沉积学_碳酸盐岩1
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内源沉积岩——碳酸盐岩-1资料
云岩
叠层石 白云岩、 层纹石 白云岩、 核形石 白云岩、 凝块石 白云岩、
团粒
白云化团粒灰岩 残余团粒灰质白云 岩、白云岩
团块
白云化团块灰岩 残余团块灰质白云 岩、白云岩
微晶
白云化微晶灰岩 残余微晶灰质白云 岩
固 着 生 物 灰 白云化生物礁灰 残余生物礁、生物
岩白云化
岩、生物层灰岩、层灰岩、生物丘灰
类
型
化石
生物亮晶石灰岩 生物微晶石灰岩 球粒
微晶石灰岩
扰动微晶石灰岩 原地礁岩 Ⅳ
球粒亮晶石灰岩
球粒微晶石灰岩
亮晶方解石 微晶方解石
生物岩
图13-3 石灰岩的结构分类 （ 据 福 克 ，1 9 6 2）
Folk
石 灰 岩 分 类 （
， 19 59 ）
灰岩结构——成因分类
颗粒百 主要填 分含量 隙物 大 于 亮晶 2550%%
泥晶
50-25% 泥晶
25-10% 泥晶
小 于 泥晶 10% 重结晶灰岩
颗粒灰岩 内碎屑 骨屑 鲕粒
亮晶内 亮晶骨 亮晶鲕
碎 屑 灰 屑灰岩 粒灰岩
岩
泥晶内 泥晶骨 泥晶鲕
碎 屑 灰 屑灰岩 粒灰岩
岩
内碎屑 骨屑泥 鲕粒泥
泥 晶 灰 晶灰岩 晶灰岩
岩
含内碎 含骨屑 含鲕粒
屑泥晶 泥晶灰 泥晶灰
灰岩 岩
真鲕： 假鲕： 复鲕： 薄皮鲕； 变形鲕： 变晶鲕：
真鲕,亮晶方解 石胶结
变晶鲕
C 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。
D、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。
沉积岩石学 第十一章 碳酸盐岩概论
（6）区域性碳酸盐岩岩相古地理学研究有了重大的发展。
（7）现代和古代岩溶研究为油气水勘探提供了理论依据。 （8）建材及化工系统对碳酸盐的研究取得效益。Biblioteka 二、碳酸盐岩岩石学研究发展趋势
• 1、海相碳酸盐岩岩石学的基础研究有待加强。 • 2、碳酸盐岩成岩作用研究有待深入。 • 3、加强海相碳酸盐岩层序地层学研究。 • 4、针对碳酸盐岩易变性和易溶性进一步开展成岩作用研究。 碳酸盐成岩作用研究从定性向定量发展仍需加强。 • 5、我国海相碳酸盐岩地层找油工作有待突破。 • 6、完善碳酸盐岩测试技术，提高分析化验精度，开展地质 建模和数值模拟。
• 第十一章 碳酸盐岩概论 • 第一节 概述 • 第二节 碳酸盐岩的成分及颜色 • 第三节 碳酸盐岩的结构组分 • 第四节 碳酸盐岩的构造
本章重点
１、各种碳酸盐结构组分的概念、特征及成因意义
２、常见碳酸盐构造的概念、特征及成因意义
第一节 概述
• 一、碳酸盐岩岩石学研究现状
• 1、国外碳酸盐岩岩石学研究现状 （1）非单一的化学成因。结构－成因分类。碳酸盐岩是多 种作用或多种形成机理的综合产物。岩石类型反映沉积相特征和 水动力条件，碳酸盐岩类学和岩相古地理学联系起来 。 （2）能量观点。定量标志的引入。
（3）白云岩及白云岩形成机理，出现许多全新的白云石及 白云岩生成机理的观点或学说。
（4）碳酸盐沉积物的沉积后作用。碳酸盐沉积物（岩）具 有易变易溶和易成岩等特点。
• 一、碳酸盐岩岩石学研究现状 • 1、国外碳酸盐岩岩石学研究现状 （5）现代碳酸盐沉积模式。出现了新的碳酸盐岩的岩 相古地理学。
（6）化石岩石学。化石岩石学推进了碳酸盐岩类学和 古地理学的研究 。
• ２、鲕粒（鲕石）
《沉积岩石学》第十一章 碳酸盐岩概论
粗砂级（1~0.5mm）
两部分：核心、同心层。 核心：可以是内碎屑、化 石（完整的或破碎的）、 球粒、陆源碎屑颗粒等）； 同心层：泥晶方解石
鲕粒类型：正常鲕、放射鲕、单晶鲕及多晶鲕、复 鲕、表皮鲕、负鲕
3、球粒（pellet）
粪球粒（fecal pellet）
4、藻粒
核形石或藻灰结核（oncolite）
一、叠层石
• 富藻纹层和富碳酸盐纹层交互出现，呈叠层构 造或叠层藻构造。
• 两种基本层组成：
• 富藻纹层：暗层，藻类（丝状或球状的蓝绿藻） 组分含量多，有机质高，碳酸盐沉积物少，色 暗（非风暴期或白天）
• 富碳酸盐纹层：亮层，藻类组分含量少，有机 质少，色浅（风暴期或高潮期，被水流带来的 碳酸盐颗粒和泥被富含粘液的藻类捕获形成， 或夜间贫藻 ）
层 状 叠 层 石
波状叠层石
柱状叠层石
二、鸟眼构造
• 鸟眼构造：在泥晶或粉晶石灰岩中,常见一 种毫米级大小的、多呈定向排列的、多为方 解石或硬石膏充填的孔隙，因其形似鸟眼， 故称为鸟眼构造。
• 窗格构造：形似窗格
• 雪花构造：因充填或半充填的孔隙呈白色， 似雪花。--为潮坪的标志：藻类腐烂或干涸 后，被稍后的亮晶方解石充填形成。
六、缝合线构造
碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造，呈锯齿 状。在缝合面上的凹凸幅度－毫米到十几 厘米
柱 状 叠 层 石
（1）提出了全新的碳酸盐岩分类—结构成因分类 （2）提出了全新的白云岩形成机理 （3）对碳酸盐岩成岩作用进行了系统研究 （4）出现了一门专门研究和鉴别碳酸盐岩中的生物化石
碎片的科学一化石岩石学 （5）提出了全新的碳酸盐岩沉积相模式
4、80年代以来 （1）地球物理研究手段广泛应用 到碳酸盐岩研究中 （2）出现了碳酸盐岩层序地层学 这一新学科
两部分：核心、同心层。 核心：可以是内碎屑、化 石（完整的或破碎的）、 球粒、陆源碎屑颗粒等）； 同心层：泥晶方解石
鲕粒类型：正常鲕、放射鲕、单晶鲕及多晶鲕、复 鲕、表皮鲕、负鲕
3、球粒（pellet）
粪球粒（fecal pellet）
4、藻粒
核形石或藻灰结核（oncolite）
一、叠层石
• 富藻纹层和富碳酸盐纹层交互出现，呈叠层构 造或叠层藻构造。
• 两种基本层组成：
• 富藻纹层：暗层，藻类（丝状或球状的蓝绿藻） 组分含量多，有机质高，碳酸盐沉积物少，色 暗（非风暴期或白天）
• 富碳酸盐纹层：亮层，藻类组分含量少，有机 质少，色浅（风暴期或高潮期，被水流带来的 碳酸盐颗粒和泥被富含粘液的藻类捕获形成， 或夜间贫藻 ）
层 状 叠 层 石
波状叠层石
柱状叠层石
二、鸟眼构造
• 鸟眼构造：在泥晶或粉晶石灰岩中,常见一 种毫米级大小的、多呈定向排列的、多为方 解石或硬石膏充填的孔隙，因其形似鸟眼， 故称为鸟眼构造。
• 窗格构造：形似窗格
• 雪花构造：因充填或半充填的孔隙呈白色， 似雪花。--为潮坪的标志：藻类腐烂或干涸 后，被稍后的亮晶方解石充填形成。
六、缝合线构造
碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造，呈锯齿 状。在缝合面上的凹凸幅度－毫米到十几 厘米
柱 状 叠 层 石
（1）提出了全新的碳酸盐岩分类—结构成因分类 （2）提出了全新的白云岩形成机理 （3）对碳酸盐岩成岩作用进行了系统研究 （4）出现了一门专门研究和鉴别碳酸盐岩中的生物化石
碎片的科学一化石岩石学 （5）提出了全新的碳酸盐岩沉积相模式
4、80年代以来 （1）地球物理研究手段广泛应用 到碳酸盐岩研究中 （2）出现了碳酸盐岩层序地层学 这一新学科
碳酸盐岩
碳酸盐岩引言：在第二次世界大战以后，由于在西亚地区的石灰岩和白云岩中发现了大量的石油，因而促进了现代碳酸盐沉积物的研究工作。
由于这些发现，石油工业部门感到对浅水碳酸盐的沉积作用、成岩作用和石化作用的基本知识的缺乏，于是展开对现代碳酸盐沉积环境的研究工作。
碳酸盐岩是重要的烃源岩和储集岩，在当前国内外的大油田中，碳酸盐岩占很大比例，据统计，在世界上储量在0.14亿吨以上的546个油田中，就数目而论，以碳酸盐岩为储集层者虽然只占总数的37.9%，但就储量而言，则占57.9%。
碳酸盐岩油气田的平均储量为2亿吨，而砂岩油气田的平均储量仅为0.9亿吨。
碳酸盐岩储集层不仅具有如上所述的高储量，而且往往具有极高的产能。
据统计，目前世界上共有9口日产量达万吨以上的高产井，其中8口属于碳酸盐储集层。
显然，碳酸岩储集层中的石油具有很大的经济价值，激励我们去了解碳酸盐岩作为储油岩所应具有的性质。
我国的碳酸盐岩油气田的勘探与开发有着悠久历史，如四川在碳酸盐岩地层中采气已经有两千多年历史，至今仍为我国重要的碳酸盐岩气田分布区。
此外，近年来在华北盆地老第三系和震旦亚阶至奥陶系中也证实了高产能碳酸盐岩储集层的存在，更进一步开拓了碳酸盐储集层在我国的广阔前景。
随着国内外对碳酸盐岩研究的日益深入，当前已从根本上改变了认为碳酸盐岩是单纯化学沉积的观点，绝大部分的现代海洋碳酸盐都是生物成因的。
与此同时，对碳酸盐岩含油性的研究和认识也获得了新飞跃。
碳酸盐岩孔隙空间特征在碳酸盐岩储集层中常见的和对油气储集作用影响较大的空隙类型，目前已知有以下几种。
①粒间孔隙：是指碎屑碳酸盐岩颗粒之间的孔隙，如内碎屑之间、生物碎屑之间、鲕粒直间的孔隙等。
其特征与碎屑岩的的粒间空隙相似。
碳酸盐岩的粒间孔隙一般是原生的，但也可以是次生的，如大颗粒之间的微晶基质的选择性溶解造成的粒间孔隙。
②粒内孔隙：组成碳酸盐岩的各种颗粒内部的孔隙，如骨屑、团块、内碎屑、鲕粒等颗粒内部的空隙。
沉积相- 碳酸盐岩概论
方解石胶结物马牙状—细晶、中晶结构
（7）等厚环边片状：纤片晶体等厚环边。
四、晶粒
晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分。
原生结构完全被破坏。
包括：泥晶、粉晶、砂晶、砾晶 泥晶、细粉晶——原生、准同生； 粗粉晶以上——次生或重结晶
细晶白云岩
五、生物格架
原地生长的群体生物，如：珊瑚、苔藓、海绵、层孔 虫等，以坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架。
二、矿物成分
（一）碳酸盐矿物
1.方解石（ CaCO3 ）矿物体系 文石 ：现代沉积 高镁方解石 ：红藻、生物外壳、早期胶结物 文石、高镁方解石 低镁方解石 低镁方解石：最稳定
2.白云石矿物体系 白云石（CaMg[CO3]2） Ca:Mg=1:1 原白云石 富钙的原生无序白云石，自然界中很少。 3.铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿
第六章 碳酸盐岩—内源岩
碳酸盐岩
主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于 50%）组成的沉积岩。 主要岩石类型： 石灰岩（方解石>50%） 白云岩（白云石>50%）
第一节
一、化学成分
主要是CaO、MgO、CO2
碳酸盐岩的成分
纯石灰岩——CaO：56%、 CO2：44%； 纯白云岩——CaO：30.4%、 MgO：21.8%、 CO2：47.8%。
六、硬底构造（硬地面构造？） 海底碳酸盐沉积物表面发生固结，形成同沉积的硬化层。 与固着底栖生物的钙化有关。 包括：浅海被侵蚀（光滑）、深海被溶蚀（不光滑） 的两种面。
七、古岩溶 碳酸盐沉积物暴露地表溶解、风化形成的不规则表面。
二、泥（泥晶、泥屑、灰泥）
包括： 灰泥—方解石 云泥—白云石
成因
波浪、生物机械破碎： 化学沉淀： 现代海洋中的泥状文石针 生物成因：：生物死亡分解
碳酸盐岩(carbonate rock)
碳酸盐岩（carbonate rock）主要由碳酸盐矿物（大于50％）组成的沉积岩。
主要矿物成分是方解石、白云石、铁白云石、菱镁矿等，其次为石英、云母、长石和粘土矿物等；化学成分主要为CaO、MgO和CO2，其次为SiO2 、TiO2 、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。
通常为灰色、灰白色。
性脆。
具粒屑（如岩屑、生物碎屑等）、生物骨架（如珊瑚、层孔虫等）、晶粒（粗晶、中晶、细晶、微晶等）和残余（残余生物、残余鲕状）结构。
构造类型复杂、多样，有叠层构造（如常见于潮坪地区的叠层石）、乌眼构造和缝合线构造。
多呈厚层或薄层状产出。
可分为石灰岩和白云岩两大岩石类型。
①石灰岩类。
主要矿物为方解石（＞50％），其次为白云石、菱镁矿、石英、长石和粘土矿物等。
常见岩石类型有内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩、泥晶灰岩、石灰华和泉华等。
②白云岩类。
主要由白云石(＞50％)组成，其次为方解石、菱镁矿、石英、长石、粘土矿物等。
常见岩石类型有同生白云岩、碎屑白云岩、成岩白云岩和后生白云岩等。
因受物理化学条件变化的影响，常发生白云岩化、膏化、硅化、重结晶及溶蚀等后生作用。
岩性较脆弱，易遭风化溶蚀，在碳酸盐岩发育地区常形成石林、溶洞、地下暗河等地貌景观，通称喀斯特地形。
碳酸盐岩在地壳中分布仅次于泥质岩和砂岩，约占沉积岩总面积的20％，几乎在各个地史时期都有形成。
中国各地，特别是西南地区，也广泛分布有碳酸盐岩，其成岩时代主要为震旦纪、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。
许多金属矿产（如铜、铅、锌、汞、锑、钼、钴、银等）和非金属矿产（如重晶石、天青石、石棉、自然硫、水晶、萤石、冰洲石等）在成因上都与碳酸盐岩有关。
世界上与碳酸盐岩有关的石油和天然气储量占总储量的50％，产量约占总产量的60％。
流纹岩（rhyolite）一种酸性喷出岩。
成分与花岗岩相当。
灰白色或浅粉红色。
常见有流纹构造和斑状玻璃质、球粒、霏细、显微文象等结构。
沉积岩石学与沉积相-碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩概论 (General view of carbonate rocks)
一,概述(Summary) 碳酸盐岩:主要由方解石和白云石等碳酸盐矿 物组成的沉积岩. 规模:占沉积岩总量的20%.
长江大学地球科学学院
School of Geoscience, Yangtze University
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第六章 碳酸盐岩 (Carbonate Rocks)
Carbonate shelf in the Bahamas
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内碎屑级别的划分:
内 碎 屑 砾屑 极粗 砂屑 2.0 1.0 粗砂 屑 0.5 砂屑 中砂 屑 细砂 屑 0.1 粉屑 极细 粗粉 砂屑 屑 0.05 细粉 屑 泥屑
mm
0.25
0.01
0.005
陆源碎屑级别的划分
陆 源 碎 屑 mm 砾 砂 粉砂 泥 粘 土
巨砾 粗砾 中砾 细砾 粗砂 中砂 细砂 粗粉砂 细粉砂 1000 100 10 2 0.5 0.25 0.1 0.05 0.01
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碳酸盐岩沉积学
（3）流体中Mg2+离子浓度与碳酸盐矿物晶体形态的关系
流体中Mg2+浓度增加（或称为Mg2+的毒化作用）限制碳酸盐晶体的侧向生 长，因而海相碳酸盐沉积物或海相碳酸盐胶结物常具有一向延长的晶体形 态，而淡水胶结物则有等轴（粒状）的晶体形态 流体中Mg2+浓度 增加
（4）成岩过程中碳酸盐矿物的转变
LMC HMC A DLMC & D
1.3 陆源碎屑矿物
碳酸盐岩中的陆源碎屑矿物包括石英、长石、岩屑碎 屑粘土矿物以及云母等，其研究方法与碎屑岩的研究方法 是类似的。
自 生 二 氧 化 硅 矿 物 ， 残 余 体 腔 孔
1.4 沉积成岩过程中碳酸盐矿物的转变和 微量元素的迁移
1.4 .1 碳酸盐矿物的转变
(1)沉积碳酸盐矿物的晶体化学习性 碳酸盐矿物的结晶类型与其阳离子半径的关系
Ba
1 .2 5 1. 34
6
菱镁 矿
பைடு நூலகம்
6
菱锌 矿
6
菱铁 矿
6
菱锰 矿
6
菱镉 矿
6 9
方 解 石
9
9
白铅 矿物
9
毒重 石
文 天青 石 石
三 方 晶 系 方解 石 型 晶 格
斜 方 晶系 文 型 晶 格
因此，判断原始胶结物应是镁方解石，而还是文石，应依据以下两点： 1）矿物中Sr的含量 2）矿物中是否残留有文石晶体 3) 如果不具有阴极发光且铁、锰含量低则其原始矿物可能是方解石 return
104 (3.402A)
文石属斜方双锥晶类，晶体常为柱 状，集合体多呈纤维状或柱状。在碳酸 盐岩中，文石主要有两种成因： ①海水中的化学沉淀物; ②生物成因,如构成软体类动物的壳。
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• 硫酸盐 • 盐类 • 氧化物 • 硅酸盐 • 其它
–（三）陆源矿物
• 粘土矿物、陆源碎屑矿物
–（四）有机质
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 二、碳酸盐岩的化学成分
–（一）含量最多的化学成分
• 主要是CaO、MgO、CO2 • 纯石灰岩/纯方解石——CaO56%和CO244%； • 纯白云岩/纯白云石——CaO30.4%，MgO21.7%，
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 2、新碳酸盐岩岩石学
–研究领域
• 新学科——化石岩石学 • 范围：浅水→深水–研 Nhomakorabea手段和技术
• 3、我国碳酸盐岩岩石学现状与趋势
– 岩类学、化石岩石学、现代沉积、沉积后作用、沉积环 境和沉积相、区域岩相古地理研究、固体矿产的研究、 岩溶研究、其它
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒、团块、生物碎屑
什么是？ 有多少种类？ 怎么形成的？ 反映了什么沉积环境？
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
• 1、内碎屑
– 主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的碳酸盐沉积物或 碳酸盐岩岩层，由于受波浪、潮汐风暴等作用，破碎、搬运、磨 蚀，再沉积而成的。
• （4）形成机理
– 核心浸泡在饱和或过饱和碳酸钙的水中，碳酸钙将在核心表面发 生沉淀作用，当颗粒的表面沉淀物（即新生成的一个同心层）与 海水处于平衡状态时，将沉入水底，在水动力的搅动下，再次升 起接受碳酸钙的沉淀，如此周而复始，直到水动力不能将其搅起。
韦尔（Weyl,1967）在巴哈马地区进行的实验观察，
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 二、研究意义
– 1.分布广
• 占沉积岩中20%，居第三位
– 2.重要的生油岩和储油岩 – 3.蕴藏丰富的矿产 – 4.本身就是很有价值的资源 – 5.重要的地下水储集岩石
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 三 、碳酸盐岩的研究历史、现状及展望
–1、碳酸盐岩岩石学的知识与人类同辉 –2、新碳酸盐岩岩石学
沉积学_碳酸盐岩
第六章 碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 一、碳酸盐岩及碳酸盐岩岩石学
– 碳酸盐岩
• 主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的 沉积岩。
– 主要岩石类型 » 石灰岩（方解石>50%） » 白云岩（白云石>50%）
–碳酸盐岩岩石学
• 主要研究碳酸盐岩的岩性特征、成因机理、分类、分布规律及 其中矿产的一门学科。
内碎屑★★★ 鲕 粒★★★
生物碎屑（单独讲） 藻粒 球粒 团块
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核
–（1）概念
• 鲕粒: 是指具有核心和同心层结构的球状颗粒。
• 藻灰结核: 核心及同心层都不太规则，有藻参与形成，滚动、悬 浮均有。通常较大，大于2mm.
– 泥屑：机械成因，相当于碎屑岩中的杂基
• 与化学沉淀成因泥晶及生物成因泥级生物颗粒难区分。 以“碳酸盐泥” 或“泥”、“灰泥”、“云泥” 统称。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
• （2）成因
• 理论
–成因过去：碳酸盐岩——化学;现在：碳酸盐岩——化学、生物、生物化学、机械 –分类单纯成分分类→成因分类，成因—结构分类
» 引入能量观点，以能量高低划分C/M大，高；C/M小，低 –白云岩的形成机理观点和学说越来越多，在对现代沉积物的研究基础上提出。 –沉积后作用碳酸盐岩比碎屑岩、粘土岩更易遭受沉积后作用的影响 –相模式肖、欧文、拉波特、杨、阿姆斯特朗、威尔逊等
二、泥
• 同义语：微晶碳酸盐泥、微晶、泥晶、泥屑
– 分类
• 灰泥：方解石成分，也称“微晶方解石泥” • 云泥：白云石成分
– 成因
– 机械破碎 – 化学沉淀 – 生物成因
沉积学_碳酸盐岩
二、泥
沉积学_碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
三、胶结物
– 以化学沉淀方式沉淀、结晶于碳酸盐颗粒之间的方解石或其它矿物。与砂岩 中的胶结物类似。
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
–盆内矿物
• 碳酸盐矿物 • 非碳酸盐矿物
–盆外矿物
• 陆源矿物
–有机质（混合物）
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
– 方解石和白云石——碳酸盐岩最基本的矿物 成分
–（一）碳酸盐矿物
• 1.方解石矿物体系
– 文石 – 高镁方解石 – 低镁方解石——一般方解石，最稳定
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
• （1）类型
– 砾屑（特殊、典型者如竹叶状砾屑）
• 成因：浅水高能地区，半固结或固结的泥晶石灰岩岩层被波浪或水流 破碎、搬运、再沉积，形成扁平砾石。
– 砂屑
• 成分多为泥晶灰岩，分选及磨圆较好，高能环境产物
– 粉屑
• 与砂屑相似，反映低能环境，如泻湖、陆棚
• 2.白云石矿物体系
–白云石（CaMg[CO3]2） –原白云石——富钙的白云石，向白云石转化
• 3.铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿
沉积学_碳酸盐岩
方解石
沉积学_碳酸盐岩
方解石(文石)
沉积学_碳酸盐岩
白云石
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
–（二）非碳酸盐的自生矿物
一、颗粒组分 3、藻粒
–藻鲕
• 与藻有关而形成的鲕
–藻灰结核
• 蓝绿藻分泌的粘液围绕核心一边粘结碳酸盐沉积物， 一边在水动力下搬运沉积，形成不规则的同心增长层。
–藻团块
• 藻类粘结增长而成的颗粒，不具同心层结构
–藻碎屑
• 较大的藻粘结颗粒（包括藻团块）或藻粘结格架被破 碎和磨蚀而成的藻颗粒，形态似砾屑或砂屑。
• 卵形或椭球形，分选很好，有机质含量较高。蠕虫、软体动 物，低能环境产物
– 并不是所有的球粒都是粪球粒
沉积学_碳酸盐岩
球粒
沉积学_碳酸盐岩
球粒
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 5、变形粒
– 先期形成的颗粒在成岩后生作用阶段，在压溶作用或 其它力学作用的影响发生变形。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
内碎屑★★★ 鲕 粒★★★ 生物碎屑 藻粒 球粒 团块
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
二、泥
泥级的碳酸盐质点 与颗粒相对应
与粘土岩/粘土质粉砂岩 中的粘土泥相当（<0.005mm）
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
浅滩的碳酸钙沉积物的形状、内部结构和成因，进行过详细的讨论。他认为这些碳酸钙 质的砂粒，并不是早期的半固结石灰岩层被波浪或水流破碎、白云、磨蚀和再沉积而成 的，而是化学凝聚作用形成“葡萄石”，之后再被破碎、搬运、磨蚀和再沉积，形成内 碎屑。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
CO247.9%。
–（二）微量元素锶、钡、锰、钴、镍、铅、锌、铜、钒、镓、钛、硼等→
地层的划分和对比＋实际沉积环境的判断
–（三）同位素氧和碳的稳定同位素沉积环境水体含盐度
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
碳酸盐岩的成分分类
三级分类命名原则
不同系列
石灰岩——白云岩 石灰岩（白云岩）——硅岩 石灰岩（白云岩）——粘土岩 石灰岩（白云岩）——粉砂岩 石灰岩（白云岩）——砂岩
＋
结构组分之间的相互关系
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
• 一、颗粒
碳酸盐岩中的颗粒 • 盆外颗粒 • 盆内颗粒★★★★★
– （一）盆外颗粒
• 次要 • 含量增高→碎屑岩过渡
– 陆源碎屑颗粒
– 砾、砂、粉砂、泥（☆☆☆）
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
– ①机械成因
• 潮下高能带
– 波浪和水流把海底半固结的石灰岩层破碎，搬运，磨蚀，再沉积 而成。水下浅滩，潮汐水道
• 潮间带和潮上带
– 泥晶碳酸钙沉积物暴露在大气中，发生泥裂和泥卷，这些泥裂和 泥卷再被潮汐水流破碎、搬运、磨蚀、再沉积，即成内碎屑。这 种内碎屑表层常具氧化圈。
• 潮下低能带：风暴回流冲刷而成。
藻灰结核
鲕粒
第二节 沉积学_碳酸盐岩 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核
– （2）鲕粒的组成
• 核心 • 内碎屑、生物化石（完整或破碎）、陆源碎屑
• 同心层 • 成分 • 方解石、白云石（泥晶）、文石（现代） • 结构 • 同心层状结构、放射状结构； • 全周或局部数层
鲕粒
• 潮汐坝和潮汐三角洲地区——形成鲕粒的理想环境
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核 （5）鲕粒形成的三大条件 碳酸钙过饱和 充足的核心 动荡的水流
水深(m)
据 Newell et al. (1960).
沉积物中鲕的含量(%)
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
沉积学_碳酸盐岩
–（三）陆源矿物
• 粘土矿物、陆源碎屑矿物
–（四）有机质
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 二、碳酸盐岩的化学成分
–（一）含量最多的化学成分
• 主要是CaO、MgO、CO2 • 纯石灰岩/纯方解石——CaO56%和CO244%； • 纯白云岩/纯白云石——CaO30.4%，MgO21.7%，
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 2、新碳酸盐岩岩石学
–研究领域
• 新学科——化石岩石学 • 范围：浅水→深水–研 Nhomakorabea手段和技术
• 3、我国碳酸盐岩岩石学现状与趋势
– 岩类学、化石岩石学、现代沉积、沉积后作用、沉积环 境和沉积相、区域岩相古地理研究、固体矿产的研究、 岩溶研究、其它
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒、团块、生物碎屑
什么是？ 有多少种类？ 怎么形成的？ 反映了什么沉积环境？
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
• 1、内碎屑
– 主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的碳酸盐沉积物或 碳酸盐岩岩层，由于受波浪、潮汐风暴等作用，破碎、搬运、磨 蚀，再沉积而成的。
• （4）形成机理
– 核心浸泡在饱和或过饱和碳酸钙的水中，碳酸钙将在核心表面发 生沉淀作用，当颗粒的表面沉淀物（即新生成的一个同心层）与 海水处于平衡状态时，将沉入水底，在水动力的搅动下，再次升 起接受碳酸钙的沉淀，如此周而复始，直到水动力不能将其搅起。
韦尔（Weyl,1967）在巴哈马地区进行的实验观察，
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 二、研究意义
– 1.分布广
• 占沉积岩中20%，居第三位
– 2.重要的生油岩和储油岩 – 3.蕴藏丰富的矿产 – 4.本身就是很有价值的资源 – 5.重要的地下水储集岩石
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 三 、碳酸盐岩的研究历史、现状及展望
–1、碳酸盐岩岩石学的知识与人类同辉 –2、新碳酸盐岩岩石学
沉积学_碳酸盐岩
第六章 碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
序言
• 一、碳酸盐岩及碳酸盐岩岩石学
– 碳酸盐岩
• 主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的 沉积岩。
– 主要岩石类型 » 石灰岩（方解石>50%） » 白云岩（白云石>50%）
–碳酸盐岩岩石学
• 主要研究碳酸盐岩的岩性特征、成因机理、分类、分布规律及 其中矿产的一门学科。
内碎屑★★★ 鲕 粒★★★
生物碎屑（单独讲） 藻粒 球粒 团块
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核
–（1）概念
• 鲕粒: 是指具有核心和同心层结构的球状颗粒。
• 藻灰结核: 核心及同心层都不太规则，有藻参与形成，滚动、悬 浮均有。通常较大，大于2mm.
– 泥屑：机械成因，相当于碎屑岩中的杂基
• 与化学沉淀成因泥晶及生物成因泥级生物颗粒难区分。 以“碳酸盐泥” 或“泥”、“灰泥”、“云泥” 统称。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
• （2）成因
• 理论
–成因过去：碳酸盐岩——化学;现在：碳酸盐岩——化学、生物、生物化学、机械 –分类单纯成分分类→成因分类，成因—结构分类
» 引入能量观点，以能量高低划分C/M大，高；C/M小，低 –白云岩的形成机理观点和学说越来越多，在对现代沉积物的研究基础上提出。 –沉积后作用碳酸盐岩比碎屑岩、粘土岩更易遭受沉积后作用的影响 –相模式肖、欧文、拉波特、杨、阿姆斯特朗、威尔逊等
二、泥
• 同义语：微晶碳酸盐泥、微晶、泥晶、泥屑
– 分类
• 灰泥：方解石成分，也称“微晶方解石泥” • 云泥：白云石成分
– 成因
– 机械破碎 – 化学沉淀 – 生物成因
沉积学_碳酸盐岩
二、泥
沉积学_碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
三、胶结物
– 以化学沉淀方式沉淀、结晶于碳酸盐颗粒之间的方解石或其它矿物。与砂岩 中的胶结物类似。
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
–盆内矿物
• 碳酸盐矿物 • 非碳酸盐矿物
–盆外矿物
• 陆源矿物
–有机质（混合物）
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
– 方解石和白云石——碳酸盐岩最基本的矿物 成分
–（一）碳酸盐矿物
• 1.方解石矿物体系
– 文石 – 高镁方解石 – 低镁方解石——一般方解石，最稳定
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
1．内碎屑
• （1）类型
– 砾屑（特殊、典型者如竹叶状砾屑）
• 成因：浅水高能地区，半固结或固结的泥晶石灰岩岩层被波浪或水流 破碎、搬运、再沉积，形成扁平砾石。
– 砂屑
• 成分多为泥晶灰岩，分选及磨圆较好，高能环境产物
– 粉屑
• 与砂屑相似，反映低能环境，如泻湖、陆棚
• 2.白云石矿物体系
–白云石（CaMg[CO3]2） –原白云石——富钙的白云石，向白云石转化
• 3.铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿
沉积学_碳酸盐岩
方解石
沉积学_碳酸盐岩
方解石(文石)
沉积学_碳酸盐岩
白云石
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
• 一、碳酸盐岩的矿物成分
–（二）非碳酸盐的自生矿物
一、颗粒组分 3、藻粒
–藻鲕
• 与藻有关而形成的鲕
–藻灰结核
• 蓝绿藻分泌的粘液围绕核心一边粘结碳酸盐沉积物， 一边在水动力下搬运沉积，形成不规则的同心增长层。
–藻团块
• 藻类粘结增长而成的颗粒，不具同心层结构
–藻碎屑
• 较大的藻粘结颗粒（包括藻团块）或藻粘结格架被破 碎和磨蚀而成的藻颗粒，形态似砾屑或砂屑。
• 卵形或椭球形，分选很好，有机质含量较高。蠕虫、软体动 物，低能环境产物
– 并不是所有的球粒都是粪球粒
沉积学_碳酸盐岩
球粒
沉积学_碳酸盐岩
球粒
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 5、变形粒
– 先期形成的颗粒在成岩后生作用阶段，在压溶作用或 其它力学作用的影响发生变形。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
内碎屑★★★ 鲕 粒★★★ 生物碎屑 藻粒 球粒 团块
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
二、泥
泥级的碳酸盐质点 与颗粒相对应
与粘土岩/粘土质粉砂岩 中的粘土泥相当（<0.005mm）
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
浅滩的碳酸钙沉积物的形状、内部结构和成因，进行过详细的讨论。他认为这些碳酸钙 质的砂粒，并不是早期的半固结石灰岩层被波浪或水流破碎、白云、磨蚀和再沉积而成 的，而是化学凝聚作用形成“葡萄石”，之后再被破碎、搬运、磨蚀和再沉积，形成内 碎屑。
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
CO247.9%。
–（二）微量元素锶、钡、锰、钴、镍、铅、锌、铜、钒、镓、钛、硼等→
地层的划分和对比＋实际沉积环境的判断
–（三）同位素氧和碳的稳定同位素沉积环境水体含盐度
沉积学_碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
碳酸盐岩的成分分类
三级分类命名原则
不同系列
石灰岩——白云岩 石灰岩（白云岩）——硅岩 石灰岩（白云岩）——粘土岩 石灰岩（白云岩）——粉砂岩 石灰岩（白云岩）——砂岩
＋
结构组分之间的相互关系
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
• 一、颗粒
碳酸盐岩中的颗粒 • 盆外颗粒 • 盆内颗粒★★★★★
– （一）盆外颗粒
• 次要 • 含量增高→碎屑岩过渡
– 陆源碎屑颗粒
– 砾、砂、粉砂、泥（☆☆☆）
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分
– ①机械成因
• 潮下高能带
– 波浪和水流把海底半固结的石灰岩层破碎，搬运，磨蚀，再沉积 而成。水下浅滩，潮汐水道
• 潮间带和潮上带
– 泥晶碳酸钙沉积物暴露在大气中，发生泥裂和泥卷，这些泥裂和 泥卷再被潮汐水流破碎、搬运、磨蚀、再沉积，即成内碎屑。这 种内碎屑表层常具氧化圈。
• 潮下低能带：风暴回流冲刷而成。
藻灰结核
鲕粒
第二节 沉积学_碳酸盐岩 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核
– （2）鲕粒的组成
• 核心 • 内碎屑、生物化石（完整或破碎）、陆源碎屑
• 同心层 • 成分 • 方解石、白云石（泥晶）、文石（现代） • 结构 • 同心层状结构、放射状结构； • 全周或局部数层
鲕粒
• 潮汐坝和潮汐三角洲地区——形成鲕粒的理想环境
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
一、颗粒组分 2、鲕粒及藻灰结核 （5）鲕粒形成的三大条件 碳酸钙过饱和 充足的核心 动荡的水流
水深(m)
据 Newell et al. (1960).
沉积物中鲕的含量(%)
沉积学_碳酸盐岩
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其特征
沉积学_碳酸盐岩