碳酸盐岩晶粒结构

（二）碳酸盐岩的结构分类和命名1、结构分类主要以粒屑、胶结物、基质三种组分进行结构分类，按每种组分的相对百分含量，划出岩石类型，再此基础上，再据粒屑类型作进一步细分，并予以综合分类命名。

2、结构命名原则（1）采用<10%、10-25%、25-50%、>50%的几个界线。

（2）若粒屑<10%就不参加定名；粒屑10-25%为含粒屑xx岩；粒屑25-50%，则叫粒屑xx岩；粒屑>50%者叫xx粒屑岩。

（3）命名原则是含量多者在后，少者在前。

以灰岩具体说明（1）粒屑总量>50%时，以粒屑的名称作为主要结构名称，以胶结物（或基质）为次要结构名称。

将“次要”+“主要”结构，二者构成岩石总结构名称。

a、某种粒屑在粒屑总量中占有优势时，可直接以此粒屑名称作为主要结构名称，其它少量粒屑不参加命名。

示例：砂屑51%、生物9%、亮晶8%、泥晶32%，定名—泥晶砂屑灰岩。

b、有两种含量近似的粒屑联合在粒屑总量中，占优势时，则以该两种粒屑联合作为主要结构名称。

采用少者在前，多者在后命名之。

示例：鲕粒30%、生物36% 、砂屑9%、亮晶25%，定名—亮晶鲕粒生物灰岩。

c、粒屑中没有那一种含量占优势时，则主要结构名称统称为“粒屑”。

示例：生物22%、鲕粒25%、砂屑20%、泥晶25%、亮晶8%，定名—泥晶粒屑灰岩。

（2）粒屑总含量为25-50%，粒屑作为次要结构名称，基质作为主要结构名称以主要在后，次要在前进行命名。

a、粒屑：其中一种含量在25-50%时，便以此为次要结构名称。

示例：砂屑40%、鲕粒5%、粉晶55%，定名—砂屑粉晶灰岩。

b、粒屑中没有那一种含量在25-50%者，而其总含量达到时，采取少者在前，多者在后命名。

示例：鲕粒22%、砂屑20%、泥晶8%、粉晶50%，定名—砂屑鲕粒粉晶灰岩。

（3）粒屑含量为10-25%时作为次要结构名称，以基质作为主要结构名称，二者组合起来，采用少者在前，多者在后，构成岩石的总结构名称，并在次要结构名称之前冠以“含”字表示。

常见碳酸盐岩的描述实例01鲕粒石灰岩（1）手标本描述岩石呈暗紫红色，滴少量稀盐酸强烈起泡，矿物成分为方解石，质纯。

有少量铁质侵染使鲕粒呈红色。

颗粒含量为70％左右，几乎全为鲕粒，鲕粒大多为球形，直径1~2mm，有的鲕粒可见白色的生物碎屑作为核部，同心层厚，且以正常鲕为主，鲕粒分布较均匀。

填隙物约占岩石的30％，成分为亮晶方解石和泥晶两种，以亮晶胶结物为主。

孔隙-接触式胶结。

鲕粒支撑结构。

岩石致密坚硬，块状构造。

有时可见长形颗粒半定向排列。

定名：暗紫红色鲕粒石灰岩。

（2）薄片描述矿物成分为方解石，占岩石的90％以上，含少量铁质，浸染后使鲕粒颜色变红。

还有少量其他矿物。

结构组分为颗粒、亮晶胶结物和泥晶，分别占岩石的70％、20％、10％。

以鲕粒为主，约占颗粒的90％以上。

含有少量生物碎屑和砂屑。

鲕粒主要为正常鲕，少量为偏心鲕、表鲕和变形鲕，还有少量藻鲕。

正常鲕多而大，直径1~2mm，同心层数多面分布密集，成分为泥晶方解石，可见少量方解石晶体切割同心层。

核部成分多样，主要为棘皮类、三叶虫生物碎屑，也有砂屑作为核部，同心层的厚度大于鲕核直径。

偏心鲕同心层分布疏密不均，鲕核偏向一侧。

表鲕同心层厚度小于鲕核直径，有的表鲕的核部为棘皮类生物骨骼，仅有少数同心层环绕。

变形鲕发生破裂或片状剥离，有的变形鲕内部结构保存较好，仍清楚可见。

生物碎屑含量低，主要为长条形的三叶虫碎屑，它们独立存在于岩石中。

砂屑含量较低，由泥晶方解石组成，具有一定的磨圆度。

填隙物包括亮晶和泥晶两种，以亮晶为主，约占岩石的20％，泥晶约占岩石的10％。

亮晶方解石干净，透明度好，以细晶为主，具有栉壳状结构，可见两个世代的亮晶方解石，第一世代的晶体自形程度较高，围绕颗粒边缘呈犬牙状生长；第二世代的方解石多为他形或半自形，分布在孔隙中央，晶粒接触界线较平直。

泥晶方解石表面污浊，透明度差。

这些泥晶多经重结晶作用形成粉-细晶，晶粒之间接触界面不规则，有三重接触现象。

第三节常见碳酸盐岩的认识目的：1．学会观察和描述常见碳酸盐岩的基本特征，加深对碳酸盐岩成因的了解。

2．掌握碳酸盐呀的肉眼鉴定方法和分类命名原则。

3．认识常见碳酸盐岩，并能根据其基本特征，对未知岩石进行初步分类命名。

碳酸盐岩：由化学沉积的碳酸盐矿物（方解石、白云石）组成的岩石。

主要的岩石类型为石灰岩和白云岩。

古老的石灰岩经机械风化剥蚀下来的碳酸盐岩碎屑经搬运再沉积形成的岩石不属于碳酸盐岩。

一、碳酸盐岩的成分1．矿物成分和化学成分组成碳酸盐岩的矿物主要为方解石和白云石，前者化学成分为CaCO3，后者化学成分为CaMg(CO3)2，如果以氧化物表示，组成碳酸盐岩的化学成分主要有：CAO、MgO、CO2。

2．结构组分(1) 颗粒：相当于碎屑岩中的碎屑颗粒，但它是在盆地内形成，在水盆地内就地形成或经短距离搬运再沉积的。

a 内碎屑：是已形成的弱固结的碳酸盐沉积物，经岸流、波浪和潮汐等的作用而破碎再沉积形成的碎屑。

内碎屑按粒径大小可分为：砾屑：>2mm砂屑：0.05～2mm粉屑：0.05～0.005mm内碎屑粒径越大，代表形成内碎屑时的水动力越强。

b 鲕粒：是具核心和同心层（包壳）结构的球状和似球状颗粒，直径<2mm的称鲕粒，>2 mm 称豆粒c 生物碎屑：由生物死亡后遗体的钙质硬体部分组成的颗粒。

d 球粒：是由泥晶碳酸盐矿物组成的颗粒，多呈卵圆形，内部结构均匀，粒径约在0.03～0.2mm，0.2mm大于的称团粒。

(2) 泥晶：为泥级的碳酸盐质点。

(3) 胶结物：充填在颗粒之间的结晶的方解石。

(4) 生物骨架：由原地生长的造礁群体生物所组成的一种坚硬的碳酸钙骨架。

二、碳酸盐岩的分类及结构（一）按矿物成分：1．灰岩：主要由方解石组成，进一步按含泥质的多少分为灰岩、含泥灰岩、泥质灰岩、泥灰岩2．白云岩：主要由白云石组成，通常具晶粒结构。

（二）按结构组分：鲕粒灰岩：鲕粒结构生物碎屑灰岩：生物碎屑结构砾屑灰岩：砾屑结构内碎屑灰岩砂屑灰岩：砂屑结构粉屑灰岩：粉屑结构泥晶灰岩：泥晶结构生物岩系列：礁灰岩：生物骨架结构三、实习指导（1）颜色：灰—灰白色居多，但往往随混入物而变化。

⏹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。

实验七碳酸盐岩的描述(2-4学时)一、实验目的与要求1.掌握碳酸盐岩的结构类型及特征。

2.掌握碳酸盐岩分类与命名的原则和方法。

3.学会对碳酸盐岩的观察和描述方法。

二、实验内容观察和描述常见的几种碳酸盐岩类型的标本，给予正确命名，并初步分析其形成条件。

三、实验指导(一)碳酸盐岩观察和描述的一般程序碳酸盐岩标本的观察及描述通常包括以下几方面内容：1.岩石的颜色2.组成成分3.结构类型4.沉积构造5.生物化石6.成岩后生变化7.定名8.形成条件分析(二)碳酸盐岩手标本观察和描述的内容及方法1.观察和描述岩石的颜色岩石颜色描述时其方法同陆源碎屑岩，要分清新鲜面颜色和风化面颜色，因为颜色反映组成物质成分、形成环境以及后生变化等。

描述时可采用复合色，如灰白色、黑灰色等。

主要颜色放后，次要颜色放前。

2.观察和描述组成成分①鉴定岩石中碳酸盐矿物的种类和含量：碳酸盐矿物的种类和含量是岩石定名的基础，碳酸盐矿物较多，其鉴定特征如表7-1，但常见的矿物为方解石和白云石，其特征相似，鉴定时可根据以下几点加以区别：①加冷稀盐酸起泡程度；②晶形及其内部构造；③双晶带与菱形解理对角线关系等，即可将方解石和白云石区别开，然后根据其含量确定岩石成分名称(见表7-2)，如灰岩、白云岩及其一系列过渡岩石名称。

表7-1 几种主要碳酸盐矿物肉眼鉴定特征表②鉴定岩石中粘土矿物的含量碳酸盐岩中经常混有粘土矿物，其含量的多少影响岩石成分和定名。

要获得准确的含量通常是做不溶解残余测定，即是用10%的盐酸溶解样品得到不溶解的粘土后称重，计算百分含量。

标本鉴定可以根据岩石致密细腻程度和滴酸后留下泥痕程度。

起泡越弱并留泥痕越明显含泥越多。

根据含泥质的多少定岩石名称时参见表7-2。

表7-2 碳酸盐岩成分分类表③鉴定陆源混入物的成分和含量：陆源混入物主要是石英和长石的碎屑，粒度比较小，多为砂或粉砂。

④鉴定非碳酸盐自生沉积矿物的种类和含量；非碳酸盐自生沉积矿物常有石膏、硬石膏、重晶石、海绿石等。

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。

目录一、碳酸盐岩的孔隙类型 (1)二、碳酸盐岩类描述 (2)2.1灰岩 (2)2.2白云岩 (8)三、碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比 (11)一、碳酸盐岩的孔隙类型碳酸盐岩孔隙的分类及命名，乔奎特等按受组构控制及不受组构控制将碳酸盐岩孔隙划分为三大类十五种基本类型，如图1-1-4所示。

（1）原生孔隙这是沉积时形成的孔隙，成岩过程中可能产生一定的变化。

这种孔隙主．要受碳酸盐岩的结构组分所控制，其中颗粒因素是主要的。

原生孔隙可分为粒间孔隙、粒内孔隙、晶间孔隙、壳体掩蔽孔隙和生物骨架孔隙等五种。

（2）溶蚀孔隙指沉积过程及成岩后由于溶解作用所形成的孔隙。

地下水的溶解作用往往在沉积过程中就已开始进行，并延续到成岩作用结束。

在这个阶段，地层中原生孔隙发育时，地下水大都比较活跃，并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。

成岩作用结束后，溶蚀孔隙仍可继续发育。

尤其在不整合侵蚀面附近，由于处于渗流带及潜流带上部水文条件下，使得地下水在原生的孔隙发育带更为活跃。

加上地表水的不断补充，因而在不整合面附近往往形成极为发育的溶烛孔隙，有时可具有极高的产能。

（3）生物钻孔和潜孔孔隙这种孔隙多在沉积及成岩过程中形成。

（4）收缩孔隙由于沉积物的收缩作用而形成的孔隙。

（5）裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的。

裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等。

宽度也可由几毫米到几十厘米，但微裂缝的宽度仅数十微米。

一般说来，大裂缝延伸远，方向稳定，与油气储集关系更为密切。

二、碳酸盐岩类描述1、观察碳酸盐岩主要结构特征（包括晶粒结构、粒屑结构、生物骨架结构和交代结构）、胶结类型，注意泥晶基质与亮晶胶结物的区别。

2、学会对碳酸盐岩标本及薄片的描述方法。

3、掌握碳酸盐岩岩石分类命名原则和最基本的岩石类型。

4、碳酸盐岩主要由自生的碳酸盐矿物方解石和白云石组成。

自生的碳酸盐矿物方解石含量>50%时称为石灰岩；若一半以上为白云石时为白云岩。

它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。