白云岩
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渗透回流作用模式示意图
4、混合白云化作用
混合白云化作用发生在既有大气淡水供给, 又有海水加入的半咸水带中,当混入5%~30%海 水时,不需要高镁盐水,Mg/Ca比为3∶1或更低, 白云石已达到饱和或过饱和,而方解石不饱和。 因此方解石等矿物被白云石交代,石灰岩或碳 酸钙沉积物便会发生白云化作用。对于沿正性 单元分布的、伴随有不整合而又缺乏潮上或泻 湖等蒸发环境标志的白云岩的成因,用混合白 云化作用可以得到满意的解释。
2、毛细管浓缩作用(蒸发泵作用)
在潮坪区早先沉积的碳酸钙沉积物饱含孔 隙水,在强烈蒸发时孔隙水沿毛细管上升,并 使沉积物下部与海水沟通的孔隙不断获海洋正 常海水的补给,就象泵汲一样。蒸发泵汲作用 不断进行,使潮坪沉积物上部孔隙水盐度大大 增高,出现文石、高镁方解石及石膏沉淀,从 而增高了卤水中Mg/Ca,这些卤水就成为一种 交代溶液,逐渐交代碳酸钙沉积物而成白云岩。
主要依据是:
①在实验室常温常压下很难合成白云石,只有在 较高温压条件下才能合成白云石;
②时代越老的地层中白云岩越多,而新生界中白 云岩很少,可能与交代作用的时间有关; ③白云岩并不总是与其他岩层平行产出常常显 示出与缝合线及断裂等提供的后期流体作用相关; ④白云石常呈斑状发育于灰岩中,可见雾心亮边 及其他交代残余结构。 为此,提出了“白云岩化”的概念,即白云岩是灰 岩经过“白云岩化”作用形成的,并逐渐成为主流观 点
白云岩分类表
颗粒灰岩白云化
白云石 强 度
颗粒类型
内碎屑 白云岩
生物 白云岩
内碎屑 生物碎屑 鲕粒 球粒 团块 微晶 固着生物 灰岩白云 化 准同生 白云岩
无结构残余 无结构残余 无结构残余 砾屑白 (白云石 (白云石 (白云石> 强烈 云岩 10~50%) 50~90%) 90% ) 变化 砂屑白 云岩 白云化内 残余内碎 细晶白云岩 结核 碎屑灰岩 屑灰质白 中晶白云岩 状白 粉屑白 云岩 粗晶白云岩 云岩 云岩 巨晶白云岩 白云化鲕粒 残余鲕粒灰 不等晶白云 斑块 泥屑白 灰岩 质白云岩 岩 状白 云岩 云岩 角砾 状白 云岩
百度文库 (二)白云岩的分类
1.原生白云岩类
一般指准同生 ( 或同生 ) 的交代白云岩 ( 交代证据不明显 ) 及原生沉淀的白云岩。 常具以下特征:结晶均一,细粉晶至 泥晶;纹层发育,具有干裂、鸟眼、膏盐假晶、低矮的叠层 构造;生物化石稀少;常与蒸发岩、红层、石灰岩共生;层 位稳定,区域上可进行对比。 “原生白云岩”类的结构分类系统和命名原则与石灰岩 的基本相同,因为这些白云岩也主要由颗粒、泥、胶结物等 结构组分组成的;所不同的,仅是成分,即石灰岩的成分主 要是方解石,而白云岩的成分主要是白云石。因此,只要把 石灰岩结构分类表中的“石灰岩”改为“白云岩”、“灰泥” 改作“云泥”即可。
在美国的加利福尼亚州,有一个叫深泉湖的盐湖, 湖底沉积物中,广泛地分布着白云石,晶体大都小于 1μ m。白云石晶体的测定为:其内部是化学计量的白
云石,外部则是富钙的;据14C测定,白云石沉积速 度0.05~0.09μm/千年;表明很可能不是从水体中以 化学沉淀方式直接沉淀出来的,而是在沉积物-水界 面处,通过交代作用生成的,这一交代作用所需要的 时间为几十和几百年。 从理论上讲,直接化学沉淀的白云石应该是存在 的。但到目前为止,还没有不存在争议的实例,来证 明具有地层学意义的原生白云石存在。
叠层石 白云岩
核形石 白云岩 凝块石 白云岩
层纹石 白云岩
泥晶白云岩、微晶白云岩 、极细晶白云岩
后生白云岩
是由已固结的石灰岩经白云石交代形成。 具有以下特点: 结构 常具粗晶结构,晶粒大小不均, 晶体自形程度高,可具环带结构,交代结 构; 构造 层理不明显,多孔。 分布 分布局限,无一定层位,多分布 于断裂、裂隙附近。
2.次生白云岩类
指石灰岩经过成岩后生期白云化形成的白云质灰 岩或白云岩。 成岩白云岩 石灰岩在成岩固结过程中经白云石化作用形成的, 具有以下特点: 结构 具细晶结构,白云石晶体多呈不规则菱形, 晶体晶体较浑浊,中心常有碳酸钙的残余包体,或 具交代残余结构; 构造 岩性不均一,白云石化部分常呈斑块状、 条带状构造; 分布 有一定层位,呈薄层状、条带状、透镜状 产出,与石灰岩的界限不规则,或与石灰岩呈过渡 关系。
5、埋藏白云化作用
常温下不能沉淀出白云石,说明温度升高有利于白云石的 形成。在地下较深处,温度较高,白云石可以形成,并常作 为砂岩的胶结物出现,这已经是不争的事实。这种白云石常 富含Fe,甚至可以是铁白云石,这是由于深埋藏环境是还原 环境,Fe以Fe2+的形式出现。但这种机理能否形成大量的白 云石却一直是争论的焦点。一般认为,生成大量白云石所需 的镁离子来自页岩。随埋藏深度加大,粘土矿物会发生转化, 在这转化的过程中,会释放出镁离子。压实作用使Mg离子运 移到石灰岩中从而导致白云化 用这种机理可以解释一些既无浓缩海水标志也无混合水标 志的白云岩。
6、调整白云化作用
当海平面下降使沉积物中的高镁方解石暴露于 大气淡水中时,高镁方解石发生溶解,释放出镁离 子,使该处或下伏的碳酸盐沉积物发生白云化作用。 这种白云化作用所需的镁离子来自沉积物本身,所 需的条件是海平面相对下降,使原生沉淀的不稳定 的碳酸盐矿物在大气淡水作用下,发生溶解、重新 组合或调整而发生白云化作用。 此外,白云岩还有其他成因,如生物作用、机 械作用、热液作用、变质作用成因等。
毛细管浓缩作用模式示意图
3、回流渗透白云化作用
在蒸发强烈的近岸泻湖,蒸发作用使泻湖盐度 不断增高,向岸越近蒸发作用越强,盐度越高。当 盐度达到72‰时,除CaCO3以文石和高镁方解石方 式沉淀外,开始出现石膏沉积;当盐度达到 199‰ , 大量出现石膏、石盐。盐水中Ca2+的沉淀,大大提 高了海水中 Mg2+含量,这种重卤水沉降到泻湖底 部并顺着泻湖平缓的斜坡向海洋方向流动,浓度差 使高盐度高密度的重卤水向含低盐度和低密度正常 海水的沉积物中渗透,在流经疏松的钙质沉积物时, Mg2+ 进入沉积物的 CaCO3 晶格中,逐渐形成白云 石。
1.原生沉淀作用
奥尔德曼和斯金纳(Alderman and Skinner,1957),注意到澳大利亚南部考 龙泻湖中存在着白色悬浮物,它们是很细 的高镁方解石和富钙白云石的混合物,方 解石的成分范围为Ca77Mg23到Ca93Mg2, 白云石的成分范围为Ca50Mg50到 Ca56Mg44。但据14C测定,这里的白云石 沉积速度太快,为0.2~05mm/年。
五、白云岩
白云岩( dolomite ),自法国博物学家 Deodat de Dolomieu 1791年首次描述以来, 一直是众多地质学家研究的课题之一。
与石灰岩不同,白云岩不仅有沉积成因的, 更多的是次生交代成因的,因此,白云岩的分 类命名与石灰岩有同也有异。 (一)白云岩的成因
目前,在常温常压下还不能在实验室中人工合成 化学计量的原生白云石,因此,对于在古代—现代潮 坪、泻湖等环境中与蒸发岩共生的薄层状白云岩,到 底是原生沉淀的还是钙质碳酸盐沉积物被交代形成 的产物,一直存在争论。 白云岩与灰岩一样,最早都被认为是原生沉积的。 因为白云岩与灰岩等其他沉积岩一样,都发育有良好 的层状沉积构造,甚至与灰岩、泥质岩或蒸发岩等互 层产出,且在白云岩中同样可以发现生物化石。但随 着研究的深入,发现白云岩的形成可能与灰岩有所不 同,很可能是交代早期方解石或文石形成的。