碳酸盐岩成岩环境及其成岩特征

三、碳酸盐岩成岩环境特征
3.混合水成岩环境
位于上部淡水潜流带与下部的海水潜流带之间，以半 咸水为特征。 成岩作用 溶解作用：文石溶解，形成组构选择性溶孔； 胶结作用：靠近淡水为方解石，具叶片状；靠近海 水为高镁方解石，具等厚环边； 白云化作用：混合白云化作用； 新生变形作用：文石、高镁方解石转变为方解石。
成岩作用 溶解作用：与淡水渗流环境类似； 胶结作用：贫镁淡水形成透明方解石，具世代结构， 海百合等共轴胶结； 新生变形和重结晶作用：文石和高镁方解石转变成方 解石。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
成岩作用组合特征 水平延伸溶孔,溶洞； 去白云石化、去膏化、硅化； 刃状、粒状方解石胶结,共轴增生,连晶胶结，具世代； 淡水白云石充填洞缝； Sr、B、Na较低,δ13C和δ18O呈负值。
二、碳酸盐岩成岩环境识别
（1）胶结物形态
二、碳酸盐岩成岩环境识别
（2）微量元素地球化学特征
白云岩化作用和成岩作用将明显地使Sr受 损
Ⅰ-区域交代成因(准同生后成岩白云岩) Ⅱ-准同生潮上萨布哈白云岩 Ⅲ-大气淡水成岩作用 Ⅳ-海水成岩作用
二、碳酸盐岩成岩环境识别
Ⅰ-区域交代成因(准同生后成岩白云岩) Ⅱ-准同生潮上萨布哈白云岩 Ⅲ-大气淡水成岩作用 Ⅳ-海水成岩作用
三、碳酸盐岩成岩环境特征
海水环境 大气淡水环境 海水-淡水混合环境 埋藏环境 表生环境
三、碳酸盐岩成岩环境特征
1.海水环境 以正常海平面为界，分为海水渗流和海水潜流两个亚环境。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（1）海水渗流环境
沿滨线分布，相当于潮间和潮上带。 成岩作用主要为： 胶结作用 生物成岩作用（藻钻孔和泥晶化） 白云岩化
三、碳酸盐岩成岩环境特征
成岩作用 溶解作用：溶蚀形成孔、洞； 胶结作用：新月型、重力型（悬挂型）胶结；渗流 粉砂； 矿物的转化、去白云石化、去石膏化等
三、碳酸盐岩成岩环境特征
成岩作用组合特征 受水流方向制约,该带常形成垂直溶孔； 溶解作用强烈时,可形成岩溶或膏盐溶角砾岩； 渗流带的胶结物是无铁低镁方解石,典型标志有新月 型胶结重力胶结或下垂共轴增生胶结等； 渗滤砂、淡水白云石充填； 低B、Sr、Na、Mn, δ13C和δ18O呈负值。
胶结作用 温暖的浅海海底胶 结物成分为文石和 高镁方解石； 深水中胶结物成分 为方解石。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
生物成岩作用（藻钻孔和泥晶化） 藻类、细菌和钻孔生物对颗粒钻孔、侵蚀或腐蚀 生物死亡后的空洞被碳酸盐泥晶充填或胶结物沉淀， 使颗粒泥晶化，形成泥晶包壳、泥晶套。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
三、碳酸盐岩成岩环境特征
成岩作用组合特征 以混合白云石化、刃状胶结、叶片状胶结为特征； 阴极发光多环带,发光强； δ13C呈低负值。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
4.埋藏成岩环境
分为深埋藏和浅埋藏亚环境， 其上为大气淡水潜流带和海水潜流 带，其下为变质作用带。 成岩作用 物理压实作用 压溶作用 胶结作用 溶解作用 交代作用 新生变形和重结晶作用
碳酸盐岩成岩环境及其成岩特征
目录
一、碳酸盐岩成岩环境划分 二、碳酸盐岩成岩环境识别 三、碳酸盐岩成岩环境特征 四、碳酸盐成岩作用阶段
一、碳酸盐岩成岩环境类型
成岩环境： 能使沉积物和早期固结沉积岩的性质发生不同程度改变 的、具有一定物理化学和生物特征的环境称为成岩环境。 按成岩流体(孔隙水)的性质和所处空间,可以把成岩环境 划分为如下类型：
大气淡水成岩环境δ13C和 δ18O均向较高负值漂移; 海水成岩环境氧碳同位 素值均明显向高正值漂 移; 埋藏环境中埋深越大,则 氧同位素值越小; 碳同位素值变化范围较大,因 为它受控于许多因素的综合 作用。
二、碳酸盐岩成岩环境识别
（4）流体包裹体
孔洞充填方解石中：ⅠC→ⅡA-B→ⅢB，该趋势指示成岩从早期海水环境向大陆浅埋 藏环境过渡，在浅—中埋藏环境中具有埋藏古岩溶充填特征。 裂缝充填方解石中：岩水具有由较高盐度的海水向淡水过渡的特征，ⅡA-B盐度值接 近大气淡水特征，但均一温度高于大气淡水的溶蚀温度，因而溶解可能是在表生大气 水环境中发生，沉淀是在埋藏环境中发生。
成岩阶段的划分依据 （1）岩石学标志 碳酸盐自生矿物的分布、组构特征及生成顺序； 非碳酸盐自生矿物的分布、组构特征及生成顺序。 （2）古温度：根据碳酸盐自生矿物中包裹体均一温 度、镜质体或沥青反射率（Ro）与古温度的经验式 计算。 （3） 镜质体或沥青反射率（Ro） （4）有机质成熟度
三、碳酸盐岩成岩环境特征
环境特点： 水垂直运动； 水呈弱酸性,有较大的溶解能力； 靠近地表，为常温常压； 孔隙被淡水充填。 根据孔隙水中CaCO3的饱和情况分为： 溶解带：溶有CO2，酸性. 沉淀带：由于蒸发或CO2逸出，碳酸钙沉淀。 潮湿气候区：孔隙水下渗，下部发生沉淀、胶结作用； 干旱气候区：孔隙水上升（蒸发），地表形成钙结层。
生物成岩作用（藻钻孔和泥晶化） 藻类、细菌和钻孔生物对颗粒钻孔、侵蚀或腐蚀； 生物死亡后的空洞被碳酸盐泥晶充填或胶结物沉淀， 使颗粒泥晶化，形成泥晶包壳、泥晶套。
白云岩化： 由于强蒸发、毛细管浓缩作用而使沉积物粒间水咸化。 这种咸化的高Mg/Ca比值的海水充满粒间(晶间),可导致 白云石化作用,形成泥粉晶白云岩、含颗粒泥粉晶白云 岩。
二、碳酸盐岩成岩环境识别
Fe和Mn这两个元素在成岩作用中,倾向于 由碳酸盐的沉淀而获得。 Ⅰ-区域交代成因(准同生后成岩白云岩) Ⅱ-准同生潮上萨布哈白云岩 Ⅲ-大气淡水成岩作用 Ⅳ-海水成岩作用
二、碳酸盐岩成岩环境识别
（3）稳定同位素组成
二、碳酸盐岩成岩环境识别
二、碳酸盐岩成岩环境识别
二、碳酸盐岩成岩环境识别
三、碳酸盐岩成岩环境特征
溶解作用 发生于深海文石和方解石 各自溶跃面和补偿深度之 间，深度大。 按深度分为： 部分溶解带：沉淀带底 界（文石溶跃面）到方 解石溶跃面的深海区， 文石溶解，方解石堆积。 积极溶解带：方解石溶 跃面到其补偿深度间的 深海区，全部为生物成 因的方解石堆积
三、碳酸盐岩成岩环境特征
三、碳酸盐岩成岩环境特征
胶结作用 1.碳酸盐滩的胶结作用形成海滩岩； 形成环境：热带、亚热带；周期蒸发作用。 特点：纤维晶、新月形、重力型胶结；胶结物为文 石和高镁方解石；胶结速度极快； 2.碳酸盐泥坪的胶结wenku.baidu.com用形成碳酸盐结壳。 形成环境：潮坪环境；干旱气候条件；
三、碳酸盐岩成岩环境特征
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（1）浅埋藏成岩环境
成岩作用组合特征 粗晶化作用,晚期白云化,溶解与沉淀形成刃状胶结,晶 间孔、晶间溶孔。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（2）深埋藏成岩环境 环境高度封闭,pH>7,氧分压极低,温度和静压 力高的强还原环境,并伴随排烃作用。 成岩作用组合特征 压实、压溶、重结晶、胶结、充填交低。 形成定向构造、变形构造,缝合线构造,压力影、 破碎现象。 δ13C呈正值,δ18O呈高负值,Fe2+、Mn2+含量高。 铁方解石、铁白云石、立方体黄铁矿为特征矿 物。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
5.表生环境
碳酸盐岩在构造作用下抬升至地表。 成岩作用 溶解作用：大气淡水非组构性溶解，形成孔洞； 交代作用：去石膏化作用、去白云化作用； 孔隙、裂隙的充填作用：晶簇状方解石或方解石脉。
四、碳酸盐成岩作用阶段
根据烃类演化的阶段性，结合成岩环境、岩石学 特征、次生孔隙类型将成岩阶段划分为以下几个阶段： 同生成岩阶段—湖底、海底、潮上、大气淡水及混 合水成岩环境。 早成岩阶段—浅埋藏成岩环境。 早成岩阶段—中-深埋藏成岩环境。 晚成岩阶段—深埋藏成岩环境。 表生成岩阶段—表生成岩环境。
成岩作用特征： 粒间被海水充满,可流动,微生物作用显著； 泥晶化、纤状、柱状等原环边胶结,胶结物具世代； 准同生后白云石化,膏化； 阴极发光弱； δ13C具正值,δ18O呈中等负值
三、碳酸盐岩成岩环境特征
2.大气淡水成岩环境
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（1）大气淡水渗流带
淡水沿粒间孔隙垂直向下流动,粒间孔内充满空气和水, 又称充气带或饱气带。
巴瑟斯特 (Bathurst,1971) 布拉特等 (Blatt et al,1972) 福克 (Foik,1973) 劳克斯 （Loucks,1977） 伯吉斯 （Burgess,1979） 郎曼 （Longman,1980） 海底成岩环境 海底成岩环境 海底成岩环境（潮间、 潮下、礁、深海） 海洋成岩环境 海底成岩环境 海洋潜流带 大气成岩环境 地表渗流带和地下 浅处成岩环境 大气成岩环境 （渗流、潜流） 大气和混合带成岩 环境 大陆成岩环境 淡水渗流带、淡水 潜流带、淡水-海 水混合潜流带 深地壳成岩环境 地下深处成岩环境 地下成岩环境 区域地下水流动 成岩环境 深地下成岩环境
地下成岩环境 深地下成岩环境
海水潜流环境
碳 酸 盐 岩 成 岩 环 境
海水渗流环境 淡水潜流环境 大气淡水环境 淡水渗流环境 海水-淡水混合环境
埋藏环境 浅埋藏环境 深埋藏环境
海水环境
表生环境
二、碳酸盐岩成岩环境识别
常用碳酸盐岩成岩环境的识别方法有： （1）岩石组构-胶结物形态 （2）岩石组构-胶结物分布样式 （3）岩石组构-颗粒-胶结物与压实作用之间的关系 （4）微量元素地球化学特征 （5）稳定同位素 （6）Sr同位素 （7）流体包裹体
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（2）大气淡水潜流带
位臵和分带： 未饱和带：位于潜流带最上部，处于不饱和碳酸盐 状态，主要是溶解作用； 活动饱和带：碳酸钙饱和，水循环活跃。胶结作用、 新生变形作用和重结晶作用发育； 停滞饱和带：水的运动基本静止，碳酸钙饱和，胶 结、溶解作用无或不强。
三、碳酸盐岩成岩环境特征
三、碳酸盐岩成岩环境特征
成岩作用特征： 单向纤状、柱状胶结、新月胶结； 泥晶化、准同生白云石化、膏化； 阴极发光弱； Sr、B、Na接近海水,δ13C具低正值
三、碳酸盐岩成岩环境特征
（2）海水潜流环境
与沉积环境紧密相依,凡高能沉积环境,如下潮间带、 潮下高能浅滩等常经历活跃的海水成岩环境,包括浅水 和深水两个碳酸盐沉积区。 成岩作用类型： 溶解作用 胶结作用 生物成岩作用（藻钻孔和泥晶化作用） 新生变形作用