第十一章碳酸盐岩概论

1碳酸盐岩概论 第十一章碳酸盐岩概论(一)主要研究讨论碳酸盐岩的矿物成分、化学成分、结构组分、碳酸盐岩的构造和颜色及其成因 1 第一节绪言 碳酸盐岩是主要由方解石和白云石等碳酸盐矿 物组成...

第十一章碳酸盐岩概论

• 第一节概述
  • 一、碳酸盐岩
    • 1、碳酸盐岩主要是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的主要岩石类型。碳酸盐岩分布很广，在沉积岩中居第三位；重要的生油岩和储油岩。在当前国内外的大油气田中，碳酸盐岩产层占50%，产量占60%。
  • 二、研究现状
    • 1．国外
      • 在碳酸盐岩成因方面的成果： 1）非单一的化学成因； 2）能量观点； 3）白云石及白云岩生成机理； 4）碳酸盐沉积物的沉积后作用； 5）结构一成因分类。
      • 现代碳酸盐沉积模式的建立。碳酸盐岩的研究方法；深水海洋碳酸盐沉积的研究。
    • 2.我国
      • 1）成因研究方面：碳酸盐沉积后作用的研究取得了重要成果。 2）特征和分类方面：现代碳酸盐研究取得了可喜的进展；发展了我国自己的化石岩石学或化石碎片岩石学；建立了具有我国特点的碳酸盐岩分类方案。 3）沉积环境和沉积相研究方面：古代碳酸盐岩的沉积环境及沉积相的研究也日益深入了；区域性的碳酸盐岩岩相古地理学研究也有了重大的发展。 4）研究手段方面：碳酸盐岩研究手段日趋完善。 5）矿产资源勘探方面：在油气勘探中得到广泛应用；在许多金属与非金属矿产勘探中日益受到重视；在建材及化工勘探方面也取得了显著效益。
• 第二节 碳酸盐岩的成分及颜色
  • 一、碳酸盐岩的矿物成分
    • 主要由方解石及白云石两种碳酸盐矿物组成。现代的碳酸盐沉积物中还常见高镁方解石、文石。此外在一定的环境条件下还可有铁白云石、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿等碳酸盐矿物。以方解石为主的碳酸盐岩称石灰岩;以白云石为主的碳酸盐岩称白云岩。
    • 1、方解石(或低镁方解石)
      • 方解石(Ca[CO3])，常含少量Mg[CO3],一般<4％。三方晶系，常见棱面体、复三方偏三角面体及微晶、隐晶质集合体。三组菱面体解理完全，硬度为3，相对密度为2.71。显微镜下具极明显的闪突起、三组完全解理，双晶纹常见且平行于菱形解理的长对角线，高级白干涉色。 方解石是Ca[CO3]最稳定的最终保存下来的矿物相之一，在古老的碳酸盐岩中广泛分布。广泛存在于介形虫、三叶虫、有孔虫、层孔虫 以及某些腕足动物和苔藓动物原始骨骼之中。
    • 2、高镁方解石(或称镁方解石)
      • 其化学成分和晶体结构与方解石相似，MgCO3含量一般> 10％，有时可达30％。特点： ①镁含量虽高，方解石的晶格并未破坏。 ②溶解度较大，稳定性远较方解石为差； ③容易向低镁方解石或白云石转化，所以只能存在于现代碳酸盐沉积物中。 ④1976年福克曾指出，高镁方解石形成于富镁的海水中（Mg／Ca的比值>2：1）。如果有细菌作用参于，多形成晶面弯曲的晶体。
    • 3.文石(又名霞石)
      • 文石是方解石的向质异象变体,含Mg [CO3]少于2mol%,属斜方晶系，在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。解理不完全,硬度3.5,比重2.9。
      • 基本特征
        • (1)在现代沉积物中常呈现针状。有时也呈现泥状。 (2)形成有利条件为:温度较高（>15℃ )，温暖浅海沉积物以文石为主;pH值>8;盐度高，超盐条件有利于形成文石;Mg /Ca>2:1 (3)海水中文石较方解石易沉淀的原因，李普曼认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。 (4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间)，易于转变为方解石，在古老的碳酸岩中不存在。
    • 4.白云石
      • 化学式为CaMg[CO3]2，理想白云石是Mg2+：Ca2+=1∶1；且高度有序，即络阴离子[CO3]22- 、镁离子Mg2+和钙离子Ca2+均分别成层沿c轴方向彼此相间排布。 属三方晶系，常见的晶形为菱面体,菱形晶面常弯曲,硬度为3.5～4，相对密度为2.87。 显微镜下具极明显的闪突起、三组完全解理，双晶纹平行于菱形解理的短对角线，高级白干涉色。凭光学性质与方解石极难区别，常用染色法及衍射分析鉴别。 在自然界中，这种理想白云石是很少的。碳酸盐岩中的白云石通常都是富钙的，一般说来，白云石形成时间愈长，即其时代愈老就愈接近理想白云石晶体构造和化学式。
    • 5.原白云石
      • 是一种富钙的白云石，其化学式大体变化在CaMg[CO3]2 ~Ca(Mg0.84Ca0.16)[CO3]2之间，当然其晶体构造也就不是最理想有序了，但仍保持白云石的晶体构及相关性质。 原白云石主要分布在现代沉积物中，这种富钙的白云石在自然界中是欠稳定的，在埋藏成岩过程中它们都有向更稳定的（更加化学计量的或更加有序的）白云石转化的趋势。
      • ④ 冲洗交错层理（双向交错层理）: 是典型波浪成因的交错层理。多发育在近岸的前滨冲洗带。。 特点：a.细层和层系的倾角均很小，细层与层系夹角2～10度；b.相邻细层倾向、倾角不一致，但细层一般倾向海方；c.组成细层的砂粒结构成熟度和成分成熟度高，重矿物多，可有逆粒序；d.细层倾角小，延伸远（可达30m），层系厚度稳定（厚1～35cm。
      • ⑤丘状交错层理(风暴交错层理)：由风暴浪形成的，常是大型交错层理，是风暴岩的标志之一。 特点：a. 由一系列缓波状起伏的向上凸起的丘和向下凹的洼组成细层和层系，丘和洼的高20～50cm。b. 细层倾角常＜ 15度，且各部位倾角有变化。 c. 层系上部被侵蚀，纹层与层系底近乎平行，而中部呈发散-收敛状。d. 水体较深，沉积物细，多为细砂岩和粉砂岩，无粒序，但顶部可有植物和云母碎片。
      • ⑥风成交错层理：特征：层系通常厚度巨大，甚至可达30m。前积纹层具有高角度倾角，一般在25º～34º之间，甚至大于空气中的休止角，可达40º以上。交错层形态多呈槽状，也有板状或楔状，常见纹层与层系底界成切线接触。风成砂岩成分成熟度高，不含泥质，磨圆和分选较好，有助于该类层理成因的确定
    • 6.
      • 1）非碳酸盐自生矿物：石膏、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐。钾石盐、玉髓、自生石英、黄铁矿、赤铁矿、海绿石、胶磷矿等。
      • 2）还常含一些陆源矿物：如粘土矿物、石英、长石、云母、绿泥石，以及一些重矿物等。
      • 3）有机质：以上这些非碳酸盐矿物成分在判断碳酸盐岩的成因及沉积环境上，都是很有用处。
  • 二、碳酸盐岩化学成分
    • 1、碳酸盐岩的化学成分与其矿物组成及形成环境有关
    • 2、纯石灰岩(纯方解石)的理论化学成分为CaO(56%)和CO,(44%);纯白云岩(纯白云石)的理论化学成分为CaO(30.4%),MgO (21.7%), CO2(47.9%)。但是,实际上自然界中的碳酸盐岩总是或多或少地含有其他的化学成分。
    • 3、碳酸盐岩的化学成分对碳酸盐岩的各种工业用途来说是很重要的。例如水泥用的石灰岩，MgO的含量需小于3%～5%,K,0+Naz0的含量需小于1%，SO3含量需小于3%，SiO2含量需小于3%～4%﹔冶金熔剂用的白云岩，MgO需大于16%，SiO2需小于7%
    • 4、在碳酸盐岩中还常含有一些微量元素或痕量元素，如 Sr， Ba， Mn，Co，Ni，Ph，Zn，Cu，Cr，Ga，Ti，B等。这些元素在地层划分和对比以及沉积环境分析上，有时很有意义。
    • 5、例如硼(B），开阔海石灰岩的硼含量约为0.05％，局限海石灰岩的棚含量约为0.14％，潮上云坪准同生白云岩的棚含量约为0.24％。这说明碳酸盐岩中的棚含量随其沉积环境的水体含盐度的增高而增高，碳酸盐岩中的硼含量可作为古沉积环境水体含盐度的良好标志。
    • 7、因此，开展碳酸盐岩中微量及痕量元素的研究是有意义的。
  • 三、碳酸盐岩的颜色
    • 灰岩及白云岩多为灰白色、灰色
    • 泥晶灰岩、含泥灰岩为深灰色、灰黑色
    • 部分泥粉晶白云岩为土黄色
• 第三节碳酸盐岩的结构组分
  • ①主要结构组分:颗粒、泥、胶结物(固结)、晶粒、以及生物格(架); ②次要结构组分:陆源物质、其它化学沉积矿物、有机质等; ③派生的结构组分：孔隙等。 ④这些次要的和派生的结构组分对岩石性质也有一定的影响，对岩石的成因分析有重要意义。
  • 一、颗粒
    • 在碳酸盐岩中，常见颗粒类型有内碎屑、鲕粒、生物颗粒、球粒、藻粒、团块等。 ①颗粒与砾岩、砂岩、粉砂岩中砾、砂、粉砂相似。 ②按其是否在沉积盆地内生成,可分为盆内颗粒和盆外(碎屑)颗粒两大类(区别:成因、结构、成分)。 ③盆内颗粒又称内颗粒，福克称其为“异化颗粒”或“异化组分”，即福克所说的“异常化学作用”所形成的颗粒或组分。碳酸盐岩中的颗粒，主要就是这种内颗粒。盆外颗粒是极少的或是次要的。因此,在碳酸盐岩中，凡提到颗粒,只要不特别注明是陆源的,均系指内颗粒。
    • 1.内碎屑
      • 1)定义：内碎屑是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪、潮汐流、风暴流、重力流等的作思，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而形成的盒内颗粒
      • 2)特征及与陆源碎屑的区别：常具有复杂程度不同(与先期沉积物相同)的内部结构,可含有化石、鲕粒、球粒以及早先形成的内碎屑等； 有明显的不同程度的磨蚀改造的痕迹，磨蚀的边缘常切割它所包含的化石、鲕粒等颗粒； 结构特征表现为粒度、分选性、圆度等方面；成分几乎均为碳酸盐沉积物(与先期沉积相同)。
      • 3)分类:内碎屑根据其颗粒直径大小，划分为砾屑、砂屑、粉屑、和泥屑四个级别;砂屑和粉屑还可以再细分，但其分类的界限有所不同。
      • 4）实例
        • ①竹叶状砾屑灰岩：砾屑多呈扁饼状，其侧面常呈长条状似竹叶，故常称其为叶状砾屑。其磨圆度通常相当好,分选好到中等。砾屑之间多为灰泥基质，亮晶胶结物少见。所有这些特征都表明，这种竹叶状砾屑是在浅水海洋环境中，半固结或已固结的碳酸盐岩层，经强大的水流、潮汐或风暴作用，发生破碎、磨蚀、搬运并堆积而成
        • ②砂屑灰岩：分为亮晶砂屑灰岩和泥晶砂屑灰岩；砂屑多为泥晶石灰岩的碎屑，圆度及分选一般都较好，大都近于球形。但也有形状很不规则的砂屑。直到近若干年才逐渐被人们重视，人们才逐渐认识到砂屑比砾属的分布还要广泛。这种砂屑在显微镜下极易观察，在岩石风化面上也可以观察出来，但在一般的岩石表面则不易认出。
        • ③粉屑颗粒：其特征与砂屑基本相同，仅粒级较小罢了。但是，圆度和分选均较好的粉屑却与球粒很难区别。
        • ④泥屑：泥级的内碎屑;从理论上讲，肯定是存在的;仍然难以把这种碎屑成因的泥屑与化学沉淀成因的泥晶以及生物成因的泥级生物颗粒区分开。因此，在通常情况下，使用“碳酸盐泥”或“泥”、“灰泥”、“云泥”这些概括性的术语来概括这三种成因的泥。
    • 2.鲕粒
      • 1）概念：是化学凝聚成因的具有核心和包旁(同心层结构)的球形内颗粒。很象鱼卵子（即鲕）。 核心可以是内碎屑、化石（完整的或破碎的）、陆源碎屑、以及其他物质。包壳(同心层)主要由泥晶方解石组成；现代海洋环境中蜥粒主要由文石组成。有的鲕粒具有放射状结构，有的则只限于几个同心层中。粒径一般为:2~0.25mm，大于2mm和小于0.25mm均较少见。
      • 2）分类
        • ①正常鲕：同心层厚度大于核心的直径。一般所说的鲕粒都是指的这种正常鲕。充填亮晶胶结物
        • ②表皮鲕： 其同心层厚度小于其核心直径。有的表皮鲕只有一层同心层，亦叫薄皮鲕。
        • ③复鲕：在一个鲕粒中，包含两个或多个小鲕粒。
        • ④椭形鲕：正常的鲕大都呈球形，但也有些鲕呈椭球形，这主要是由其核心的形状决定的。核心为长条形的鲕常呈椭球形
        • ⑤ 放射鲕：具有放射结构鲕粒；这种放射结构多是后来重结晶作用的产物。
        • ⑥单晶鲕及多晶鲕：整个鲕粒基本上由一个球形的外壳和一个方解石晶体或多个方解石晶体构成，其同心层已不复存在了。
        • ⑦负鲕：内部（核心及同心层的大部或全部）已选择性溶蚀的、基本上只保留下一个外壳的鲕粒。
        • ⑧变形鲕：鲕粒在同生期受底部水流冲刷或拖曳变形而成。变形负鲕
      • 3）成因
        • 关于鲕粒的成因，即生物说和无机说。 韦尔：1）碳酸盐颗粒浸入温暖的饱和CaCO，,的表层海水中,围绕这种颗粒表面的沉淀作用发生; 2）新生鲕粒沉在海底，变得很稳定而不再与海水发生什么作用; 3）假如这一表皮鲕又被动荡的海水搅动起来，沉淀作用又将发生。 因此,场粒的同心层数目可以表示其反复呈悬浮状态的次数;鲕粒同心层壳的厚度可指示其处于上述反复悬浮沉积过程的时间。
        • 卡罗兹认为鲕粒主要受两个因素控制 —是搬运水流的强度;二是成鲕环境中的水的动荡程度,有三种情况: ①水动荡强度>搬运水流的强度:成鲕环境中的所有颗粒都处于反复的运动状态,正常鲕或表皮鲕都可形成。 ②水动荡强度小于最大颗粒的搬运水流强度，而又大于最小颗粒的搬运水流强度，成鲕环境中的颗粒既有鲕粒也有非鲕粒，鲕粒多为表皮鲕;最大的非鲕粒颗粒标志搬运水流强度，最大的鲕粒标志成鲕环境的水动荡强度。 ③成鲕环境的水动荡强度小于最小颗粒的搬运水流强度，这时，就没有鲕粒形成。
    • 3.藻粒
      • 藻粒即与藻类有成因联系的颗粒，包括藻鲕、藻灰结核、藻团块。
      • 1）藻鲕：是在藻(主要是蓝萍)参与下形成的鲕,其同心层是通过藻丝体粘附灰泥形成的,形成机制类似叠层石。直径一般为1～2mm，其中心常有所偏离。藻鲕与正常化学沉淀的鲕粒的比较: 相似：均具核心、同心层包壳结构;均需碳酸钙包饱和的动荡环境; 相异：藻鲕的同心层多呈波状或梅花状，厚度变化大;圆度及表面光滑程度略差，中心常有所偏离;有时可见藻丝体的残余;是典型生物成因的颗粒。
      • 2)藻灰结核(或称核形石)：通过蓝绿藻粘液捕捉碳酸盐沉积物而形成的具有同心层结构的颗粒。 特征：具同心层结构;个体一较大，直径大于2mm,一般为1020mm;同心层粘结物较多、较模糊而且厚度变化更明显。 成因：与藻鲕相同,核形石处于静止状态时，同心层在其与海底接触的部分基本停止生长，而面向上的部分则继续生长。由于核形石在生长过程中受水动力作用而间歇性滚动,从而形成不规则的同心增长层。 鲕粒、藻蜥粒、藻灰结核等均具有核心及同心层包壳，可统称为“包粒”。
      • 3)藻团块：藻类粘结增长而成的不规则的复合颗粒,但它常不具有同心层结构。
    • 4.球粒与粪球粒
      • 1)球粒：通常把较细粒的（粗粉砂级或砂级)、由灰泥组成的、不具特殊内部结构的、(球形或卵形的、分选较好的颗粒，叫做球粒。 成因:球粒的成因主要有两种。一是机械成因，即是分选和磨圆都较好的粉砂级或砂级的内碎屑；二是化学凝聚成因。
      • 2)粪球粒：生物粪便形式排出的、形状近于卵形和椭球形的富含有机质而大小均匀的颗粒。 即粪球是典型生物成因。粪球粒中有机质含量较高，在薄片中呈暗色，这是鉴别粪球粒的重要特征。
      • 球粒与细小圆度高的内碎屑常难区分，而粪球粒的鉴别标志十分明显，因此有文献认为，在岩层中能鉴别出的球粒均是粪球粒。 粪球粒可形成于多种环境，如潮坪、潮下带、深水盆地等，但由于粪球粒刚形成时是松软的，极容易破碎或压实变形，因此只有在石化较快且能量低的环境（如潮坪）中才能保存下来，而在能量较高的环境中，粪球粒是少见的。
    • 5.葡萄石、豆粒和团块
      • 1)葡萄石：由几个或多个相互接触的颗粒(蜥粒、球粒、生物颗粒等)胶结在一起形成一个复合颗粒,其外形像葡萄串，伊林称其为“葡萄石”，也有人称这种颗粒为复合颗粒或集合粒。
      • 2)豆粒：是指直径大〔2mm的具有核心和包壳的颗粒，其同心层通常不规则。豆粒成因可有多种，有些豆粒是在高盐度海水中沉淀形成的,有些豆粒就是较细小的藻灰结核,还有一些豆粒是作为一些土壤渗流带钙结壳的一部分形成的，是成岩作用的产物。在古代碳酸盐岩中，豆粒不多见。
      • 3)团块：是指通过胶结、凝聚或蓝藻粘液粘结碳酸盐沉积物而形成的无特殊(规则的)内部结构的复合颗粒，既有葡萄石、藻团块，也有灰泥相互粘结凝聚形成颗粒。 与内碎屑不同，团块是通过胶结或粘结作用原地形成的，是凝聚成因的，其边缘一般不切割所含的颗粒（如鲕粒、球粒等）。 因此，许多团块实际上是胶结成岩作用的产物，其形成不需要高能水流。与内碎屑相比，古代碳酸盐岩中，团块很少见。
    • 6.生物颗粒
      • 1) 概念：指经过搬运和磨蚀的和没有经过搬运和磨蚀的生物化石碎屑和完整的生物化石个体。 同义术语很多，如“化石”、“化石颗粒”、“生物碎屑”、“生屑”、“生物骨骼”、“骨骼”、“骨骼颗粒”、“骨粒”、“骨屑”、“骨片”、“骨壳”等
      • 2)生物化石的原始形态、矿物成分和内部微细结构与生物的门类和种属有关，其差异十分巨大；近年发展起来的新学科“化石岩石学”，详细介绍了各种生物颗粒的鉴定特征。生物粒种属的鉴别，主要是依据化石的矿物成分、形态特征和微细结构鉴别。
      • 3）生物颗粒基本矿物成分
        • （1）钙质碳酸盐：包括低镁方解石、高镁方解石和文石，分布极广泛，绿藻、软体、腔腸等多种动物均钙质 （2） 钙磷酸盐矿物 ：如腕足类的无铰纲，环节动物多毛纲的大多数属种，节肢动物的肢口纲等； （3）硅质矿物：例如硅藻、金藻、硅甲藻和放射虫等 （4）镁碳酸盐矿物：前寒武纪的少数蓝藻能分泌原白云石（多钙白云石）等。 （5） 有机化合物：组成生物硬体的有机化合物，主要有几丁质、壳蛋白、海绵丝和胶原等。。
      • 4)生物化石的原始形态：完好-较完好生物硬体的形态与生物的种属门类有关，还与生物的生存环境条件有关;生物化石是该生物生存条件和环境条件的直接反映，具有极重要的指示环境条件的意义。完好-较完好的生物化石一般是原地或就近堆积的主物。
      • 5)生物颗粒的类型——腕足类、棘皮类、腹足类、头足类、瓣鳃类、三叶虫、介形虫、有孔虫、层孔虫、海绵、珊瑚、藻类等。
  • 二、泥
    • 碳酸盐泥是与颗粒相对应的另一种结构组分,是指泥级的碳酸盐质点,它与粘土岩或粘土质砂岩中的粘土泥是相当的，均是与颗粒同时以机械方式从流体中直接沉积的。“微晶碳酸盐泥”、“微晶“、“泥晶”、“泥屑”是它的同义词。根据它的具体成分，可分“灰泥”和“云泥”。 关于泥与颗粒的界限,目前还没有一致的意见。本书暂以0.005mm为界。
    • 灰泥三种成因：(1)化学沉淀作用生成的灰泥；(2）机械破碎作用生成的灰泥；(3）生物作用生成的灰泥。
  • 三、胶结物
    • 是指沉淀于颗粒之间的结晶方解石或其他自生矿物。它与砂岩中胶结物相似,是在沉积的阶段从孔隙溶液中以化学方式沉淀形成受化学因素控制。
    • (1）这种方解石胶结物的晶粒，一般比灰泥的晶粒粒大，通常>0.003mm或>0.01mm。因其晶体较清洁明亮，故常称做“亮晶方解石”、“亮晶方解石胶结物“或“亮晶”。 (2）第一世代的胶结物一般呈栉状，第二世代多呈亮晶嵌晶粒状 (3）在碳酸盐岩中,胶结物的矿物成分常有方解石、白云石、石膏等，与孔隙溶液的性质有关。 (4）在碳酸盐岩中，常见的胶结类型有栉壳状胶结（也称晶簇状胶结)、粒状嵌晶胶结、连晶胶结。
    • 亮晶方解石胶结物与粒间灰泥的区别
      • ①亮晶晶粒较大，灰泥则较小; ②亮晶方解石清洁明亮，灰泥则较污浊; ③亮晶胶结物常呈现特征的结构并常有世代和期次，一世代胶结物常为栉壳状，第二世代多为叶片状或粒状;灰泥则没有; ④亮晶胶结物主要形成有孔隙发育而灰泥很少的颗粒灰岩，（颗粒灰岩一般是高能环境下的产物，灰泥一般为低能或快速堆积） ⑤灰泥重结晶方解石晶体与亮晶方解石区分开，就有一定困难。
  • 四、晶粒
    • 晶粒是晶粒碳酸盐岩（也称结晶碳酸盐岩)的主要结构组分。 晶粒可根据其粒度划分为：砾晶、砂晶、粉晶、泥晶等；砂晶和粉晶还可再细分。 泥晶和细粉晶的方解石和白云石,主要是原生或准同生的；粗粉晶以上的方解石和白云石，主要是次生的，即重结晶或交代作用的产物。
    • 2. 火焰构造：当下伏软泥中的纹层发生畸变时，常被向上挤入夹于下垂的负载构造之间，呈薄的舌状体
  • 五、生物格架
    • 生物格架包括生物骨骼格架和生物粘结格架等类型,而以前者为主。 1.生物骨骼格架是原地生长原地保存的群体造礁生物如珊瑚、苔藓虫、海绵、层孔虫等的骼所形成的坚硬的碳酸盐岩的结构组分。 骨骼格架的特征：群体造礁生物的骨骼；原地生长原地保存，与层面垂直,保持原生长状态。
    • 2.粘结格架：由蓝藻和红藻等藻类的粘液粘结灰泥、颗粒、生物碎屑等其他碳酸盐组分形成的具有抗浪性的格架称粘结格架。如各种叠层石。 生物格架和粘结格架均是礁碳酸盐岩的不可缺少的结构组分，所以也称礁格架。
• 第四节 碳酸盐岩的构造
  • 碳酸盐岩构造十分多样,碎屑岩中的构造几乎都可以出现在碳酸盐岩中;此外,碳酸盐岩还常有一些自己独有的构造类型，如:
  • 一、叠层石
    • 1. 叠层石由两种基本纹层组成： （1）富藻纹层，又称暗层，藻类组分含量多，有机质高，碳酸盐沉积物少，故色暗。 （2）富碳酸盐纹层，又称亮层，藻类组分含量少，有机质少，故色浅。这两种基本纹层交互叠置，即成叠层石构造。
    • 2. 形成时间：距今35-28亿年，最古老的叠层石发现于踞今约28亿年前的南非布拉瓦白云岩中，澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙的叠层石，其年龄都在25亿年以上。
    • 3. 形成环境：潮上带、潮间带和潮下带的滨海地区。清洁的海水、微风、微浪、无海流、无河流。
    • 4. 分布状况：中上元古代全球七大洲都分布有大量叠层石，如北非毛里塔尼亚、南非、印度、阿富汗;中国的蓟县、神农架，北美、澳大利亚都存在大量的叠层石。因此上述4种地理环境特征,在当时是全球普遍存在的。
    • 5. 衰落：7亿年前的震旦纪，出现地史上第一次大范围冰川，降雨量增大,风化能力和搬运能力增加，粘土岩和砂岩比例增多，河流和海流出现，海浪增大。2气候和地理环境不适合叠层石生存，叠层石迅速衰落。
    • 6. 叠层石的基本形态可分为两类：层状（包括波状的等）和柱状（包括锥状的等)。其它形态都是这两种形态的过渡或组合。 层状形态叠层石的生成环境的水动力条件较弱，多属潮间带上部的产物; 柱状形态叠层石的生成环境的水动力条件较强，多为潮间带下部及潮下带上部的产物。
  • 二、鸟眼构造
    • 在泥晶或粉晶石灰岩或白云岩中，常见有一种mm级大小的，多呈现定向排列的、多为方解石或硬石膏充填或半充填的孔隙；其形状似鸟眼；一般认为，鸟眼构造多形成于沉积期和准同生期，产于潮上及期间带。
  • 三、示顶底构造
    • 在碳酸盐岩的孔隙中，常见有两种不同特征的充填物；孔隙的底部或下部为泥晶或粉品方解石，色较暗；在孔隙的顶部或上部为亮晶方解石，色较浅，多呈白色; 二者界面平直，且同一岩层中的各个孔隙的类似界面都是相互平行一致的。这两种孔隙充填物代表两个不同时期的孔隙充填作用，二者之间的平直界面代表它们沉淀时的沉积界面，此界面应与当时的水平面平行。
  • 四、虫迹构造
    • 生物穿孔是指生物在固结或半固结的岩石中或生物组分中,通过穿孔方式所形成的一种孔状或管状构造。
    • 生物潜穴（或生物掘穴、虫穴)是指在尚未固结的沉积物中，由于生物的生活活动所造成的一种洞穴、孔穴、管穴构造。
    • 虫迹构造是指生物在尚未固结的沉积物表面上爬行的痕迹。
  • 五、缝合线构造
    • 在岩层切面上，呈现的锯齿状曲线，此即称缝合线；缝合线构造是碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造。 在平面上，即在沿此裂缝的破裂面上，它呈现为参差不平的凹凸起伏的面，此即缝合面；从立体上看，这些凹下或凸起的大小不等的柱体，叫缝合柱。