碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化.ppt
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碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化.ppt
2-2 大气潜流环境（淡水潜流带）—在地下潜水面附近或 以下，位于渗流带和混合带之间，全部孔隙为含有不等量 的溶解碳酸盐的大气水所充填。顶界是地下潜水面。淡水 潜流带的几何形态受地形、雨量以及岩石的孔隙度和渗透 率变化的控制。在一个理想的热带岛，淡水潜流带是典型 的透镜体，直接位于岛的下面（图）。
2-3 海水渗流环境（海水渗流带）—如果在海岸地下潜水 面以上的环境中，受到溅于海岸的海水的影响（包括由风 暴作用带到岸上的海水），则可出现海水渗流环境（图）。
甘宁盆地的奥陶系、四川川东石炭系的天然气储集空间 均与这种古喀斯特作用有关
溶解介质：大气淡水 溶解温度：近常温常压的近地表条件 发生地点：不整合面之下 被溶矿物：按溶解顺序，首先是与碳酸盐伴生的蒸发盐， 而后是方解石，最后是白云石 伴生组分及矿物：成岩沉积物，古风化作用产物（如高岭 石及其成岩转变产物等）
4、矿物的溶解作用
碳酸盐矿物的溶解作用是造成碳酸盐岩中次生孔隙发 育的重要机理，溶解作用发生的时间贯穿了从同生一直到 表生的整个成岩作用过程，被溶解的矿物包括文石、镁方 解石、方解石和文石。早期，人们研究喀斯特环境（后来 又研究了古喀斯特）中碳酸盐的溶解机理，和成岩早期文 石等不稳定组分的溶解和次生孔隙的发育机理（如四川泸 州鲕滩中文石质鲕粒的早期溶解和以及负鲕孔和鲕模孔的 形成。近年来，人们又研究了埋藏条件下碳酸盐岩的溶解 及温度、压力以及矿物组成对溶解作用的控制
2．早期成岩阶段
海水&大气水
沉积物埋藏浅，仍与海水联通，孔隙水开始过饱和 沉淀早期胶结物，或者富Mg2+孔隙盐水与颗粒或灰泥基 质发生选择性交代作用，形成粉晶白云石。在有淡水作 用的条件下，准稳定的沉积矿物文石及高镁方解石开始 向方解石转变。
3．晚期成岩阶段
2-3 海水渗流环境（海水渗流带）—如果在海岸地下潜水 面以上的环境中，受到溅于海岸的海水的影响（包括由风 暴作用带到岸上的海水），则可出现海水渗流环境（图）。
甘宁盆地的奥陶系、四川川东石炭系的天然气储集空间 均与这种古喀斯特作用有关
溶解介质：大气淡水 溶解温度：近常温常压的近地表条件 发生地点：不整合面之下 被溶矿物：按溶解顺序，首先是与碳酸盐伴生的蒸发盐， 而后是方解石，最后是白云石 伴生组分及矿物：成岩沉积物，古风化作用产物（如高岭 石及其成岩转变产物等）
4、矿物的溶解作用
碳酸盐矿物的溶解作用是造成碳酸盐岩中次生孔隙发 育的重要机理，溶解作用发生的时间贯穿了从同生一直到 表生的整个成岩作用过程，被溶解的矿物包括文石、镁方 解石、方解石和文石。早期，人们研究喀斯特环境（后来 又研究了古喀斯特）中碳酸盐的溶解机理，和成岩早期文 石等不稳定组分的溶解和次生孔隙的发育机理（如四川泸 州鲕滩中文石质鲕粒的早期溶解和以及负鲕孔和鲕模孔的 形成。近年来，人们又研究了埋藏条件下碳酸盐岩的溶解 及温度、压力以及矿物组成对溶解作用的控制
2．早期成岩阶段
海水&大气水
沉积物埋藏浅，仍与海水联通，孔隙水开始过饱和 沉淀早期胶结物，或者富Mg2+孔隙盐水与颗粒或灰泥基 质发生选择性交代作用，形成粉晶白云石。在有淡水作 用的条件下，准稳定的沉积矿物文石及高镁方解石开始 向方解石转变。
3．晚期成岩阶段
碳酸盐岩的成岩作用课件
碳酸盐岩成岩作用数值模拟的应用前景
探讨数值模拟在碳酸盐岩成岩作用研究中的重要性和应用前景，为未 来的研究提供指导和借鉴。
THANK YOU
感谢各位观看
02
碳酸盐岩的形成通常与生物活动 、化学沉淀和机械沉积等过程有 关。
碳酸盐岩的分布
碳酸盐岩广泛分布于世界各地的海洋 和湖泊环境中。
在一些地区，如北美的大陆架和欧洲 的石灰岩地区，碳酸盐岩的分布尤为 集中。
碳酸盐岩的组成
碳酸盐岩主要由方解石、白云石、泥灰石等碳酸盐矿物组成 。
此外，还可能含有少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物。
碳酸盐岩成岩作用过程中形成的次生 溶蚀孔隙和裂缝为石油和天然气提供 了储存空间。
烃源岩成熟
圈闭形成
成岩作用造成的地层抬升、剥蚀等可 以形成地形圈闭，有利于油气的聚集 。
成岩作用过程中，有机质成熟转化为 烃类，成为石油和天然气的来源。
对地下水的影响
地下水储层
碳酸盐岩的成岩作用可以形成良好的地下水储层 ，提供人类和动植物的用水需求。
沉积构造特征是碳酸盐岩的重要 特征之一。常见的沉积构造包括
叠层石、鲕粒、生物扰动等。
压实作用
01
02
03
压实机制
压实作用是通过上覆沉积 物的重力作用，使下伏沉 积物中的水分排出，使其 致密化。
压实效果
压实作用可以显著降低孔 隙度和渗透率，从而提高 碳酸盐岩的储油和储气能 力。
影响因素
压实作用受沉积物粒度、 沉积水深、埋藏深度和温 度等多种因素的影响。
通过控制不同的温度、压力、pH值、离子浓度等参数，研究多因素 耦合对碳酸盐岩成岩作用的影响。
探究碳酸盐岩成岩作用的动力学过程
通过实验手段，研究碳酸盐岩成岩作用过程中各种矿物和有机质的形 成与演化机制，揭示其动力学过程。
探讨数值模拟在碳酸盐岩成岩作用研究中的重要性和应用前景，为未 来的研究提供指导和借鉴。
THANK YOU
感谢各位观看
02
碳酸盐岩的形成通常与生物活动 、化学沉淀和机械沉积等过程有 关。
碳酸盐岩的分布
碳酸盐岩广泛分布于世界各地的海洋 和湖泊环境中。
在一些地区，如北美的大陆架和欧洲 的石灰岩地区，碳酸盐岩的分布尤为 集中。
碳酸盐岩的组成
碳酸盐岩主要由方解石、白云石、泥灰石等碳酸盐矿物组成 。
此外，还可能含有少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物。
碳酸盐岩成岩作用过程中形成的次生 溶蚀孔隙和裂缝为石油和天然气提供 了储存空间。
烃源岩成熟
圈闭形成
成岩作用造成的地层抬升、剥蚀等可 以形成地形圈闭，有利于油气的聚集 。
成岩作用过程中，有机质成熟转化为 烃类，成为石油和天然气的来源。
对地下水的影响
地下水储层
碳酸盐岩的成岩作用可以形成良好的地下水储层 ，提供人类和动植物的用水需求。
沉积构造特征是碳酸盐岩的重要 特征之一。常见的沉积构造包括
叠层石、鲕粒、生物扰动等。
压实作用
01
02
03
压实机制
压实作用是通过上覆沉积 物的重力作用，使下伏沉 积物中的水分排出，使其 致密化。
压实效果
压实作用可以显著降低孔 隙度和渗透率，从而提高 碳酸盐岩的储油和储气能 力。
影响因素
压实作用受沉积物粒度、 沉积水深、埋藏深度和温 度等多种因素的影响。
通过控制不同的温度、压力、pH值、离子浓度等参数，研究多因素 耦合对碳酸盐岩成岩作用的影响。
探究碳酸盐岩成岩作用的动力学过程
通过实验手段，研究碳酸盐岩成岩作用过程中各种矿物和有机质的形 成与演化机制，揭示其动力学过程。
第六章碳酸盐岩岩石学nppt课件
★ 砾屑
>2mm
★ ★ 砂屑
2-0.1mm
★ ★ ★ 粉屑 0.1-0.01/0.005mm
★ ★ ★ ★ 泥屑
<0.01/0.005mm
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.内碎屑
（1）类型 砾屑（特殊、典型者如竹叶状砾屑） 成因：浅水高能地区，半固结或固结的泥晶石灰岩岩 层被波浪或水流破碎、搬运、再沉积，形成扁平砾石。 砂屑 成分多为泥晶灰岩，分选及磨圆较好，高能环境产物
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
序言
一、碳酸盐岩及碳酸盐岩岩石学 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%）
第一节 碳酸盐岩的成分
一、碳酸盐岩的矿物成分 盆内矿物 碳酸盐矿物 非碳酸盐矿物 盆外矿物 陆源矿物 有机质（混合物）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节
碳酸盐岩的成分
一、碳酸盐岩的矿物成分
（一）碳酸盐矿物 方解石和白云石——碳酸盐岩最基本的矿物成分 1.方解石矿物体系 文石镁含量极低，主要在温暖浅海灰泥沉积物及碳酸盐颗粒（如鲕粒、球粒及团块）中。现代沉积
纯石灰岩/纯方解石——CaO 56%和CO2 44%； 纯白云岩/纯白云石——CaO 30.4%，MgO 21.7%， CO2 47.9%。 （二）微量元素锶、钡、锰、钴、镍、铅、锌、铜、钒、镓、钛、硼等→地层的划分和对比
碳酸盐岩模式PPT课件
盆地相的岩石成分取决于水深和水的循环程度。对于水深达100m、水体盐 度正常、含氧丰富和水体循环良好的盆地环境，岩性常以潜穴化骨屑石灰岩 和含有—些泥质颗粒的石灰岩为特征。该相带生物群种属多样，局部生物群 丰度较高，包括腕足和头足类动物、珊瑚和棘皮动物。在水深几百米、贫氧、 水静的盆底，岩性以薄层和纹层状黑色泥灰岩为，常见燧石，生物群主要是 远洋浮游生物。若盆地非常局限，会出现盐度成层现象，在盆地碳酸盐岩中 可能含准同生石膏和硬石膏。
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古代碳酸盐岩台地或滩的长期沉积速率远小于全新世的沉积速率。古生 代碳酸盐沉积速率为13~365μm/a，而全新世碳酸盐生长速率为500~10 000μm/a以上。
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2．构造沉降和沉积背景的控制作用
②地表岩溶主要特征为出现紫红色泥岩、灰绿色铝土质泥岩以及覆盖的 角砾灰岩、角砾白云岩的古土壤。风化壳顶部的岩溶角砾岩往往成分单 一，分选和磨圆差。碎屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸 模孔等。
③古岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶带、水平潜 流岩溶带和深部缓流岩溶带。
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台地或滩边缘相由砂屑灰岩、泥屑灰岩及生物礁在内的岩相复合体组成， 这种复合体组成特征取决于可供利用的有机质类型和水体条件。在很多 情况下，滩边缘单个准层序的讯别比较困难，这是因为垂向叠加的碳酸 盐岩是在活跃的高能波浪和海流机制下沉积的。滩边缘相通常含有小到 中型的槽状交错层理和海底硬地。生物丘(Bioherm)含有生物或胶结物 粘结的块状礁体和斑礁体，其间隙被灰质泥岩、骨屑灰岩和泥质灰岩充 填。该相带沉积水深从海平面至水下50m处，在某些地方可构成展布达 几千米的小型潮上岛。
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古代碳酸盐岩台地或滩的长期沉积速率远小于全新世的沉积速率。古生 代碳酸盐沉积速率为13~365μm/a，而全新世碳酸盐生长速率为500~10 000μm/a以上。
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2．构造沉降和沉积背景的控制作用
②地表岩溶主要特征为出现紫红色泥岩、灰绿色铝土质泥岩以及覆盖的 角砾灰岩、角砾白云岩的古土壤。风化壳顶部的岩溶角砾岩往往成分单 一，分选和磨圆差。碎屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸 模孔等。
③古岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶带、水平潜 流岩溶带和深部缓流岩溶带。
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台地或滩边缘相由砂屑灰岩、泥屑灰岩及生物礁在内的岩相复合体组成， 这种复合体组成特征取决于可供利用的有机质类型和水体条件。在很多 情况下，滩边缘单个准层序的讯别比较困难，这是因为垂向叠加的碳酸 盐岩是在活跃的高能波浪和海流机制下沉积的。滩边缘相通常含有小到 中型的槽状交错层理和海底硬地。生物丘(Bioherm)含有生物或胶结物 粘结的块状礁体和斑礁体，其间隙被灰质泥岩、骨屑灰岩和泥质灰岩充 填。该相带沉积水深从海平面至水下50m处，在某些地方可构成展布达 几千米的小型潮上岛。
成岩作用
5．表生阶段
淡水的古喀斯特作用 最重要
地下深埋的岩石经过地壳构造运动被抬升到地表附近 的淡水淋滤带，可在古侵蚀面之下数十米内发生大规模的 岩溶现象。如遇到夹有膏盐层的岩层或含膏盐层的岩层， 由于淡水淋滤溶解膏盐发生去膏盐化作用，产生次生溶蚀 孔洞及膏溶垮塌角砾岩层，与膏盐伴生的白云岩常发生去 白云石化。碳酸盐岩层处在古侵蚀面的构造裂缝发育带及 地下水泄水区，淡水循环良好，岩溶作用发育，可以形成 大量溶洞、溶缝及岩溶角砾岩等。表生阶段的古淋滤溶蚀 孔洞缝，是油气储集及固体矿产聚集的有利场所，我国已 有大量的实例。 同时，表生阶段也有深部地下水的交代作用及后生 矿物的生成，也可能被地下咸水沉淀的矿物充填（如白云 石、天青石、萤石等）。岩石进一步重结晶形成较粗大的 晶粒结构，可使原始沉积结构和构造遭到进一步的破坏。
碳酸盐的成岩作用远比其沉积过程复杂 碳酸盐沉积物在一定环境中形成以后，即进入成岩阶 段。沉积物开始尽量适应新的各种物理、化学条件， 并与周围环境达到相对的平衡状态。但是沉积物中的 微观和宏观条件都在不断地、迅速地发生变化。在成 岩早期阶段，沉积物孔隙度很高，孔隙水运动很强， 生物作用较活跃，昼夜温差也大。所以相对平衡是短 暂的，错综复杂的成岩变化则在广泛地不断地进行着。 Larsen等（1979）总结出影响碳酸盐沉积物成岩变化 的有一系列因素，包括：地理，大地构造、地貌、区 域地球化学、沉积物聚集速率、沉积物初始组分、粒 度、沉积物纯度、灰岩与地表的联系程度、孔隙水和 气体、物理化学条件、前期成岩历史（如原先排出的 微量元素将决定以后的成岩作用）等。
浅成与深成胶结物的比较(Loucks,1983)
特征 晶体大小 晶体形态 晶粒分布 晶粒界线 Mg2+含量 Fe2+含量 Sr2+含量 早期浅埋胶结物 岩石学特征 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细晶至中晶 等轴状、次为片状 极细至细晶在颗粒边缘分 布，向孔隙中心逐渐变粗 晚期深埋胶结物
川中震旦系灯影组碳酸盐岩成岩作用及储层孔隙演化
四川 盆地 震旦 系灯影 组 （ Ｚ 。 ｄ ）古岩 溶储 层发 育 ，具 有 良好 的油 气储 集 潜力 ，已发 现 资 阳 、威 远 气 田 ，并且 对其 已有 较为 详细 的研究［ １ ～ 。该 套地 层在 与威远 、资阳地 区具相 似地质 条 件 的川 １ 中地 区 的勘 探才起 步 ，虽部分 学 者对其 已做 了一 定 的工作 。 ］ ，但是 由于 该 区储 集 层 段埋 藏 历 史 久远 ，成 岩作 用 多样 ，导致 对储层 特 征及其 分布 规律 等 的认 识仍 存在 一定 的问题 。因此 ，开 展研 究 区内成岩作 用 与储 层
川 中震 旦 系 灯 影 组 碳 酸 盐 岩 成 岩 作 用 及 储 层 孔 隙 演 化
莫 静 （ 西南石油大学资源与环境学院， 四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
王 兴 志（ 茎 茎 星 谢 林（ 茎 茎 星 茎
） ）
周 正 ，林 刚 ，熊 剑 文 （ 西南石油大学资源与环境学院， 四Ｊ ｆ Ｉ 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
总结 了灯 影 组 的成 岩 序 列 及 孔 隙 的演 化 规 律 。
［ 关 键 词 ］ 川 中 ； 灯 影 组 ；成 岩 作 用 ；孔 隙演 化
［ 中 图分 类号 ］ Ｔ Ｅｌ ２ ２ ． ２
［ 文 献标 志码 ］ Ａ
［ 文章编号］１ ０ ０ ０ —９ ７ ５ ２（ ２ Ｏ １ ３ ）ｏ ８ —０ ０ ３ ２一 Ｏ ７
石油天然气学报 （ 江 汉 石 油 学 院 学 报 ）２ ０ １ ３ 年８ 月 第３ ５ 卷第８ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ ｅ ｉ ）Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ８
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
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
变的作用。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其 特征
• 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。
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+CaSO碳酸4·盐2岩H主要2成O岩→作用类2型C及a其特C征O3+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。
• 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)
·
谢谢大家！
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其 特征
• 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。
碳酸盐岩概论PPT课件
上峰型
尖峰型
缝合型 下峰型
地震波型
缝合线被方解 石脉切割
缝合线切割方 解石脉
三、现代碳酸盐沉积规律
（一）海洋沉积为主 （二）暖、清、浅的水体条件有利于CaCO3沉淀 （三）水动力条件
对碳酸盐组分的生成和分布起重要的控制作用
镶嵌的粒状结构） （6）岩石形成时的能量：
亮晶含量高，反映高能环境； 灰泥含量高，反映低能环境
4.胶结类型
栉壳状结构
晶粒结构（重结晶产物）
嵌晶结构（似花岗胶结）
连晶结构（成岩期产物）
重力胶结、新月形胶结（渗流带产物）
四、晶粒
是晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分 成较粗大的碳酸盐矿物晶体。原生结构完全被破坏。
重结晶作用或早期淋滤再充填，只保留了鲕的轮廓。
负鲕（空心鲕）
内部大部或全部被溶蚀，只剩外壳层
具缝合线边 缘的压溶鲕
鲕内溶孔
鲕内溶孔
（3）形成机理
无机沉淀说： 饱和碳酸钙的水中，碳酸钙将在核心表面发生沉淀作用。在动荡水体 搅动下，不断悬起，接受碳酸盐沉淀,一直大到悬不起来为止。
3、藻粒
（二）非碳酸盐的自生矿物
硫酸盐：石膏、硬石膏、重晶石、天青石 盐类：盐岩、钾镁盐 氧化物：赤铁矿、蛋白石、自生石英 硅酸盐：海绿石、长石 其它：黄铁矿、白铁矿、磷酸盐矿物
（三）陆源矿物：粘土矿物、陆源碎屑矿物
（四）有机质（混合物）
二、碳酸盐岩的化学成分
（一）主要化学成分
主要是CaO、MgO、CO2 纯石灰岩（纯方解石）——CaO：56%、CO2：44%； 纯白云岩（纯白云石）——CaO：30.4%、MgO：21.7%、CO2：47.9%。
第九章 碳酸盐岩概论
尖峰型
缝合型 下峰型
地震波型
缝合线被方解 石脉切割
缝合线切割方 解石脉
三、现代碳酸盐沉积规律
（一）海洋沉积为主 （二）暖、清、浅的水体条件有利于CaCO3沉淀 （三）水动力条件
对碳酸盐组分的生成和分布起重要的控制作用
镶嵌的粒状结构） （6）岩石形成时的能量：
亮晶含量高，反映高能环境； 灰泥含量高，反映低能环境
4.胶结类型
栉壳状结构
晶粒结构（重结晶产物）
嵌晶结构（似花岗胶结）
连晶结构（成岩期产物）
重力胶结、新月形胶结（渗流带产物）
四、晶粒
是晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分 成较粗大的碳酸盐矿物晶体。原生结构完全被破坏。
重结晶作用或早期淋滤再充填，只保留了鲕的轮廓。
负鲕（空心鲕）
内部大部或全部被溶蚀，只剩外壳层
具缝合线边 缘的压溶鲕
鲕内溶孔
鲕内溶孔
（3）形成机理
无机沉淀说： 饱和碳酸钙的水中，碳酸钙将在核心表面发生沉淀作用。在动荡水体 搅动下，不断悬起，接受碳酸盐沉淀,一直大到悬不起来为止。
3、藻粒
（二）非碳酸盐的自生矿物
硫酸盐：石膏、硬石膏、重晶石、天青石 盐类：盐岩、钾镁盐 氧化物：赤铁矿、蛋白石、自生石英 硅酸盐：海绿石、长石 其它：黄铁矿、白铁矿、磷酸盐矿物
（三）陆源矿物：粘土矿物、陆源碎屑矿物
（四）有机质（混合物）
二、碳酸盐岩的化学成分
（一）主要化学成分
主要是CaO、MgO、CO2 纯石灰岩（纯方解石）——CaO：56%、CO2：44%； 纯白云岩（纯白云石）——CaO：30.4%、MgO：21.7%、CO2：47.9%。
第九章 碳酸盐岩概论
碳酸盐岩形成及类型ppt课件
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2019/5/6
1） 如某一岩石，含白云石70％，方解石30％，则该岩石属白云岩范 畴，可称为“灰质白云岩”。又如某一岩石，含白云石60％，方解石30％， 粘土10％，则该岩石仍属白云岩范畴，可称为“含泥的灰质白云岩”。 2）如岩石中没有含量大于50％的成分，则采用复名原则，即把含量50 ％～25％的成分联合起来定岩石的基本名称；含量小于25％的原则同上。 3）如某一岩石，含方解石45％，白云石35％，粘土20％，则该岩石可称 为“含粘土的云－灰岩”或“含粘土的白云－石灰岩。
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：
它们的磨圆度，分选性等特征。
充填在颗粒之间的物质为亮晶胶结物和泥晶基质。亮晶 胶结物一般较明亮透明，亮白色、玻璃光泽、粒径较粗、 大于0.03毫米断口粒状，可见到解理面；泥晶基质的粒 度较细小，小于0.03毫米，断口较致密、颜色较深。在 描述时还要注意它们各自的含量。
4、碳酸盐岩与碎屑岩一样，颗粒与填隙物之间的关系可 呈观基底式、孔隙式与接触式胶结类型。可称颗粒支撑，杂
132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
提纲
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2-4 海水潜流环境（海水潜流带）—如果在地下潜水面附 近或以下，受到海水的影响，则可出现海水潜流环境，此 时沉积物或岩石的全部孔隙空间为正常海水所充满。大多 数碳酸盐岩是沉积在海相环境，因而是碳酸盐经历的第一 个成岩环境（图）。
2-5 混合水成岩环境（淡水海水混合带）—淡水和海水混 合而成的半咸水为标志。混合带的胶结物很少，因为水处 于相对停滞状态。此带可发生混合白云化。 Badiozamani(1973)指出，大约10%的海水与90%的淡水混 合可以形成一种对方解石稍不饱和而对白云石过饱和的溶 液（图）。
2、近地表成岩环境
包括： 大气水渗流环境 大气水潜流环境 海水渗流环境 海水潜流环境 混合水成岩环境
2-1 大气渗流环境（淡水渗流带） —在地下潜水面以上，因而主要受大气降水影响（图）。 渗流带 位于潜水面以上的大气带。孔隙中同时可出现空气 和水。由于水的不均匀分布可发育特征的胶结物结构。渗 流带中的大气水未被CaCO3饱和，溶解作用是最主要的作 用。另外也有较少的胶结物，常呈新月形和悬挂形
5．表生阶段
淡水的古喀斯特作用 最重要
地下深埋的岩石经过地壳构造运动被抬升到地表附近
的淡水淋滤带，可在古侵蚀面之下数十米内发生大规模的 岩溶现象。如遇到夹有膏盐层的岩层或含膏盐层的岩层， 由于淡水淋滤溶解膏盐发生去膏盐化作用，产生次生溶蚀 孔洞及膏溶垮塌角砾岩层，与膏盐伴生的白云岩常发生去 白云石化。碳酸盐岩层处在古侵蚀面的构造裂缝发育带及 地下水泄水区，淡水循环良好，岩溶作用发育，可以形成 大量溶洞、溶缝及岩溶角砾岩等。表生阶段的古淋滤溶蚀 孔洞缝，是油气储集及固体矿产聚集的有利场所，我国已 有大量的实例。
一、成岩后生作用的阶段划分
1．准同生阶段 2．早期成岩阶段 3．晚期成岩阶段 4．后生阶段 5．表生阶段
1．准同生阶段
沉积物尚未脱离沉积盆地的底层水，同时又可以大 气淡水的作用，沉积物最表层与上述流体所发生的变化阶 段。
沉积物与底层盐水或与暴露大气下的表面蒸发盐水作 用，产生微晶白云石，沉淀盐类矿物等。
碳酸盐的成岩作用远比其沉积过程复杂
碳酸盐沉积物在一定环境中形成以后，即进入成岩阶 段。沉积物开始尽量适应新的各种物理、化学条件， 并与周围环境达到相对的平衡状态。但是沉积物中的 微观和宏观条件都在不断地、迅速地发生变化。在成 岩早期阶段，沉积物孔隙度很高，孔隙水运动很强， 生物作用较活跃，昼夜温差也大。所以相对平衡是短 暂的，错综复杂的成岩变化则在广泛地不断地进行着。 Larsen等（1979）总结出影响碳酸盐沉积物成岩变化 的有一系列因素，包括：地理，大地构造、地貌、区 域地球化学、沉积物聚集速率、沉积物初始组分、粒 度、沉积物纯度、灰岩与地表的联系程度、孔隙水和 气体、物理化学条件、前期成岩历史（如原先排出的 微量元素将决定以后的成岩作用）等。
绝，主要的孔隙水来源是上部或侧部渗透来的重盐水，
或者是由下伏沉积物压榨出来的上升盐水，这种孔隙水
可与颗粒或基质继续发生交代作用，形成菱形白云石，
或者由于孔隙水过饱和沉淀结物。
4．后生阶段
温度、压力
最重要
随着岩石埋藏加深，由于上覆沉积的静压力增大，
使固结的岩石产生裂隙、或压溶缝合线，为深部地下水 打开通路。这种矿化度较高的水，可以沿裂缝产生粗大 的交代充填矿物。由于温压升高，成岩期矿物进一步重 结晶，按结晶力强弱，形成一系列粗大的斑晶或粗晶斑 块。如后生白云石。
如四川东部建南构造，P2海绵礁气藏。位于构造 两端是礁体，但一个礁体白云石化，而另一个礁 既有白云石化又有去白云石化，晶间孔及菱形孔 隙较发育，后者产能高出数倍。这就说明同样的 有利相带及构造有利部位因受成岩变化控制的储 集孔隙空间发育情况不同，而产能可相差几倍。 这就提示我们，不仅要寻找有利储集相带及有利 圈闭条件，还要有一个有利于孔隙—裂隙发育的 成岩变化带。川东卧龙河构造T5C1高产气田，重 庆相国寺构造C2高产气田等，都能说明这个问题， 它们都与潮间带窗孔、溶孔、残余藻球的粉晶白 云岩有关
2-2 大气潜流环境（淡水潜流带）—在地下潜水面附近或 以下，位于渗流带和混合带之间，全部孔隙为含有不等量 的溶解碳酸盐的大气水所充填。顶界是地下潜水面。淡水 潜流带的几何形态受地形、雨量以及岩石的孔隙度和渗透 率变化的控制。在一个理想的热带岛，淡水潜流带是典型 的透镜体，直接位于岛的下面（图）。
2-3 海水渗流环境（海水渗流带）—如果在海岸地下潜水 面以上的环境中，受到溅于海岸的海水的影响（包括由风 暴作用带到岸上的海水），则可出现海水渗流环境（图）。
2．早期成岩阶段
海水&大气水
沉积物埋藏浅，仍与海水联通，孔隙水开始过饱和 沉淀早期胶结物，或者富Mg2+孔隙盐水与颗粒或灰泥基 质发生选择性交代作用，形成粉晶白云石。在有淡水作 用的条件下，准稳定的沉积矿物文石及高镁方解石开始 向方解石转变。
3．晚期成岩阶段
孔隙水
沉积物继续埋藏。上覆沉积物加厚最，与重海要水逐渐隔
二、碳酸盐主要成岩环境
碳酸盐的成岩作用主要取决于成岩环境的条件和物 理化学性质，成岩环境的主要类型有：
1、海底成岩环境
包括浅海成岩环境和深海成岩环境
（1）深海成岩环境中的主要成岩作用是方解石的溶 解作用和文石的溶解作用，胶结作用存在，但并不象其它 环境那样重要（图）。
（2）浅海成岩环境实际上就是后边将要说到的海水潜 流环境，主要的成岩作用是泥晶化作用，文石及镁方解石 的胶结作用
同时，表生阶段也有深部地下水的交代作用及后生
矿物的生成，也可能被地下咸水沉淀的矿物充填（如白云 石、天青石、萤石等）。岩石进一步重结晶形成较粗大的 晶粒结构，可使原始沉积结构和构造遭到进一步的破坏。
6．构造阶段
构造应力最重要
形成具有一定方向和组系的裂隙，充填次生矿物，或
沿裂隙发生的溶蚀充填作用以及交代作用等。
二、碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化
碳酸盐岩与碎屑岩重要的差别之一是对于成
岩作用强烈的敏感性，这是碳酸盐矿物的晶体化 学和碳酸盐沉积的地球化学环境特征造成的。碳 酸盐岩的成岩变化直接影响孔隙发育，因此应当
予以重视。
控制油气聚集的主要条件是： （1）有利的储集相带 （2）有利的圈闭条件 （3）有利的成岩作用带 三者在不同情况下具不同的相对重要性。