沉积学原理：第八章-1和2节的1海洋碳酸盐岩

1、第八章 海洋碳酸盐岩沉积,第一节 碳酸盐岩岩石学基础,一、碳酸盐岩结构组分 碳酸盐岩结构组分指碳酸盐岩的组成部分，包括5种结构组分： 颗粒、基质、胶结物、生物格架、晶粒。,1、颗粒 主要有5种：内碎屑（intraclast）、球粒（pellet）、鲕粒（ooid）、藻粒（algal grain）、生屑（skeletal grain）,（1）内碎屑：沉积不久的固结或半固结的碳酸盐沉积物被水流打碎而形成 砾屑：2mm 砂屑：0.1- 2mm 粉屑：0.1- 0.01mm,内碎屑（intraclast）,（2）球粒 （pellet）,粪球粒（fecal pellet）,（3）鲕粒,（4）藻粒,核形石

2、或藻灰结核（oncolite）,（5）生屑 腕足类(brachiopod)、介形虫(ostracod)、瓣鳃类(bivalve)、 腹足类(gastropod)、头足类(cephalopod)、 三叶虫(trilobite)、有孔虫(foraminifera)、 棘皮类(echinoderm)、 层孔虫(stromatoporoid)、 海绵类(sponge)、珊瑚(coral)、 苔鲜虫(bryozoa)、绿藻（green algae）、红藻（ red algae）,2、灰泥基质 泥级，小于0.01mm 成因： 机械成因 化学成因 生物成因 常发生重结晶 代表低能环境,3、胶结物 化学沉淀、

3、晶粒较粗（粉晶级以 上）、明亮、高能 形态：粒状、针状、柱状、次生加大 胶结方式：接触式、孔隙式,4、生物格架,5、晶粒,二、 石灰岩结构分类,1、福克（Folk）的分类 2、邓哈姆（Dunham）的分类 3、恩布里和克落范（Embery and Klovan）的分类 4、冯增昭的分类 5、金振奎的分类,1、福克（Folk）的分类,三端元： 异化颗粒 微晶方解石泥 亮晶方解石胶结物,四类石灰岩： I 亮晶异化石灰岩 II 微晶异化石灰岩 III 微晶石灰岩 IV 生物岩（礁石灰岩）,二端元： 颗粒 泥（灰泥、微晶方解石泥）,2、邓哈姆（Dunham）的分类,四类:泥岩、颗粒质泥岩、泥质颗粒岩、

4、颗粒岩,“基质支撑”？,3、恩布里和克洛范（Embry and Klovan）的分类,4、冯增昭的石灰岩结构分类,5、金振奎的石灰岩分类,建议的石灰岩分类（金振奎，2013）,5cm,1mm,1mm,三、白云岩分类及其成因 白云岩的结构分类 白云岩形成机理,（一）白云岩的结构分类 按照结构组分分类-对沉积成因的 白云岩 按照晶粒大小分类-对交代成因的 白云岩 按照残余结构组分分类-对交代后 原始结构仍能辨认的白云岩,1、按照结构组分分类-对沉积 成因的白云岩 只是把石灰岩分类命名中的石灰岩”变为“白云岩”，“灰泥”变为“云泥”即可，如：云泥白云岩、颗粒质云泥白云岩、云泥颗粒白云岩、亮晶颗粒白云

5、岩等,2、按照晶粒大小分类-对交代成 因的白云岩 泥晶白云岩 粉晶白云岩 细晶白云岩 中晶白云岩 粗晶白云岩,3、按照残余结构组分分类-对交代后 原始结构仍能辨认的白云岩 残余鲕粒白云岩、残余砂屑白云岩等,（二）白云岩的生成机理,原生沉淀作用 蒸发泵白云化作用 回流渗透白云化作用 混合水白云化作用 深埋藏白云化作用 调整白云化作用 玄武岩淋滤白云化,1、原生白云岩的形成机理 原生沉淀作用,现代实例： （1）澳大利亚南部的考龙泻湖 强烈蒸发环境，水很咸，PH很高，植物茂盛 （2）美国加利福尼亚深泉湖,该机理存在的问题： 模拟自然环境人工合成真正的、化学计量的白云石（Ca: Mg = 1:1）至今

6、没有成功 只有在Pco2 4atm条件下人工合成出白云石,“原生白云石”的特征： 晶粒细小，为泥晶或细粉晶,2、毛细管浓缩白云化或蒸发泵白云化 -准同生白云化作用,现代热带地区的潮上带 蒸发作用强烈 毛细管作用 粒间水含盐度增高 石膏沉淀，使粒间水或表层积水的Mg/Ca比率提高-20：1 高镁粒间水沉淀，白云石化，交代文石,机理：,识别特征： （1）颜色浅：浅灰、灰黄 （2）岩性细：泥晶、粉晶 （3）鸟眼、泥裂、水平层理、叠层石常见 （4）泥质含量高：通常在10%以上 （5）石膏结核或假晶常见 （6）碳氧同位素数值高,上马家沟组,标志三:蒸发环境膏模孔发育(板深7 ),上马家沟组上段含石膏薄片

7、率分布直方图,千米桥潜山蒸发泵白云岩标志,2、回流渗透白云化作用 （亚当斯和罗德斯，1960） 机理： 潮上带形成的高镁粒间水在重力作用下向下回流渗透，当其流经下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，将使它们发生白云石化,白云岩化区,高Mg/Ca比率的盐水 高镁粒间水沉淀，白云石化，交代文石 穿过下伏石灰岩时发生白云化作用,表层沉积物白云化,交代完全时，高镁粒间水发生回流渗透,识别特征： （1）颜色：多样，与原岩有关 （2）岩性较粗：多为粉晶以上 （3）晶体多自形，污浊，雾心亮边 （4）常见残余结构，如豹皮灰岩、云斑灰岩（白云石呈斑块状分布） （5）与准同生白云岩或蒸发岩伴生 （6）碳氧同位素数值高,3

8、、混合白云化作用,巴迪奥扎曼（Badiozamani,1973） 机理： 5%-30%海水与地下淡水混合 白云石已饱和 方解石不饱和,识别特征： （1）颜色：多样，与原岩有关 （2）岩性较粗：多为粉晶以上 （3）晶体多自形，污浊，雾心亮边 （4）常见残余结构，如豹皮灰岩、云斑灰岩（白云石呈斑块状分布） （5）与不整合面伴生，缺乏蒸发环境标志 （6）碳氧同位素数值低,4、深埋藏白云化作用,机理： 地下深处较高温度和压力下，有适当的Mg2+、Ca2+、CO32-来源时，发生的白云化作用。离子来源有三种：（1）粘土岩压实排出来的残留于孔隙中的海水；（2）粘土矿物的转化；（3）热水溶液。 特征： （1

9、）晶粒较粗； （2）Fe含量较高，阴极发光暗； （3）氧同位素数值低。,白云岩化模式图,蒸发泵白云化作用 回流渗透白云化作用 混合水白云化作用 深埋藏白云化作用 调整白云化作用 玄武岩淋滤白云化,金振奎，2012，古地理学报,白云岩化模式图,第二节 现代碳酸盐沉积环境 Modern Carbonate Sedimentary Environments 1、现代碳酸盐沉积物的分布特征 2、巴哈马台地(Bahamas) 3、凯克斯台地(Caicos) 4、佛罗里达湾(Florida) 5、波斯湾(Persian Gulf) 6、鲨鱼湾(Shark Bay),（1）暖（Warm） （2）浅（Shal

10、low） （3）清（Clear）,巴哈马台地 （Bahamian Platform） 北纬22-28度 面积96000平方公里 潮湿的亚热带 月平均温度22-31摄氏度 年降雨量100-150cm 信风带，3-8月风来自东、东南；冬季风来自西北 水深一般小于5m，盐度3.4-3.8% 沉积物厚小于3.5m,凯克斯台地 （Cacos Platform）,台佛罗里达台地 （Fulorida Platform）,波斯湾缓坡 （Persian Gulf Ramp）,鲨鱼湾缓坡 （Shark Bay Ramp）,第二节 碳酸盐岩沉积模式,表1 海洋碳酸盐岩沉积相分类 Table 1 Classifica

11、tion of marine carbonate sedimentary facies,（据金振奎，2013）,表1 海洋碳酸盐岩沉积相分类 Table 1 Classification of marine carbonate sedimentary facies,（据金振奎，2013）,孤立台地沉积模式（金振奎，2013）,缓坡镶边台地沉积模式（金振奎，2013）,陡坡镶边台地沉积模式（金振奎，2013）,离岸缓坡台地沉积模式（金振奎，2013）,第三节 各类相沉积特征,一、台地 （一）潮坪,1、潮上带,岩性：灰泥石灰岩为主， 可夹球粒石灰岩、 风暴岩；准同生 白云岩、石膏结核； 泥质含量高 构造：纹理、鸟眼、泥 裂、层状叠层石、 石膏假晶 化石：少见 电测曲线：高伽马,2、