碳酸盐岩沉积学.pdf

碳酸盐岩沉积学
一、碳酸盐岩石学
二、碳酸盐成岩作用
三、碳酸盐沉积相
四、碎屑岩沉积相
一、碳酸盐岩石学
1 碳酸盐岩的矿物组成
2 碳酸盐岩的同位素组成
3 碳酸盐岩的结构
4 碳酸盐岩分类
一、碳酸盐岩石学
1 碳酸盐岩的矿物组成
沉积碳酸盐矿物
自生的非碳酸盐矿物
陆源碎屑矿物
沉积碳酸盐矿物学
（1）沉积碳酸盐矿物的基本特征
沉积岩中见的碳酸盐矿物包括方解石(或称低镁方解石)、
文石、镁方解石 (或称高镁方解石)、
2+ 2+ 2+
[Co3]2和Ca 、Mg 以及Fe 、
Mn2+、Ba2+、Sr2+、Pb2+等结合形成的无水碳酸盐矿物。从结
构上说,碳酴盐矿物有三方晶系和斜方晶系系列。斜方晶系系
列的典型代表矿物是文石,
方晶系方解石型和三方晶系白云石型两类。离子半径
较小的Mg、Zn、Fe、Mn、Cd 在能量上有利于形成六次配位的
三方晶系;半径较大的Ba、Pb、Sr等则有利于形成9次配位的
斜方晶系。 离子半径中等的Ca既可形成三方晶系方解石型,
也可形成斜方晶系的文石型(表1)。白云石由于其成分和结构
的特殊性,因而在三方晶系中单独将其划为一类。
碳酸盐矿物的结晶类型与其阳离子半径的关系
阳离
子 Mg Zn Fe Mn Cd Ca Sr Pb Ba
离子 - - - - - - - - -
半径
配位
数 6666669999
菱镁 菱锌 菱铁 菱锰 菱镉 方 文 天青 白铅 毒重
矿物 解
矿 矿 矿 矿 矿 石 石 石 矿物 石
三方晶系方解石型晶格 斜方晶系文型晶格
（2） 方解石(LMC)
方解石是常温常压下最稳定的CaCO3矿
,MgCO3的摩尔分数<5%,常是
2-3%,其结晶习性常是复三方偏三角面体、
菱面体。在碳酸盐岩中,方解石有三种主要
成因:①文石及镁方解石在淡水环境中新生
变形的产物;②淡水及地质历史中部分海水
中的化学沉淀物;③如构成腕足类的壳，古
代石灰岩几乎全由方解石组成。
（3）文石(A)
从热力学的角度来说,文石是高温高压下稳定
的CaCO3矿物相,因此,在常温常压的地表条件下,文
石必然要向着方解石转化。在Mg2+活度较高的海水
( 正常海水Mg2+)中,由于方
解石的晶核生长受到水合Mg2+吸附作用的阻碍,造成
2+
文石(其Mg 含量极低,MgCO3摩尔分数<2%)的生成自
由能低于方解石，因而优先沉淀文石而不是方解石。
因而优先沉淀文石而不是方解石，直到文石离开富
Mg2+的海洋环境时,才向着其稳定的矿物相方解石转
化,因而古代的石灰岩几乎全由方解石组成,现代海
洋CaCO3沉积物则主要由文石（及镁方解石）组成。
104 ()
文石属斜方双锥晶类，晶体常为柱
状，集合体多呈纤维状或柱状。在碳酸
盐岩中，文石主要有两种成因：
①海水中的化学沉淀物;
②生物成因,如构成软体类动物的壳。