碳酸鹽巖(2)全解課件

1、第二節(jié) 白云巖的生成機(jī)理白云巖形成機(jī)理（白云石化作用） 白云巖的成因問(wèn)題，主要是白云石的生成機(jī)理問(wèn)題，一直是碳酸鹽巖巖石學(xué)中最復(fù)雜、爭(zhēng)論時(shí)間最長(zhǎng)、最難解決的問(wèn)題之一。 講述現(xiàn)代白云石的幾個(gè)有代表性的生成機(jī)理 指以化學(xué)沉淀方式從水體中直接沉淀出白云石 模擬自然環(huán)境人工合成真正的、化學(xué)計(jì)量的白云石（Ca: Mg = 1:1）至今沒有成功， 只有在Pco2 4atm條件下人工合成出白云石 因此，在正常的沉積環(huán)境的海水中，能否直接沉淀出大量白云石是值得懷疑的。一、原生沉淀作用白云石原生沉淀?xiàng)l件 高鹽度 比正常（海水）鹽度高58倍 高M(jìn)g/Ca比 5：110：1 高pH值 堿性弱堿性 高溫 30 瀉湖、

2、咸化海、局限海 二、毛細(xì)管濃縮作用準(zhǔn)同生白云化作用機(jī)理： 熱帶地區(qū)潮上帶，剛沉積的疏松的文石顆粒間的正常海水在干熱氣候中不斷蒸發(fā)。同時(shí)海水又通過(guò)毛細(xì)管作用，源源不斷地補(bǔ)充到這些疏松的沉積物的顆粒之間,就象泵汲一樣。蒸發(fā)泵汲作用不斷進(jìn)行，使潮坪沉積物上部孔隙水鹽度大大增高，從這種鹽水中首先沉淀出來(lái)的是石膏，使粒間水或表層積水的Mg/Ca高達(dá)20:1甚至更高（正常海水的Mg/Ca約為3:1-4:1）。這種高鎂的粒間鹽水或表層水經(jīng)常與文石顆粒相接觸，使文石被交代，被白云化，即使文石轉(zhuǎn)化為白云石。這種白云石化形成的白云巖多呈薄層、有暴露標(biāo)志、與膏鹽共生或含石膏結(jié)核。三、回流滲透白云化作用機(jī)理：潮上帶高

3、鎂粒間鹽水對(duì)表層沉積的白云化基本完了時(shí)，產(chǎn)生這種高鎂鹽水的地質(zhì)條件還仍然持續(xù)存在，多余的高鎂鹽水必然會(huì)向下回流、滲透，在其穿過(guò)下伏的碳酸鈣沉積物或石灰?guī)r時(shí)，必然會(huì)使它們發(fā)生白云石化，從而形成白云巖或部分白云化的石灰?guī)r。有些白云石，例如分布在陸表海陸棚或構(gòu)造高地的白云巖，沒有與蒸發(fā)巖共生，也缺乏潮上環(huán)境的成因標(biāo)志。 對(duì)于這種白云巖，高鎂/鈣比率的超鹽水的白云化模式就不適用了。 怎么解釋? ? ?四、混合白云化作用巴迪奧扎曼尼（Badiozamani,1973）用實(shí)驗(yàn)證明 大氣水與正常海水的混合液對(duì)方解石和白云石的飽和程度的影響程度不同 在海水為550%的混合液中發(fā)生方解石被白云石的交代作用白云化

4、作用 對(duì)于沿正性單元分布的、伴隨有不整合而又缺乏潮上或?yàn)a湖等蒸發(fā)環(huán)境標(biāo)志的白云巖的成因，用混合白云化作用可以得到滿意的解釋。五、調(diào)整白云化作用 當(dāng)海平面下降使沉積物中的高鎂方解石暴露于大氣淡水中時(shí)，高鎂方解石發(fā)生溶解，釋放出鎂離子，使該處或下伏的碳酸鹽沉積物發(fā)生白云化作用。這種白云化作用所需的鎂離子來(lái)自沉積物本身，所需的條件是海平面相對(duì)下降，使原生沉淀的不穩(wěn)定的碳酸鹽礦物在大氣淡水作用下，發(fā)生溶解、重新組合或調(diào)整而發(fā)生白云化作用。 六、埋藏白云巖化作用深海沉積的泥巖的壓實(shí)作用和富Mg2+流體對(duì)臺(tái)地邊緣的石灰?guī)r的侵入。解釋一些既無(wú)濃縮海水標(biāo)志也無(wú)混合水標(biāo)志的白云巖。此外，白云巖還有其他成因，如生

5、物作用、機(jī)械作用、熱液作用、變質(zhì)作用成因等。七、控制白云石結(jié)晶的因素第三節(jié) 白云巖的成因分類碎屑白云巖白云巖破碎后經(jīng)搬運(yùn)再沉積碎屑巖毛細(xì)管濃縮作用準(zhǔn)同生白云化機(jī)理（重點(diǎn)）回流滲透白云化機(jī)理（重點(diǎn)）混合白云化機(jī)理（重點(diǎn)）調(diào)整白云化機(jī)理埋藏白云化機(jī)理控制白云石結(jié)晶的因素（重點(diǎn)）第十四章 碳酸鹽沉積物的成巖作用第一節(jié) 主要的成巖作用類型一、溶解作用（Solution）定義：碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中孔隙水的性質(zhì)發(fā)生變化，引起碳酸鹽礦物或其他成分溶解特征：在各成巖階段都可以發(fā)生成巖作用早期的溶解具有選擇性成巖作用晚期的溶解不具有選擇性選擇性溶解形成的孔隙非選擇性溶解形成的孔隙 二、碳酸鹽礦物的轉(zhuǎn)化作用三

6、、重結(jié)晶作用（Recrystallization）單純的重結(jié)晶作用是指在成巖過(guò)程中，礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化而主要礦物成分不改變的作用。一般情況下趨向于出現(xiàn)晶體長(zhǎng)大的現(xiàn)象，福克稱之為“進(jìn)變新生變形”作用。特殊情況下也可能發(fā)生晶體的縮小，或稱之為“退變新生變形”作用。泥晶基質(zhì)經(jīng)重結(jié)晶作用可形成較大的晶體（假亮晶）。四、膠結(jié)作用碳酸鹽巖中常見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、菱鐵礦化和黃鐵礦化等。在碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中，原來(lái)的礦物和組分為新礦物取代的作用叫交代作用。五、交代作用（Replacement）(1)白云石化作用： 白云石交代方解石(或文石和高鎂方

7、解石)的作用稱為白云石化作用，交代完全則稱白云巖化。 白云石化可發(fā)生在沉積期后的不同階段。早期白云石化一般呈泥晶、極細(xì)晶結(jié)構(gòu)；晚期白云石化一般形成較粗大自形的晶粒結(jié)構(gòu)，還會(huì)使巖石的孔隙度增大。方解石被白云石交代的證據(jù)：自形的白云石晶體處在未被交代的方解石背景中。自形的白云石晶體切穿原石灰?guī)r中顆粒輪廓邊緣；在結(jié)晶白云巖中有由大小、形狀或潔凈度不同的白云石晶體組成的集合體；有時(shí)可顯示原石灰?guī)r的粒屑外形(負(fù)殘余)。 白云石菱形晶體具有殘余方解石組成的“霧狀”中心和較明凈的周邊；有時(shí)整個(gè)晶體透明度均一，但染色后或在陰極發(fā)光下卻顯示出中心為方解石。 白云石分布受層理、蟲孔、縫合線、裂隙等構(gòu)造控制。俗稱“

8、豹皮灰?guī)r”者，就是石灰?guī)r不均勻白云石化的結(jié)果。 (2)去白云石化作用：CaMg(CO3)2CaSO42H2O2CaCO3MgSO42H2O去白云石化作用的鑒別標(biāo)志： 1）方解石大晶體內(nèi)有被交代的白云石殘余物； 2）方解石具白云石菱面體假象； 3）方解石晶體內(nèi)有白云石的氧化鐵環(huán)帶； 4）可見菱形溶孔，被方解石或天青石、石膏充填。(3) 硅 化 ： 碳酸鹽礦物被硅質(zhì)礦物(主要是玉髓)交代的過(guò)程稱硅化。 硅化的標(biāo)志：硅質(zhì)礦物具有原石灰?guī)r中粒屑(如方解石質(zhì)的化石、鮞粒)或白云石菱形晶假象；硅化的化石甚至還有原始?xì)拥暮圹E；硅質(zhì)巖中有時(shí)保存了疊層石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征。 石灰?guī)r和白云巖中常見的燧石結(jié)核有些也是硅化而成的。(4)石膏化和硬石膏化作用石膏和硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象叫石膏化和硬石膏化。(5)去石膏化作用石膏和硬石膏晶體被碳酸鹽礦物交代的現(xiàn)象叫去石膏化。6CaSO44H2O6CO26CaCO34H2S11O22S碳酸