第13讲—自生沉积岩

矿物岩石学
吉林大学地球科学学院 2008年秋季
岩石学(Petrology)
简介 岩浆岩 沉积岩√ 变质岩
第十三章 内源沉积岩
第一节 碳酸盐岩概述 第二节 碳酸盐岩的成分特征 第三节 碳酸盐岩的结构 第四节 碳酸盐岩的构造 第五节 碳酸盐岩的分类 第六节 碳酸盐岩的主要岩石类型 第七节 其他内源沉积岩
第二节 碳酸盐岩的成分特征
二 矿物成分：
1.碳酸盐矿物：方解石和文石、白云石、菱铁 矿、菱锰矿、菱锌矿、铁白云石Ca(Mg,Fe)[CO3]2
2.陆源碎屑混入物：粘土矿物、石英、长石及 微量重矿物。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、硬石膏，重晶石、 天青石、K,Na,Mg的卤化物、及蛋白石、自生石英、 黄铁矿、白铁矿、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。
10~25 10~25 25~50
粘土(砂) （%）
10~25 25~50 10~25
10~25 25~50 10~25
50~75 50~75 50~70
岩石名称
含泥（砂）含云石灰岩 含云泥（砂）灰岩 含泥（砂）云灰岩
含泥（砂）含灰白云岩 含灰（砂）泥云岩 含泥（砂）灰云岩
含灰含云泥（砂）岩 含灰含云泥（砂）岩 含灰云质泥（砂）岩
第三节 碳酸盐岩的结构
1.粒屑结构
(2)鲕粒及鲕粒结构 基本特征：由核心和同心纹层构成的球体或椭
球体。鲕粒直径在2-0.2mm之间，粒度较均匀。 鲕粒分类：真鲕、假鲕、复鲕、薄皮鲕、变形
鲕、变晶鲕。
形成条件：核心、扰动的水体、CaCO3过饱和。 形成环境：水深适宜的潮下浅滩或较封闭的浅 湖环境。
第三节 碳酸盐岩的结构
第三节 碳酸盐岩的结构
3.结晶结构
按照结晶程度可分为非晶质结构、隐晶质结构 和显晶质结构。
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。
隐晶质结构由微晶矿物集合体组成。
显晶质结构按照结晶颗粒的大小分为：
粗晶（大于2mm）
中晶（2-0.062mm）
细晶（0.062-0.004mm） 微晶（0.004-0.001mm）
第二节 碳酸盐岩的成分特征
一 化学成分：
1.主要化学成分：CaO、MgO和CO2 2.次要化学成分：SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、 Fe2O3、K2O、Na2O及H2O等 3.石灰岩的化学成分： CaO占42.61%; MgO占 7.9%; CO2占41.58%; SiO2占5.91% 4.(纯)白云岩的化学成分：CaO占30.4%; MgO 占21.8%; CO2占47.8%; 5.极少量的微量元素：Sr Ba Rb V Ni等，可作 为判别环境的标志。
生物碎屑灰岩:（1）亮晶生物碎屑灰岩 （2）泥晶生物碎屑灰岩
第六节 碳酸盐岩的主要岩石类型
一、石灰岩
3、鲕粒灰岩： 主要特征：由鲕粒构成，填隙物可以是灰泥基质或亮晶胶 结物。颗粒支撑、具波痕、交错层理； 形成条件：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。
0-10 ％ 灰岩 10-25 ％ 含白云质灰岩 25-50 ％ 白云质灰岩
第五节 碳酸盐岩的分类
A.按碳酸盐岩的矿物成分分类:基于方解 石和白云石相对含量划分的岩石类型
岩类 方解石% 白云石%
石灰 岩类
白云 岩类
100-90 90-75 75-50
50-25 25-10 10-0
0-10 10-25 25-50
方解石 白云石
第一节 概 述
矿产资源：油气（约占50%），金属矿产，建筑材 料等。 理论意义：沉积相标志、古地理再造、古环境恢复、 古气候变迁等。 形成环境：碳酸盐岩主要形成于温暖气候带的海相环 境。 形成作用：化学、生物、机械作用或复合沉积作用。 产状分布：多为区域性的稳定层状；占沉积岩体积 20%,我国沉积岩占全国总面积75%，其中55%为 碳酸盐。
第四节 碳酸盐岩的构造
灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰 动、结核、缝合线等，特别是虫孔、 生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合 线，可见水平层理，多见块状层理， 常见叠层构造和鸟眼构造。
第五节 碳酸盐岩的分类
1.常见的碳酸盐岩: 灰岩－方解石含量>50% 白云岩－白云石含量>50%
2.根据矿物成分碳酸盐岩主要分为： 灰岩、白云岩和菱铁岩。 菱铁岩只在河口附近
第六节 碳酸盐岩的主要岩石类型
一、石灰岩
1、内碎屑灰岩
亮晶内碎屑 灰岩示意图
粒屑灰岩
第六节 碳酸盐岩的主要岩石类型
一、石灰岩
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。
d.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。
第五节 碳酸盐岩的分类
灰岩结构—成因分类（曾允孚，1980）
颗粒百 主要填
颗粒灰岩类分含量 隙物 内碎屑 来自屑 鲕粒 团粒 团块混合
大于 亮晶 50% 泥晶
50-25% 泥晶
25-10% 泥晶 小于 泥晶 10%
重结晶灰岩
亮晶内碎 屑灰岩 泥晶内碎 屑灰岩 内碎屑泥 晶灰岩 含内碎屑 泥晶灰岩
亮晶骨屑 灰岩
泥晶骨屑 灰岩
骨屑泥晶 灰岩
含骨屑泥 晶灰岩
亮晶鲕粒 灰岩
泥晶鲕粒 灰岩
鲕粒泥晶 灰岩
含鲕粒泥 晶灰岩
亮晶团粒 灰岩
泥晶团粒 灰岩
团粒泥晶 灰岩
含团粒泥 晶灰岩
亮晶团块 灰岩
泥晶团块 灰岩
团块泥晶 灰岩
含团块泥 晶灰岩
粘土
岩石名称1 岩石名称2
石灰岩 （或白 云岩）
泥岩
100~90 90~75 75~50
50~25 50~75 10~25
0~10 10~25 25~50
50~75 75~90 90~100
石灰岩 含泥石灰岩
泥灰岩
灰质泥岩 含灰泥岩
泥岩
白云岩 含泥白云岩
泥云岩
白云质泥岩 含云泥岩
泥岩
第五节 碳酸盐岩的分类
c.泥晶：原地机械沉积的、粒度＜0.0039mm的 灰泥。
e.亮晶/淀晶：化学沉淀的、粒度＞0.0039mm 的、较为洁净的方解石（胶结物）。
第六节 碳酸盐岩的主要岩石类型
一、石灰岩
1、内碎屑灰岩 内碎屑：砾屑级-粉屑级。圆度因搬运磨蚀程度有差别 填隙物：灰泥基质，或亮晶胶结物或者两者均有。 两个基本类型： （1）亮晶内碎屑灰岩 高能且稳定环境，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 高能但不稳定环境，如浊流； 特征－基质支撑、具粒序层理 碎屑形成高能环境但沉积于低能环境。
4、藻灰岩典型的生物－生物化学成因
5、生物礁灰岩：主要造礁生物：钙藻、珊瑚、层孔虫、海 綿、苔藓虫、厚蛤
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。颗粒支撑、具波 痕、交错层理。
叠层石粘结灰 岩：由单细胞或简 单多细胞藻类（还 有细菌）等在固定 基底上周期性繁殖 形成的一种纹层状 灰岩
1.粒屑结构
(3)生物碎屑(骨屑)：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、生态类型、分选和磨圆，可提供环境标志。
(4)团粒: 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。
(5)团块：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。
第三节 碳酸盐岩的结构
一 碳酸盐岩的结构分类
1.粒屑结构：经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐 岩常具有粒屑结构。它主要由自生颗粒(内碎屑、生 物碎屑、包粒、团粒、团块)、填隙物和孔隙构成。
2.生物骨架结构：由原地固着生长的生物骨架构 成。
3.结晶/重结晶结构：由化学或生物化学作用沉淀 而成。
4.交代残余结构：如白云岩化灰岩，交代白云岩。
（2）亮晶方解石：为粒度通常大于0.01mm 的、干净透明的亮晶方解石。亮晶方解石常发育 栉状结构。
悬挂式胶结物(针状方解石，视域直径为2.5mm)
第三节 碳酸盐岩的结构
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。
第三节 碳酸盐岩的结构
二、碳酸盐岩结构特征分述
1.粒屑结构
自生颗粒类型及结构
（1）内碎屑(无内部结构的碳酸盐岩软泥颗粒)结构 （2）生物碎屑(骨粒)结构、 （3）包粒(鲕粒和豆粒，核形石)结构 （4）团粒(不具有内部结构的粪团粒)结构 （5）团块(颗粒集合体)结构。
第三节 碳酸盐岩的结构
1.粒屑结构
第五节 碳酸盐岩的分类
②石灰岩的结构一成因分类
a.微晶或泥晶灰岩(正常化学岩)：为化学—生物 化学成因，形成于低能环境，具微晶或泥晶结构。
b.颗粒石灰岩或粒屑石灰岩(异常化学岩)：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。
c.原地固着生物灰岩：以生物作用为主形成的石 灰岩，具有典型的生物骨架结构。
第一节 概 述
1. 定义：自生的碳酸盐矿物（方解石和白云石）
含量超过50%的沉积岩类称碳酸盐岩。 类型：自生碳酸盐矿物中若一半以上为方解石 称石灰岩， 若一半以上为白云石称白云岩。
碳酸盐多为区域性的稳定层状；就体积而言，碳酸盐岩 约占所有沉积岩的4%左右，但在大陆地表的沉积岩中它却可 占10-35%，仅次于泥质岩(包括粉砂岩)，和砂岩相近，是最常 见、也是最重要的一类内源沉积岩。