13第十三章白云岩解析
白云岩成因探讨及分布预测

位素组成的分布范围较宽 ( -) 63 一.4 00% (D, 图41 '二 31^+.20 B , C P
下同) 1=1. - . (D,下同) ,5犯 -02^- 5% B 0 24 P 。这反映了下奥陶统白云
岩的成因可能不止一种。实际上,本区在延续几千万年的早奥陶世期 间形成的白云岩,结构类型繁多,厚度可达 10 00多米,分布范围几万
4 1 2 . 1区 ( . 1 近地表混合水成因白云岩区)
塔中 1 塔中 1 塔中 I 塔中 I 塔中 1
-.0 61 -.6 45 - .6 61 - .4 40
13 1 2 . 1 150 2 .7
124 2.9
塔中 1 4 5 . 0 525
45.4 525
残余砂屑云岩
残余砂屑云岩 粉晶藻云岩
3 .9 65
2.9 49
4 5 . 54 1
45. 543
- . 2 52
塔参 1
塔中 1 塔中 1 塔中 1 塔中 1 塔中 1
59. 82 5
35 60 4 1. 8 005
粉一 细晶云岩 残余砂屑云岩
白云岩
1 13 2 .2
12 7 2 .9
蒸
- .6 09 - .2 12 -1 5 .0
1 18 2.6 12 1 2 . 2
12 6 2.8 14 0 2 .7 12 9 2 .2
3 .0 44
3 .6 83
塔中 1
塔中 1
47.3 962
1 14 2.4
12 7 2.4
塔中 I 5 2 . 0 59 7
50 .7 659
45 25
- .9 12 12 因 - . 4 - .9 14 -.3 09 1
岩浆岩岩石学——岩浆岩的成因

第十三章岩浆岩的成因由前面的介绍可以看到,岩浆岩种类繁多,性状各异。
现简要介绍形成岩浆岩的岩浆种类及其来源;形成岩浆岩的地质作用和物理化学作用。
这些都是岩浆岩成因方面的重大问题,也是地质科学中的一些重大问题,目前仍在不断地探索和研究中。
一、原始岩浆的种类和起源根据目前研究,岩浆起源于上地幔和地壳底层,并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。
岩浆岩种类虽然繁多,但原始岩浆的种类却极其有限,一般认为仅三、四种而已,即只有超基性(橄榄)岩浆、基性(玄武岩浆)、中性(安山)岩浆和酸性(花岗或流纹)岩浆。
当然,对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。
在十九世纪中叶布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张,但关于花岗岩浆的论点一直未受重视,一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。
这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。
最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。
但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实,即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多,例如据计算,花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。
进入本世纪三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点,即所谓岩浆成因二元论。
本世纪中期前后,有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实,又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。
于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。
目前认为种类繁多的岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。
这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。
局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念,大致解释如下:和单种矿物比较起来,岩石在熔化时有下列两个特点:第一,是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点;第二,是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间,而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。
第十三章-湖泊与沼泽的地质作用

松散沉积层 压力增大底层被压实 沉积物胶结成沉积岩
• 墨西哥湾形 成的沉积岩层。
1.松散沉积物
2.沉积物压固脱水
3.胶结物结晶成矿物 4.碎屑物被胶结成岩石
沉积岩
一、 沉积岩的类型
• 按照沉积岩的物质来源和成因分为: • 陆源碎屑岩(砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩) • 碳酸盐岩(砾屑灰岩、砂屑灰岩、粉屑
(二)湖泊化学沉积作用 受气候条件制约: 1、潮湿气候区 化学风化彻底--K、Na、Ca、Mg + Fe、Al、Mn等盐类,易溶盐类不易饱和结晶,而铁、 铝、锰的化合物,因pH值和电荷中和等原因,发生化 学作用以及生物作用而沉淀。形成铁矿、锰矿等。 2、干旱气候区 化学风化不彻底, K、Na、Ca、Mg 等易溶盐类,盐度逐年增加,饱和、结晶沉淀出来。 并具有分异沉积作用。
• 湖滩----粗碎屑物质沉积于湖岸附近,湖面下降,形
成平行湖岸的浅滩。 • 湖泥----粘土物质被搬运至湖心缓慢沉积而成。 • 湖三角洲----河流搬运的泥砂物质,因入湖后流速骤 减,形成三角洲;并可扩大淤满湖盆,形成湖泊-三 角洲平原。 • 湖相沉积可有层理、波痕、泥裂、足迹、雨痕等层 面构造。
• 分异沉积作用----混合溶液发生化学 沉淀时,按溶解度大小依次析出的现 象。 • 可以划分为四个阶段:
•碳酸盐阶段 •硫酸盐阶段 •氯化物阶段 •沙下湖阶段
此外,还有 生物沉积作用存在。 • 湖水生物沉积作用主要发育于潮湿 气候区,干旱气候区,湖水盐度高, 生物少。 • 形成:沥青、腐泥、腐泥煤、沥青 黏土、油页岩、石油、硅藻土等。
沼泽的沉积作用 沼泽水体少,相对静止,只有沉积作用,主 要是生物的沉积,可有泥砂质沉积。
• 有机质和腐泥, • 泥炭。 • 褐煤。 • 烟煤和无烟煤。
沉积岩石学 第十三章 白云岩

第三节
白云岩的成因分类
• 原生白云岩:以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出的、化学计 量的白云石而组成的岩石。 • 次生白云岩:一切由交代作用或白云化作用而形成的白云岩。 • 同生白云岩:沉积期生成的白云岩。刚沉积的碳酸盐沉积物在 沉积物与水的交界处,通过交代作用形成的白云石。 • 准同生白云石:同沉积环境条件下,沉积不久的碳酸盐沉积物 基本脱离沉积水体,但不受其影响,通过交代作用形成的白云 石。 • 成岩白云岩:是指碳酸钙沉积物在其成岩作用过程中由交代作 用生成的白云岩。 • 后生白云岩:是指在石灰岩形成以后,由交代作用生成的白云 岩。 • 准同生后白云岩: 泛指准同生期以后生成的白云岩。
气候干热,粒间水蒸发 海水通过毛细管作用补给
粒间水盐度增大(海水→盐水)
石 膏 等 沉 淀 ( Ca离 子 浓 度 减 小 )
Mg/Ca比 值 增 大 ( 由 正 常 海 水 3: 1→40: 1) 与 文 石 接 触 , Mg离 子 将 代 替 Ca离 子
白云石
粒间水
疏松的 表层沉 积物文石为 主
• 特征
• 沿正性单元分布,伴随有不整合,缺乏蒸发环境标志
美国威斯康星中奥陶统米夫林段的白云化作用示意图
(据巴迪奥札曼尼,1973)
• 五、埋藏白云化作用
• 砂岩的胶结物,常含铁。
• 随埋深增大,温度增高而发生白云化作用。镁离子来自页岩
(粘土矿物转化释放出镁离子)。
• 六、其它白云化机理
• 调整白云化、玄武岩淋滤白云化、正常海水白云化、热液白
• 潮上带形成的高镁粒间水在重力作用下向下回流渗透,当其流经下伏的碳酸钙沉
积物或石灰岩时,将使它们发生白云石化。
博内尔岛位置及地质图(据戴菲斯等,1965,有修正)
白云岩化模式PPT课件

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2.1.3 需氧模式
• 海洋中的有机质在好氧微生物作用下发生
有氧氧化作用,通过代谢含氮有机物质(蛋
白质,氨基酸,氨基酸,核酸),释放出CO2和 NH4+:
• C3O3H7N+2.5O2需氧微生物3HCO3-
+2H2O+NH4++2H+
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2.1.4 微生物成因白云岩特征
• 具有球粒状、哑铃状或是花椰菜状的外形 以及放射纤维状的内部构造;
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1.3 白云岩形成有利条件
• 有利于白云石形成的环境: a) 存在被交代的石灰岩;
b) 海水环境及与海源流体有母源关系的的孔 隙流体环境;
c) 长期持续稳定的、活跃的水文学驱动机制,
以保证长期有效的运送Mg2+和CO32-,和Ca2+
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1.4 白云化模式分类
微生物白云化模式 浅埋藏白云化模式
• 如果热液作用携带了足够的 Mg2+穿越可
渗透性灰岩,那么就有可能发生白云化作
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2.6 热液白云化模式
• 热液流体的大规模运移及由此引起的一系 列地质作用都与断裂作用有关,并且对一 些特殊的构造背景有一定的偏好:
a) 伸展(正)断层,特别是断层的上盘;
b) 扭张(深大走滑)断层;
c) 断层交汇处。
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2.4 混合白云化作用
• 海水间隙水和 向海方向运移 的淡水的混合 区发生白云化 作用。
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混合白云岩特征
• 晶体相对干净,大小通常为1-100μm,晶面 平直,自形-半自形,常见菱形晶体;
13第十三章白云岩讲解

四、混合水白云石化作用
对于广泛分布的陆表海陆棚或构造高地中共生的白云岩, 其中没有蒸发矿物或蒸发岩,也缺乏潮上标志,用高镁钙比 率的超盐度卤水的白云石化模式不能解释。
巴迪奥扎曼尼〔Badiozamani,1973〕提出了大气淡水 和海水混合的白云石化作用机理。
依据试验〔图16-12〕15%~30%的海水与地下淡水混合, 将会使方解石不饱和,而对白云石则会增加其饱和度,这样 在盐度降低而Mg/Ca比值乃保持不变的状况下也可以——准同生白云化作用
平均高潮面
潮上带蒸发泵 陆源地下水
潮源地下水
图16-10潮上萨布哈蒸发泵白云石化机理
二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用
——准同生白云化作用
毛细管浓缩作用或蒸发泵作用根本特色: 形成条件:潮间及潮上带(近海的暴露的地表);气
候枯燥、蒸发量大; 镁质来源:经毛细管作用由海水供给 交代特色:高盐度、高镁钙比的孔隙溶液就地交代
第十三章 白云岩
主要由白云石〔含量>50%〕组成的碳酸盐 岩,称为白云岩。
与石灰岩不同,白云岩不仅有沉积成因的, 更多的是次生交代成因的,因此,白云岩的分 类命名与石灰岩有同也有异。
第一节 白云岩岩类学
一、白云岩的(构造组分)分类
1、沉积成因的白云岩
的白云岩〕
-----〔具粒屑构造或骨架构造
其构造分类系统和命名原则与石灰岩的根本 一样,只要把石灰岩构造分类表中的“石灰岩” 改为“白云岩”、“灰泥”改作“云泥”即可。
1、沉积成因的白云岩
亮晶鲕粒云岩,溶扩剩余粒间孔和粒间溶 孔。柯深103井,6361.5m。
2、交代作用特殊彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩〔具晶粒构造的白云岩〕
依据晶粒大小进展分类命名,如泥晶白云岩、粉晶 白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等,其 划分标准在不同的分类系统中有常有确定的差异。
13.第十三章 白云岩

(2)次生交代成因的白云 岩的分类和命名
次生交代成因的白云岩,通 常按照晶粒大小(晶粒界限见表 11-1)对其分类命名,如泥晶白 云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、 中晶白云岩、粗晶白云岩等(图 13-2),其中细晶白云岩、中晶 白云岩、粗晶白云岩等表面常呈 砂糖状,故又称为砂糖状白云岩。
按照晶粒 大小分类是纯 描述性的,不 仅适用于次生 白云岩,也适 用于沉积成因 的白云岩。
考龙潟湖
澳大利亚南部考龙潟湖中的白云石形成条件: 水很咸、pH值很高、植物很茂盛的条件下形成的。通过光合作用,植物 从水中吸取CO2,使水的pH值增高,这就促使白云石沉淀。白云石以化学沉 淀的方式从水体中直接沉淀出来。
奥尔德曼和斯金纳(Aldeman and Skinner,1957)曾注意到,孤立的湖
二、毛细管浓缩作用-准同生白云化作用
在现代热带地区的潮上带,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。
这些刚沉积不久的表层沉积物,主要是文石。这些沉积物还是疏松的,其 粒间充满着水。这些粒间水,在开始阶段是正常的海水。由于该地区气候干热, 蒸发作用强烈,这些粒间水就不断地向空气中散发。与此同时,海水又通过毛 细管作用,源源不断地补充到这些疏松沉积物的颗粒之间。久而久之,这些粒 间水的含盐度就变大了,正常的海水就变成了盐水。从这种盐水中首先沉淀出 来的是石膏,也可能还有一些其他盐类矿物。在波斯湾南岸的广大潮上地带, 这种膏盐沉积物十分发育。这种潮上带经常是干的,但在低凹地区也可积水成 为盐水沼泽。阿拉伯语“萨布哈”就是指这种潮上的盐沼地。
第十三章 晚古生代的古生物、古地理和古构造史

华 南 地 区 茅 口 期 古 地 理 图
华南地区龙潭期古地理图
华 南 地 区 大 隆 期 古 地 理 图
干旱气候条件下的内陆河湖沉积
P3
河湖沉积环境
P2
海退背景下的三角洲平原泥炭沼泽环境
P1
山 西 太 原 二 叠 纪 地 层 剖 面
华北板块二叠纪地层序列
时代 P2 组 石千峰组 上石盒子组 下石盒子组 P1 山西组 太原组中上部 C 太原组下部 岩 性 红色砂泥岩,含石膏,干旱气候条件 杂色砂页岩,少量植物化石,半干旱气候 黄绿、灰绿色砂页岩,下部含不规则煤层, 植物化石丰富 黑色砂页岩含煤沉积及钙质页岩,近海平原 泥炭沼泽
D1莲花山组/Cam3,广西金秀河口美村
交错层理,D1 莲花山组, 广西横县六景
Rusophycus Cruziana D1莲花山组, 广西 横县 六景
泥质砂岩, D1那高岭组, 广西横县六景
砂岩, 黑色页岩, D1郁江组, 广西北流大风门
D2 东 岗 领 组 贵 州 独 山 ,
珊瑚礁,D2东岗领组,贵州独山
蜥螈(P1)—原始爬行类
大异齿龙(P)—背部具帆状构造
爬行类 reptile
中龙的分布与大陆漂移
两栖类一直在减少
以前人们对世界上两栖类动物数量的减少 的印象,主要是来自口耳相传的说道,并 没有多少确切的依据。现在,通过对从 1950年到1997年多达900种以上的两栖类 动物数量的时间序列研究,这些印象得到 了证实。在过去的40多年里,两栖类动物 数量的以每年平均4-5%的速度减少,并 且在1960年代有某些突然的下降。 [Nature, 2000/4/14, p. 752];
华北板块石炭纪地层序列
时代 C2—P1 C2 组名 太原组 本溪组 O1
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岩,称为白云岩。
白云岩
主要由白云石(含量>50%)组成的碳酸盐 与石灰岩不同,白云岩不仅有沉积成因的, 更多的是次生交代成因的,因此,白云岩的分 类命名与石灰岩有同也有异。
第一节
白云岩岩类学
一、白云岩的(结构组分)分类
1、沉积成因的白云岩
-----(具粒屑结构或骨架结构的白云岩)
其结构分类系统和命名原则与石灰岩的基本相同,
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
粉晶白云岩中含有大量晶间孔、晶间溶孔(孔隙为红 色),白云石晶粒为自形—半自形。 塔中4井,C,生 屑灰岩段,3546.00m,铸体片,(—)10×6.3。
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
云斑,白云石交代泥晶灰岩,白云石呈斑块状富集, 即所谓的“豹皮状”,徐州,上寒武统,直拍,×12
第二节
白云岩的生成机理
白云岩成因问题,主要是白云岩生成机理问题。 碳酸盐岩石学中最复杂、争论时间最久、最难解 决的问题之一。近二、三十年来,由于X射线衍射等 新技术的应用,在现代碳酸盐沉积物中发现了大量 的白云石。通过这些正在形成的白云石的大量的实 际观察和研究,相继出现了一些崭新的白云化学说, 这就为解决白云岩的成因问题提供了前提。下面是 一些主要的学说或机理简述如下:
3、具有交代结构Байду номын сангаас白云化结构的白云岩:
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
白云石交代砾屑和砂屑,徐州,上寒武统,(-)×34
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
白云石交代棘皮动物屑,徐州,上寒武统,(-)×34
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
白云石交代鲕粒,鲕粒全部被白云石取代,粒间未白 云石化,徐州,上寒武统,(-)×34
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
分类命名方法:
①交代结构不发育,交代成因白云石数量少(<50%), 则按石灰岩的名称主名,前加“白云化”为修饰; ②白云化强烈,白云石数量大于50%,但原灰岩结构 残余明显可辩认者,称残余“××结构”灰质白云 岩;如有些白云岩是由颗粒石灰岩白云化形成的, 但颗粒(鲕粒、内碎屑等)轮廓仍清晰可见。应按 照晶粒大小命名,或者加上“残余”修饰语,如残 余颗粒石灰岩、残余碎屑云岩等。 ③交代作用十分强烈,无残余结构者,按晶粒白云岩 命名。
细粉晶白云岩,江苏徐州,马家沟组,(-)×34
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
含生屑泥粉晶白云岩,生屑铸模孔和白云石晶间孔。 塔中4 井,C,生屑灰岩段,3542.7m,(—)10×2.5。
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
所谓白云化交代结构,即指后来的白云石晶体交代原先的各
种结构组分,如交代内碎屑、鲕粒、生物组分等所形成的结构。
交代作用的的镜下标志主要有: ①矿物假象,即被交代矿物的原始成分虽已被交代,但其晶
体外形仍较好保存的现象(同于变质岩中的交代假像结构); ②幻影构造,即矿物受到强烈的交代作用,原矿物颗粒的成 分和内部结构甚至其边缘均已消失,但其内部的包裹体或其他难 被交代的组分尚残存而显示原矿物的模糊轮廓,则称“幻影”,
1、沉积成因的白云岩
砂屑白云岩,亮晶胶结,四川石柱,上寒武统,(-)×40
1、沉积成因的白云岩
鲕粒白云岩,鲕粒由细粉晶白云石组成,鲕间为粗粉晶白云 石及溶蚀充填物,江苏徐州,奥陶系马家沟组,(-)×34
1、沉积成因的白云岩
鲕粒白云岩,鲕内鲕间孔隙发育,四川石柱,中寒武统, (-)×70
1、沉积成因的白云岩
只要把石灰岩结构分类表中的“石灰岩”改为“白云
岩”、“灰泥”改作“云泥”即可。 (同样适用三级分 类命名原则)
一、白云岩的(结构组分)分类
石油行业标准SY/5368.5-1995分类方案
石油行业标准SY/5368.5-1995分类方案
1、沉积成因的白云岩
砂屑白云岩,砂屑为泥晶白云石,亮晶方解石胶结,江 苏,奥陶系马家沟组,单偏光×34
其中细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等表面 常是砂糖状,故又称为砂糖状白云岩。
按照晶粒大小分类是纯描述性的,不仅适用于次生 白云岩,也适用于沉积成因及重结晶的白云岩。
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
教材(赵澄林等)的方案
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
如硅化鲕粒、强白云化岩石中的生物骨壳等;
3、具有交代结构或白云化结构的白云岩:
③交叉切割现象 即矿物或颗粒被自形晶体或镶嵌结构的 晶体切割或溶(侵)蚀(类似于交代网格结构); ④残留的被交代矿物的包体 即零星分布在新生成的交代 矿物之中的被交代矿物的细小残余,残留矿物包体表示外面矿 物是交代矿物,被包裹的矿物是被交代矿物(同于变质岩中的交 代残余结构)。 ⑤交代结构的白云石常呈晶形较好的、具环带或污浊核心 的菱形晶体(称亮边雾心结构),部分白云石相对集中形成 “云斑”,白云石中的常有方解石(石灰岩)的残余体。 ⑥与交代结构相伴生的,还常有一些交代构造现象,如在 部分白云化的石灰岩中,白云石菱形体常沿缝合线或裂隙发育; 沿岩层走向,常见白云岩与石灰岩的界限突然变化,有时这一 界限还常切穿层理等。
粗-中晶白云岩,安徽准南,上寒武统-下奥陶统,
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
细晶白云岩,白云石晶形很好,安徽准安,土坝组,(-) ×34
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩)
粗粉晶白云岩,山东汶南,奥陶系,(-)×34
亮晶鲕粒云岩,粒内溶孔及溶扩残余粒间孔。柯 深1井,6336.3m
1、沉积成因的白云岩
亮晶鲕粒云岩 , 溶扩残余粒间孔和粒间溶 孔。柯深103井,6361.5m。
2、交代作用十分彻底的次生交代(成因的)白云岩, 及重结晶白云岩(具晶粒结构的白云岩) 按照晶粒大小进行分类命名,如泥晶白云岩、粉晶 白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等,其 划分标准在不同的分类系统中有常有一定的差异。