13.第十三章 白云岩
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白云石的14C年龄表明，较粗的年龄较大。这些白云石的生长速度为0.05～ 0.09μm／千年。与其他大多数的盐类矿物的生长速度相比，显然是太慢了。放 射线衍射数据表明，晶体内部是化学计量的白云石，外部则是富钙的。这些资 料都表明，这里的白云石很可能并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 时间为几十年或几百年。这一交代作用可称为同生交代作用或同生白云化作用， 但它毕竟还不是原生的化学沉淀作用。
（2）次生交代成因的白云 岩的分类和命名
次生交代成因的白云岩，通 常按照晶粒大小（晶粒界限见表 11－1）对其分类命名，如泥晶白 云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、 中晶白云岩、粗晶白云岩等（图 13－2），其中细晶白云岩、中晶 白云岩、粗晶白云岩等表面常呈 砂糖状，故又称为砂糖状白云岩。
按照晶粒 大小分类是纯 描述性的，不 仅适用于次生 白云岩，也适 用于沉积成因 的白云岩。
考龙潟湖
澳大利亚南部考龙潟湖中的白云石形成条件： 水很咸、pH值很高、植物很茂盛的条件下形成的。通过光合作用，植物 从水中吸取CO2，使水的pH值增高，这就促使白云石沉淀。白云石以化学沉 淀的方式从水体中直接沉淀出来。
奥尔德曼和斯金纳（Aldeman and Skinner，1957）曾注意到，孤立的湖
二、毛细管浓缩作用－准同生白云化作用
在现代热带地区的潮上带，例如在波斯湾南岸的潮上带，在其表层的碳酸 盐沉积物中，现在正在进行着准同生的白云化交代作用。
这些刚沉积不久的表层沉积物，主要是文石。这些沉积物还是疏松的，其 粒间充满着水。这些粒间水，在开始阶段是正常的海水。由于该地区气候干热， 蒸发作用强烈，这些粒间水就不断地向空气中散发。与此同时，海水又通过毛 细管作用，源源不断地补充到这些疏松沉积物的颗粒之间。久而久之，这些粒 间水的含盐度就变大了，正常的海水就变成了盐水。从这种盐水中首先沉淀出 来的是石膏，也可能还有一些其他盐类矿物。在波斯湾南岸的广大潮上地带， 这种膏盐沉积物十分发育。这种潮上带经常是干的，但在低凹地区也可积水成 为盐水沼泽。阿拉伯语“萨布哈”就是指这种潮上的盐沼地。
水由于受慢慢下沉的细而白的沉淀物的影响，有时竟然变白了。这种白色的
悬浮物已被确定，它们是很细的高镁方解石和富钙白云石的混合物。这些方
解石和白云石大都不是化学计量成分的。
方解石的成分范围为
Ca77Mg23 到 Ca93Mg7 ， 白 云石的成分范围为
考龙云石）到Ca56Mg44（原白 云 石 ） 。 根 据 14C 及 其 他 方法的测定，这里的白云
（2）有些白云岩是由颗粒石灰岩白云化形成的，但颗粒 （鲕粒、内碎屑等）轮廓仍清晰可见。对这些白云岩不应称 为“颗粒白云岩”，因为它们不是沉积成因的，而应按照晶 粒大小命名，或者加上“残余”修饰语，如残余鲕粒白云岩、 残余砂屑白云岩等。
第二节 白云岩的生成机理
二十世纪五、六十年代以来，人们通过对巴晗马台地、波斯湾地区 及其他一些地区现代白云岩的研究和对古代白云岩的研究，相继提出了 一系列白云化学说，这就为解决白云岩成因问题提供了前提。
次生白云岩又分为：同生白云岩、准同生白云岩、成岩 白云岩和后生白云岩。
注意事项：
（1）对有些见不到明显的交代结构或沉积结构、成因不 明的白云岩，主要是由泥晶和粉晶白云石组成的白云岩，仍 可按照晶粒大小命名。如华北地区广泛分布的震旦纪的泥－ 粉晶白云岩以及其他地区其他层位中的各种类似的泥－粉晶 白云岩等。
石膏的沉淀使粒间水或表层 积水的Mg／Ca比率大大提高。正 常 海 水 的 Mg ／ Ca 比 率 约 为 3:1 ～ 4:1，而干热地区潮上地带表层沉 积物的粒间水或表层积水，其Mg ／ Ca 比 率 可 达 20:1 甚 至 更 高 。 这 种高镁的粒间盐水或表层水经常 与文石颗粒相接触，将不可避免 地使文石被交代，被白云化，使 文石转变为白云石。
石 的 堆 积 速 度 为 0.2 ～
0.5mm／年。这一速度真
是太快了。假如这里的白
色悬浮物不是从水底被再
次搅动起来的话，则这一
实例还是可信的。
在美国加利福尼亚州，有一 个盐湖叫深泉湖，面积约13km2。 在冬季和春季，湖水深30cm；在 干热的夏季和秋季，只有少量的 盐水；常年的浓盐水约占湖面积 的 2/3 ； pH 值 高 （ 9.5 ～ 10 ） 。 湖 的底部沉积物中，广泛地分布着 白云石。其晶体大都小于1μm。 共生的矿物有方解石、文石、无 水芒硝、石盐、单斜钠钙石、钾 芒硝、天然碱、钾石盐、钠镁矾 等，这些矿物大都呈环带从湖边 缘到中心分布。
一、原生沉淀作用 二、毛细管浓缩作用－准同生白云化作用 三、回流渗透白云化作用 四、混合白云化作用 五、埋藏白云化作用 六、其他白云化机理 七、控制白云石结晶的因素
一、原生沉淀作用
在常温、常压的条件下，在实验室中尚未合成出真正的、化学计量的 白云石。近几十年来，在已发现的近代白云石的实例中，最“过硬”的原生 白云石的实例，要算澳大利亚南部考龙潟湖中和美国加利福尼亚深泉盐湖中 的白云石了。
13.第十三章 白云岩
第一节 白云岩岩类学
定义：白云岩主要是由白云石矿物所组成的沉积碳酸盐岩。
白云岩的成因类型：白云岩不仅有沉积成因的，更多的是次生交代成因的。
（1）沉积成因的白云 岩的分类和命名：
对于沉积成因的白云岩， 其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、生物格架及晶 粒等五种结构组分组成的； 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 （ 图 13 －
次生白云岩中，常见交代结构，如晶粒较粗的白云石菱形体交代各种颗 粒及化石等；晶形较好具环带或污浊核心的白云石菱形体、部分白云化的石灰 岩中的云斑以及白云岩中的石灰岩残余体等，都是交代作用所致（图13－3）。
另外，与交 代结构相伴生的， 还常有一些交代 构造现象，如在 部分白云化的石 灰岩中，白云石 菱形体常沿缝合 线或裂隙发育； 沿岩层走向，常 见白云岩与石灰 岩的界限突然变 化，有时这一界 限还常切穿层理 等。
（2）次生交代成因的白云 岩的分类和命名
次生交代成因的白云岩，通 常按照晶粒大小（晶粒界限见表 11－1）对其分类命名，如泥晶白 云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、 中晶白云岩、粗晶白云岩等（图 13－2），其中细晶白云岩、中晶 白云岩、粗晶白云岩等表面常呈 砂糖状，故又称为砂糖状白云岩。
按照晶粒 大小分类是纯 描述性的，不 仅适用于次生 白云岩，也适 用于沉积成因 的白云岩。
考龙潟湖
澳大利亚南部考龙潟湖中的白云石形成条件： 水很咸、pH值很高、植物很茂盛的条件下形成的。通过光合作用，植物 从水中吸取CO2，使水的pH值增高，这就促使白云石沉淀。白云石以化学沉 淀的方式从水体中直接沉淀出来。
奥尔德曼和斯金纳（Aldeman and Skinner，1957）曾注意到，孤立的湖
二、毛细管浓缩作用－准同生白云化作用
在现代热带地区的潮上带，例如在波斯湾南岸的潮上带，在其表层的碳酸 盐沉积物中，现在正在进行着准同生的白云化交代作用。
这些刚沉积不久的表层沉积物，主要是文石。这些沉积物还是疏松的，其 粒间充满着水。这些粒间水，在开始阶段是正常的海水。由于该地区气候干热， 蒸发作用强烈，这些粒间水就不断地向空气中散发。与此同时，海水又通过毛 细管作用，源源不断地补充到这些疏松沉积物的颗粒之间。久而久之，这些粒 间水的含盐度就变大了，正常的海水就变成了盐水。从这种盐水中首先沉淀出 来的是石膏，也可能还有一些其他盐类矿物。在波斯湾南岸的广大潮上地带， 这种膏盐沉积物十分发育。这种潮上带经常是干的，但在低凹地区也可积水成 为盐水沼泽。阿拉伯语“萨布哈”就是指这种潮上的盐沼地。
水由于受慢慢下沉的细而白的沉淀物的影响，有时竟然变白了。这种白色的
悬浮物已被确定，它们是很细的高镁方解石和富钙白云石的混合物。这些方
解石和白云石大都不是化学计量成分的。
方解石的成分范围为
Ca77Mg23 到 Ca93Mg7 ， 白 云石的成分范围为
考龙云石）到Ca56Mg44（原白 云 石 ） 。 根 据 14C 及 其 他 方法的测定，这里的白云
（2）有些白云岩是由颗粒石灰岩白云化形成的，但颗粒 （鲕粒、内碎屑等）轮廓仍清晰可见。对这些白云岩不应称 为“颗粒白云岩”，因为它们不是沉积成因的，而应按照晶 粒大小命名，或者加上“残余”修饰语，如残余鲕粒白云岩、 残余砂屑白云岩等。
第二节 白云岩的生成机理
二十世纪五、六十年代以来，人们通过对巴晗马台地、波斯湾地区 及其他一些地区现代白云岩的研究和对古代白云岩的研究，相继提出了 一系列白云化学说，这就为解决白云岩成因问题提供了前提。
次生白云岩又分为：同生白云岩、准同生白云岩、成岩 白云岩和后生白云岩。
注意事项：
（1）对有些见不到明显的交代结构或沉积结构、成因不 明的白云岩，主要是由泥晶和粉晶白云石组成的白云岩，仍 可按照晶粒大小命名。如华北地区广泛分布的震旦纪的泥－ 粉晶白云岩以及其他地区其他层位中的各种类似的泥－粉晶 白云岩等。
石膏的沉淀使粒间水或表层 积水的Mg／Ca比率大大提高。正 常 海 水 的 Mg ／ Ca 比 率 约 为 3:1 ～ 4:1，而干热地区潮上地带表层沉 积物的粒间水或表层积水，其Mg ／ Ca 比 率 可 达 20:1 甚 至 更 高 。 这 种高镁的粒间盐水或表层水经常 与文石颗粒相接触，将不可避免 地使文石被交代，被白云化，使 文石转变为白云石。
石 的 堆 积 速 度 为 0.2 ～
0.5mm／年。这一速度真
是太快了。假如这里的白
色悬浮物不是从水底被再
次搅动起来的话，则这一
实例还是可信的。
在美国加利福尼亚州，有一 个盐湖叫深泉湖，面积约13km2。 在冬季和春季，湖水深30cm；在 干热的夏季和秋季，只有少量的 盐水；常年的浓盐水约占湖面积 的 2/3 ； pH 值 高 （ 9.5 ～ 10 ） 。 湖 的底部沉积物中，广泛地分布着 白云石。其晶体大都小于1μm。 共生的矿物有方解石、文石、无 水芒硝、石盐、单斜钠钙石、钾 芒硝、天然碱、钾石盐、钠镁矾 等，这些矿物大都呈环带从湖边 缘到中心分布。
一、原生沉淀作用 二、毛细管浓缩作用－准同生白云化作用 三、回流渗透白云化作用 四、混合白云化作用 五、埋藏白云化作用 六、其他白云化机理 七、控制白云石结晶的因素
一、原生沉淀作用
在常温、常压的条件下，在实验室中尚未合成出真正的、化学计量的 白云石。近几十年来，在已发现的近代白云石的实例中，最“过硬”的原生 白云石的实例，要算澳大利亚南部考龙潟湖中和美国加利福尼亚深泉盐湖中 的白云石了。
13.第十三章 白云岩
第一节 白云岩岩类学
定义：白云岩主要是由白云石矿物所组成的沉积碳酸盐岩。
白云岩的成因类型：白云岩不仅有沉积成因的，更多的是次生交代成因的。
（1）沉积成因的白云 岩的分类和命名：
对于沉积成因的白云岩， 其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、生物格架及晶 粒等五种结构组分组成的； 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 （ 图 13 －
次生白云岩中，常见交代结构，如晶粒较粗的白云石菱形体交代各种颗 粒及化石等；晶形较好具环带或污浊核心的白云石菱形体、部分白云化的石灰 岩中的云斑以及白云岩中的石灰岩残余体等，都是交代作用所致（图13－3）。
另外，与交 代结构相伴生的， 还常有一些交代 构造现象，如在 部分白云化的石 灰岩中，白云石 菱形体常沿缝合 线或裂隙发育； 沿岩层走向，常 见白云岩与石灰 岩的界限突然变 化，有时这一界 限还常切穿层理 等。