沉积岩石学—— 碳酸盐岩

第六章碳酸盐岩（Carbonate rocks）第一节碳酸盐岩概论（General view of carbonate rocks）学时：7学时（其中理论教学3学时、实验4学时）基本内容：①基本概念：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、叠层石、鸟眼构造、示底构造、缝合线。

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。

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。

难点：内碎屑的成因、鲕粒的成因、灰泥与亮晶方解石的区别。

教学思路：首先简要介绍碳酸盐岩的成分特点，并从形成机理上与碎屑岩进行。

然后重点讲解碳酸盐岩的结构组分，特别是颗粒、泥和胶结物，在沉积构造部分主要介绍与碎屑岩中不同的沉积构造，最后介绍碳酸盐岩的研究方法、及碳酸盐岩岩石学的最新研究进展。

主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十一章，石油工业出版社，1993.②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第九章，地质出版社，1986.③冯增昭等主编《中国沉积学》第五、六、七章，石油工业出版社，1994.④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989.⑤何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第六章，江汉石油学院，2003.⑥Greensmith J T主编《Petrology of the sedimentary rocks》（7th ed.），Unwin Hyman，1989.复习思考题：①碳酸盐岩的矿物成分包括哪些？②碳酸盐岩的主要结构组分有哪些？它们的含义分别是什么？③内碎屑的成因及不同粒级内碎屑的环境意义是什么？④试述鲕粒类型与鲕粒形成的水动力条件的关系。

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。

教学内容提要：一、绪言（一）基本概念（二）碳酸盐岩分布（三）经济价值二、碳酸盐岩的成分（一）碳酸盐岩的矿物成分（重点）（二）碳酸盐岩的化学成分1．主要化学成分2．微量元素3．同位素三、碳酸盐岩的结构组分（重点）（一）颗粒1．内碎屑（重点）竹叶状砾屑灰岩2．鲕粒（重点）和藻灰结核亮晶鲕粒灰岩，川东北飞仙关组，4×10单偏光3．藻粒4．球粒与粪球粒5．其它颗粒（二）泥（muds）1．泥的特征2．灰泥的成因（三）胶结物（重点）亮晶鲕粒灰岩，具两世代胶结作用，一世代为纤状等厚环边胶结物，二世代为粒状胶结物，飞仙关组，单偏光，10×101．胶结物的特征2．成因3．与灰泥的区别（四）晶粒（五）生物格架（六）主要结构类型1．颗粒（或粒屑）结构2．生物骨架（格架）结构3．泥晶结构或微晶结构4．晶粒结构及残余结构四、碳酸盐岩的构造（简介、以自学为主）五、碳酸盐岩的颜色（简介）（一）颜色类型（二）决定因素（三）与沉积环境的关系六、碳酸盐岩的研究方法（简介）（一）野外研究方法（二）室内研究方法第二节碳酸盐岩的生物骨骼组分（Organic skeletal constituents of carbonate rocks）学时：4学时（其中理论教学1学时、实验3学时）基本内容：①基本概念：隐粒结构、微粒结构、晶粒结构、单晶结构、层纤结构、柱纤结构、球纤结构、柱层纤结构、玻纤结构、叶片结构、交错纹结构、珍珠结构、柱状结构。

②基本原理：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。

重点：生物骨骼的主要结构类型、常见生物门类骨骼的鉴定特征。

难点：生物骨骼的主要结构类型。

教学思路：在古生物学知识的基础上，利用大量显微照片，重点讲解碳酸盐岩生物骨骼的主要结构类型及特点，然后介绍一些常见生物门类骨骼的鉴定特征。

主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十二章，石油工业出版社，1993.②王英华、张秀莲、迟元芩编著《化石岩石学》，中国矿业大学出版社，1990.③管守锐编《化石岩石学》，石油大学出版社，1989.④余素玉编著《化石碳酸盐岩微相》，地质出版社，1989.⑤地质部一普地质综合研究大队编《碳酸盐岩图册》，地质出版社，1981.⑥中国科学院地质研究所沉积室等编《化石岩石学图版》，北京石油勘探开发科学研究院印，1981.复习思考题：①研究和鉴别碳酸盐岩中生物结构组分有何地质意义？②在碳酸盐岩薄片中各门类生物骨骼的鉴别标志是什么？③试述钙质生物骨骼显微结构四种类型的特征。

钙质生物由低至高级，其骨骼的显微结构有何演化规律？④试区别下列各组中生物骨骼的鉴别标志：（a）介形虫、瓣鳃类、腕足类；（b）棘屑：海百合、海胆；（c）藻屑：红藻、伞藻、松藻；（d）虫屑：有孔虫、介形虫；教学内容提要：一、碳酸盐岩中生物骨骼的主要矿物成分（一）钙质（二）磷质（三）硅质二、钙质生物骨骼的结构分类（一）原生结构1．粒状结构：胶粒或粘粒结构、隐粒结构、微粒结构2．纤（柱）状结构①纤状结构：层（正）纤结构、柱纤结构、球纤结构、玻纤结构、柱层纤结构②柱状结构③片状结构：平行片状结构、倾斜片状结构、交错片状结构、复杂交错片状结构④单晶结构：连生单晶结构、网格单晶结构、薄壁单晶结构各种纤状结构立体示意图柱层纤状结构立体示意图（二）次生结构1．次生多晶结构2．次生单晶结构（三）显微结构的演化规律1．在不同门类中的演化2．在同一门类中的演化3．同一生物个体中的演化三、碳酸盐岩中常见生物门类骨骼鉴定特征（一）钙质藻类1．蓝藻门：孔层藻、藻绵层2．绿藻门：粗枝藻科、松藻科3．红藻门：裸松藻科、珊瑚藻科、管孔藻科、翁格达藻（二）原生动物门（主要讲解骨骼形态和结构特征）1．有孔虫2．蜓类含生屑泥晶灰岩，蜓类，川东北二叠系，4×10单偏光（三）海绵动物门（四）古杯动物门（五）腔肠动物门（六）苔藓动物门（七）腕足动物门（八）软体动物门1．软舌螺纲2．竹节石纲3．腹足纲4．瓣鳃纲5．头足纲（九）节肢动物门1．三叶虫纲2．甲壳纲（十）棘皮动物门1．海百合纲2．海胆纲第三节石灰岩（Limestones）学时：4学时（其中理论教学2学时、实验2学时）基本内容：石灰岩的成分分类、石灰岩的结构分类、石灰岩的主要类型重点：石灰岩的结构分类及综合命名难点：石灰岩的命名教学思路：首先简要介绍石灰岩的成分分类及命名，然后重点介绍石灰岩的结构分类及综合命名，对Folk和Dunham的结构分类进行重点评述，最后简要介绍一些常见的石灰岩类型及其特征。

主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十三章，石油工业出版社，1993.②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第九章，地质出版社，1986.③W．W.哈姆等主编，1962，冯增昭等译，1981，《碳酸盐岩分类文集》，科学技术文献出版社重庆分社.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，1989.⑤何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第六章，江汉石油学院，2003.复习思考题：①按下列要求阐述福克（1962）的石灰岩分类：三端元组分的名称及含义；四种主要岩石类型的名称及存在的主要优点；存在的问题。

②试将具颗粒结构的石灰岩陆源碎屑岩的结构组分进行对比，并按沉积时的水动力条件的相似性举出三种以上相当的岩石类型。

③试分析亮晶砂屑灰岩、泥晶鲕粒灰岩、泥晶球粒灰岩、亮晶生物屑灰岩以及泥晶灰岩的形成环境。

教学内容提要：一、石灰岩的成分分类（一）成分分类1．石灰岩-白云岩系列根据碳酸盐岩中的方解石和白云石的相对含量，可首先把碳酸盐岩划分类石灰岩和白云岩两大类，其次，在这两大类中，还可划分出一系列的过渡类型。

野外常用的四种类型：（1）（纯）石灰岩：方解石>75%（2）白云质石灰岩：方解石75～50%，白云石25～50%（3）灰质白云岩：白云石75～50%，方解石25～50%（4）（纯）白云岩：白云石>75%2．石灰岩-粘土岩系列石灰岩、含泥石灰岩、泥质石灰岩、含灰粘土岩、粘土岩3．石灰岩-粉砂岩系列石灰岩、含粉砂石灰岩、粉砂质石灰岩、灰质粉砂岩，含灰粉砂岩，粉砂岩4．石灰岩-砂岩系列石灰岩、含砂石灰岩、砂质石灰岩、灰质砂岩、含灰砂岩、砂岩5．三组分或多组分的分类用三端元或多端元的图解分类，如石灰岩-白云岩-粘土岩系列（二）两级或三级分类命名原则（重点）1．两级，即以>50%和50～25%的两个含量级别进行分类命名2．三级，以>50%，50～25%、25～10%三个含量级别进行分类命名凡含量>50%的，用它定岩石的基本名称以“XX岩”表示之凡含量50～25%的，用它定岩石基本名称的主要形容词，以“XX质”表示之凡含量25～10%的，用它定岩石基本名称的次要形容词，以“含XX”表示之3．复合命名原则：岩石中没有含量大于50%的成分，把含量50～25%的成分联合起来定岩石的基本名称。

二、石灰岩的结构分类（一）代表性的分类简介1．福克（Folk,1959,1962）的石灰岩分类（重点）异化颗粒Alochem Grains (allochems)三个端元微晶方解石泥（微晶）Microcrystalline Calcite Matrix (ooze)亮晶方解石胶结物（亮晶）Sparry calcite cementI：亮晶异化石灰岩——水动条件很强三个主要岩类Ⅱ：微晶异化石灰岩——水动力条件弱Ⅲ：微晶石灰岩——水动力条件很弱福克把Ⅰ、Ⅱ类叫做异常化学岩，把Ⅲ类叫做正常化学岩。

把由生物格架所组成的礁石灰岩叫做生物岩——Ⅳ类。

在这四个主要石灰岩类型的基础上，Folk又根据异化颗粒的类型及其他特征，把石灰岩又细分为11种类型。

此外，Folk还根据异化颗粒的粒度特征、各种异化颗粒的相对含量以及其他成因特点，又制定了一个综合性的碳酸盐岩分类表。

优点：（1）把碎屑岩的结构观点系统地引进到碳酸盐岩中来首先提出异化颗粒和异常化学岩的观点，从而打破了石灰岩的陈旧一统的“化学岩”的概念。

（2）创建了一套全新的石灰岩结构分类和术语系统。

缺点：（1）三端元中“亮晶”不是独立的组分，实际上是两端元组分。

（2）分类中未考虑重结晶作用的影响（3）综合分类表中“清规戒律”太多，制造了不必要的人为的麻烦。

（4）“正常化学岩”和“异常化学岩”为非描述性的成因术语，用它对岩石类型进行概括，并不恰当。

2．邓哈姆（Dunham, 1962）的分类（重点）（1）对于颗粒-灰泥石灰岩来说，是两端元组分分类两个端元颗粒：grain～异化颗粒、mud～灰泥/微晶方解石泥颗粒岩Grainstone 高能环境岩石类型泥质颗粒岩Packstone颗粒质泥岩Wackstone泥岩Mudstone 低能环境（2）特殊类型粘结岩Boundstone结晶碳酸盐岩Crystallinecarbonate（3）优点：①简明扼要，有高度的概括性；②与福克的分类相比,增加了一类结晶碳酸盐岩（4）缺点：术语系统比较别扭和欠严谨，如“泥岩”易与粘土岩中的“泥岩”相混。