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碳酸盐
简介
碳酸盐是由碳酸根离子（CO3^2-）和阳离子组成的化合物。它们在自然界中广泛存在，包括矿物质、岩石以及生物体中。碳酸盐在地质过程中起着重要的作用，也在人类社会中具有广泛的应用。
矿物和岩石中的碳酸盐
矿物和岩石中最常见的碳酸盐是方解石（calcite）和白云石（dolomite）。方解石是一种晶体，常见于沉积岩和变质岩中。白云石则由方解石和镁的碳酸盐镁矾石（magnesite）混合而成，常见于沉积岩中。此外，还有石灰岩（limestone）、大理石（marble）等岩石也是由碳酸盐组成的。这些矿物和岩石在建筑、装饰、制造等方面具有重要的应用价值。
生物体中的碳酸盐
碳酸盐在生物体中也起着重要的作用。许多生物体，尤其是海洋生物体，通过离子交换和生物过程将二氧化碳转化为碳酸盐。这些碳酸盐以不溶性的形式沉积在底部，形成了大量的贝壳、珊瑚等生物构造。这些沉积物最终形成了石灰岩等沉积岩，丰富了地球的矿产资源。
碳酸盐的化学性质
碳酸盐是弱酸性物质，它们可以和酸反应生成盐和水。例如，方解石与盐酸反应会产生氯化钙、水和二氧化碳。碳酸盐的溶解度与温度有关，在低温下溶解度较低，在高温下溶解度较高。
碳酸盐的应用
由于碳酸盐普遍存在且相对廉价，它们在人类社会中有广泛的应用。以下是一些主要应用领域：
1. 建筑和装饰材料：石灰岩和大理石作为建筑和装饰材料具有丰富的纹理和颜色，广泛用于建筑物、雕塑和地板等。
2. 玻璃制造：石灰岩和白云石中的钙用于玻璃制造，能够提供增强强度和增加抗碱性的作用。
3. 工业用途：碳酸盐广泛用于工业领域，用于生产钙肥、铁制品的制造、纸张和塑料的生产等。
4. 医药和食品行业：碳酸盐被用作药物中的缓冲剂，在食品中用作增稠剂和酸度调节剂等。 结论
碳酸盐是地球上一种常见的化合物，存在于矿物、岩石和许多生物体中。它们具有重要的地质和应用价值，不仅是建筑、装饰材料的重要组成部分，也在工业、医药和食品行业中发挥重要作用。通过学习和了解碳酸盐的性质和应用，可以更好地认识地球的构造和人类社会的发展。
碳酸盐基础知识
四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、白云岩、膏盐岩为主的岩类。一直以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。
在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分，常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定。同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性。
酸盐岩储集层，由于强烈的次生变化，特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、结构复杂和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点：
1、在岩性观察和描述时，要特别注意白云岩和白云石化，尤其要注意由潮间和浅滩环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩；潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。
2、注意对粗结构岩石的观察和描述。主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。
3、注意对岩石缝、洞、孔的观察统计
一是注意观察统计岩屑中的次生矿物，注意研究统计次生矿物的总量和自形晶含量，求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，判断缝洞发育层段。
二是注意对储层岩心孔、洞、缝的观察统计，注意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量，注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；注意统计分析缝洞层的孔、渗性。
三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出。
四是注意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。
鉴于碳酸盐岩组构的复杂性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观察，已不有满足需要，采用薄片鉴定技术已成为必不可少的重要手段。通过偏光薄片鉴定，可提供岩石学分析所需要的大部分资料，如岩石的矿物成分、含量、颗粒大小、分选、磨圆度、胶结物成分、胶结类型、成岩作用及成岩自生矿物，孔隙大小、形态、分布等，这些都是影响储集层储渗性的主要内容。
沉积学 第六章 碳酸盐岩资料
课 时 教 学 实 施 方 案
课程：沉积岩及沉积相 授课班级：资源专1201-1202授课学期：2012-2013学年2学期
课 题 第六章 碳酸盐岩 计划学时 8
教
学
目
的
1掌握碳酸盐岩的成分
2掌握碳酸盐岩的结构组分及其特点
3掌握碳酸盐岩的构造
4了解石灰岩的结构分类
5掌握石灰岩和白云岩的特征
6了解碳酸盐岩的主要类型
重 点 碳酸盐岩的组成、结构及构造、白云岩和石灰岩的成因机理
难 点 碳酸盐岩的的特有的构造、内碎屑和鲕粒的成因
教具
准备 多媒体
教
学
后
记
教
学
进
程
设
计
（包括教学要点、步骤、方法、时间安排及板书设计、作业布置等）
导入新课：碳酸盐岩是沉积岩中仅次于泥质岩和砂岩的一类广泛分布的一类岩石，也是蕴藏油气资源的重要储集场所，这一章就来学习一下碳酸盐岩的相关知识。
一、碳酸盐岩的成分
1.化学成分
2.矿物成分
二、碳酸盐岩的结构组分及其组成特征
1.颗粒组分
2.泥
3.亮晶
4.晶粒
5.生物格架
6.空隙
三、碳酸盐岩的构造
1.缝合线构造
2.鸟眼构造
3.叠层石构造
4.示顶底构造
四、白云岩
1.结构分类
2.白云岩的生成机理
3.成因分类
五、石灰岩
1.石灰岩的一般特征
2.石灰岩的形成机理
六、石灰岩
1.石灰岩的一般特征
2.石灰岩的形成机理
备注
教 案
第六章 碳酸盐岩
第一节 碳酸盐岩的成分
一、化学成分
碳酸盐岩的主要化学成分有：CaO、MgO及CO2，其余氧化物有SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O、H2O等。
二、矿物成分
碳酸盐岩主要由碳酸盐矿物（白云石、方解石等）组成，还含有非碳酸盐自生矿物及陆源矿物混入物等。
第二节 碳酸盐岩的结构组分及其组成特征
一般经过波浪和流水作用的搬运、沉积而成的碳酸盐岩，常常具有颗粒（粒屑）结构，即由颗粒、泥晶基质（或灰泥杂基）、亮晶胶结物、孔隙等四种结构组分构成。
碳酸盐岩
第六章 碳酸盐岩
(Carbonate Rocks)
学时：
6学时
基本内容：
1、相关概念：碳酸盐岩、颗粒、内颗粒（异化颗粒）、外颗粒、内碎屑、鲕粒、藻灰结核、球粒、晶粒、生物格架、泥、胶结物、亮晶、叠层石、鸟眼构造、示底构造、缝合线。沉积后作用、溶解作用、矿物的转化与重结晶作用、胶结作用、世代胶结、交代作用、压实作用、渗流粉砂、触点-新月型胶结、重力-悬挂胶结、贴面结合。
2、基本原理：碳酸盐岩的结构组分的类型及其含义、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别、叠层石形态与水动力和关系、碳酸盐岩的研究方法。
3、基本内容：生物骨骼的主要矿物成分、生物骨骼的主要结构类型、常见生物门类骨骼的鉴定特征。石灰岩的成分分类、石灰岩的结构分类、石灰岩的主要类型。白云岩岩类学，几种主要白云石化的作用机理，白云岩的成因分类。碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及其特征，碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征；碳酸盐岩成岩阶段及成岩环境的划分及其主要标志。
教学重点与难点：
重点：碳酸盐岩的主要结构组分的特征、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别。石灰岩的结构分类及综合命名。
难点：内碎屑的成因、鲕粒的成因、灰泥与亮晶方解石的区别。石灰岩的命名。白云岩的生成机理。碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及特征、不同碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征
教学思路：
从碳酸盐岩成分出发，先后介绍碳酸盐岩的结构组分（重点）和构造特征，重点讲解石灰岩的结构分类和白云岩的成因机理，继而介绍碳酸盐岩的主要类型，最后详细解释其沉积后作用的类型和作用方式（重点）。
主要参考书:
1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十一、十二、十三、十四、十五章，石油工业出版社，1993. 2、曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第三、九章，地质出版社，1986.
3、冯增昭等主编《中国沉积学》第二、五、六、七、八、九、章，石油工业出版社，1994.
碳酸盐沉积环境
碳酸盐沉积环境
碳酸盐沉积环境
海洋碳酸盐沉积环境
现代碳酸盐岩的分布特征
分布地带：碳酸盐沉积主要分布于低纬度（南北纬30o左右）的清澈、温暖、滨浅海地带
条件：浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的注入。
生物：钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。
沉积物：主要是两类沉积物（1）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒）；（2）造礁生物粘结岩。少量灰泥
在南北纬40o之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。
浅海碳酸盐的发育与藻类有密切关系
在水深15m中所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍。
主要与浅水绿藻及蓝绿藻特别丰富有关。由于藻类的光合作用，从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和而沉淀出文石质灰泥，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥(成为颗粒的主要供给者)。藻类繁盛提供了大量碳酸盐沉积物。
浅海碳酸盐的发育与生物有密切关系
藻类的生活需要温暖、浅水、清洁透光环境。
海水浑浊妨碍光合作用，阻止钙藻生长，堵塞底栖生物的摄食器官，影响其繁衍（妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生）。
海水太深，阳光和氧气不足，对藻类和底栖无脊椎动物生长都不利。
海水太深，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不会有大量碳酸盐的产生。
深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层浮游生物（颗石藻、有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区漂运来的灰泥或粉屑。
浅海碳酸盐颗粒的复杂成因
内（源）碎屑：盆地内准同生改造的碳酸盐颗粒。
内（盆内）：直接来源与准同生改造；成分：碳酸盐。
在海岸高能带，由于波浪、潮汐、海流等作用，使碳酸盐沉积物发生簸选，将细粒碳酸盐带走，而留下各种砂砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝、砂咀、滨外砂堤、砂洲、潮汐三角洲、潮汐砂坝等（西沙群岛）。
细粒碳酸盐（灰泥、粉屑）沉积在：
（1）较深水盆地区：陆棚边缘、障壁砂坝前缘的较深水区（滩前、滩间）。
莺歌海盆地乐东区碳酸盐胶结物成因及地质意义
莺歌海盆地乐东区碳酸盐胶结物成因及地质意义
莺歌海盆地位于华南地区，是一个古生代－新生代构造演化和沉积特征非常明显的区域。在这个区域中，乐东区的碳酸盐胶结物非常丰富，成因复杂，这些胶结物具有重要的地质意义。
碳酸盐胶结物的成因主要与沉积环境和构造背景有关。在乐东区，侵入的花岗岩产生了大量热液流体，这些热液流体在沉积物中渗透和流动，导致有机质分解，碳酸盐物质松散状況下聚集成地下水晶体，进而形成碳酸盐胶结物。
碳酸盐胶结物在地质上具有重要的意义，它们可以作为古沉积环境和构造演化的指示物。首先，碳酸盐胶结物的形成需要特定的沉积环境和构造条件，因此它们的存在可以帮助我们了解那个时期的地质情况。其次，碳酸盐胶结物可以记录一些重要的地质事件，在研究地层演化过程时起到非常重要的作用。最后，碳酸盐胶结物的存在可以为寻找油气等矿产提供重要的参考信息，因为它们可以指示潜在的沉积层位和油气运移通道。
总之，莺歌海盆地乐东区碳酸盐胶结物的形成归因于特定的沉积环境和构造条件，在地质上具有重要的意义。对其进行深入的研究不仅可以为了解该区域的地质历史提供重要的数据，而且可以为矿产勘探和资源开发提供有益的参考信息。
3-碳酸盐岩
3-碳酸盐岩
第三篇碳酸盐岩
01、碳酸盐岩岩石学在近20 多年中有哪些进展？
02、何谓碳酸盐岩？试述碳酸盐岩沉积物及碳酸盐岩中的主要矿物成分及它们之间的关系？
03、碳酸盐矿物具有什么化学特征？古代碳酸盐矿物与现代碳酸盐沉积物中的有何不同？
04、碳酸盐岩在化学成分上有哪些特征？
05、碳酸盐岩的成分分类及命名原则和方法是什么？
06、何谓碳酸盐的结构组分？有哪几种类型？各有哪些主要特点？它们的主要形成阶段？
07、试说明“盆内颗粒”、“盆外颗粒”、“异化颗粒”、“盆内碎屑（盆屑）”、“盆外碎屑”、“胶结物”、
“亮晶”、“填隙物”、“泥晶”、“基质”等的基本概念。
08、试说明各种内碎屑的特征及其形成环境。
09、何谓“巴哈马石”，并说明其形成机制？
10、鲕粒有哪些类型？试绘图表示各种类型的鲕粒，说明各自形成条件及阶段？关于鲕粒形成的观点
有哪几种？有何根据？
11、球粒、藻粒、团块的含义是什么？球粒有哪几种形成方式？它与粉屑有何区别？
12、试述灰泥的形成及沉积后阶段的变化？
13、何谓亮晶？试说明其形成作用？
14、如何鉴别重结晶后的泥晶方解石（亮微晶）与亮晶胶结物？试列表对比其鉴别特征。
15、晶粒有哪几种类型，它们的成因如何？
16、常见的碳酸盐岩构造有哪些类型？试分别说明其成因、特征及地质意义？其中要加深理解：
a 叠层石的基本特征、类型及其形成作用，有何用途？ b 何谓鸟眼构造？它主要形成于什么环境？有何实际意义？
c 何谓示底构造？其形成条件及地质意义？
d 何谓虫孔（潜穴）？潮上带、潮间带、潮下带的虫孔各有什么特征？
e 何谓缝合线构造，形成条件及阶段，与油气的关系？
17、碳酸盐岩的颜色有哪几种主要类型，其影响因素是什么？与沉积环境有何关系？
18、碳酸盐岩的野外研究应从哪几方面入手，室内研究采用哪几种主要方法？
19、碳酸盐岩有哪些分类方法？试述福克、顿哈姆、莱顿等学者的分类基本点？有何异同？
砂岩中碳酸盐岩胶结物的形成、分布及对孔隙演化的影响
砂岩中碳酸盐岩胶结物的形成、分布及对孔隙演化的影响
陈菁萍，李晓静
【摘 要】在砂岩中，常见的碳酸盐胶结物有方解石、铁方解石、白云石、铁白云石，菱铁矿、菱镁矿、高镁方解石、文石等相对少见。该类胶结物在砂岩中的含量一般在5%～15%之间，最多不超过30%，常呈粒状、栉状或镶嵌状结构产出。随埋深增加、成岩期由早到晚变化，碳酸盐胶结物出现顺序为方解石-铁方解石-白云石-铁白云石，而且多集中分布在不整合面附近（多在不整合面之下）约100m范围之内。通常，早于压实作用的碳酸盐胶结作用有利于原始孔隙的保存，可抑制压实作用对孔隙的破坏，为后期溶蚀作用并产生次生孔隙打下物质基础，这类碳酸盐胶结作用对孔隙演化具有建设性作用；相反，晚于压实作用的碳酸盐胶结不利于对原始孔隙的保存，后期充填反而减少孔隙，属于一类破坏性胶结作用。
【期刊名称】内蒙古石油化工
【年(卷),期】2014(000)018
【总页数】7
【关键词】砂岩；碳酸盐胶结物；孔隙演化
1 砂岩中碳酸盐胶结物的类型、成分与结构类型
碎屑岩中常见的碳酸盐岩胶结物有方解石、铁方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿、菱锰矿结核等，高镁方解石和文石只在现代砂岩及时代较新的沉积岩中发现，较老的砂岩中均转变为方解石［1、2］。不同类型的碳酸盐岩胶结物化学成分略有不同（表1）。在自然界文石比方解石少见的多，主要见于贝壳、珍珠、现代海水沉积、金属矿床氧化带及温泉沉淀物中［3、4］。
碳酸盐可呈均一组分或混合物充填于孔隙中，呈交代物、结核状，或存在于薄的纹层中。方解石胶结物可呈粒状、镶嵌状、衬边状、栉状和次生加大边产出，有时混有粘土在砂粒外围形成方解石与粘土的环状薄膜。白云石常呈菱形自形晶体，沿碎屑周围呈断续的薄膜式胶结，或分散充填于孔隙中。在砂岩和粉砂岩中，可见由分散凝胶聚集而成的菱铁矿，常环绕碎屑充填孔隙，呈结核状、球状、鲕状、纤维放射状球粒或花瓣状球粒［1、2］。形成于不同成岩阶段的碳酸盐胶结物胶结特征不同。同期形成的一般结晶程度较差，呈隐晶-微晶，常围绕碎屑颗粒呈环边状分布，或分布于松散接触的碎屑颗粒之间；早期成岩阶段多为基底式胶结，晶体细小，颗粒未经明显压实；中-晚期成岩阶段，晶粒较粗大，粉-粗晶常见，多含Fe2+和Mg2+（与蒙脱石向伊利石转化析出Fe2+和Mg2+及地下还原环境有关），呈星散状充填粒间孔隙，由于沉积物已遭受明显或强烈压实，胶结物充填于紧密接触的粒间孔中，并常对碎屑颗粒有不同程度的交代作用。并且以胶结物形成产出的CaCO3往往含Fe2+和Mg2+，而以交代物形成产出的则常常无Fe2+和Mg2+。
第八章 碳酸盐岩各论
第1页 第八章 碳酸盐岩各论
第一节 碳酸盐岩的分类
一、碳酸盐岩的分类
碳酸盐岩首先可按成分划分为石灰岩和白云岩两种基本类型，此外还有若干过渡类型，它们与粘土岩、碎屑岩之间也常存在过渡。
石灰岩—白云岩系列的各类岩石划分如表所示：
表1 根据方解石和白云石的相对含量划分的岩石类型
岩石类型 方解石 白云石 CaO：MgO
石灰岩类 纯石灰岩
含白云的石灰岩
白云质石灰岩 100～95
95～75
75～50 0～5
5～25
25～50 ＞50.1
50.1～9.1
9.1～4.0
白云岩类 灰质白云岩
含灰的白云岩
纯白云岩 50～25
25～5
5～0 50～75
75～95
95～100 4.0～2.2
2.2～1.5
1.5～1.4
碳酸盐岩中常混入粘土物质，它与粘土岩之间存在一系列过渡岩石类型，其分类见下表：
表2 石灰岩－粘土岩系列的岩石类型
岩石类型 方 解 石 ％ 粘 土 矿 物 ％
纯石灰岩 100－95 0－5
石灰岩 含泥的石灰岩 微含泥的石灰岩
90－75 95－90 5－25 5－10
含泥的石灰岩 90－75 10－25
泥质石灰岩 75－50 25－50
第2页
粘土岩 灰质粘土岩
含灰的粘土岩
纯粘土岩 50－25
25－5
5－0 50－75
75－95
95－100
注意，这里的“泥”是指粘土成分的泥，也可用“粘土”代替。
碳酸盐岩中还可混入其它陆源碎屑物质和硅质成分，同样可组成碳酸盐岩与碎屑岩或硅质岩之间的一系列的过渡岩石类型。
二、碳酸盐岩的结构—成因分类
从五十年代末期以来，以结构—成因观点提出了许多碳酸盐岩分类方案。其中最有突破性方案要数福克（1959,1962）以具有成因意义的结构为依据的分类。它的分类引入了碎屑岩成因观点，认为碳酸盐岩各类岩石的形成，除生物、化学作用外，重要因素是水介质的机械动力作用。除福克的分类外，邓哈姆（1962）从强调结构的角度来划分碳酸盐岩的结构类型也值得注意。
第十七章 海洋碳酸盐沉积环境(相)
沉积岩与沉积相教案——第十七章 海洋碳酸盐沉积环境（相）
第1页 第十七章 海洋碳酸盐沉积环境（相）
第一节 概述
一、碳酸盐沉积物的生成条件
“暖、清、浅”
（一）最有利的生成环境是温暖、清洁、透光的浅海陆棚；
（二）热带、亚热带开阔海的表层水中，也形成大量的碳酸盐沉积物；
（三）水温较低的中、高纬度浅海中也有碳酸盐沉积。
二、碳酸盐沉积物的搬运和沉积
碳酸盐的沉积作用主要发生在热带浅水陆棚和浅滩上，这些沉积物的一部分会被向陆和向深海盆地搬运。这样，碳酸盐的沉积物有三个不同的沉积区：海岸沉积区、浅水陆棚区和深水盆地区。
潮汐流和风暴流将浅水陆棚上生成的碳酸盐沉积物向岸搬运到潮坪或海滩上，在那里形成碳酸盐砂和灰泥的沉积。风暴回流和重力流则将浅水陆棚上生成的碳酸盐沉积物搬运到深水环境中沉积，这些基质支撑的颗粒沉积层在深水环境中与细粒的悬浮物沉积在一起。
留在浅海陆棚区的碳酸盐沉积物，在波浪和潮汐流的簸扬下，灰泥被带到低能泻湖或较深水中沉积，在波浪作用强的高能带留下碳酸盐砂，形成颗粒滩或生成生物礁。
这样，在海洋环境中就形成了多样的碳酸盐岩。
第二节 现代碳酸盐沉积环境
现代碳酸盐沉积环境分为海洋环境和非海洋环境。其中海洋环境是主要的。 沉积岩与沉积相教案——第十七章 海洋碳酸盐沉积环境（相）
第2页 一、滨岸浅水碳酸盐沉积
滨岸或浅水海洋环境一般指水深小于20米的各种海洋环境。
（一）无障壁的海岸碳酸盐沉积
海南岛沿岸现代盐沉积是较好的例子。
1.潮间带海滩岩
相当于前滨带的潮间带，最明显的特征是“壳积线”，或者说是由碳酸盐型海滩岩组成的滩脊。海岸沉积物中大量的海生动物壳，由于波浪和潮汐的作用而堆积成为延伸方向平行于海岸的“壳积线”。
2.礁屑平台
由于海南岛附近水域的海水温度、含盐度、透明度等性质有利于珊瑚的生长，而在滨岸带大量繁殖了小型珊瑚礁，当它们被波浪等营力打碎后，就成为碳酸盐的碎屑沉积物，因而形成了一些碳酸盐质的礁屑平台。