沉积 成因：化学（生物化学）成因
机械成因 分布：占沉积岩体积20%。在我国沉积岩占全国总面积75%，其
1、缝合线
缝合线是指在垂直碳酸盐岩等岩石层理的切面中发育的锯齿状缝。在三度 空间中，实际上它是许多参差不齐的小柱所组成的复杂曲面。小柱体的柱面上常 有明显的滑动擦痕，缝合面上有薄膜状褐黄色的粘土和铁质充填等。
岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律
碎屑岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律
摘要：砂、砾沉积物沉积后会遭受一些沉积后作用，即成岩作用。主要有：机械压实及压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用及溶解作用等。在各个成岩作用阶段，其岩石的孔隙度会发生变化。碳酸盐岩的孔隙也会在成岩作用下有规律的的变化。
关键字：碎屑岩、碳酸盐岩、成岩作用
1．碎屑岩的成岩作用及其多孔隙度的影响
（1）压实作用
压实作用系指沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。压实作用是沉积物进入埋藏阶段后最先经历的成岩作用。压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小，而对泥灰岩等细粒岩大
半对数图解上孔隙度变化规律
压实作用最明显的结果是沉积物体积缩小发生排水、脱水作用。石英砂岩的孔隙度为40%左右，在3000m深处其孔隙度降至30%-10%.碎屑沉积物在300m深处时，75%的水已经被排除，所排出的水是孔隙度的主要来源之一。
以饶阳凹陷为例,饶阳凹陷位于渤海湾裂谷盆地内的冀中坳陷中部, 是在中国东部中新生代断陷盆地背景上发育起来的单段式箕状含油凹陷, 属于冀中坳陷一个次级构造单元。该研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低, 岩石类型以
长石砂岩和岩屑长石砂岩为主, 磨圆中等, 多呈次棱-次圆状, 分选中等偏差。该研究区的结构成熟度不高。该地区的岩石矿物以长石，杂基等以塑形为主的碎屑，随着埋深的增加，使沙岩储层的孔隙度大为减少。埋深从2000m至5000m, 最大孔隙度由32.9%降至2.17%, 平均孔隙度下降率1.02%/100m.研究区机械压实作用贯穿了整个成岩过程, 但在成岩早期对储层的影响远比其它时期大.
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
• (1) 去白云化作用 方解石交代白云石的作用叫去白云化作
用，交代完全时可形成交代石灰岩。 去白云化主要是在近地表、含石膏的白云
岩或有石膏夹层的白云岩地区发生的，其过程 是在富含硫酸盐的地下水的作用下进行的:
CaMg(CO3)2+CaSO4·2H2O--精→品-- 2CaCO3+MgSO4+2H2O
• (2) 石膏化和硬石膏化作用 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现 象叫石膏化和硬石膏化。
• (3) 去石膏化作用 石膏和硬石膏晶体被碳酸盐矿物交代的现 象叫去石膏化。
• 去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。
(1)物理压实作用(Compaction)
物理压实作用是指碳酸盐沉积物在上覆岩层的 负荷压力下，发生水分减少、孔隙度降低、体 积缩小、晶体和颗粒趋向紧密排列的作用。
--精品--
常见的物理压实现象有： 颗粒点接触频率高、颗粒变形、颗粒间线状接触或 曲面接触、颗粒断裂或破裂等。
--精品--
3. 胶结作用(Cementation)
胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物 化学的沉淀作用。作用的结果是在粒间的 孔隙中发生晶体生长，把碳酸盐颗粒或矿 物粘结起来使之变成固结的岩石。
1) 碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态 • 组成碳酸盐岩胶结物的矿物很多，但最主
碳酸盐岩形成及类型
四、石灰岩的主要类型
（一）粒屑灰岩
1．内碎屑（颗粒）灰岩类 2. 生物颗粒石灰岩 3. 鲕粒石灰岩 4. 球粒石灰岩 5. 团块灰岩 6. 藻粒石灰岩 7.微晶灰岩、泥晶灰岩（或称灰泥石灰岩）
（二）．晶粒石灰岩类
又称结晶灰岩，它是一种主要由方解石晶粒（含量大于50%）组成 的石灰岩，常常是泥晶灰岩或其他类型灰岩通过重结晶形成。
2、矿物成分的鉴定 碳酸盐岩中的矿物成分颗粒细小，再加上方解石与白云石 等碳酸盐矿物的形态、解理极相似或相同，所以，肉眼区分 是非常困难的，可借助于盐酸(5%)来鉴定，方解石遇盐酸强 烈起泡， 白云石遇冷盐看不到起泡，但有时可以听到兹兹 响声，粉沫或加热可以起泡。所以，加盐酸剧烈起泡者为灰 岩类厂不起泡或粉沫起泡者为白云岩类，灰质含量大于50%的 泥灰岩或泥质灰岩，加盐酸后起泡，但有泥质残余。另外白 云岩的风化面上常见溶沟现象(刀砍状构造)，而灰岩中很少
基支撑等o 5、碳酸盐岩的构造的观察描述 注意描述碳酸盐岩的层理、缝合线，叠层构造、鸟眼构造、 示底构造，虫孔构造及岩石中的次生方解石脉等特征。碳酸 盐岩的层理由于物质成分和颜色较均一，所以层理不易辩认， 所以观察时要细心观察，并分出其类型。
6、碳酸盐岩的命名原则 颜色十填隙物(微晶基质和亮晶胶结物)十结构 (次要颗粒十主要颗粒) 十基本名称(石灰岩)。如：
(2) 鲕粒直径小于2MM的球状－椭球状的颗粒，由一圈或多圈规则的同心
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
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧有机质盆外矿物：陆源物质非碳酸盐矿物碳酸盐矿物盆内矿物
（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。
沉积岩之碳酸盐岩的形成、分类、结构及鉴别
沉积岩之碳酸盐岩
碳酸盐岩是沉积岩的重要组成部分，属于化学岩及生物化学岩类。主要在海洋中形成，少数在陆地环境中形成。
古代广阔海洋中形成的碳酸盐岩，约占地表沉积岩分布面积的20%。那么碳酸盐岩有哪些种类？又具有什么特征？
与碎屑岩相比，碳酸盐岩颜色以灰色、灰黑色为主，也含有白色、灰绿色、黄褐色、紫红色等。
碳酸盐岩基本组分主要由颗粒、泥、胶结物、晶粒、生物格架等五类结构类型组成。
此外，还有一些次要的结构组分，如陆源物质、其他化学沉淀物质、有机质等；也有一些派生的结构，如孔隙等。
颗粒：
碳酸盐岩中的颗粒，按其是否在沉积盆地中形成，可分内颗粒和外颗粒两类。
外颗粒指来自沉积地区以外的较老的碳酸盐岩碎屑，是陆源碎屑颗粒。内颗粒指在沉积盆地或沉积环境内形成的碳酸盐颗粒。
这种颗粒可以是化学沉积作用、机械破碎作用或生物作用形成的，也可以是这些作用的综合产物。
内颗粒的类型主要包括内碎屑、鲕粒、藻粒等。内碎屑主要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，受波浪等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的。
鲕粒是具有核心和同心层结构的球状颗粒，通常由核心和同心层
组成。核心可以是内碎屑、化石、球粒、陆源碎屑颗粒等；同心层主要由泥晶方解石组成。
藻粒是与藻类有成因联系的颗粒，包括藻鲕、藻灰结核以及藻团块。
泥：
泥是指泥级的碳酸盐质点，是与颗粒相对应的另一种结构组分。
根据其成分，可分为灰泥和云泥。
灰泥是方解石成分的泥，也称微晶方解石泥；云泥是白云石成分的泥。
在现代碳酸盐沉积物中，灰泥大都由针状文石组成。这种针状文石晶体的平均长度接近0.003mm，宽度约为长度的1/10。
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主要的压溶构造: (1)缝合线
(2)颗粒间的微缝合线
(3)未缝合的缝，粘土缝、马尾丝脉、马尾 丝缝、帚纹状纹层、波状纹层、假缝合构 造。
·
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
张鹏 矿物S131
目录
一、基本概念 二、成岩作用的主要类型
一、基本概念
碳酸盐岩的成岩作用：是在沉积作用阶段
之后，碳酸盐沉积物及碳酸盐岩所发生的
一系列的物理的、化学的、物理化学的和
生物的作用，以及这些作用所引起的碳酸
盐沉积物和碳酸盐岩的结构、构造、成分 以及物理的和化学的性质的变化（图1）。
Company
沉积物形成阶段
成岩作用阶段 沉 积 后 作 用
成岩作用
碳酸盐岩
后生作用阶段
后生作用
风化作用
变质作用
图1 碳酸盐岩的形成与演化
二、成岩作用的主要类型
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
碳酸盐沉积物的成岩作用类型很多，主
要有溶解作用、矿物的转化作用和重结晶
作用、胶结作用、交代作用、压实作用与 压溶作用等。
• 1.溶解作用（Solution）
• 在地下，还原硫细菌与硫酸盐产生下列反 应：
6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S
5.压实和压溶作用 (Compaction and Pressure Dissolution)
•
碳酸盐沉积物在上覆层的负荷压力下，发生孔 隙流体的减少、孔隙度降低、沉积物密度增加、 体积减小、颗粒变形破裂、甚至引起颗粒和岩
石）、文石、镁方解石(高镁方解石)、白
云石。
• 碳酸盐胶结物主要有3种结晶形态，即泥晶、
纤维晶和较粗的粒状晶体。
2）胶结物的世代
• 充填孔隙的胶结物往往由两个或两个以 上世代组成，有时随着世代的不同，其组 构和微量元素的组成也随之发生变化。 • 早期胶结物一般在颗粒周围组成薄边胶 结，常见为纤维状或马牙状无铁方解石；
用，交代完全时可形成交代石灰岩。
去白云化主要是在近地表、含石膏的白云 岩或有石膏夹层的白云岩地区发生的，其过程
是在富含硫酸盐的地下水的作用下进行的:
CaMg(CO3)2+CaSO4· 2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O
•
(2) 石膏化和硬石膏化作用 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象叫石膏化和硬石膏化。 • (3) 去石膏化作用 石膏和硬石膏晶体被碳酸盐矿物交代的现象叫去石膏化。 • 去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。
形的变化，并不发生化学成分的变化（同
分异构）。
文石(CaC03 )
低镁方解石(CaCO3)
有化学成分的变化，但无晶格和晶形的变化 （同构异形）。
高镁方解石（MgCO3>4%）
低镁方解石（MgCO3<4%） (2) 重结晶作用(Recrystallization) 单纯的重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的 晶体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改
3. 胶结作用(Cementation)
胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物 化学的沉淀作用。作用的结果是在粒间的
孔隙中发生晶体生长，把碳酸盐颗粒或矿
物粘结起来使之变成固结的岩石。
1) 碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态 • 组成碳酸盐岩胶结物的矿物很多，但最主 要的是碳酸盐类矿物。如方解石(低镁方解
定义:碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性 质发生变化，引起碳酸盐矿物或其他成分
溶解。
溶解的原因
（1）、大气淡水的淋滤（图2）
图2 大气淡水的风化淋滤
（2）、酸的影响 在不同的成岩阶段，都可形成一定量的碳酸
或有机酸，促使溶解作用的发生。
特征： 在各成岩阶段都可以发生 成岩作用早期的溶解具有选择性 成岩作用晚期的溶解不具有选择性
变的作用。
• 一般情况下趋向于出现晶体长大的现象， 福克称之为“进变新生变形”作用。 • 特殊情况下也可能发生晶体的缩小，或称
之为“退变新生变形”作用。
这两种重结晶类型主要有微亮晶与微泥晶。
①微亮晶的形成作用 某些古代泥晶石灰岩，其泥晶的粒径一般 为5～10μ m，福克将这种大小为5～10μ m的方 解石晶体称作“微亮晶”。 它是在成岩过程中通过与镁离子的迁移有 关的重结晶作用造成的（图3）。 文石 低镁方解石 Mg2+
高镁方解石
图3 微亮晶重结晶作用
②微泥晶的形成作用 观察古代石灰岩时，常见某些有孔虫、珊 瑚藻类和粪球粒，它们都是由粒径仅1μ m左右 的泥晶方解石组成，不透明，在反向光下略带 白色，福克称其为“微泥晶”。
微泥晶的原始成分可能也是镁方解石，在 成岩作用过程中，由于富镁孔隙水产生的镁离 子的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长大，最 终只能形成极小的微泥晶结构。
可能为海水成因的文石或高镁方解石经成
岩变化而成（图4） 。
• 后期胶结物多为粒状含铁主解石，可能为淡水成因 或深埋的地下孔隙水或原生水形成（图5 ）。
图4 早期
图5 后期
1/24/2017
3）碳酸盐胶结物的来源
①海水来源（主要来源）
②成岩过程中文石和高镁方解石发生溶解
③压溶过程中溶解的碳酸钙（重要补充来源） ④地下水来源
石局部溶解的作用。
(1)物理压实作用(Compaction)
物理压实作用是指碳酸盐沉积物在上覆岩层的
负荷压力下，发生水分减少、孔隙度降低、体 积缩小、晶体和颗粒趋向紧密排列的作用。
常见的物理压实现象有： 颗粒点接触频率高、颗粒变形、颗粒间线状接触或 曲面接触、颗粒断裂或破裂等。
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•
压实作用的结果:水排出、最紧密堆积、孔 隙减少、变致密。
• (2)化学压实作用—压溶作用 (Pressure Dissolution) • 压溶作用指在负荷或应力作用下，在颗粒 、晶体和岩层之间的接触点上，受到最大应 力和弹性应变，化学势能不断增加，使应变 矿物的溶解度提高，导致接触处发生局部溶 解。
⑤淡水将上覆沉积层的碳酸盐溶解后向下淋滤
4.交代作用(Replacement)
在碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中，原来的矿 物和组分被新矿物取代的作用叫交代作用。 碳酸盐岩中常见的交代作用有白云石化、
去白云石化、硅化、石膏化和硬石膏化、
去石膏化、菱铁矿化和黄铁矿化等。
• (1) 去白云化作用
方解石交代白云石的作用叫去白云化作
意义：
• 溶解作用具有扩大和增加岩石孔隙的作用，
形成的新孔隙系统往往又是油气渗滤和储集
的有效空间。 • 溶解作用可以在碳酸盐岩成岩过程中多次发 生，各个世代的溶解作用对碳酸盐岩储层性 质的影响不尽相同。
2.矿物的转化作用和重结晶作用 (1) 矿物的转化作用（Inversion of Minerals） ①矿物的同质多象转化，即仅发生晶格和晶