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白云岩化成因机理和模式
张鹏矿物S131
日录
基本概念
、研究进程
三、白云岩化成因及动力
四、白云岩化模式
五、总结
基本概念
白云岩:一种沉积碳酸盐岩。主要由白云
石组成,常混入石英、长石、方解石和粘
土矿物。
·白云岩化:指灰泥或灰岩中的方解石、文
石、高镁方解石被白云石交代的作用。
研究进程
自从1791年,法国博物学家 Doda| de dolomieu首
次对白云石这种矿物进行了描述后,二百多年来科学
家们一直没有停比对白云石的研究
20世纪60年代,基于对波斯湾、巴哈马等地白云岩
的研究,提出了蒸发白云石化模式和卤水回流渗透白
云石化模式。
70年代发展了毛细管蒸发浓缩模式,并总结了萨布
哈准同生白云岩化模式,形成了混合水白云石化理论
80年代人们对海水模式和埋藏白云石化有了一定的
认识
90年代的主要研究成果是对热液白云石化进行了
总结,以及对埋藏白云石化有了进一步的认识。
目前对于白云岩的成因解释,萨布哈和渗透回流
白云石化得到了广泛的认同和应用
·在常温、实验室条件下人工无法合成理想的白云
石,因此,白云石化的机理以及白云岩的成因问
题也一直是岩石学家关注的焦点。
白云岩化成因及动力
对于白云石的成因,人们有两种观点:即原生白云
石和次生白云石。
原生白云石的形成是在生物参与下形成的(图2),
更多体现的是生物的特性,因此不具普遍意义。
·人们普遍认为白云石是由于次生交代作用形成的,
即白云石化。
方解石(或文石)的白云石化过程具有一定的特殊性,
需要满足一定的温度、离子浓度和流体动力学条件
等才能够进行。
蒸发
有机质产生
坝
黑色软1<4
超咸水
海水充注
水体龈大
2CH O+SOHS+
深度仅为2m
缺氧水体
象镁方解石+钙白云石
H2s+HCO,
图2巴西 Lagoa Vermelha微生物白云岩的形成示意图
Fig 2 Sketch of microbial dolomite formation in lagoa vermelha, brazil
对于原生或次生白云石的形成,可以通过以下3个化
学反应式来表示:
Ca +Mg+ 2Co
CaMg(co,
CaCo, Mg +co4= CaMg(co,)2,(2)
2 Caco, +Mg= CaMg(co,)+ Cao (3)
反应式(1)代表的是离子在溶液中直接结合生成白云石,
形成原生白云石
反应式(2)和(3分别作为开放体系和封闭体系下
的白云石化反应。
根据上述反应式可知,白云石化反应需要有大量
的Mg2+与Ca2作用。
但白云岩化往往发生在较为封闭的环境中(如埋
藏条件下),因此不能从海水中获取Mg2+;那么富
Mg流体的来源就成为制约白云岩化的重要因素之
般认为Mg2+的来源主要有3个途径:成岩流体
来源、岩浆岩及其他固体矿物来源和生物来源
1成岩流体来源的Mg2+
成岩流体是指沉积物在固结成岩的过程中
积物孔隙中的流体。
碳酸盐岩主要形成于海相少量形成于咸化
的湖相。海水或咸化的湖水携带大量的Mg2+
渗透到灰岩地层当中,可以为方解石发生白
云石化提供充足的离子来源。