碳酸盐岩(2)全解
碳酸盐岩的矿物组成
碳酸盐岩的矿物组成碳酸盐岩是一种由碳酸盐矿物质组成的沉积岩，其主要成分为方解石和白云石。
除此之外，还有少量的菱镁石、菱铁矿、方铅矿等。
在特殊环境下，还会出现含有钙长石、透辉石、方解石等的碳酸盐岩。
一、方解石方解石是最常见的碳酸盐岩中的主要组分。
它的化学式为CaCO3，属于三斜晶系。
方解石晶体通常呈立方体或八面体形态，也可呈板条或柱形。
在不同的环境下，其形态和颜色也会有所变化。
1. 晶体结构方解石晶体结构由钙离子(Ca2+)和碳酸根离子(CO32-)组成。
其中，钙离子占据八面体空间，并与六个CO32-离子相邻；而每个CO32-离子则与三个钙离子相邻。
2. 特性及用途方解石具有高硬度、高比重和强反射性等特性。
它是一种重要的工业原料，可用于制造水泥、石灰、玻璃等产品。
此外，方解石还可用于医药、化工、食品等领域。
二、白云石白云石是碳酸盐岩中的另一种主要组分，其化学式为CaMg(CO3)2。
它的晶体结构属于六方晶系，通常呈板条或柱形晶体。
在不同的环境下，其形态和颜色也会有所变化。
1. 晶体结构白云石晶体结构由镁离子(Mg2+)和钙离子(Ca2+)组成。
其中，镁离子占据八面体空间，并与六个CO32-离子相邻；而每个CO32-离子则与三个钙离子相邻。
2. 特性及用途白云石具有较高的硬度和比重，且具有良好的耐腐蚀性能。
它广泛应用于建筑材料、装饰材料、地板材料等领域。
此外，白云石还可用于制造肥料、化妆品等产品。
三、菱镁石菱镁石是一种含有镁的碳酸盐岩矿物，其化学式为MgCO3。
它的晶体结构属于六方晶系，通常呈板条或柱形晶体。
1. 晶体结构菱镁石晶体结构由镁离子(Mg2+)和碳酸根离子(CO32-)组成。
其中，镁离子占据八面体空间，并与六个CO32-离子相邻；而每个CO32-离子则与三个镁离子相邻。
2. 特性及用途菱镁石具有较高的硬度和比重，且具有良好的耐腐蚀性能。
它广泛应用于建筑材料、装饰材料、地板材料等领域。
此外，菱镁石还可用于制造肥料、化妆品等产品。
第22 碳酸盐环境和相(二)
海绵骨架岩， 串管海具有原地 生长生态，蓝绿 藻缠结和包壳现 象，格架间由两 个世代的白云石 充填。
海绵骨架岩，几个 串管海绵的横切面， 蓝绿藻缠结现象明 显。
堤礁、岸礁不对称，划分为礁核相，礁后相和 礁前相。
堤礁和岸礁的礁核相特征等同于对称礁， 但礁灰岩特征更清楚和更典型。 礁后相是层状的碳酸盐砂、灰泥、造礁 生物碎块及礁角砾。 礁前相主要是来自礁核的角砾和较深水 灰岩、硅质灰岩与页岩。
五、碳酸盐斜坡及盆地
(一)台缘斜坡
发育于碳酸盐陆棚上的碳酸盐台地边缘斜坡， 斜坡之下是较深水陆棚。 Wilson(1975)认为台缘斜坡的发育情况与斜坡 带波浪作用的强度有关。依据水体能量和坡度可分 三种类型。
(二)碳酸盐大陆坡
与之相邻的陆棚也一定是沉积碳酸盐的 浅水陆棚。因此，与台缘斜坡相比其差别是 斜坡下部水体较深，逐渐过渡到深海盆地。
一、威尔逊的碳酸盐相带模式
Wilson（1975）根据对海底地形、水深、水动 力条件、海水盐度、氧化还原界面等综合因素控制 碳酸盐沉积作用的认识，在前人基础上提出一个理 想的碳酸盐相带模式。威尔逊提出了9个相带和24 个微相类型。
1、2、3带属远海低能带的范畴；4带可算作远海低能带与 高能带的过渡；5、6带属高能带，7、8、9带属近岸低能的范 畴。
(五)生物礁的发育的控制因素
1、浅水最有利礁的生长。海平面相对变化改变水深 对礁有明显的控制作用。海平面相对快速下降时，礁 露出水面干死；海面相对快速上升，礁进入深水中淹 死；海平面若保持相对稳定，礁体可以向侧向发展 （图4-47）。 2、温暖有利礁的生长。板块运动进入高纬度礁冷死。 3、盐度正常有利于礁生长。礁后泻湖高盐度礁渴死。 4、清洁海水最有利于礁的生长。当气候变化或地壳 变动陆源物注入时礁呛死。 因此，大地构造和地壳运动、气候条件、在地形地 貌条件等均对礁的生长发育有重要控制作用。
岩石学课后思考题全解
答案不全，望请大家用红色补充答案思考题第一章：1、什么叫矿物？什么叫造岩矿物?矿物：就是岩石的基本组成单元，它是天然产出的，具有一定化学成分和内部结构的无机固体物质，造岩矿物：2、地壳中的造岩元素通常是指哪8种元素？含量最高的是元素是什么元素？O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K。
含量最高的：O3、常见主要造岩矿物有那些?肉眼如何鉴别?石英：柱状晶型；高硬度；无解理；断口具有油脂光泽等钾长石：常见肉红色；卡式双晶；两组完全解理夹角90度；硬度高等斜长石：常见白色或灰白色；常具有聚片双晶；两组完全解理不正交；硬度高等普通角闪石：常见浅、深绿色或黑色；长柱状；两组解理夹角近56度；断口近菱形等普通辉石：常见黑绿色或黑色；短柱状或粒状；两组解理夹角近90度，硬度高等橄榄石：常见橄榄绿色；粒状；常见贝壳状断口；硬度高等黑云母：常见黑色、褐黑色、绿黑色；片状；极完全解理；薄片具弹性等白云母：常见无色；片状；极完全解理；薄片具弹性等方解石：常见白色；菱形体解理；硬度3；遇冷稀盐酸剧烈起泡等白云石：常见白色或灰白色；菱形解理；晶面常完全呈马鞍形；块体遇冷稀盐酸不起泡，但其粉末遇冷稀盐酸起泡等4、什么叫岩石?什么叫岩石学?岩石是由矿物或类似矿物的物质组成的固体集合体岩石学是地质学领域的一门重要的分支学科，是研究地壳、地幔及其他星体产出的岩石分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因及演化等方面的科学。
5、野外如何区分三大岩(岩浆岩、沉积岩和变质岩)?6、如何理解岩浆岩、沉积岩和变质岩之间互相转化关系?（比较多，挑自己喜欢的背哈）第二章：1．什么叫沉积岩?什么叫沉积作用?沉积岩：是在地球表面常温常压条件下，由风化作用、生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的地质体沉积作用：2．沉积岩的沉积物来源主要有那些?母岩风化的产物、生物物质、火山物质及宇宙物质3．沉积物在成岩过程中发生的主要变化有那些?压实作用、压溶作用、胶结作用、重结晶作用4．沉积岩中的矿物按其成因一般可分为那些?陆源碎屑物、自生矿物、次生矿物。
碳酸盐岩的成岩作用课件
探讨数值模拟在碳酸盐岩成岩作用研究中的重要性和应用前景，为未 来的研究提供指导和借鉴。
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碳酸盐岩的形成通常与生物活动 、化学沉淀和机械沉积等过程有 关。
碳酸盐岩的分布
碳酸盐岩广泛分布于世界各地的海洋 和湖泊环境中。
在一些地区，如北美的大陆架和欧洲 的石灰岩地区，碳酸盐岩的分布尤为 集中。
碳酸盐岩的组成
碳酸盐岩主要由方解石、白云石、泥灰石等碳酸盐矿物组成 。
此外，还可能含有少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物。
碳酸盐岩成岩作用过程中形成的次生 溶蚀孔隙和裂缝为石油和天然气提供 了储存空间。
烃源岩成熟
圈闭形成
成岩作用造成的地层抬升、剥蚀等可 以形成地形圈闭，有利于油气的聚集 。
成岩作用过程中，有机质成熟转化为 烃类，成为石油和天然气的来源。
对地下水的影响
地下水储层
碳酸盐岩的成岩作用可以形成良好的地下水储层 ，提供人类和动植物的用水需求。
沉积构造特征是碳酸盐岩的重要 特征之一。常见的沉积构造包括
叠层石、鲕粒、生物扰动等。
压实作用
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压实机制
压实作用是通过上覆沉积 物的重力作用，使下伏沉 积物中的水分排出，使其 致密化。
压实效果
压实作用可以显著降低孔 隙度和渗透率，从而提高 碳酸盐岩的储油和储气能 力。
影响因素
压实作用受沉积物粒度、 沉积水深、埋藏深度和温 度等多种因素的影响。
通过控制不同的温度、压力、pH值、离子浓度等参数，研究多因素 耦合对碳酸盐岩成岩作用的影响。
探究碳酸盐岩成岩作用的动力学过程
通过实验手段，研究碳酸盐岩成岩作用过程中各种矿物和有机质的形 成与演化机制，揭示其动力学过程。
11沉积岩沉积相第十一章碳酸盐岩概论2
3、藻粒(藻团块)
泥－亮晶含藻团块砂屑灰岩。照片中部为一藻团块。塔里木盆地解放 127井，上奥陶统吐木休克组，5421.3m，（—）10×2.5。
4、球粒与粪球粒
1)、球粒：通常把较细粒的（粗粉砂级或砂级）、 由灰泥组成的、不具特殊内部结构的、球形或卵形的、 分选较好的颗粒，叫做球粒（pellet）。 成因：球粒的成因主要有两种。一是机械成因， 即是分选和磨圆都较好的粉砂级或砂级的内碎屑；二 是化学凝聚成因。 2)、粪球粒：生物粪便形式排出的、形状近于卵 形和椭球形的富含有机质而大小均匀的颗粒。 即粪球是典型生物成因。粪球粒中有机质含量较 高，在薄片中呈暗色，这是鉴别粪球粒的重要特征。
6、造礁生物（苔藓虫、珊瑚）
藻粘结生物砂砾屑 灰岩，变口目苔藓 虫及扭心珊瑚,藻粘 结现象，塔中16井 4242米,单片光X10
6、造礁生物（海绵）
托盘海绵骨架岩中的托盘海绵，塔中44井4923.26米， 单片光X6
6、造礁生物（群体珊瑚）
珊瑚障积岩，四方管珊瑚, 塔中161井4500.19米,单 片光X6
生物格架
一般认为，生物格架包括生物骨骼格架和生物粘结 格架等类型，而以前者为主。 1、概念：生物骨骼格架是原地生长原地保存的群体 造礁生物如珊瑚、苔薛、海绵、层孔虫等的骼所形成 的坚硬的碳酸盐岩的结构组分。 2、骨骼格架的特征：群体造礁生物的骨骼；原地生 长原地保存，与层面垂直，保持原生长状态。 3、粘结格架：由蓝藻和红藻等藻类的粘液粘结灰泥、 颗粒、生物碎屑等其他碳酸盐组分形成的具有搞浪性 的格架称粘结格架。如各种叠层石。 生物格架和粘结格架均是礁碳酸盐岩的不可缺少的 结构组分，所以也称礁格架。
3、藻粒(藻灰结核)
3、藻粒(藻灰结核)
3、藻粒(藻灰结核)
碳酸盐岩的特征与应用
碳酸盐岩的特征与应用碳酸盐岩是由碳酸盐矿物组成的沉积岩，主要成分是方解石和白云石。
碳酸盐岩具有一些独特的特征和广泛的应用。
1.特征：（1）岩石组成：碳酸盐岩的主要成分是方解石和白云石，同时还含有少量的黄铁矿、硫化物、膨润土等。
（2）岩石结构：碳酸盐岩通常以晶粒或胶结体的形式存在，晶粒可以是细粒状、块状、针状等。
碳酸盐岩也常见于层状、柱状、块状等构造。
（3）岩石颜色：碳酸盐岩的颜色多样，有白色、灰色、黄色、棕色、绿色等。
这些颜色的变化与岩石中含有的杂质和氧化程度有关。
（4）溶解性：碳酸盐岩具有较强的溶解性，容易被地下水溶解形成洞穴、溶洞等地貌。
2.应用：（1）建筑材料：碳酸盐岩是一种常见的建筑材料，被广泛应用于建筑、装饰、纪念碑等。
其质地坚硬、耐久，色泽美观，可以制作出各种花纹和雕塑作品。
（2）石灰制品：碳酸盐岩中的方解石可以炼制成石灰石，并且经过煅烧反应制成石灰、石灰石粉等石灰制品。
石灰制品被广泛应用于建筑、冶金、化工、环保等领域。
（3）矿产资源：碳酸盐岩中常常夹带有金、银、铅、锌、铜等有价值的金属矿物，这使得碳酸盐岩成为一种重要的矿产资源。
同时，碳酸盐岩也是石油和天然气等石油类矿藏的顶盖岩层。
（4）地下水工程：由于碳酸盐岩的溶解性，形成了众多的地下洞穴和溶洞。
这些地下空间可以作为地下水的储集和流动区域，利用碳酸盐岩的特性可以开展地下水资源的调查、开采和利用。
（5）环境工程：碳酸盐岩在环境修复和废弃物处理方面具有重要应用。
例如，将二氧化碳（CO2）以固态形式储存在碳酸盐岩中，可以减少大气中的温室气体含量。
综上所述，碳酸盐岩具有广泛的应用领域，不仅可以作为建筑材料、石灰制品和矿产资源使用，还可以用于地下水工程和环境工程等方面。
对于碳酸盐岩的深入研究和开发利用，对于经济发展和环境保护都具有重要意义。
11碳酸盐岩概论2
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生物化石的原始形态 完好较完好生物硬体的形态与生物的种属门类有关， 还与生物的生存环境条件有关，不同的生物常有各自的 生存环境条件，因此，生物化石是该生物生存条件和环 境条件的直接反映，具有极重要的指相指示环境条件的 意义。完好较完好生物一般是原地或就近堆积的主物。 生物碎屑的形态与生物的原始形态有关，还与搬运 磨蚀等后期改造程度有关。但生物碎屑的磨磨蚀(圆化) 和分选性与环境的能量关系较复杂(与陆源碎屑不同)， 并非介质能量愈高颗粒的磨蚀和分选性就愈好。理想的 较好的磨蚀（圆化）和分选主要形成于持续中等能量的 介质中；在环境能量过高时常因颗粒再次破碎、出现圆 度补偿作用和介质搅动作用，而使业已达到理想分选的 颗粒粒度变成为粗细不均的无分选状态。
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介形虫
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介壳灰岩，介壳主为瓣鳃类，多裂隙，少孔隙， 正交光×60
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珊瑚藻灰岩，孔隙被亮晶方解石充填，正交光×25
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珊瑚藻灰岩，孔隙被方解石半充填，正交光×25
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生物(螺)云岩，螺壳及腔内溶孔，有蓝藻生长， 单偏光×25
气井基础知识全解
沉积岩岩性与生物变化都呈 渐变关系，它们是连续沉积 的。
三、采气地质基础知识
4.地质构造
b、假整合接触：
新老地层大致 平行 ， 沉积岩岩性与生物变化都呈 突变关系，呈不连续沉积。
气井基础知识
c、不整合接触：
新 老地 层 产 状 完全不 同，其间有地层缺失并有明 显的风化现象。
2）沉积岩——油气开发重点关注
气井基础知识
早期形成的岩石经过物理、化学的破坏作 用，在地质外力（如流水、风吹、日晒等）的 作用下，在海洋、湖泊、河道或陆地表面某些 地方沉积下来而形成的岩石。
三、采气地质基础知识
3）变质岩
气井基础知识
原岩（如岩浆岩或沉积岩）受到高温、高 压等条件的影响，改变了原来岩石的成分、结 构，发生了变质作用而形成的岩石。
2、相对密度——在某一温度、压力下天然气的密 度与标准状况下干燥空气的密度之比。
G g /
式中：G——天然气的相对密度；
ρg——天然气的密度；
ρ——干燥空气的密度。
二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
3、粘度——当天然气流动时，由于气体内部分子 间相对运动产生的摩擦力，称为天然气的粘度。
二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
1、密度——单位体积的天然气所具有的质量称为 天然气的密度。
g
Mg Vg
式中：ρg——天然气的密度，kg/m3； Mg——天然气所具有的质二、天然气形成及理化性质
天然气的主要物理化学性质
气井基础知识
岩层组1 岩层组2
三、采气地质基础知识
4.油气藏形成的条件
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白云石原生沉淀条件
①高盐度 比正常（海水）盐度高5～8倍 ②高Mg/Ca比 5：1～10：1 ③高pH值 碱性～弱碱性 ④高温 30℃± 泻湖、咸化海、局限海
二、毛细管浓缩作用——准同生白云化作用机理：
热带地区潮上带，刚沉积的疏松的文石颗粒间的正常海水在干 热气候中不断蒸发。同时海水又通过毛细管作用，源源不断地补充 到这些疏松的沉积物的颗粒之间,就象泵汲一样。蒸发泵汲作用不 断进行，使潮坪沉积物上部孔隙水盐度大大增高，从这种盐水 中首先沉淀出来的是石膏，使粒间水或表层积水的Mg/Ca高达20:1甚 至更高（正常海水的Mg/Ca约为3:1-4:1）。这种高镁的粒间盐水或 表层水经常与文石颗粒相接触，使文石被交代，被白云化，即使文 石转化为白云石。
泥晶基质经重结晶作用可形成较大的晶体（假亮晶）。
四、胶结作用
五、交代作用（Replacement）
碳酸盐岩中常见的交代作用有白云石化、去白 云石化、硅化、石膏化和硬石膏化、去石膏化、 菱铁矿化和黄铁矿化等。 在碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中，原来的矿物和 组分为新矿物取代的作用叫交代作用。
(1)白云石化作用：
白云石交代方解石(或文石和高镁方解石) 的作用称为白云石化作用，交代完全则称白 云岩化。 白云石化可发生在沉积期后的不同阶段。 早期白云石化一般呈泥晶、极细晶结构；晚 期白云石化一般形成较粗大自形的晶粒结构， 还会使岩石的孔隙度增大。
方解石被白云石交代的证据：
①自形的白云石晶体处在未被交代的方 解石背景中。 ②自形的白云石晶体切穿原石灰岩中颗 粒轮廓边缘；在结晶白云岩中有由大小、 形状或洁净度不同的白云石晶体组成的集 合体；有时可显示原石灰岩的粒屑外形(负 残余)。
对于沿正性单元分布的、伴随有不整合而又缺乏潮上 或泻湖等蒸发环境标志的白云岩的成因，用混合白云化作 用可以得到满意的解释。
五、调整白云化作用
当海平面下降使沉积物中的高镁方解石暴露于 大气淡水中时，高镁方解石发生溶解，释放出镁离 子，使该处或下伏的碳酸盐沉积物发生白云化作用。 这种白云化作用所需的镁离子来自沉积物本身，所 需的条件是海平面相对下降，使原生沉淀的不稳定 的碳酸盐矿物在大气淡水作用下，发生溶解、重新 组合或调整而发生白云化作用。
这种白云石化形成的白云岩多呈薄层、有暴露标志、与膏 盐共生或含石膏结核。
三、回流渗透白云化作用
机理：潮上带高镁粒间盐水对表层沉积的白云化基本完了时， 产生这种高镁盐水的地质条件还仍然持续存在，多余的高镁 盐水必然会向下回流、渗透，在其穿过下伏的碳酸钙沉积物 或石灰岩时，必然会使它们发生白云石化，从而形成白云岩 或部分白云化的石灰岩。
六、埋藏白云岩化作用
深海沉积的泥岩的压实作用和富Mg2+流体对台 地边缘的石灰岩的侵入。 解释一些既无浓缩海水标志也无混合水标志的 白云岩。
此外，白云岩还有其他成因，如生物作用、机械作用、热液 作用、变质作用成因等。
七、控制白云石结晶的因素
第三节 白云岩的成因分类
碎屑白云岩 白云岩破碎后经搬运再沉积→碎屑岩
去白云石化作用的鉴别标志：
1 ）方解石大晶体内有被交代的白云石残余 物； 2）方解石具白云石菱面体假象；
3）方解石晶体内有白云石的氧化铁环带；
4 ）可见菱形溶孔，被方解石或天青石、石 膏充填。
(3) 硅 化 ：
碳酸盐矿物被硅质矿物(主要是玉髓) 交代的过程称硅化。 硅化的标志：硅质矿物具有原石灰岩 中粒屑(如方解石质的化石、鲕粒)或白云 石菱形晶假象；硅化的化石甚至还有原始 壳层的痕迹；硅质岩中有时保存了叠层石 的结构构造特征。 石灰岩和白云岩中常见的燧石结核有 些也是硅化而成的。
有些白云石，例如分布在陆表海陆棚或构 造高地的白云岩，没有与蒸发岩共生，也 缺乏潮上环境的成因标志。 对于这种白云岩，高镁/钙比率的超盐水的 白云化模式就不适用了。
怎么解释? ? ?
四、混合白云化作用
巴迪奥扎曼尼（Badiozamani,1973）用实验证明
大气水与正常海水的混合液对方解石和白云石的饱和程度的影 响程度不同 在海水为5～50%的混合液中发生方解石被白云石的交代作用— —白云化作用
第二节 白云岩的生成机理
白云岩形成机理（白云石化作用）
白云岩的成因问题，主要是白云石的生成机理
问题，一直是碳酸盐岩岩石学中最复杂、争论时
间最长、最难解决的问题之一。
讲述现代白云石的几个有代表性的生成机理
一、原生沉淀作用
指以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出白云石
模拟自然环境人工合成真正的、化学计量的白云石（Ca: Mg = 1:1）至今没有成功， 只有在Pco2 > 4atm条件下人工合成出白云石 因此，在正常的沉积环境的海水中，能否直接沉淀出大量 白云石是值得怀疑的。
③白云石菱形晶体具有残余方解石组 成的“雾状”中心和较明净的周边；有时 整个晶体透明度均一，但染色后或在阴极 发光下却显示出中心为方解石。 ④白云石分布受层理、虫孔、缝合线、 裂隙等构造控制。俗称“豹皮灰岩”者， 就是石灰岩不均匀白云石化的结果。
(2)去白云石化作用：
CaMg(CO3)2＋CaSO4· 2H2O→2CaCO3＋ MgSO4＋2H2O
选择性溶解形成的孔隙
非选择性溶解形成的孔隙
二、碳酸盐矿物的转化作用
三、重结晶作用（Recrystallization）
单纯的重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的晶 体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改变的 作用。
一般情况下趋向于出现晶体长大的现象，福克称 之为“进变新生变形”作用。 特殊情况下也可能发生晶体的缩小，或称之为 “退变新生变形”作用。
•毛细管浓缩作用——准同生白云化机理（重点） •回流渗透白云化机理（重点） •混合白云化机理（重点） •调整白云化机理 •埋藏白云化机理 •控制白云石结晶的因素（重点）
第十四章 碳酸盐沉积物的成岩作用
第一节 主要的成岩作用类型
一、溶解作用（Solution）
定义：碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质 发生变化，引起碳酸盐矿物或其他成分溶解 特征： 在各成岩阶段都可以发生 成岩作用早期的溶解具有选择性 成岩作用晚期的溶解不具有选择性