碳酸盐岩-石灰岩

石灰岩矿的分布与特征石灰岩是主要由方解石矿物组成的碳酸盐岩，通常作矿物原料商品名称为石灰石。

在建筑、冶金、化工、轻工、食品、石油、农业等诸多领域中，具有广泛的用途，是水泥工业的重要原料。

水泥是一种应用广、用量大的现代建筑材料，在国民经济建设中具有重要地位。

在《中华人民共和国矿产资源法实施细则》矿产资源分类细目(1994)中，用作水泥原料的石灰岩矿及大理岩矿，均单列矿种。

本章所指水泥石灰岩矿即指在矿产储量表中单列的专用于水泥原料的石灰岩和大理岩，统称为水泥石灰岩矿。

一、矿石矿物原料特点石灰岩呈灰或灰白色，性脆，硬度不大，小刀能刻动，密度一般2.6～2.7t/m3，抗压强度垂直层理方向一般60～140MPa，平行层理方向一般50～120MPa，松散系数一般1.5～1.6。

矿物成分以方解石为主。

方解石［CaCO3］的理论化学成分：CaO 56.04%、CO2 43.96%，属三方晶系，常呈复三方偏三角面体及菱面体结晶，集合体呈晶簇、粒状、钟乳状、鲕状或致密状，无色或白色，玻璃光泽，硬度3，密度2.6～2.8t/m3，遇稀盐酸剧烈起泡。

石灰岩中常混有白云石和粘土物质等杂质，使矿石质量降低。

表4.19.1水泥石灰岩的分类t4-19-1.jpg 表4.19.2水泥石灰岩矿石化学成分t4-19-2.jpg石灰岩的结构分为粒屑、生物骨架、晶粒及残余结构4种。

粒屑结构与波浪和流水的搬运、沉积作用有关，由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物、孔隙四部分组成，颗粒分为内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒及团块等多种，颗粒大小具有指相意义；生物骨架结构为生物礁石灰岩所特有，系由原地固着生长的群体造礁生物组成；晶粒结构见于化学及生物化学沉淀的石灰岩及重结晶的石灰岩中；残余结构是经重结晶或其他成岩后生作用，改造了原来结构使其变得模糊不清。

石灰岩的构造类型很多，常见沉积岩的各种层理和层面构造以及缝合线、豹皮状、蠕虫状、竹叶状、纹层状、花斑状、叠层状等构造。

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，1994.4、冯增昭编著《碳酸盐岩石学及岩相古地理学》，石油工业出版社，1989.复习思考题：1、简述碳酸盐岩的化学成分和矿物成分？2、碳酸盐岩的主要结构组分有哪些？它们各自有什么含义？3、内碎屑有几种成因？不同粒级内碎屑的环境意义是什么？4、鲕粒有几种类型？它们形成需要什么样的水动力条件？5、说明碳酸盐岩中灰泥和亮晶方解石胶结物是怎样形成的？对比二者的异同。

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。

（一）福克的分类福克的碳酸盐岩分类方案是以石灰岩为主体，考虑到白云岩的成因特点，把碳酸盐岩分为五个类型。

石灰岩的分类基础是以石灰岩中三个主要结构组分端元为依据，把石灰岩划分为三个基本类型，并用三角图图解表示。

1.三个端元（1）异化颗粒：相当于盆内颗粒或颗粒（2）微晶方解石或简称微晶，相当于灰泥或泥晶（3）亮晶方解石胶结物2.三个主要类型Ⅰ亮晶异化石灰岩主要由异化颗粒组成，其粒间空隙主要为亮晶方解石充填或空着，很少含微晶方解石泥。

这种石灰岩是在水动力条件很强的环境中生成的。

强烈和持续的水流使异化颗粒得到很好的淘洗，把微晶方解石从颗粒间冲洗干净，因此，沉积下来的主要是分选很好的异化颗粒。

这些异化颗粒沉积后，粒间水发生化学沉淀，形成亮晶方解石胶结物。

这样，就生成了亮晶异化石灰岩。

这种石灰岩与粘土杂基含量很少的砂岩很相似。

第六章 碳酸盐岩碳酸盐岩是指主要由沉积的碳酸盐矿物（方解石、白云石等）组成的沉积岩，主要的岩石类型为石灰岩（方解石含量大于50%）和白云岩（白云石含量大于50%）。

它们经常还和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。

据统计研究，碳酸盐岩约占沉积岩总量的20%，它在地壳中的分布仅次于泥质岩和砂岩。

在我国，沉积岩占全国总面积的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，北方的元古界及古生界，都是以碳酸盐岩为主，分布比较广泛。

碳酸盐岩中的矿产非常丰富，其中层状矿床有铁、铝、锰、磷、硫、石膏及硬石膏、岩盐、钾盐等；而且碳酸盐岩本身包括石灰岩、白云岩、菱镁岩等也是很有价值的资源，广泛用于冶金、建筑、化工、农业等各方面。

碳酸盐岩中蕴藏的石油及天然气资源也很丰富，世界上与碳酸盐岩有关的油气藏储量约占世界总储量的50%，产量占世界总产量的60%。

总之，碳酸盐的研究与许多矿产，特别是与能源的开发和利用有着密切的关系。

绝大部分的碳酸盐岩都是在海洋中沉积的，而且主要的是浅海环境的产物。

在深海环境中，虽然局部有珊瑚环礁提供碳酸钙的堆积，但其规模远不足以和浅水台地及陆棚相比拟。

古生代和前寒武纪的深海沉积物中普遍缺乏碳酸钙，很可能是那时分泌石灰质的浮游生物和自游生物很少，甚至不存在所致。

白垩纪以后，海水地球化学条件改变，远洋的灰质浮游生物和自游生物大量繁殖，深海碳酸盐堆积有大面积分布。

现代深海沉积物中，碳酸钙沉积物约占32.2%（平均含量），主要是抱球虫和翼足类软泥，也有珊瑚泥和砂。

碳酸盐岩的形成作用随着地质历史演变也有不同。

在前寒武纪的海水中，Mg/Ca比值可能较高，pH值可能较低，这就阻止了钙质骨骼生物的形成。

因此，前寒武纪的碳酸盐岩显然不是生物分泌的介壳形成的，而是由藻类的生物化学作用形成的，或者是由海水的直接化学沉淀形成的。

到了寒武纪以后，海水由酸性变为碱性，介壳生物逐渐繁盛，生物成因的碳酸盐岩逐渐超过了化学或生物化学成因的碳酸盐岩，受机械作用或重力作用形成的碳酸盐岩也占有相当大的比例。

碳酸盐岩微相分析解释及应用碳酸盐岩微相分析是一种通过显微镜观察和描述碳酸盐岩中的微观结构和组分特征的方法。

碳酸盐岩是一种由碳酸盐类矿物组成的沉积岩，主要包括石灰岩、白云岩和大理岩等。

这些岩石通常具有复杂的组分和结构，而微相分析可以帮助我们更好地理解岩石的成因、性质和储层特征。

碳酸盐岩微相分析主要通过显微镜观察和描述岩石中的颗粒、胶结物和空隙等组分特征。

具体包括以下几个方面的内容：1. 颗粒类型和组成：通过观察岩石中的颗粒组成和分类，可以了解岩石的物源性质、形成环境以及岩石的颗粒分选特征。

2. 胶结物类型和特征：碳酸盐岩中的胶结物主要包括胶结粘土、黏土矿物以及碱性胶结物等。

通过观察这些胶结物的类型和特征，可以了解岩石的胶结程度和孔隙度等重要指标。

3. 空隙类型和分布：碳酸盐岩中的主要储集空隙有晶间孔隙、晶内孔隙和裂缝等。

通过观察和描述这些空隙的类型和分布，可以了解岩石的孔隙度、渗透性和储层特征。

4. 岩石结构和组织：碳酸盐岩的结构和组织通常受到生物作用的影响，主要包括泥块状结构、骨架结构、晶粒胶结结构和晶间胶结结构等。

通过观察和描述这些结构和组织，可以了解岩石的成因和地质演化过程。

碳酸盐岩微相分析在油气勘探和生产中具有重要的应用价值：1. 确定储层特征：通过观察岩石的微相特征，可以确定岩石的孔隙度、孔隙结构和孔隙连通性等，从而评估岩石的储集空间和储集能力。

2. 预测储层类型：通过观察岩石中的颗粒和胶结物特征，可以推测岩石的沉积环境和储层类型，为储层评价和开发提供重要依据。

3. 确定岩石性质：通过观察岩石中的颗粒和胶结物特征，可以确定岩石的孔隙度、渗透率和孔隙连通性等，从而评估岩石的物性和渗流特征。

4. 识别岩石发育演化过程：通过观察岩石的结构、组织和胶结物特征，可以了解岩石的成因和发育演化过程，为油气勘探和开发提供重要的理论指导。

除此之外，碳酸盐岩微相分析还可以用于岩石分类、岩石成因研究、储层评价和油藏描述等方面。