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、含颗粒石灰岩、无颗粒石灰岩，即上表中的Ⅰ（1）。

颗粒—灰泥石灰岩的类型划分和命名，除了根据颗粒与灰泥（或基质）的相对含量，还要根据颗粒的类型，如内碎屑、生物颗粒、鲕粒、藻粒等；内碎屑还可分为砾屑、砂屑、粉屑、泥屑等；砾屑还可细分为竹叶状砾屑、角砾状砾屑等。

其它颗粒也都可进一步细分。

因此，具体的颗粒—灰泥石灰岩是很多的，如内碎屑石灰岩、生物颗粒石灰岩等；内碎屑石灰岩又可分为砾屑石灰岩、砂屑石灰岩、粉屑石灰岩等；砾屑石灰岩进一步可分为竹叶砾屑石灰岩、角砾砾屑石灰岩等。

同样，也可分出各种生粒石灰岩，各种鲕粒石灰岩、各种球粒石灰岩、各种藻粒石灰岩等。

这些岩石之间，还存在着许多过渡的或混杂的岩石类型。

逐个地讲述这些繁多的岩石类型是没有必要的。

下面只对一些主要的颗粒—灰泥石灰岩作简要介绍。

（一）竹叶状砾屑石灰岩可简称为竹叶石灰岩，是很常见的一种粒屑石灰岩（图）。

在华北古生界地层中，广泛发育着各种各样的竹叶石灰岩。

这种竹叶石灰岩大都有两个重要的特征：1.粒屑的磨圆度高，分选中等～较好。

2.基质部分主要为灰泥，很少有亮晶胶结物。

这在成因上似乎难以解释：因为磨圆度和分选性均较好，说明其形成于较强水动力条件；但大量灰泥的存在反映较弱的水动力条件。

看来，范围广阔的早古生代的华北陆表海，其近岸潮间地带或水下的一些高地（如开阔的“竹叶浅滩”），就是这种特殊结构的竹叶石灰岩形成的良好环境。

（涨潮、落潮水动力条件强，形成竹叶；无潮期水体平静，灰泥沉积）（二）角砾状砾屑石灰岩可简称为角砾石灰岩。

其颗粒主要是棱角状的粒屑，其基质多种多样。

根据成因，至少有以下的一些类型：1.正常的内碎屑成因的角砾石灰岩它与竹叶石灰岩的不同之处主要在于它的粒屑是角砾状的。

加入当初再进一步淘洗，也会变成竹叶石灰岩。

2.礁旁的礁屑角砾石灰岩1.与2.——真正意义上的石灰岩3.滨海陡崖角砾石灰岩这主要是沿岸的陡崖石灰岩在海浪的冲蚀下所形成的角砾状岩屑，就地堆积在滨岸的礁深水环境中形成.滨海陡崖角砾石灰岩。

其实，这种角砾石灰岩已经属于碎屑岩的范畴了。

4.山麓堆积或洪积角砾石灰岩这更是典型的碎屑岩了。

5.洞穴坍塌角砾石灰岩也应是碎屑岩。

6.膏岩的成岩后生变化引起的角砾石灰岩。

在含膏岩的石灰岩地层中，在成岩后生阶段，石膏和硬石膏常因外部条件的变化而互相转化。

硬石膏转化为石膏时，其体积膨胀。

石膏转化为硬石膏时，其体积缩小。

这种胀缩作用将使其周围的石灰岩层破裂成角砾。

再者，石膏和硬石膏也易于溶解，这更易引起其上覆的石灰岩层坍塌破裂形成角砾。

这些角砾被地下水中的沉淀物胶结起来，就形成角砾岩。

这种角砾岩是寻找地下石膏层的标志。

在四川三叠纪底层和华北中奥陶统中，常有这种角砾石灰岩。

7.构造角砾石灰岩8.由纵横交叉的方解石脉切割而成的角砾石灰岩。

实际上，只有前两种才属于颗粒—灰泥石灰岩的砾屑石灰岩的范畴。

从成因上把这些角砾石灰岩分开，是十分重要的。

（三）砂屑石灰岩是很常见的一种内碎屑石灰岩。

在颗粒组分中，除砂屑之外，还常含有一些生物颗粒、粉屑等。

亮晶常见，灰泥含量一般较少，交错层理、波痕、以及其它水动力构造常见。

这种岩石多是水动力条件较强的环境的产物。

（四）粉屑石灰岩也较常见，但肉眼很难鉴别出来，几乎总是把它当作无颗粒的泥晶石灰岩。

还有，由于粉屑常与球粒不易区分，所以粉屑石灰岩常与球粒石灰岩难以区别。

一般都把形状近于圆或椭圆、分选良好、粉砂级的颗粒当作球粒，把有机质含量高、颜色暗的球粒当作粪球粒。

反之，把形状较不规则的、分选较差的、粉砂级的颗粒当作粉屑。

粉屑石灰岩基质多为泥晶。

粉屑石灰岩常是水动力条件较弱环境的产物。

（图）（五）生粒石灰岩生物化石种类繁多，因此有多种类型的生粒石灰岩。

这里应着重明白两点：1.尽可能地辨别清楚生物颗粒是否完整，如果是破碎的，还应尽可能辨别出它们是原地堆积的，还是经过搬运、磨蚀后才沉积下来的。

2.应注意其基质是灰泥（泥晶）还是亮晶。

上述两点，对分析该岩石的沉积环境是非常重要的。

（图）（六）鲕粒石灰岩由于鲕粒类型很多，由此该类岩石的类型也很多。

如正常鲕粒石灰岩、表鲕石灰岩等。