第八章 碳酸盐岩各论汇总

第八章碳酸盐岩各论

第一节碳酸盐岩的分类

一、碳酸盐岩的分类

碳酸盐岩首先可按成分划分为石灰岩和白云岩两种基本类型，此外还有若干过渡类型，它们与粘土岩、碎屑岩之间也常存在过渡。

石灰岩—白云岩系列的各类岩石划分如表所示：

表1 根据方解石和白云石的相对含量划分的岩石类型

碳酸盐岩中常混入粘土物质，它与粘土岩之间存在一系列过渡岩石类型，其分类见下表：

表2 石灰岩－粘土岩系列的岩石类型

注意，这里的“泥”是指粘土成分的泥，也可用“粘土”代替。

碳酸盐岩中还可混入其它陆源碎屑物质和硅质成分，同样可组成碳酸盐岩与碎屑岩或硅质岩之间的一系列的过渡岩石类型。

二、碳酸盐岩的结构—成因分类

从五十年代末期以来，以结构—成因观点提出了许多碳酸盐岩分类方案。其中最有突破性方案要数福克（1959,1962）以具有成因意义的结构为依据的分类。它的分类引入了碎屑岩成因观点，认为碳酸盐岩各类岩石的形成，除生物、化学作用外，重要因素是水介质的机械动力作用。除福克的分类外，邓哈姆（1962）从强调结构的角度来划分碳酸盐岩的结构类型也值得注意。（一）福克的分类

福克的碳酸盐岩分类方案是以石灰岩为主体，考虑到白云岩的成因特点，把碳酸盐岩分为五个类型。石灰岩的分类基础是以石灰岩中三个主要结构组分端元为依据，把石灰岩划分为三个基本类型，并用三角图图解表示。

1.三个端元

（1）异化颗粒：相当于盆内颗粒或颗粒

（2）微晶方解石或简称微晶，相当于灰泥或泥晶

（3）亮晶方解石胶结物

2.三个主要类型

Ⅰ亮晶异化石灰岩

主要由异化颗粒组成，其粒间空隙主要为亮晶方解石充填或空着，很少含微晶方解石泥。这种石灰岩是在水动力条件很强的环境中生成的。强烈和持续的水流使异化颗粒得到很好的淘洗，把微晶方解石从颗粒间冲洗干净，因此，沉积下来的主要是分选很好的异化颗粒。这些异化颗粒沉积后，粒间

水发生化学沉淀，形成亮晶方解石胶结物。这样，就生成了亮晶异化石灰岩。这种石灰岩与粘土杂基含量很少的砂岩很相似。

Ⅱ微晶异化石灰岩

主要由异化颗粒及微晶方解石泥组成，不含或很少含亮晶方解石胶结物。形成这种石灰岩的水动力条件比亮晶异化颗粒石灰岩的弱多了。因此，微晶方解石泥很难被冲走，所以异化颗粒就和微晶方解石泥以其沉积下来，形成了微晶异化石灰岩。由于异化颗粒间的孔隙已由在泥晶方解石充填，所以就没有多少空间再让粒间水占据，因此也就不可能沉淀出较多的亮晶方解石。微晶异化石灰岩与粘土质或泥质砂岩相似。

Ⅲ微晶石灰岩

几乎全部由微晶方解石泥组成。这是水动力条件很弱环境中的产物，与粘土岩很相似。

福克把Ⅰ、Ⅱ类叫作异化石灰岩，把Ⅲ类叫作正常化学岩。

3.其它两种类型

福克还把有生物格架组成的礁灰岩，划分为生物岩。

因为大多数白云岩是交代成因，福克又划分出第Ⅴ类型：交代白云岩。

这就是福克关于碳酸盐岩分类的基本内容。

4.优点和缺点

（1）优点

福克分类方案的核心，也就是它最大的优点，是把碎屑岩的结构观点系统地引进到碳酸盐岩中来。

（2）缺点

①三端元中，只有异化颗粒和微晶方解石泥是独立的结构组分，它们的有无和相对含量决定了岩石类型，也反映了这些岩石类型的沉积环境的水动力条件。而作为粒间水化学沉淀产物的亮晶方解石胶结物，不是独立成分，其有无和多少是由微晶方解石泥的有无和多少决定的。所以，把亮晶和另两个较主要的组分同等对待，就会使分类繁琐而且欠科学性。

②未考虑重结晶的作用，因而对老石灰岩来说，难以将亮晶方解石胶结物和微晶方解石泥区分开。

③规则太多，数量标准很多，很繁琐。

④用“正常”和“异常化学岩”这些非成因术语概括岩石类型并不恰当。例如他把微晶石灰岩当作“正常化学岩”就不恰当，因为微晶方解石也有机械、化学和生物三种成因。

（二）邓哈姆的分类

1.分类原则

邓哈姆（1962）的分类方案强调碳酸盐岩结构的类别，以颗粒和灰泥基质的数量比作为基础，即以颗粒支撑为主还是以灰泥支撑为主，划分出灰泥岩和颗粒岩两大类。将生物骨架粘结原始沉积物形成的岩类划分为粘结岩；另外，还划分出结构不能辨认的结晶碳酸盐岩。

2.环境意义

以灰泥支撑的结构表示低能的静水环境的产物，以颗粒支撑的结构表示高能量的波浪、流水的簸洗和再搬运作用形成的沉积结构。此处的“泥”是指“泥”粒级大小的碳酸盐灰泥。

3.优点和缺点

（1）优点

①简明扼要，有高度的概括性。

它把亮晶方解石胶结物这一非独立的结构组分排除在外，在颗粒—泥石灰岩大类中，仅以颗粒和泥作为端元，将石灰岩分为四类是很恰当的。

②增加了结晶碳酸盐岩。

③体现了石灰岩以至碳酸盐岩的类型的三分性：即颗粒—泥岩、粘结岩、结晶岩。这种三分性就是石灰岩以至碳酸盐岩的“纲”，抓住了纲，次一级的目就很清楚了。这是邓哈姆分类方案的最基本优点。

（2）缺点

例如“泥岩”易与粘土岩中的“泥岩”混淆；在四类颗粒—泥岩中无确切的定量标准；术语欠严谨等。

三、本课程采用的分类方案

本课程试用冯增昭1982年经修改后的结构—成因分类方案。如表所示。

表3 石灰岩的结构分类

这一分类方案的要点是：

1.以石灰岩为主体，首先把石灰岩划分为三个大的类型，即Ⅰ—颗粒—灰泥石灰岩；Ⅱ—晶粒石灰岩；Ⅲ生物格架—礁灰岩。

2.每一大类还可根据其主要结构组分的具体特征和相对含量，再进行细分，如颗粒—灰泥石灰岩分为30个类型。

3.各个岩石类型划分及命名的定量界限均为50%、25%、10%，都按前述的三级命名法。

4.分类表中的岩石名称都是岩石类型的名称，还不是某一具体岩石的名称。对于某一具体的岩石，其名称还应根据其具体的结构组分特征和相对含量，定得更具体些。例如内碎屑石灰岩可以是竹叶石灰岩、砂屑石灰岩等。

5.在颗粒—灰泥石灰岩的类型划分和命名上，表中未使用亮晶方解石胶结物（亮晶）这一结构组分。这是因为它不是独立的结构组分，它的存在与否，首先取决于颗粒和灰泥的相对含量。

6.颗粒与灰泥的相对含量，或者说颗粒与灰泥的比率，可定量反映出沉积环境的水动力或水的能量。表中由下向上，水能量逐渐增大，即从静水逐渐变成动荡水。可见，颗粒与灰泥的相对含量具有重要的成因意义，能表征其沉积环境。因此，此分类方案在形式上是结构分类，实质上是结构—成因分类。

第二节主要石灰岩类型及其基本特征

一、颗粒—灰泥石灰岩

是分布最广的石灰岩类型。主要是由颗粒及灰泥这两个组分组成的。

根据颗粒和灰泥的相对百分含量，可把它再细分为六个类型。即颗粒石灰岩、含灰泥颗粒石灰岩、灰泥质颗粒石灰岩、颗粒质灰泥石灰岩、含颗粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩，即上表中的Ⅰ（2）。

为了使岩石类型术语更加扼要，可以在岩石类型的名称上着重表现颗粒，不表现灰泥。因此，可以把它划分为四个类型，即颗粒石灰岩、颗粒质灰岩、