13第十三章白云岩解析
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第十三章岩浆岩的成因由前面的介绍可以看到,岩浆岩种类繁多,性状各异。
现简要介绍形成岩浆岩的岩浆种类及其来源;形成岩浆岩的地质作用和物理化学作用。
这些都是岩浆岩成因方面的重大问题,也是地质科学中的一些重大问题,目前仍在不断地探索和研究中。
一、原始岩浆的种类和起源根据目前研究,岩浆起源于上地幔和地壳底层,并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。
岩浆岩种类虽然繁多,但原始岩浆的种类却极其有限,一般认为仅三、四种而已,即只有超基性(橄榄)岩浆、基性(玄武岩浆)、中性(安山)岩浆和酸性(花岗或流纹)岩浆。
当然,对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。
在十九世纪中叶布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张,但关于花岗岩浆的论点一直未受重视,一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。
这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。
最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。
但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实,即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多,例如据计算,花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。
进入本世纪三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点,即所谓岩浆成因二元论。
本世纪中期前后,有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实,又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。
于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。
目前认为种类繁多的岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。
这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。
局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念,大致解释如下:和单种矿物比较起来,岩石在熔化时有下列两个特点:第一,是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点;第二,是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间,而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。
第32讲白云岩的分类与成因(Classification and causes of dolomite)学时:1学时基本内容:白云岩的成因分类:原生白云岩、次生白云岩,白云岩的石化程度分类:有残余结构、无残余结构。
白云岩的生成机理:原生沉淀作用、毛细管浓缩作用——准同生白云化作用、回流渗透白云化作用、混合白云化作用、淡水白云石、调整白云化作用、生物白云化作用、埋藏白云化作用、海水白云化作用等。
教学重点与难点:重点:白云岩的主要生成机理,和白云岩的成因分类。
难点:白云岩的成因问题,是碳酸盐岩石学中最难解决的问题之一,及其不同生成机理所处的沉积环境和背景。
教学思路:重点讲述白云岩的主要生成机理中的毛细管浓缩作用——准同生白云化作用、回流渗透白云化作用、混合白云化作用和埋藏白云化作用,对其他几种机理概述,并根绝不同的成因机理简述如何对白云岩进行精细的分类。
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、白云岩有哪几种生成方式?它们的形成要理如何?2、原生沉淀作用、毛细管浓缩作用、回流渗透白云化作用与混合白云化作用有什么本质的区别?3、根据白云岩的生成机理,可以把白云岩划分为哪几类?4、原生沉淀作用、毛细管浓缩作用、回流渗透白云化作用有什么共同之处?5、简述不同类型白云岩的生成机理?教学内容提要:白云岩的分类与成因一、白云岩的结构分类白云岩是主要由白云石组成的沉积碳酸盐岩。
在白云岩的结构分类中,应强调以下三点。
第一,石灰岩的结构分类系统和命名原则,基本上也适用白云岩。
第二,在白云岩中,晶粒结构发育,除泥晶结构外,粉晶、细晶、中晶以至粗晶结构都相当常见。
中国⽯油⼤学沉积岩重点整理⼀霖蒸发岩蒸发序列:1)碳酸盐、⽯膏沉积阶段:海⽔盐度稍⾼⽅解⽯→⽯膏2)⽯盐沉积阶段:海⽔盐度达26% ⽯盐3)⽯盐、硫酸钠、镁盐沉积阶段:海⽔盐度31~32% 泻利盐4)钾、镁盐沉积阶段:海⽔盐度33~34% 钾⽯盐5)光卤⽯沉积阶段:海⽔盐度35% 光卤⽯6)⽔氯镁⽯沉积阶段:海⽔盐度>35% ⽔氯镁⽯沉积岩:是在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、⽕⼭物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运作⽤、沉积作⽤以及沉积后作⽤⽽形成的⼀类岩⽯风化作⽤:是地壳最表层的岩⽯在温度变化、⼤⽓、⽔、⽣物等因素的作⽤下,发⽣机械破碎和化学变化的⼀种作⽤(1)物理风化作⽤:岩⽯主要发⽣机械破碎,⽽化学成分不改变的风化作⽤,称为物理风化作⽤其结果是母岩崩解,产⽣碎屑物质-岩⽯碎屑和矿物碎屑(2)化学风化作⽤:在氧、⽔和溶于⽔中的各种酸的作⽤下,母岩遭受氧化、⽔解和溶滤等化学变化,分解⽽产⽣新矿物的过程称为化学风化作⽤溶解作⽤、⽔化作⽤、⽔解作⽤、碳酸化作⽤、氧化作⽤化学风化作⽤不仅使母岩破碎,⽽且使其矿物成分和化学成分发⽣本质的改变。
产物包括粘⼟物质和化学沉淀物质(真溶液及胶体溶液物质)(3)⽣物风化作⽤:⽣物的⽣命活动及其分解或分泌物质对岩⽯、矿物的破坏作⽤称为⽣物风化作⽤⽣物对岩⽯的破坏⽅式既有机械作⽤,⼜有化学作⽤和⽣物化学作⽤;既有直接的作⽤,⼜有间接的作⽤产物:岩⽯碎屑、矿物碎屑,粘⼟物质、化学沉淀物质(真溶液和胶体物质)矿物、岩⽯的风化作⽤:1、⽯英:主要的造岩矿物,在风化作⽤中稳定性极⾼,它⼏乎不发⽣化学溶解作⽤,⼀般只发⽣机械破碎作⽤。
⽯英是碎屑岩中的主要矿物成分2、长⽯:稳定性次于⽯英风化稳定性由⾼到低的顺序是:钾长⽯、多钠的酸性斜长⽯、中性斜长⽯、多钙的基性斜长⽯(钾长⽯(正长⽯>微斜长⽯) >斜长⽯(钠长⽯>>钙长⽯)3、云母:⽩云母抗风化能⼒较强,⿊云母的抗风化能⼒⽐⽩云母差得多4、各种粘⼟矿物(如⾼岭⽯、蒙脱⽯、⽔云母等)稳定5、橄榄⽯、辉⽯、⾓闪⽯等铁镁硅酸盐矿物抗风化能⼒低,稳定性由⾼到低:⾓闪⽯、辉⽯(链状)、橄榄⽯(岛状)6、各种碳酸盐矿物(⽅解⽯、⽩云⽯等)稳定性差,极易溶于⽔7、各种硫酸盐矿物(如⽯膏、硬⽯膏)、硫化物矿物(如黄铁矿)、卤化物矿物(如⽯盐),稳定性最低,最易溶于⽔8、岩浆岩及变质岩中的⼀些次要矿物或副矿物风化稳定性的差别很⼤,如锆⽯、⽯榴⽯、磁铁矿、红柱⽯、蓝晶⽯等较稳定,为沉积岩中常见,被称为重矿物风化壳:由风化残留物质组成的地表岩⽯的表层部分,叫风化壳或风化带流体⼒学:(1)⽜顿流体:服从内摩擦定律——牵引流:符合⽜顿流体定律的流体。
《沉积岩石学》课程教学大纲一、课程目的与任务《沉积岩石学》课程共104学时,包括《沉积岩》部分64学时(含20学时实验课),《岩相古地理》部分40学时。
《沉积岩石学》是地质工程专业(石油地质专业)重要的专业基础课之一。
通过系统学习,使学生掌握沉积岩形成演化和分布特征以及识别方法、使学生掌握主要沉积类型的沉积特征(相标志)、沉积序列和沉积模式以及沉积体与油气成藏要素之间的关系。
同时,为地层学、层序地层学、地球化学、石油地质学、储层地质学以及测井地质学、地震地层学学习和研究提供沉积学基础。
《沉积岩石学》课程的教学任务是,全面了解沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系,根据沉积岩的原生沉积特点和时空分布规律,阐明沉积岩的物源、沉积岩的成分、沉积岩的结构和构造、沉积相的概念和分类;总结沉积岩形成的理论,包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论,特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点,不同碎屑岩和碳酸盐岩沉积相的基本特征、沉积相模式、主要识别标志和与油气分布之间的关系、沉积岩形成的沉积环境、沉积砂体的时空分布,恢复沉积古地理面貌,预测沉积矿产的有利分布地区,搞清沉积物(岩)的成因与油气成藏要素之间的关系。
同时,掌握沉积岩和沉积相的综合研究方法。
二、课程基本要求(包括与相关课程之间的联系与分工)1、掌握沉积岩的形成理论及其分布规律理论知识。
2、掌握主要类型沉积岩的岩性特征,观察和描述方法,分类和命名原则,并初步掌握沉积岩的机械分析,染色分析,普通薄片等常规测试鉴定办法。
了解部分先进测试鉴定方法。
要求学生有矿物学、岩浆岩、变质岩基础知识,熟练掌握矿物、岩石的描述和鉴定方法。
3、掌握沉积相概念、不同沉积相类型沉积特征和沉积相模式以及不同沉积相类型的识别方法。
了解不同沉积相类型与油气富集之间的关系。
《沉积岩》部分共64学时,4学分,其中实验课占20学时。
通过学习,要求掌握沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系,为阐明沉积岩成因及分布规律提供依据;总结沉积岩形成的理论,包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论,特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点,搞清沉积物(岩)的成因和油气生成及储集的关系,并兼顾某些沉积矿床的成岩和成矿机理;掌握主要类型沉积岩的岩性特征,观察和描述方法,分类和命名原则,并初步掌握沉积岩的机械分析,染色分析,油浸法等常规测试鉴定办法。