白云岩的分类与成因

第32讲白云岩的分类与成因

(Classification and causes of dolomite)

学时：

1学时

基本内容：

白云岩的成因分类：原生白云岩、次生白云岩，白云岩的石化程度分类：有残余结构、无残余结构。白云岩的生成机理：原生沉淀作用、毛细管浓缩作用——准同生白云化作用、回流渗透白云化作用、混合白云化作用、淡水白云石、调整白云化作用、生物白云化作用、埋藏白云化作用、海水白云化作用等。

教学重点与难点：

重点：白云岩的主要生成机理，和白云岩的成因分类。

难点：白云岩的成因问题，是碳酸盐岩石学中最难解决的问题之一，及其不同生成机理所处的沉积环境和背景。

教学思路：

重点讲述白云岩的主要生成机理中的毛细管浓缩作用——准同生白云化作用、回流渗透白云化作用、混合白云化作用和埋藏白云化作用，对其他几种机理概述，并根绝不同的成因机理简述如何对白云岩进行精细的分类。

主要参考书:

1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十一、十二、十三、十四、十五章，石油工业出版社，1993.

2、曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第三、九章，地质出版社，1986.

3、冯增昭等主编《中国沉积学》第二、五、六、七、八、九、章，石油工业出版社，1994.

4、冯增昭编著《碳酸盐岩石学及岩相古地理学》，石油工业出版社，1989.

复习思考题：

1、白云岩有哪几种生成方式？它们的形成要理如何？

2、原生沉淀作用、毛细管浓缩作用、回流渗透白云化作用与混合白云化作用有什么本质的区别？

3、根据白云岩的生成机理，可以把白云岩划分为哪几类？

4、原生沉淀作用、毛细管浓缩作用、回流渗透白云化作用有什么共同之处？

5、简述不同类型白云岩的生成机理？

教学内容提要：

白云岩的分类与成因

一、白云岩的结构分类

白云岩是主要由白云石组成的沉积碳酸盐岩。在白云岩的结构分类中，应强调以下三点。

第一，石灰岩的结构分类系统和命名原则，基本上也适用白云岩。

第二，在白云岩中，晶粒结构发育，除泥晶结构外，粉晶、细晶、中晶以至粗晶结构都相当常见。

第三，在白云岩中，交代结构发育，如晶粒较粗的白云石菱形体交代各种颗粒及化石等。

根据交代结构及与其伴生的其它交代现象的有无，可把白云岩划分为两个类型，即：具交代结构的白云岩（包括含白云石的石灰岩）和不具交代结构的白云岩。

二、白云岩的生成机理

（一）原生沉淀作用

关于白云岩的成因问题，人们最关心的是在近代碳酸盐沉积物中，是否有真正的原生的白云石，即是否真正有化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来的白云石。现在，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。

（二）毛细管浓缩作用——准同生白云化作用

在现代的热带地区的潮上带，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。

费里德曼等（Friedman,1967）把这一作用叫做“毛细管浓缩作用”，许靖华和西根撒勒（Hsu and Siegenthaler,1969、1971）把这一作用叫做“蒸发泵作用”。

白云化流体通过沉积物时产生的白云化作用模式图（图中打网格者表示白云岩）（据Tucker,1991）（三）回流渗透白云化作用

在潮上地带，由于毛细管浓缩作用或蒸发泵作用所产生的高Mg/Ca比率的粒间盐水，所引起的表层碳酸钙沉积物的准同生白云化作用，只是白云化作用的一个方面，即高镁盐水“向上”运动的一个方面。另外，还有其“向下”运动的一个方面。

（四）混合白云化作用

巴迪奥扎曼尼（Badiozamani,1973）提出了一个新的白云化作用机理，即大气水（淡水）与海水混合的白云化作用的机理。这个白云化机理，不需要蒸发作用，也不需要高镁钙比率的盐水，就可以相当圆满地解释与陆表陆棚或正性单元共生的白云岩的成因问题。

（五）淡水白云石

在变盐度的环境中（如在被洪水淹没的潮上盐坪或被洪水注入的海湾中），在淡水和海水的混合带中，以及在其它淡化或淡水作用的环境中（如大气水作用下的碳酸盐的孔隙、洞穴或裂缝中等），都可以形成白云石，溶液的Mg/Ca比率只要近于1：1即可。这样形成的白云石叫做“淡水白云石”。

（六）调整白云化作用

在大气水的影响下，原来的碳酸盐沉积物的成分，经淋滤溶解作用和交代作用，在化学成分及矿物成分上进行重新组合或调整，使原来的碳酸盐沉积物发生白云化，从而生成白云岩的作用。

（七）生物白云化作用

许多生物可以沉淀出镁方解石。在成岩作用过程中，镁方解石中的镁可以释放出来，从而形成富镁的粒间水，这种粒间水可以使其周围的碳酸钙白云化，发生调整白云化作用。

（八）埋藏白云化作用

埋藏环境较高的温度使得白云石沉淀作用得以顺利进行。在埋藏环境中没有持续不断的流体供给来源。热液流体可以循环流动（特别是通过裂缝、断层和节理），从而形成白云石脉。在许多石灰岩中，沿缝合面、岩溶缝发育的分散的、菱形白云和晚期白云胶结物是埋藏白云岩存在的普遍形式。

（九）海水白云化作用

近年来，人们研究的焦点集中到海水作为白云岩化唯一供给流体的可能性研究，并提出了多种海水在沉积物中运移的机理。

三、白云岩的成因分类

根据白云岩的生成机理，首先把白云岩划分为原生白云岩和次生白云岩两大类。

原生白云岩：是指由以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出化学计量的白云石所组成的白云岩。由地下水的沉淀作用所形成的淡水白云石晶洞或脉，是名符其实的原生白云石。但是，这种原生白云石却不具地层学意义，即它们不能形成一定的地层单位。

次生白云岩：是指一切非原生沉淀作用生成的白云岩，即指一切由交代作用或白云化作用生成的白云岩。由此可知次生白云岩是一个相当大的范畴的术语，它还可再分为同生白云岩、准同生白云岩、成岩白云岩、后生白云岩等成因类型。

白云岩的成因分类及其相应的生成机理