碳酸盐岩岩石学

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1、第六章 碳酸盐岩岩石学序言一、一、碳酸盐岩及碳酸盐岩岩石学碳酸盐岩及碳酸盐岩岩石学碳酸盐岩碳酸盐岩主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的）组成的沉积岩沉积岩。主要岩石类型主要岩石类型主要岩石类型主要岩石类型石灰岩（方解石石灰岩（方解石石灰岩（方解石石灰岩（方解石50%50%）白云岩（白云石白云岩（白云石白云岩（白云石白云岩（白云石50%50%）碳酸盐矿物还常和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。碳酸盐矿物还常和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。碳酸盐矿物还常和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。碳酸盐矿物还常和陆源碎屑及粘土组

2、成各种过渡类型的岩石。碳酸盐岩岩石学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。布规律及其中矿产的一门学科。 序言二、研究意义二、研究意义1.1.分布广分布广占沉积岩中占沉积岩中20%20%，居第三位，居第三位。在我国，沉积岩占我国总面积的75%，而碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%。南方的震旦系、古生界及三叠系，北方的远古界及古生界，都以碳酸盐岩为主。2.2.重要的生油岩和储油岩。重要的生油岩和储油岩。在国内外大油气田中，碳酸盐岩产层占很大比重，世界上与碳酸盐岩有关的油气田储量约占世界油气总储量的50%，

3、产量占世界总产量的60%。3.3.蕴藏丰富的矿产。蕴藏丰富的矿产。如层状矿床有铁、铝、镁、磷、硫、石膏和硬石膏、石盐、钾盐等；重晶石、天青石、萤石、水晶、冰洲石等非金属矿产也很重要。4.4.本身就是很有价值的资源本身就是很有价值的资源（石灰岩、白云岩、菱镁岩等），广泛用于冶金、建筑、化工、农业等各方面，5.5.重要的地下水储集岩石重要的地下水储集岩石序言三三 、碳酸盐岩的研究历史、现状及展望、碳酸盐岩的研究历史、现状及展望1 1、理论的发展、理论的发展成因成因成因成因过去：碳酸盐岩过去：碳酸盐岩化学化学; ;现在：碳酸盐岩现在：碳酸盐岩化学、生物、生物化学、机械化学、生物、生物化学、机械分类分

4、类分类分类单纯成分分类单纯成分分类成因分类，成因成因分类，成因结构分类结构分类引入能量观点，以能量高低划分引入能量观点，以能量高低划分引入能量观点，以能量高低划分引入能量观点，以能量高低划分C/MC/M大，高；大，高；C/MC/M小，低小，低白云岩的形成机理白云岩的形成机理白云岩的形成机理白云岩的形成机理观点和学说越来越多，在对现观点和学说越来越多，在对现代沉积物的研究基础上提出。代沉积物的研究基础上提出。沉积后作用沉积后作用沉积后作用沉积后作用碳酸盐岩比碎屑岩、粘土岩更易遭受碳酸盐岩比碎屑岩、粘土岩更易遭受沉积后作用的影响沉积后作用的影响相模式相模式相模式相模式肖、欧文、拉波特、杨、阿姆斯特

5、朗、威肖、欧文、拉波特、杨、阿姆斯特朗、威尔逊等尔逊等序言2 2、研究领域和手段的发展、研究领域和手段的发展研究领域不断扩大研究领域不断扩大新学科新学科化石岩石学化石岩石学范围：浅水范围：浅水深水；深水；碳酸盐岩形成的一般条件是：暖、轻、浅浅水条件；但也有暗、冷、浊深水条件研究手段和技术研究手段和技术薄片法、揭片法、酸蚀法、染色法、难溶组分分析法、化学分析法、差热分析法、热发光法、阴极发光显微镜法、电镜法、电子探针法、X射线衍射法、同位素法、放射性碳元素测年法第一节 碳酸盐岩的成分一、碳酸盐岩的矿物成分一、碳酸盐岩的矿物成分盆内矿物盆内矿物碳酸盐矿物碳酸盐矿物非碳酸盐矿物非碳酸盐矿物盆外矿物盆

6、外矿物陆源矿物陆源矿物有机质（混合物）有机质（混合物）第一节 碳酸盐岩的成分一、碳酸盐岩的矿物成分一、碳酸盐岩的矿物成分（一）碳酸盐矿物（一）碳酸盐矿物 方解石和白云石方解石和白云石碳酸盐岩最基本的矿物成分碳酸盐岩最基本的矿物成分1.方解石矿物体系方解石矿物体系文石文石文石文石镁含量极低，主要在温暖浅海灰泥沉积物及碳酸盐颗粒（如鲕粒、球粒及团块）中。现代沉积镁含量极低，主要在温暖浅海灰泥沉积物及碳酸盐颗粒（如鲕粒、球粒及团块）中。现代沉积中常呈针状，泥状；也是六射珊瑚和某些软体动物介壳的典型矿物成分；斜方晶系。中常呈针状，泥状；也是六射珊瑚和某些软体动物介壳的典型矿物成分；斜方晶系。高镁方解石

7、高镁方解石高镁方解石高镁方解石镁方解石，镁方解石，10%molMgCO10%molMgCO3 3多在温暖浅海钙质红藻和无脊椎动物外部骨骼中多在温暖浅海钙质红藻和无脊椎动物外部骨骼中文石和高镁方解石易向低镁方解石文石和高镁方解石易向低镁方解石文石和高镁方解石易向低镁方解石文石和高镁方解石易向低镁方解石/ /白云石转化白云石转化白云石转化白云石转化低镁方解石，即一般方解石，最稳定低镁方解石，即一般方解石，最稳定低镁方解石，即一般方解石，最稳定低镁方解石，即一般方解石，最稳定，三方晶系，三方晶系古代碳酸盐岩，特别是石灰岩，主要由低镁方解古代碳酸盐岩，特别是石灰岩，主要由低镁方解古代碳酸盐岩，特别是石

8、灰岩，主要由低镁方解古代碳酸盐岩，特别是石灰岩，主要由低镁方解石组成石组成石组成石组成 第一节 碳酸盐岩的成分一、碳酸盐岩的矿物成分一、碳酸盐岩的矿物成分2.白云石矿物体系白云石矿物体系白云石（白云石（CaMgCOCaMgCO3 3 2 2）理论上的，有序的，理论上的，有序的，理论上的，有序的，理论上的，有序的，Ca:Mg=1:1Ca:Mg=1:1原白云石原白云石富钙的白云石，向白云石转化富钙的白云石，向白云石转化富钙的白云石，向白云石转化富钙的白云石，向白云石转化碳酸盐岩中的白云石通常是富钙的，碳酸盐岩中的白云石通常是富钙的，就是所谓的原白云石就是所谓的原白云石。白云石形成的时间越长，就越接

9、近理想的白云石晶体构造和化学式。白云石形成的时间越长，就越接近理想的白云石晶体构造和化学式。3.3.铁方解石、铁白云石、铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿菱铁矿、菱镁矿第一节 碳酸盐岩的成分染色染色矿物与一些化学试剂发生化学反应，显示出不同的颜矿物与一些化学试剂发生化学反应，显示出不同的颜色。色。茜素紅茜素紅S和和HCl法法方解石方解石方解石方解石红色红色红色红色含铁方解石含铁方解石含铁方解石含铁方解石紫色紫色紫色紫色铁方解石铁方解石铁方解石铁方解石浅紫色浅紫色浅紫色浅紫色白云石白云石白云石白云石无色无色无色无色含铁白云石含铁白云石含铁白云石含铁白云石亮蓝色亮蓝色亮蓝色亮蓝色铁白云石铁白云石铁

10、白云石铁白云石暗蓝色暗蓝色暗蓝色暗蓝色第一节 碳酸盐岩的成分一、碳酸盐岩的矿物成分一、碳酸盐岩的矿物成分（二）非碳酸盐的自生矿物（二）非碳酸盐的自生矿物硫酸盐：石膏、硬石膏、重晶石、天青石硫酸盐：石膏、硬石膏、重晶石、天青石盐类：盐岩、钾镁盐盐类：盐岩、钾镁盐氧化物：赤铁矿、蛋白石、自生石英氧化物：赤铁矿、蛋白石、自生石英硅酸盐：海绿石、长石硅酸盐：海绿石、长石其它：黄铁矿、白铁矿、磷酸盐矿物其它：黄铁矿、白铁矿、磷酸盐矿物（三）陆源矿物：（三）陆源矿物：粘土矿物、陆源碎屑矿物粘土矿物、陆源碎屑矿物 （四）有机质（四）有机质（混合物）（混合物）第一节 碳酸盐岩的成分二、碳酸盐岩的化学成分二、碳

11、酸盐岩的化学成分（一）含量最多的化学成分（一）含量最多的化学成分主要是主要是CaOCaO、MgOMgO、COCO2 2其余有其余有其余有其余有SiOSiOSiOSiO2 2 2 2、TiOTiOTiOTiO2 2 2 2、FeOFeOFeOFeO、FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3、K K K K2 2 2 2O O O O、NaNaNaNa2 2 2 2O O O O和和和和H H H H2 2 2 2O O O O。纯石灰岩纯石灰岩/纯方解石纯方解石CaO 56%和和CO2 44%；纯白云岩纯白云岩/纯白云石纯白云石CaO 30.4%，MgO 21.7%，CO2 4

12、7.9%。 （二）微量元素（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（三）同位素氧和碳的稳定同位素沉积环境水体含盐度 三级分类命名原则三级分类命名原则不同系列不同系列石灰岩石灰岩白云岩白云岩石灰岩（白云岩）石灰岩（白云岩）硅岩硅岩石灰岩（白云岩）石灰岩（白云岩）粘土岩粘土岩石灰岩（白云岩）石灰岩（白云岩）粉砂岩粉砂岩石灰岩（白云岩）石灰岩（白云岩）砂岩砂岩碳酸盐岩的成分分类第二节 碳酸盐岩的结构组分一、颗一、颗 粒粒二、泥二、泥三、胶结物三、胶结物四、晶粒四、晶粒五、生物格架五、生物格架六、孔隙六、孔隙第二节 碳酸盐岩的结构组分

13、碎屑岩碎屑岩 碳酸盐岩碳酸盐岩 碎碎 屑屑 颗颗 粒粒 杂杂 基基 泥泥 胶结物胶结物 胶结物胶结物 晶晶 粒粒 生物格架生物格架 孔孔 隙隙 孔孔 隙隙第二节 碳酸盐岩的结构组分一、颗粒一、颗粒碳酸盐岩中的颗粒：碳酸盐岩中的颗粒：盆外颗粒盆外颗粒 盆内颗粒盆内颗粒（一）盆外颗粒（一）盆外颗粒次要次要含量增高含量增高碎屑岩过渡碎屑岩过渡陆源碎屑颗粒陆源碎屑颗粒砾、砂、粉砂、砾、砂、粉砂、泥（泥（）一、颗粒（二）盆内颗粒（二）盆内颗粒在沉积地区或沉积环境内形成的碳酸盐成分颗粒在沉积地区或沉积环境内形成的碳酸盐成分颗粒成因成因化学、机械、生物、综合（生物化学、生物机械）化学、机械、生物、综合（生物

14、化学、生物机械）化学、机械、生物、综合（生物化学、生物机械）化学、机械、生物、综合（生物化学、生物机械）也叫异化颗粒（也叫异化颗粒（也叫异化颗粒（也叫异化颗粒（allochemallochemallochemallochem）：由异常化学作用所）：由异常化学作用所）：由异常化学作用所）：由异常化学作用所形成的颗粒或组分。形成的颗粒或组分。形成的颗粒或组分。形成的颗粒或组分。简称为颗粒简称为颗粒两种盆内颗粒两种盆内颗粒生物碎屑颗粒：生物碎片生物碎屑颗粒：生物碎片非生物碎屑颗粒：内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒等非生物碎屑颗粒：内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒等 一、颗粒1 1、内碎屑、内碎屑主要是沉积盆地中沉积

15、不久的、半固结或固结的碳酸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，再沉积而成的颗粒。等作用，破碎、搬运、磨蚀，再沉积而成的颗粒。也可以是其他作用形成的。也可以是其他作用形成的。 砾屑砾屑砾屑砾屑 2mm2mm2mm2mm 砂屑砂屑砂屑砂屑 2-0.1mm2-0.1mm2-0.1mm2-0.1mm 粉屑粉屑粉屑粉屑 0.1-0.01/0.005mm0.1-0.01/0.005mm0.1-0.01/0.005mm0.1-0.01/0.005mm 泥屑泥屑泥屑泥屑 0.01/0

16、.005mm0.01/0.005mm0.01/0.005mm2mm2mm：大鲕或豆粒大鲕或豆粒按内部结构按内部结构：真鲕真鲕 ( (正正常鲕常鲕) )：包壳厚度远大于核心的半径。包壳厚度远大于核心的半径。薄皮鲕（薄皮鲕（表鲕表鲕）：）：包壳层的厚度远小于核心的半径，包壳层的厚度远小于核心的半径， 通常只一、二个薄层组成。通常只一、二个薄层组成。复鲕复鲕：同一个大的鲕粒中包含有数个较小的鲕粒。同一个大的鲕粒中包含有数个较小的鲕粒。真鲕真鲕薄皮鲕薄皮鲕复鲕复鲕按鲕粒核心与同心层的分布位置按鲕粒核心与同心层的分布位置：同心鲕同心鲕：核心居于中心，核心与包壳中心为同一圆心；核心居于中心，核心与包壳中心

17、为同一圆心；核心居于中心，核心与包壳中心为同一圆心；核心居于中心，核心与包壳中心为同一圆心； 反映高能环境成因，又称高能鲕。反映高能环境成因，又称高能鲕。反映高能环境成因，又称高能鲕。反映高能环境成因，又称高能鲕。偏心鲕偏心鲕：核心偏向一侧（底部），低能环境成因。核心偏向一侧（底部），低能环境成因。核心偏向一侧（底部），低能环境成因。核心偏向一侧（底部），低能环境成因。放射鲕放射鲕：具放射结构，多为重结晶所致。具放射结构，多为重结晶所致。具放射结构，多为重结晶所致。具放射结构，多为重结晶所致。椭球鲕：椭球鲕：鲕粒呈椭球形。鲕粒呈椭球形。鲕粒呈椭球形。鲕粒呈椭球形。同心鲕同心鲕放射鲕放射鲕椭球鲕

18、椭球鲕偏心鲕偏心鲕按次生变化按次生变化变形鲕变形鲕：同生期水底部水流冲刷或拖曳变形而成同生期水底部水流冲刷或拖曳变形而成压溶鲕：压溶鲕：压力下变形破裂，局部压溶压力下变形破裂，局部压溶单晶鲕、多晶鲕单晶鲕、多晶鲕重结晶作用导致核心和同心层消失重结晶作用导致核心和同心层消失早期淋滤，后期被亮晶充填，保留了鲕的外膜早期淋滤，后期被亮晶充填，保留了鲕的外膜负鲕负鲕（空心鲕空心鲕）鲕粒内溶蚀孔隙鲕粒内溶蚀孔隙核心或同心层大部或全部被溶蚀，只剩外壳层核心或同心层大部或全部被溶蚀，只剩外壳层按成因按成因藻鲕、无机成因鲕、洞穴鲕、潮汐鲕藻鲕、无机成因鲕、洞穴鲕、潮汐鲕变形鲕压溶鲕单晶鲕和多晶鲕负鲕藻鲕一、颗

19、粒（3 3）鲕粒的成因）鲕粒的成因生物成因说：藻鲕生物成因说：藻鲕 细菌鲕细菌鲕无机成因说：机械水流成因说无机成因说：机械水流成因说（4 4）形成机理）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。淀，如此周而复始，直到水动力不

20、能将其搅起。韦尔（Weyl,1967）在巴哈马地区进行的实验观察， 潮汐坝和潮汐三角洲地区潮汐坝和潮汐三角洲地区形成鲕粒的理想环境形成鲕粒的理想环境 一、颗粒（5 5）鲕粒形成的三大条件）鲕粒形成的三大条件 碳酸钙过饱和碳酸钙过饱和 充足的核心充足的核心 动荡的水流动荡的水流一、颗粒鲕粒形成的水动力条件鲕粒形成的水动力条件搬运核心的水动力强度搬运核心的水动力强度成鲕环境的水动荡强度成鲕环境的水动荡强度成鲕水动力（）搬运水动力成鲕水动力（）搬运水动力 都可成鲕都可成鲕最小核心搬运水动力成鲕水动力最大核心搬运水动力最小核心搬运水动力成鲕水动力最大核心搬运水动力 部分成鲕部分成鲕成鲕水动力最小核心搬

21、运水动力成鲕水动力最小核心搬运水动力 无鲕形成无鲕形成最大核心代表搬运水动力强度最大核心代表搬运水动力强度最大鲕粒代表成鲕环境的水动荡强度最大鲕粒代表成鲕环境的水动荡强度一、颗粒3 3 3 3、藻粒、藻粒、藻粒、藻粒藻鲕藻鲕与藻有关而形成的鲕与藻有关而形成的鲕藻灰结核（核形石、藻包粒）藻灰结核（核形石、藻包粒）蓝绿藻分泌的粘液围绕核心一边粘结碳酸盐沉积物，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。一边在水动力下搬运沉积，形成不规则的同心增长层。藻灰结核藻灰结核藻灰结核藻团块藻团块藻团块藻团块藻类粘结增长而成的颗粒，不具同心层结构藻类粘结增长而

22、成的颗粒，不具同心层结构藻碎屑藻碎屑较大的藻粘结颗粒（包括藻团块）或藻粘结格架较大的藻粘结颗粒（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。被破碎和磨蚀而成的藻颗粒，形态似砾屑或砂屑。藻碎屑藻碎屑一、颗粒4 4 4 4、球粒与粪球粒、球粒与粪球粒、球粒与粪球粒、球粒与粪球粒球粒（团粒）球粒（团粒）通常把较细粒的（粉砂或细砂级）、不具特殊内部通常把较细粒的（粉砂或细砂级）、不具特殊内部结构的、泥晶的、分选较好的球形或卵形颗粒，叫结构的、泥晶的、分选较好的球形或卵形颗粒，叫做球粒。做球粒。球粒球粒 粉屑粉屑 球粒球粒 粪球粒粪球粒 粪球粒粪球粒(fecal pellet)(

23、fecal pellet)卵形或椭球形，分选很好，有机质卵形或椭球形，分选很好，有机质含量较高。蠕虫、软体动物，低能环含量较高。蠕虫、软体动物，低能环境产物境产物并不是所有的球粒都是粪球粒并不是所有的球粒都是粪球粒6、生物碎屑、生物碎屑第二节 碳酸盐岩的结构组分二、泥二、泥盆地内形成的泥级的碳酸盐盆地内形成的泥级的碳酸盐质点质点与颗粒相对应，相当于砂岩的杂基与颗粒相对应，相当于砂岩的杂基粒级上与粘土岩粒级上与粘土岩/ /粘土质粉砂粘土质粉砂岩中的粘土泥相当（岩中的粘土泥相当（0.01mm0.005mm0.005mm），以结晶状态产出），以结晶状态产出洁净、明亮洁净、明亮亮晶亮晶产出方式具有世代

24、现象产出方式具有世代现象第一世代第一世代第一世代第一世代 栉壳状、马牙状栉壳状、马牙状第二世代第二世代第二世代第二世代 嵌晶粒状嵌晶粒状三、胶结物2.2.亮晶胶结物与灰泥的本质区别亮晶胶结物与灰泥的本质区别晶体大小：晶体大小：亮晶大，灰泥小亮晶大，灰泥小干净与否：干净与否：亮晶干净明亮，灰泥较为污浊亮晶干净明亮，灰泥较为污浊含量：含量：亮晶亮晶50%50%，灰泥，灰泥0 0100%100%形成时期：形成时期：亮晶亮晶成岩阶段；灰泥成岩阶段；灰泥沉积阶段沉积阶段分布状况：分布状况：亮晶常具栉壳状结构，灰泥绝无此结构亮晶常具栉壳状结构，灰泥绝无此结构岩石形成时的能量：岩石形成时的能量：亮晶含量高，

25、反映高能环境；亮晶含量高，反映高能环境；灰泥含量高，反映低能环境灰泥含量高，反映低能环境3.3.亮晶胶结物与重结晶后的碳酸盐泥的区别亮晶胶结物与重结晶后的碳酸盐泥的区别亮晶亮晶栉壳状结构，世代现象栉壳状结构，世代现象晶体明亮晶体明亮晶形较好，边缘平直晶形较好，边缘平直重结晶后的碳酸盐泥重结晶后的碳酸盐泥粒状结构，晶面弯曲互相镶嵌粒状结构，晶面弯曲互相镶嵌绝无栉壳状结构绝无栉壳状结构晶体明亮度较差，有灰泥残余晶体明亮度较差，有灰泥残余相当于碎屑岩中的相当于碎屑岩中的基质重结晶基质重结晶4.亮晶胶结物组分类型（按成因）亮晶胶结物组分类型（按成因）粒状亮晶胶结物粒状亮晶胶结物世代型亮晶胶结物世代型亮

26、晶胶结物渗流砂型亮晶胶结物渗流砂型亮晶胶结物再生边胶结物（共轴生长结构）再生边胶结物（共轴生长结构）重力胶结、新月形胶结（渗流带产物）重力胶结、新月形胶结（渗流带产物）等厚环边型等厚环边型陆上、干旱环境、陆上、干旱环境、点接触点接触渗流带孔隙水、重渗流带孔隙水、重力作用力作用孔隙壁上或底部形成亮晶、孔隙壁上或底部形成亮晶、中间或上部为泥屑、粉屑、中间或上部为泥屑、粉屑、早成岩阶段上部渗流水携早成岩阶段上部渗流水携带物充填带物充填世代型亮世代型亮晶胶结物晶胶结物重力型亮重力型亮晶胶结物晶胶结物北2109井，2235.67米，P3wt，含砾不等粒岩屑砂岩，方解石重力胶结，粒间孔第二节 碳酸盐岩的结

27、构组分四、晶粒四、晶粒是晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分是晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分刚沉积的碳酸盐矿物，呈细小的泥晶或微晶，在埋藏刚沉积的碳酸盐矿物，呈细小的泥晶或微晶，在埋藏期间，由于成岩作用（重结晶作用、交代作用）而变期间，由于成岩作用（重结晶作用、交代作用）而变成较粗大的碳酸盐矿物晶体。成较粗大的碳酸盐矿物晶体。晶粒一般是次生的，对于某一具体岩石来说，除非原晶粒一般是次生的，对于某一具体岩石来说，除非原生结构完全被破坏，才能把晶粒当作独立的组分，否生结构完全被破坏，才能把晶粒当作独立的组分，否则要将其恢复到原来的组分。则要将其恢复到原来的组分。四、晶粒按粒级划分按粒

28、级划分泥晶（微晶）、粉晶、砂晶、砾晶泥晶（微晶）、粉晶、砂晶、砾晶 重结晶作用增强重结晶作用增强泥晶、细粉晶：原生、准同生泥晶、细粉晶：原生、准同生粗粉晶以上：次生或重结晶粗粉晶以上：次生或重结晶形态特征形态特征自形晶、半自形晶、他形晶自形晶、半自形晶、他形晶相对大小关系相对大小关系斑晶、包含晶斑晶、包含晶五、生物格架五、生物格架生物格架生物格架主要是指主要是指原地生长的群体生物原地生长的群体生物原地生长的群体生物原地生长的群体生物如珊瑚、苔藓、海绵、如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等，以其坚硬的层孔虫等，以其坚硬的钙质骨骼钙质骨骼钙质骨骼钙质骨骼所形成的骨骼格架。所形成的骨骼格架。生物物理沉积作用

29、生物物理沉积作用生物物理沉积作用生物物理沉积作用海绵骨架礁灰岩，孔隙被方解石充填窗格苔藓虫格架， 虫室同心圆体壁片状结构柱状叠层石粘结格架粘结格架粘结格架蓝藻和红藻以其蓝藻和红藻以其粘液粘结其它碳酸盐组分粘液粘结其它碳酸盐组分粘液粘结其它碳酸盐组分粘液粘结其它碳酸盐组分而形成的而形成的一种粘结格架。一种粘结格架。如叠层石等。生物化学沉积作用生物化学沉积作用生物化学沉积作用生物化学沉积作用柱状叠层云岩，柱体间泥云质充填物第二节 碳酸盐岩的结构组分六、孔隙六、孔隙（一）原生孔隙（一）原生孔隙指在沉积期前及沉积期形成的孔隙指在沉积期前及沉积期形成的孔隙粒内孔隙、粒间孔隙、遮蔽孔隙、生物潜穴孔隙、鸟眼

30、孔粒内孔隙、粒间孔隙、遮蔽孔隙、生物潜穴孔隙、鸟眼孔粒内孔隙、粒间孔隙、遮蔽孔隙、生物潜穴孔隙、鸟眼孔粒内孔隙、粒间孔隙、遮蔽孔隙、生物潜穴孔隙、鸟眼孔隙等。隙等。隙等。隙等。（二）次生孔隙（二）次生孔隙在沉积后、固结过程中经改造作用而成的孔隙，大多数为溶蚀在沉积后、固结过程中经改造作用而成的孔隙，大多数为溶蚀孔隙。孔隙。粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间孔隙、溶洞孔等粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间孔隙、溶洞孔等粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间孔隙、溶洞孔等粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间孔隙、溶洞孔等（三）裂隙（三）裂隙碳酸盐沉积物固结为岩石后，由于受构造力的作用，发生破裂碳酸盐沉积物固结为

31、岩石后，由于受构造力的作用，发生破裂而形成裂隙。而形成裂隙。裂隙裂隙裂隙裂隙细粒纯石灰岩比粗粒灰岩更发育细粒纯石灰岩比粗粒灰岩更发育细粒纯石灰岩比粗粒灰岩更发育细粒纯石灰岩比粗粒灰岩更发育细粒纯石灰岩比含粘土等杂质灰岩更发育细粒纯石灰岩比含粘土等杂质灰岩更发育细粒纯石灰岩比含粘土等杂质灰岩更发育细粒纯石灰岩比含粘土等杂质灰岩更发育裂隙是油、气、水的极好的通道。裂隙是油、气、水的极好的通道。裂隙是油、气、水的极好的通道。裂隙是油、气、水的极好的通道。虫体内原生孔，商58-4井，1708.8m， -，25 粒间原生孔，临27-1井，2457.5m，- ，100 残余颗粒白云岩粒间溶孔鲕粒云岩粒间溶

32、孔与粒内溶孔风化粘土半风化岩层济阳坳陷中生界坊子组约约30cm30cm左右左右碳酸盐顶部碳酸盐顶部风化粘土层风化粘土层第三节 碳酸盐岩的结构一、颗粒结构（粒屑结构）一、颗粒结构（粒屑结构）与碎屑岩相似，由颗粒、泥、亮晶、孔隙为主，是与碎屑岩相似，由颗粒、泥、亮晶、孔隙为主，是经波浪、流水作用的搬运、沉积而成的碳酸盐岩。经波浪、流水作用的搬运、沉积而成的碳酸盐岩。岩石描述方法同碎屑岩岩石描述方法同碎屑岩：粒度、分选、磨圆、胶结类型、支撑类型：粒度、分选、磨圆、胶结类型、支撑类型如鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、砂屑灰岩等如鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、砂屑灰岩等如鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、砂屑灰岩等如鲕粒灰岩、竹叶状

33、灰岩、砂屑灰岩等二、泥晶结构（相当于碎屑岩中的泥岩）二、泥晶结构（相当于碎屑岩中的泥岩）主要由灰泥组分组成，一般是由化学或主要由灰泥组分组成，一般是由化学或生物化学作用沉淀的碳酸盐岩生物化学作用沉淀的碳酸盐岩低能环境下的产物低能环境下的产物普通灰岩普通灰岩第三节 碳酸盐岩的结构第三节 碳酸盐岩的结构三、生物骨架结构三、生物骨架结构由原地生长的造礁生物钙质骨架形成的岩石由原地生长的造礁生物钙质骨架形成的岩石骨架岩骨架岩 原地生长的造礁生物构成岩石的坚固骨架，在原地生长的造礁生物构成岩石的坚固骨架，在骨架间充填灰泥杂基、胶结物及生物碎屑等。骨架间充填灰泥杂基、胶结物及生物碎屑等。障积岩障积岩 原地

34、枝状造礁生物对灰泥杂原地枝状造礁生物对灰泥杂原地枝状造礁生物对灰泥杂原地枝状造礁生物对灰泥杂基起遮挡作用，使灰泥沉积下来基起遮挡作用，使灰泥沉积下来基起遮挡作用，使灰泥沉积下来基起遮挡作用，使灰泥沉积下来并在数量上占主导地位并在数量上占主导地位并在数量上占主导地位并在数量上占主导地位粘结岩粘结岩 原地生长的板状或片状造礁原地生长的板状或片状造礁原地生长的板状或片状造礁原地生长的板状或片状造礁生物粘结和包裹大量灰泥杂基而生物粘结和包裹大量灰泥杂基而生物粘结和包裹大量灰泥杂基而生物粘结和包裹大量灰泥杂基而成。成。成。成。珊珊瑚瑚灰灰岩岩第三节 碳酸盐岩的结构四、晶粒结构四、晶粒结构各种结构和成因的

35、灰岩经过重结晶作用和交代作用而形成的晶各种结构和成因的灰岩经过重结晶作用和交代作用而形成的晶粒碳酸盐岩。主要由晶粒组成。粒碳酸盐岩。主要由晶粒组成。按粒级按粒级粗晶结构、中晶结构、细晶结构、泥晶结构粗晶结构、中晶结构、细晶结构、泥晶结构粗晶结构、中晶结构、细晶结构、泥晶结构粗晶结构、中晶结构、细晶结构、泥晶结构按晶粒相对大小按晶粒相对大小斑晶结构、不等粒结构、嵌晶结构斑晶结构、不等粒结构、嵌晶结构斑晶结构、不等粒结构、嵌晶结构斑晶结构、不等粒结构、嵌晶结构按晶粒自形程度按晶粒自形程度自形结构、半自形结构、它形结构自形结构、半自形结构、它形结构自形结构、半自形结构、它形结构自形结构、半自形结构、

36、它形结构第三节 碳酸盐岩的结构五、残余结构五、残余结构重结晶作用和交代作用不彻底时，仍见部分原岩结构重结晶作用和交代作用不彻底时，仍见部分原岩结构残余生物结构、残余鲕粒结构、残余砂屑结构等残余生物结构、残余鲕粒结构、残余砂屑结构等残余生物结构、残余鲕粒结构、残余砂屑结构等残余生物结构、残余鲕粒结构、残余砂屑结构等残余鲕粒白云岩残余鲕粒白云岩第四节 碳酸盐岩构造及颜色几乎具有全部沉积岩的构造类型几乎具有全部沉积岩的构造类型特殊构造特殊构造碳酸碳酸盐岩中常岩中常见构造构造叠层石叠层石鸟眼构造鸟眼构造示顶底构造示顶底构造虫孔及虫迹构造虫孔及虫迹构造缝合线构造缝合线构造第四节 碳酸盐岩构造及颜色一、叠

37、层石构造、叠层构造、叠层藻一、叠层石构造、叠层构造、叠层藻1.1.基本组成基本组成主要是由蓝绿藻的生长活动所形成的亮暗基本层在主要是由蓝绿藻的生长活动所形成的亮暗基本层在垂向上有规律的交替的一类构造。垂向上有规律的交替的一类构造。暗层：富藻纹层，富有机质暗层：富藻纹层，富有机质暗层：富藻纹层，富有机质暗层：富藻纹层，富有机质亮层：富碳酸盐矿物层，富碳酸盐碎屑亮层：富碳酸盐矿物层，富碳酸盐碎屑亮层：富碳酸盐矿物层，富碳酸盐碎屑亮层：富碳酸盐矿物层，富碳酸盐碎屑第四节 碳酸盐岩构造及颜色一、叠层石构造、叠层构造、一、叠层石构造、叠层构造、藻叠层藻叠层2.2.成因成因与光合作用有关与光合作用有关白天

38、，藻类光合作用强，主白天，藻类光合作用强，主要形成富藻纹层；夜间主要形成贫藻纹层。要形成富藻纹层；夜间主要形成贫藻纹层。 与潮汐作用或风暴作用有关与潮汐作用或风暴作用有关风暴风暴期或高潮期，被风暴或潮汐水流带来的碳酸盐颗粒，大量被期或高潮期，被风暴或潮汐水流带来的碳酸盐颗粒，大量被富含粘液的藻席捕获，形成富碳酸盐的纹层。在非风暴期，富含粘液的藻席捕获，形成富碳酸盐的纹层。在非风暴期，则形成富藻纹层。则形成富藻纹层。3 3、形态分类、形态分类柱状、层状、锥状、波状柱状、层状、锥状、波状柱状、层状、锥状、波状柱状、层状、锥状、波状4 4、潮坪环境、潮坪环境柱状、锥状能量高，潮间下至柱状、锥状能量高

39、，潮间下至柱状、锥状能量高，潮间下至柱状、锥状能量高，潮间下至潮下上；潮下上；潮下上；潮下上；层状、波状能量低，潮间上、层状、波状能量低，潮间上、层状、波状能量低，潮间上、层状、波状能量低，潮间上、潮上。潮上。潮上。潮上。叠层石形态类型叠层石横切面叠层石现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石 澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚二、鸟眼构造二、鸟眼构造1.1.概念概念在泥晶或粉晶石灰岩或白云岩中，常见一种毫米级在泥晶或粉晶石灰岩或白云岩中，常见一种毫米级（1-3mm1-3mm）大小的、多呈定向排列的、多为方解石、）大小的、多呈定向排列的、多为方解石、石膏、石英等矿物充填的

40、孔隙。因其形似鸟眼，故称石膏、石英等矿物充填的孔隙。因其形似鸟眼，故称鸟眼构造；鸟眼构造；2.2.成因：干燥收缩孔、生物腐烂气泡孔、藻类腐解成因：干燥收缩孔、生物腐烂气泡孔、藻类腐解3.3.主要发育在潮坪（特别是潮上坪）等浅水暴露环境中主要发育在潮坪（特别是潮上坪）等浅水暴露环境中三、示顶底构造三、示顶底构造1.1.在碳酸盐岩的孔隙中在碳酸盐岩的孔隙中，常见两种不同特征的充填物常见两种不同特征的充填物, ,孔隙底部或下部主孔隙底部或下部主要为泥粉晶方解石，细、色暗；孔隙顶部或上部主要为亮晶方解石，色要为泥粉晶方解石，细、色暗；孔隙顶部或上部主要为亮晶方解石，色浅，明亮。二者界面平直，且同一岩层

41、中的各个孔隙中的类似界面都相浅，明亮。二者界面平直，且同一岩层中的各个孔隙中的类似界面都相互平行。互平行。亮晶部分指示上层面，微晶或细粒碳酸盐部分指示下层面。这亮晶部分指示上层面，微晶或细粒碳酸盐部分指示下层面。这种能指示地层顶底面的构造就称为示顶底构造。种能指示地层顶底面的构造就称为示顶底构造。 有孔虫体腔内示顶底构造有孔虫体腔内示顶底构造有孔虫体腔内示顶底构造有孔虫体腔内示顶底构造第四节 碳酸盐岩的构造及颜色三、示顶底构造三、示顶底构造2.2.成因成因两种不同的孔隙充填物代表不同期、不同方式充填。两种不同的孔隙充填物代表不同期、不同方式充填。底部泥粉晶充填（淋滤水沉淀）底部泥粉晶充填（淋滤

42、水沉淀）上部孔隙充填（成岩期）上部孔隙充填（成岩期）类似石钟乳的形成方式。小晶体在下，大晶体在上。小晶体在下，大晶体在上。小晶体在下，大晶体在上。小晶体在下，大晶体在上。两种充填物的界面代表了当时（地下水）水平面。两种充填物的界面代表了当时（地下水）水平面。根据此充填构造根据此充填构造岩层的顶底面岩层的顶底面示顶底构造。示顶底构造。四、虫孔及虫迹构造四、虫孔及虫迹构造遗体化石遗体化石遗迹化石：生物穿孔、生物潜穴、生物爬行痕迹遗迹化石：生物穿孔、生物潜穴、生物爬行痕迹五、缝合线构造五、缝合线构造碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造。碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造。垂直层面垂直层面的切面的切面锯齿状微裂缝，

43、称为锯齿状微裂缝，称为锯齿状微裂缝，称为锯齿状微裂缝，称为缝合线缝合线缝合线缝合线平面平面上，即沿此裂缝的破裂面上上，即沿此裂缝的破裂面上参差不平的凹凸起伏的面，即参差不平的凹凸起伏的面，即参差不平的凹凸起伏的面，即参差不平的凹凸起伏的面，即缝合面缝合面缝合面缝合面立体立体上上凹下和凸起的柱体，叫凹下和凸起的柱体，叫凹下和凸起的柱体，叫凹下和凸起的柱体，叫缝合柱缝合柱缝合柱缝合柱 缝合线构造缝合线构造 秦皇岛秦皇岛第四节 碳酸盐岩的构造及颜色五、缝合线构造五、缝合线构造1.1.大小大小1mm1mm；几十；几十cmcm；几；几m m2.2.层面的关系层面的关系：平行、斜交、垂直、几组相交成网状：

44、平行、斜交、垂直、几组相交成网状3.3.成因成因原生论原生论次生论次生论：差异压实压溶构造、特殊裂缝构造差异压实压溶构造、特殊裂缝构造4.4.石油地质意义石油地质意义本身是一种裂缝构造，可作油、气、水运移通道，本身是一种裂缝构造，可作油、气、水运移通道，也可作储集空间。也可作储集空间。五、缝合线构造5.缝合线的形态缝合线的形态 波型波型 缝合型缝合型 上峰型上峰型 下峰型下峰型 尖峰型尖峰型 地震波型地震波型第四节 碳酸盐岩的构造及颜色六、六、六、六、碳酸盐岩的颜色碳酸盐岩的颜色一）类型一）类型一）类型一）类型（一）浅色类（一）浅色类（一）浅色类（一）浅色类白色、灰白色、浅灰色等；白色、灰白色

45、、浅灰色等；白色、灰白色、浅灰色等；白色、灰白色、浅灰色等；（二）暗色类（二）暗色类（二）暗色类（二）暗色类灰色、深灰色、灰黑色、黑色、灰绿色等；灰色、深灰色、灰黑色、黑色、灰绿色等；灰色、深灰色、灰黑色、黑色、灰绿色等；灰色、深灰色、灰黑色、黑色、灰绿色等；（三）红色类（三）红色类（三）红色类（三）红色类黄色、褐色、红色、紫红色等。黄色、褐色、红色、紫红色等。黄色、褐色、红色、紫红色等。黄色、褐色、红色、紫红色等。第四节 碳酸盐岩的构造及颜色二）颜色的决定因素二）颜色的决定因素（一）主要矿物和次要矿物的相对含量（一）主要矿物和次要矿物的相对含量如主要由方解石或白云石组成，基本上不含其它矿物，

46、岩石多呈浅色。（二二）颗颗粒粒、晶晶粒粒以以及及基基质质的的粒粒度度细颗粒或细晶粒的岩石颜色较暗，粗颗粒或粗晶粒的岩石颜色较浅。（三三）色色素素离离子子的的影影响响含高价铁离子的岩石呈现红色、褐色、黄色、紫红色等，含低价铁离子的岩石呈现灰黑色、灰绿色、黑色等。（四四）有有机机质质的的影影响响沉积的生物有机质在还原条件下通过产生H2S或低价铁硫化物可使浅色沉积物颜色变暗，即使千分之几的有机碳含量，也可使其由灰色变成深灰色。（五）风化作用（五）风化作用暗色岩石在风化带中变成浅色或红色类。碳酸盐岩的构造及颜色三）环境意义三）环境意义（一）浅色类环境意义（一）浅色类环境意义浅浅水水的的海海湾湾或或泻泻

47、湖湖沉积物被埋藏后，只要被埋藏在几cm厚的沉积物之下，就会与海水中的氧隔绝，很快变为还原条件，产生H2S气体，从而使沉积物变为灰色，甚至暗色。在这种浅水的低能环境中生成的碳酸盐岩，一般多呈中灰色，其有机质含量很少（低于千分之几），所以难以呈现黑色。（二）暗色类环境意义（二）暗色类环境意义停停滞滞缺缺氧氧的的深深水水盆盆地地只需要1%2%的有机碳及低价铁的硫化物，就足以使岩石呈现暗色类了。（三）红色类环境意义（三）红色类环境意义来来自自先先前前的的环环境境或或在在沉沉积积环环境境中中生生成成在海底隆起的氧化条件中，可以形成高价铁的氧化物，这种红色色素氧化物也可以被带到深水海槽或盆地中去。如果该深水海槽或盆地是欠补偿的，即沉积物很少而沉积又很缓慢，则在沉积物被埋藏前，细菌的腐烂作用足以把其中的有机质和低价硫化物氧化分解，同时也可保存外来的高价铁氧化物。因此，在深水海槽和深水盆地中，也可出现红色类的碳酸盐岩。