碳酸盐岩

碳酸盐岩（carbonate rock）主要由碳酸盐矿物（大于50％）组成的沉积岩。

主要矿物成分是方解石、白云石、铁白云石、菱镁矿等，其次为石英、云母、长石和粘土矿物等；化学成分主要为CaO、MgO和CO2，其次为SiO2 、TiO2 、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。

通常为灰色、灰白色。

性脆。

具粒屑（如岩屑、生物碎屑等）、生物骨架（如珊瑚、层孔虫等）、晶粒（粗晶、中晶、细晶、微晶等）和残余（残余生物、残余鲕状）结构。

构造类型复杂、多样，有叠层构造（如常见于潮坪地区的叠层石）、乌眼构造和缝合线构造。

多呈厚层或薄层状产出。

可分为石灰岩和白云岩两大岩石类型。

①石灰岩类。

主要矿物为方解石（＞50％），其次为白云石、菱镁矿、石英、长石和粘土矿物等。

常见岩石类型有内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩、泥晶灰岩、石灰华和泉华等。

②白云岩类。

主要由白云石(＞50％)组成，其次为方解石、菱镁矿、石英、长石、粘土矿物等。

常见岩石类型有同生白云岩、碎屑白云岩、成岩白云岩和后生白云岩等。

因受物理化学条件变化的影响，常发生白云岩化、膏化、硅化、重结晶及溶蚀等后生作用。

岩性较脆弱，易遭风化溶蚀，在碳酸盐岩发育地区常形成石林、溶洞、地下暗河等地貌景观，通称喀斯特地形。

碳酸盐岩在地壳中分布仅次于泥质岩和砂岩，约占沉积岩总面积的20％，几乎在各个地史时期都有形成。

中国各地，特别是西南地区，也广泛分布有碳酸盐岩，其成岩时代主要为震旦纪、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

许多金属矿产（如铜、铅、锌、汞、锑、钼、钴、银等）和非金属矿产（如重晶石、天青石、石棉、自然硫、水晶、萤石、冰洲石等）在成因上都与碳酸盐岩有关。

世界上与碳酸盐岩有关的石油和天然气储量占总储量的50％，产量约占总产量的60％。

流纹岩（rhyolite）一种酸性喷出岩。

成分与花岗岩相当。

灰白色或浅粉红色。

常见有流纹构造和斑状玻璃质、球粒、霏细、显微文象等结构。

碳酸盐岩的特征与应用碳酸盐岩是由碳酸盐矿物组成的沉积岩，主要成分是方解石和白云石。

碳酸盐岩具有一些独特的特征和广泛的应用。

1.特征：（1）岩石组成：碳酸盐岩的主要成分是方解石和白云石，同时还含有少量的黄铁矿、硫化物、膨润土等。

（2）岩石结构：碳酸盐岩通常以晶粒或胶结体的形式存在，晶粒可以是细粒状、块状、针状等。

碳酸盐岩也常见于层状、柱状、块状等构造。

（3）岩石颜色：碳酸盐岩的颜色多样，有白色、灰色、黄色、棕色、绿色等。

这些颜色的变化与岩石中含有的杂质和氧化程度有关。

（4）溶解性：碳酸盐岩具有较强的溶解性，容易被地下水溶解形成洞穴、溶洞等地貌。

2.应用：（1）建筑材料：碳酸盐岩是一种常见的建筑材料，被广泛应用于建筑、装饰、纪念碑等。

其质地坚硬、耐久，色泽美观，可以制作出各种花纹和雕塑作品。

（2）石灰制品：碳酸盐岩中的方解石可以炼制成石灰石，并且经过煅烧反应制成石灰、石灰石粉等石灰制品。

石灰制品被广泛应用于建筑、冶金、化工、环保等领域。

（3）矿产资源：碳酸盐岩中常常夹带有金、银、铅、锌、铜等有价值的金属矿物，这使得碳酸盐岩成为一种重要的矿产资源。

同时，碳酸盐岩也是石油和天然气等石油类矿藏的顶盖岩层。

（4）地下水工程：由于碳酸盐岩的溶解性，形成了众多的地下洞穴和溶洞。

这些地下空间可以作为地下水的储集和流动区域，利用碳酸盐岩的特性可以开展地下水资源的调查、开采和利用。

（5）环境工程：碳酸盐岩在环境修复和废弃物处理方面具有重要应用。

例如，将二氧化碳（CO2）以固态形式储存在碳酸盐岩中，可以减少大气中的温室气体含量。

综上所述，碳酸盐岩具有广泛的应用领域，不仅可以作为建筑材料、石灰制品和矿产资源使用，还可以用于地下水工程和环境工程等方面。

对于碳酸盐岩的深入研究和开发利用，对于经济发展和环境保护都具有重要意义。

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。

碳酸盐岩的形成和特性碳酸盐岩是一种广泛分布于地球表面的沉积岩，它由碳酸盐类物质在地质历程中形成，在不同的环境条件下具有不同的特性和构造特征。

碳酸盐岩的形成过程和特性因地质环境以及化学特性的不同而不同，下面就碳酸盐岩的形成和特性进行较详细的阐述。

一、碳酸盐岩的形成碳酸盐岩主要是由碳酸盐类物质在各种海陆环境中逐步沉积形成的，主要包括两种类型：一种是生物沉积，例如珊瑚礁、蓝藻池、海洋有孔虫等;另一种是非生物沉积，在海平面上升或萎缩、大气二氧化碳浓度变化、气温等自然因素影响下沉积形成。

碳酸盐岩形成的地理条件主要包括低纬度和浅水沉积，而碳酸盐岩的形成过程主要由三个阶段构成：1、原地沉积：碳酸盐岩是由最初的碎屑岩、红泥岩等沉积岩类物质，通过物理和化学作用沉积在低纬度浅海海底上，形成初始碳酸盐物质。

2、变成碳酸盐：在海洋流水的作用下，钙离子和碳酸根离子经过化学作用结合形成碳酸盐，例如方解石（CaCO3）或白云石（CaMg(CO3)2），这是产生碳酸盐矿物的依据。

3、成岩作用：经过上述两个过程后，碳酸盐岩同样会经历基质硬化过程。

例如在成岩作用过程中，物质和温度压力的变化、水、液体和气体等供体的作用下，基质可形成各种构造特点的碳酸盐岩。

二、碳酸盐岩的特性1、特殊化学组成：碳酸盐岩中的化学组成主要是碳酸盐类，包括方解石、白云石、蜡石、菱镁石等。

碳酸盐岩的化学分子式为CaCO3或CaMg(CO3)2，是由钙离子或镁离子与碳酸根离子结合而成。

2、矿物特性：碳酸盐岩的矿物成分主要是方解石和白云石，在不同的环境和化学条件下会形成不同的矿物特征和纹理，如晶灰石、莫龙斯粘土、灰泥等。

3、岩石纹理：碳酸盐岩的生成过程中，由于现代岩体的化学和物质特性不同，因此在形成后多种不同的岩石纹理。

例如在海洋环境下，具有不同的沉积结构，包括泥灰岩、生物碎屑岩、鸟粪岩等。

在陆地环境下，碳酸盐岩具有不同的岩石纹理，包括坑道结构、溶洞系统、角砾岩等。

碳酸盐岩地质学引言：碳酸盐岩地质学是地质学领域的一个重要分支，研究的是由碳酸盐矿物主导的岩石体系及其相关的地质过程。

碳酸盐岩是一种由碳酸盐矿物组成的沉积岩，其中最常见的矿物是方解石和白云石。

碳酸盐岩广泛分布于地球表面，具有重要的经济和环境意义。

本文将介绍碳酸盐岩的形成、分类、分布以及与其他地质过程的关系。

一、碳酸盐岩的形成碳酸盐岩的形成与大气、水体和生物作用密切相关。

在地球的早期演化过程中，海洋中的浮游生物通过吸收二氧化碳形成了大量的钙质壳体，这些壳体最终堆积形成了碳酸盐岩。

此外，在沉积过程中，水体中的钙离子和碳酸根离子结合生成了碳酸钙，进而沉积形成了碳酸盐岩。

二、碳酸盐岩的分类根据碳酸盐岩的组成、结构和成因，可以将其分为多种类型。

最常见的碳酸盐岩类型包括：晶体碳酸盐岩、微晶碳酸盐岩和骨架碳酸盐岩。

晶体碳酸盐岩由颗粒状的方解石和白云石晶体组成，微晶碳酸盐岩则由颗粒较小的方解石和白云石晶体组成，骨架碳酸盐岩则有生物遗骸、化石和珊瑚礁构成。

三、碳酸盐岩的分布碳酸盐岩广泛分布于全球各大洲，尤其在热带和亚热带地区较为常见。

碳酸盐岩沉积环境多样，可以在陆地、湖泊及浅海域中形成。

由于碳酸盐岩对环境的敏感性，地质学家通过对不同地区碳酸盐岩分布的研究，可以推测过去的古气候条件、沉积环境以及地质过程等。

四、碳酸盐岩与其他地质过程的关系碳酸盐岩与其他地质过程之间存在着相互影响和制约关系。

首先，碳酸盐岩的形成与大气中二氧化碳的含量和沉积环境有关。

生物活动和气候变化会造成大量二氧化碳的释放，从而影响碳酸盐岩的沉积。

其次，碳酸盐岩在构造运动和地下水侵蚀等地质过程中也起到了重要作用。

碳酸盐岩的溶解性较大，在地下水的作用下，容易形成溶洞和地下水的流动通道。

五、碳酸盐岩的经济和环境意义碳酸盐岩作为一种重要的沉积岩，具有重要的经济和环境意义。

首先，碳酸盐岩是建筑材料和工业原料的重要来源。

方解石和白云石可用于制造水泥、玻璃和化肥等。

碳酸盐岩（carbonate rock）主要由碳酸盐矿物（大于50％）组成的沉积岩。

主要矿物成分是方解石、白云石、铁白云石、菱镁矿等，其次为石英、云母、长石和粘土矿物等；化学成分主要为CaO、MgO和CO2，其次为SiO2 、TiO2 、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。

通常为灰色、灰白色。

性脆。

具粒屑（如岩屑、生物碎屑等）、生物骨架（如珊瑚、层孔虫等）、晶粒（粗晶、中晶、细晶、微晶等）和残余（残余生物、残余鲕状）结构。

构造类型复杂、多样，有叠层构造（如常见于潮坪地区的叠层石）、乌眼构造和缝合线构造。

多呈厚层或薄层状产出。

可分为石灰岩和白云岩两大岩石类型。

①石灰岩类。

主要矿物为方解石（＞50％），其次为白云石、菱镁矿、石英、长石和粘土矿物等。

常见岩石类型有内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩、泥晶灰岩、石灰华和泉华等。

②白云岩类。

主要由白云石(＞50％)组成，其次为方解石、菱镁矿、石英、长石、粘土矿物等。

常见岩石类型有同生白云岩、碎屑白云岩、成岩白云岩和后生白云岩等。

因受物理化学条件变化的影响，常发生白云岩化、膏化、硅化、重结晶及溶蚀等后生作用。

岩性较脆弱，易遭风化溶蚀，在碳酸盐岩发育地区常形成石林、溶洞、地下暗河等地貌景观，通称喀斯特地形。

碳酸盐岩在地壳中分布仅次于泥质岩和砂岩，约占沉积岩总面积的20％，几乎在各个地史时期都有形成。

中国各地，特别是西南地区，也广泛分布有碳酸盐岩，其成岩时代主要为震旦纪、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

许多金属矿产（如铜、铅、锌、汞、锑、钼、钴、银等）和非金属矿产（如重晶石、天青石、石棉、自然硫、水晶、萤石、冰洲石等）在成因上都与碳酸盐岩有关。

世界上与碳酸盐岩有关的石油和天然气储量占总储量的50％，产量约占总产量的60％。

流纹岩（rhyolite）一种酸性喷出岩。

成分与花岗岩相当。

灰白色或浅粉红色。

常见有流纹构造和斑状玻璃质、球粒、霏细、显微文象等结构。

碳酸盐岩第一节碳酸盐岩的成分 (1)第二节碳酸盐岩的结构组分及其组成特征 (2)第三节碳酸盐岩的构造 (18)第四节石灰岩的结构分类 (22)第五节白云岩 (25)第六节碳酸盐岩的主要类型 (32)第七节碳酸盐沉积物(岩)的沉积后作用 (38)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。

第九章 碳酸盐岩第一节 概述一、概念碳酸盐岩：主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的沉积岩。

主要岩石类型：石灰岩（方解石>50%）；白云岩（白云石>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。

二、研究意义1、分布广：占沉积岩总量的20%，居第三位，仅次于泥质岩和砂岩2、重要的生油岩和储集岩3、蕴藏丰富的矿产，本身就是很有价值的资源蕴含铁、铝、锰、磷、硫、石膏、钾盐等层状矿床；铜、铅、锌、汞、锑、砷、铀等多金属层控矿床4、重要的地下水储集岩石三、现代碳酸盐岩的沉积作用和分布1、赤道两侧的南、北纬30°的范围内2、洁净的浅海水域3、动荡—弱动荡的沉积环境4、生物和生物化学作用的产物5、文石、高镁方解石和低镁方解石第二节 碳酸盐岩的成分碳酸盐岩的成分： 矿物成分、 化学成分、 同位素成分一、 碳酸盐岩的矿物成分⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧有机质盆外矿物：陆源物质非碳酸盐矿物碳酸盐矿物盆内矿物（一）、盆内矿物：碳酸盐矿物1．主要的碳酸盐矿物为方解石和白云石方解石矿物体系中：方解石、低镁方解石（一般的方解石，很稳定）文石、高镁方解石白云石矿物体系中：白云石、原白云石（富钙的白云石，向白云石转化）2．次要的碳酸盐矿物：铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。

文石(又名霰石)文石是方解石的同质异象变体,含 Mg[CO3]少于 2mol ％,属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。

{010}解理不完全,硬度3.5,比重2.9。

基本特征：(1)在现代沉积物中常呈现针状，有时也呈现泥状。

(2)形成有利条件为：温度较高（＞15 ℃ ），温暖浅海沉积物以文石为主；pH值> 8；盐度高，超盐条件有利于形成文石；Mg／Ca＞2：1(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因，李普曼（Lippman）认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。

(4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间)，易于转变为方解石，在古老的碳酸岩中不存在。

沉积岩之碳酸盐岩碳酸盐岩是沉积岩的重要组成部分，属于化学岩及生物化学岩类。

主要在海洋中形成，少数在陆地环境中形成。

古代广阔海洋中形成的碳酸盐岩，约占地表沉积岩分布面积的20%。

那么碳酸盐岩有哪些种类？又具有什么特征？与碎屑岩相比，碳酸盐岩颜色以灰色、灰黑色为主，也含有白色、灰绿色、黄褐色、紫红色等。

碳酸盐岩基本组分主要由颗粒、泥、胶结物、晶粒、生物格架等五类结构类型组成。

此外，还有一些次要的结构组分，如陆源物质、其他化学沉淀物质、有机质等；也有一些派生的结构，如孔隙等。

颗粒：碳酸盐岩中的颗粒，按其是否在沉积盆地中形成，可分内颗粒和外颗粒两类。

外颗粒指来自沉积地区以外的较老的碳酸盐岩碎屑，是陆源碎屑颗粒。

内颗粒指在沉积盆地或沉积环境内形成的碳酸盐颗粒。

这种颗粒可以是化学沉积作用、机械破碎作用或生物作用形成的，也可以是这些作用的综合产物。

内颗粒的类型主要包括内碎屑、鲕粒、藻粒等。

内碎屑主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的。

鲕粒是具有核心和同心层结构的球状颗粒，通常由核心和同心层组成。

核心可以是内碎屑、化石、球粒、陆源碎屑颗粒等；同心层主要由泥晶方解石组成。

藻粒是与藻类有成因联系的颗粒，包括藻鲕、藻灰结核以及藻团块。

泥：泥是指泥级的碳酸盐质点，是与颗粒相对应的另一种结构组分。

根据其成分，可分为灰泥和云泥。

灰泥是方解石成分的泥，也称微晶方解石泥；云泥是白云石成分的泥。

在现代碳酸盐沉积物中，灰泥大都由针状文石组成。

这种针状文石晶体的平均长度接近0.003mm，宽度约为长度的1/10。

灰泥存在3种成因类型：化学沉淀作用生成的灰泥；机械破碎、磨蚀作用生成的灰泥；生物作用生成的灰泥。

胶结物：胶结物主要是指沉淀于颗粒之间的结晶方解石或其他矿物，与砂岩中胶结物相似。

方解石胶结物晶体较清洁明亮，因此常被称为亮晶方解石、亮晶方解石胶结物或亮晶。

而泥晶级胶结物较少见。