碳酸盐岩基本特征

为粒度为小于0.004mm的泥晶方解石，机械作用形 成；晶体大小不均匀，晶体间界限可直可弯，易重结晶 为微3晶方解石。 亮晶方解石：
为粒度通常大于0.01mm的、干净透明的亮晶方解 石，化学结晶作用形成。 亮晶方解石常发育栉状结构、 连生结构。
注意：粒屑结构的填隙物以碎屑结构填隙物的异同
3
悬挂式胶结物（针状方解石）（视域直径为 2.5mm ）（路凤香等，2002）
岩类
方解石（%）1
或白云石（%）2
3
石灰岩
100~90
（或白云岩）
90~75
75~50
粘土 （% ）
0~10 10~25 25~50
岩石名称1
石灰岩 含泥石灰岩
泥灰岩
岩石名称2
白云岩 含泥白云岩
泥云岩
泥岩
50~25 50~75 10~25
50~75 75~90 90~100
灰质泥岩 含灰泥岩
泥岩
白云质泥岩 含云泥岩
第七章 碳酸盐岩的基本特征
� 碳酸盐岩的成分特征 � 碳酸盐岩的结构 �3 碳酸盐岩的构造 � 碳酸盐岩的分类 � 碳酸盐岩的主要岩石类型
6
� 碳酸盐岩的成分特征
碳酸盐岩主要由沉积的碳酸盐矿物（方解石和白云石） 组成，岩石类型有石灰岩（方解石含量大于 50%）和白云 石（白云石含量大50%）。
碳酸盐岩中的矿产资源丰富；多种金属矿产，建筑材 料、3古潜山储层，生烃层系。岩溶地貌及其旅游资源、水 资源和土壤等等。沉积相标志、古地理再造、古环境恢复、 古气候变迁。
3
刘家场水岩屋覃家庙组白云岩中的石盐假晶 石盐晶体的形成环境：盐湖、盐沼、潮坪石盐假晶的出现说明： 石盐晶体生长时水体盐度增高，埋藏后孔隙水的盐度降低。
（二）鸟眼与窗孔构造（bird-eye，fenestralstructures） 主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、
砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。 （三3 ）示顶底构造 （geopetalstructure ）
3
3
3
3 叠层石的形态与水动力条件有关
3 安徽淮南寒武系
� 碳酸盐岩的分类
矿物成分分类和结构成因分类 ＞50％为基本名 50－25％ ××质（白云质灰岩） 253－10％ 含××（含白云质灰岩） ＜10％ 不参加命名
一、碳酸盐岩矿物成分分类
根据方解石和白云石相对含量划分的岩石类型
岩类 方解石% 白云石%
3
3 缝合线大小：1mm～几十厘米（起伏）
（二）叠锥构造（cone-in-cone structures）
叠锥常见于泥灰岩、钙质 泥岩中，也可见于石灰岩 和3方解石脉中。 它是由一连串漏斗状锥体 套叠在一起所组成。 锥体一般垂直于层面或脉 壁，在层面上呈同心圆状， 纵切面上呈“V”字型套叠。 锥高一般1～10cm，锥顶 角30～60°。
3 粒屑之——团粒: 不具内部结构的碳酸盐球状、椭球状的 颗粒。一般认为是生物的粪便。 粒屑之——团块：由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结 在一起而形成—也称为葡萄石。 粒屑之——核形石：特殊形状的藻灰岩
3
图中A、B、C、D、E、F依次为内碎屑、生物碎屑、 团粒、团块、豆粒、核形石
填隙物：泥晶方解石（泥晶基质）和亮晶方解石 泥晶方解石：
其它氧化物(3%):FeO、Fe2O3、K2O、Na2O、H2O C.微量元素：Sr、Ba, Rb, Ni, Zn,
2、矿物成分： 碳酸盐矿物：方解石（三方晶系）和文石（与方解石同质二相，斜方 晶系）、白云石、菱铁矿、菱锰矿、菱锌矿、铁白云石
Ca(Mg,Fe)(CO3)2
陆源3碎屑混入物：粘土矿物、石英、长石及微量重矿物。当陆源碎屑
碳酸盐岩主要形成于海相环境中，有少量陆相沉积。 碳酸盐岩的形成即可以是化学成因的，也可以是机械 作用形Baidu Nhomakorabea的。占沉积岩体积20%，在我国沉积岩占全国总 面积75%，其中55%为碳酸盐。
一、碳酸盐岩的成分特征
1、化学成分： 主要化学成分：CaO、 MgO、 CO2 次要化学成分：SiO2、 TiO2 、Al2O3、FeO、 Fe2O3、 K2O、Na2O、
10~25 10~25 25~50
10~25 25~50 10~25
10~25 25~50 10~25
50~75 50~75 50~70
含泥（砂）含云石灰岩 含云泥（砂）灰岩 含泥（砂）云灰岩
含泥（砂）含灰白云岩 含灰（砂）泥云岩 含泥（砂）灰云岩
含灰含云泥（砂）岩 含云灰质泥（砂）岩 含灰云质泥（砂）岩
在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在 孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较 暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者 之间界面平直，能表示岩层的顶和底。
3
主要出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。 成因：气泡成因、收缩成因、生物成因等
3
奥陶系震旦角石中的示顶底构造（截面）
3
石灰 岩类
100-90 90-75 75-50
0-10 10-25 25-50
白云 岩类
50-25 25-10 10-0
50-75 75-90 90-100
岩石名称
石灰岩 含白云质石灰岩 白云质石灰岩
灰质白云岩 含灰白云岩
白云岩
岩石简称
灰岩 含云灰岩 云灰岩
灰云岩 含灰云岩 白云岩
根据方解石（或白云石）与粘土相对含量划分岩石类型
泥岩
根据方解石、白云石、粘土（或砂）相对含量划分的岩石类型
岩类
方解石 （%）
石3灰岩
50~70 50~75 50~75
白云岩
10~25 10~25 25~50
泥（砂） 10~25 岩类 25~50
10~25
白云石 粘土（砂）
（%）
%
岩石名称
10~25 25~10 50~25
50~75 50~75 50~75
碳酸盐岩最主要的矿物成分是碳酸盐矿物，有少量的陆源混入物和自生非碳 酸盐矿物。
� 碳酸盐岩的结构
一、碳酸盐岩结构分类 1、粒屑结构：经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐岩； 是由颗粒（内碎屑、生物碎屑、包粒、团粒、团块）和填 隙物3、孔隙构成。 2、生物骨架结构：由原地固着生长的生物骨架构成。 3、结晶结构／重结晶结构：有化学或生物化学作用而成。 4、次生结构：交代作用和重结晶作用形成。
3
a、同生结核，b、成岩结核，c、后生结核，d-假结核
（二）葡萄状构造（cluster structures） 葡萄状构造是指碳酸盐岩中一种由许多具有碳酸
盐包壳的似球状或不规则状的大颗粒密集堆积而成的、 表面看起来象成串葡萄的沉积构造。
3
二、生物生长构造—叠层构造 具有叠层构造的岩石称叠层石（stromatolite）
主要是未固结岩石中的呈溶液状态的分散物质，重新分 配和集中并逐渐增长而成。 （1）形状：球状、椭球状、饼状或不规则状 （23）大小：<1cm～几十cm （3）成分：碳酸盐、硫化铁、硫酸盐、硅质、磷酸盐、 锰质 （4）内部构造：很不相同，可以是均质的，同心圆状 或放射状等，如龟背石。 （5）产状：可以单独存在，也可呈串球状成群产出， 甚至平行层面分布。
内碎屑之——鲕粒（豆粒） 由核心和同心纹层构成的球体或椭球体。鲕粒直径在 2—0.2mm之间，大于2mm称为豆粒。 鲕粒的分类：
3真鲕： 假鲕： 复鲕： 薄皮鲕； 变形鲕： 变晶鲕：
3
真鲕,亮晶方解石胶结
粒屑之——生物碎屑（骨屑） 破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的组分指示水深、水温、盐 度和水流特征等；骨骼的门类、生态类型、分选和磨 园，可提供环境标志。
碳酸盐岩的结构既可以是机械成因的，又可以是化学、生物化学成 因的，与碎屑岩的结构相比，碳酸盐岩的结构要复杂
二、碳酸盐岩结构特征分述 1、粒屑结构：由颗粒和填隙物组成。颗粒类型包括：
内碎屑（无内部结构的碳酸盐岩软泥颗粒） 3生物碎屑（骨粒） 鲕粒和豆粒 团粒（不具有内部结构的粪团粒） 团块（颗粒集合体） 核形石
混入物>50%则过渡为粘土岩或粉砂岩／砂岩。 非碳酸盐自生矿物：石膏Ca(SO4)2H2O、硬石膏Ca(SO4)，重晶石 Ba(SO4)、天青石Sr(SO4)、K,Na,Mg卤化物、及蛋白石、自生石英、黄 铁矿（ FeS2 ,等轴晶系)、白铁矿（ FeS2 ,斜方晶系，同质多相)、海绿 石（K,Fe,Mg的铝硅酸盐矿物）、鲕绿泥石（ Fe,Mg的铝硅酸盐矿 物）、磷酸盐矿物和有机质。
H2O等3
石灰岩的化学成分： CaO占42.61%; MgO占7.9%; CO2占41.58%; SiO2 占5.91%, (纯)白云岩的化学成分：CaO占30.4%; MgO占21.8%; CO2占47.8%; 极少量的微量元素：Sr、Ba、Rb、V、Ni等，可作为判别环境的标志
A.化学式表示：CaCO3、CaMg(CO3)2、FeCO3、MgCO3 B.氧化物表示：CaO（43%)、MgO(8%)、CO２(42%)及SiO2(5.2%),
分类前应了解的四个基本概念： （1）原地灰岩／白云岩：未经搬运的灰岩，指微晶灰岩和 生物礁灰岩。 （2）3 异地灰岩／白云岩：经过搬运的灰岩，指粒屑灰岩。 （3）泥晶：原地机械沉积的、粒度＜ 0.004mm的灰泥。 （4）亮晶／淀晶：化学沉淀的、粒度＞ 0.004mm的、较为 洁净的方解石（胶结物）。
3
由两种基本层组成： （1）富藻纹层，又称暗层，藻类组份含量多； （2）富屑纹层，又称亮层，藻类组份少。两种基本 层叠置出现，即形成叠层构造。 3 它是由蓝绿藻细胞分泌粘液质捕集和粘结沉积质点 而成的。（周期性风暴、白天与黑夜不同的光合作用）
叠层石的形态变化多样，明显地受环境因素的制约。 基本形态有层状、波状、柱状及锥状。
2、生物骨架结构
原地生长的底栖固着生物通过生命活动，由生物骨 架和伴生的生物化学组分构成的结构，也称生物结构。 常见3于礁灰岩中。
3、结晶结构（化学结构） 按照结晶程度可分为 非晶质结构：非晶质结构见于一些化学或胶体化学成
因的岩石类型中，如硅质岩、磷灰岩等。 3隐晶质结构：隐晶质结构由微晶矿物集合体组成 显晶质结构：显晶质结构按照结晶颗粒的大小分为： 粗晶（大于2mm） 中晶（2-0.062mm） 细晶(0.062-0.004mm) 微晶(0.004-0.001mm)。
结核成因分类： （1）同生结核：与沉积作用同时形成的，如现代海底的 Fe、Mn结核，结核不切穿层理，而是层理绕过结核呈弯 曲状3 。 （2）成岩结核：成岩阶段物质重新分配的产物。它既可 以切穿层理，又可见层理绕过结核呈弯曲状。 （3）后生结核：形成于沉积物固结成岩以后，外来溶液 常沿裂隙和层面进入岩石内沉淀或交代，故它切穿层理 而无层理弯曲现象。
注意：碎屑结构与粒屑结构的异同
粒屑类型之——内碎屑 由盆地内部弱固结的碳酸盐沉积物经岸流、潮汐或波浪作 用破碎、搬运、沉积的碎屑。 内碎屑按直径大小分为：
3 砾屑：＞2mm 砂屑：2—0.06mm 粉屑：0.06mm—0.03mm 微屑：0.03mm—0.004mm 泥屑：＜0.004 微屑和泥屑充填于颗粒之间时称为泥晶基质。
一、结晶构造 二、压溶构造 三、增生与交代构造
一、结晶构造 （一）晶体印痕与假晶 （二）鸟眼与窗孔构造 3（三）示顶底构造
（一）晶体印痕与假晶 （crystal imprints and crystal pseudomophos）
在适宜条件下，在松软沉积物表面上形成的盐类 和冰等物质的结晶体后来由于溶融、溶解作用等而消 失，而在层面上留下特殊的晶体印痕或充填形成假晶。
3
结晶（化学）结构（何启祥，1978） 图中A、B、C依次为半自形结构、自形结构、它形结构
4、次生结构:为交代结构和重结晶结构 3
� 碳酸盐岩的构造
构造是指在沉积时期和沉积期后由结晶、溶解、沉 淀等化学作用在沉积面上或沉积物中所形成的沉积构造。
这类次生成因的沉积构造是沉淀和溶解二种作用的 结果3 。如晶体印痕、结核、缝合线、叠锥等。
三、增生与交代构造
结核（concretion）；葡萄状构造（cluster structure） （一3 ）结核（concretion）
结核是岩石中自生矿物的集合体。 这种矿物集合体表现为在成分、结构、颜色等方 面与围岩有显著区别的不规则团块。
3
3
湖北钟祥大口林场鹰子洞瀑布大隆组灰岩中的硅质结核
二、压溶构造 缝合线、叠锥构造 （一）缝合线（styolite）
缝3 合线是一种裂缝构造。常见于碳酸盐岩中，但也出现 在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。 在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲线 —缝合线 在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏的面 —缝合面； 从立体上看，这些凹下或凸起的大小不等的柱体 —缝合柱。