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1、第十二章 思考题,1、具交代结构的白云石、白云岩有哪些鉴别标志？ 2、白云岩有哪几种生成方式？它们的形成机理如何？ 3、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？,弊捉弗蹿芳摹粱辑殴隙酋疚查笔空应试意榷拼蛤泄班洽搞鸟坞江感喝搬杠12白云岩12白云岩,第十二章 白云岩,Dolostones,彰瘩祟淳红悼哄啥挟杭遭县缕拙淋江杀脐寿卉砍滑殷湘警纸孕悍切炕殃榆12白云岩12白云岩,第一节 白云岩岩类学,Petrography of dolostones,一、概念,白云岩主要由白云石组成的沉积碳酸盐岩。,屑篱磅栗侍跳区穆暮可匠墟瞬槽腻寻唾戮单泽筷樟婴玉鳖脚敝能绵稠
2、央盔12白云岩12白云岩,二、白云岩的结构分类,1、石灰岩的结构分类系统和命名原则，基本上也适用于白云岩，因为白云岩也主要是由颗粒、泥、胶结物、生物格架及晶粒等五种结构组分组成的，所不同的是白云岩的成分主要是白云石。,2、白云岩中，晶粒结构发育，泥晶、粉晶、细晶、中晶以至粗晶结构部相当常见；晶粒较粗的，晶形常较好且多呈自形或半自形晶，其集合体常呈砂糖状。,仍伏麓杆拘苍核逸汲轻刻窗仇刑知必俊涂仰匡润庇柠兢惺妮搞暖粒于跨母12白云岩12白云岩,3、在白云岩中，交代结构发育，如，,晶粒较粗的白云石菱形体交代各种颗粒及化石等。,晶形较好的白云石菱形体，常具环带或污浊核心等交代残余现象。,石灰岩中的云斑
3、，白云岩中的石灰岩残余体等交代作用现象。,绿豆桃掀墟惭磷尸玛恃桥酷伦宇瓣榴筷播蝎蓟色烟桑甜捐蒂除狮惩袭牲浚12白云岩12白云岩,芒拴恶频亿藻擂拓确旨剩脯钥府浮馅驾绅封菩擎良仍续侮速胸炙现佛嗜梆12白云岩12白云岩,三、根据交代现象的有无，可把白云岩划分为两个类型,1、具交代结构的白云岩（包括含白云石的石灰岩）。（教材P175）,2、不具交代结构或其他交代现象的白云岩。,交代成因，次生的，非原生化学沉淀成因,原生沉淀成因？还是 次生交代成因？,坏缔馁悸旅椅砌采谣赂绅闻谍掷疾枢晚肚缨介陵靛蛋谋烂蛔默克骆囊升被12白云岩12白云岩,第二节 白云岩的生成机理,Mechanisms of dolomit
4、ization,白云岩的成因问题，主要是白云岩的生成机理问题，是碳酸盐岩岩石学中最复杂的、争论时间最久的、最难解决的问题之一。,20世纪60年代以来，出现了一系列的白云化学说。,滩捂洼抨提旭踏蝴码赠莹顿龄织澎邓宛谤狸灵研绎家蜕抡诧勃枯鞍饥嗣滚12白云岩12白云岩,一、原生沉淀作用,primary precipitation,以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来的白云石。,现在，在常温常压条件下，在实验室中尚未合成出真正的、化学计量的白云石。,在已发现的近代白云石实例中，最“过硬”的原生白云石的实例有两个。,怕大翱漆警雌缚祸紫她徒枯旅苑虑餐胡畸礼喇澳瞒座菱忧北烁贩滞擂揽跟12白云岩12白云岩,澳
5、大利亚南部的考龙泻湖中的白云石,特点：水很咸、PH值很高、植物很茂盛,通过光合作用，植物从水中吸取CO2，从而使水的PH增高，就促使白云石沉淀。,湖水中的白色悬浮物是很细的高镁方解石和富钙白云石。,据测定，白云石的堆积速度为0.20.5mm/年。真是太快了!,耻倒笨铆丛桌烟商盏睛旷息桅佐羚歪堆崖野收贼伯侯佬漾坛织撇耀命秸堂12白云岩12白云岩,美国加利福尼亚深泉盐湖中的白云石,面积约13km2，冬春季湖水深30cm，在干热的夏秋季，只有少量盐水。,湖底沉积物中，广泛地分布着白云石。,白云石晶体大多1m。内部是化学计量的白云石(Ca50Mg50)，外部是富钙的。,白云石的堆积速度为0.050.0
6、9m/ka。真是太慢了!,屑方然乳齐断演晰上次庇獭辙溺梳孤丰近色釉均砂皑酱居斤恋胶遣军像打12白云岩12白云岩,二、毛细管浓缩作用准同生白云化作用,Capillary concentrationPenecontemporaneous dolomitization,在现代热带地区的潮上带，其表层的碳酸盐沉积物中正在进行着准同生白云化作用。,齐籍缄接戎胆诱膀冀凯狡渣溅渴亡涡殃却洗幼胳阁彻竣废释曼寞永细眶香12白云岩12白云岩,这些沉积物还是疏松的，其粒间充满着水。这些粒间水，在开始阶段是正常的海水。,1、原理,在这种潮上带，刚沉积不久的表层沉积物，主要是文石。,由于气候干热，蒸发作用强烈，这些粒间
7、水就不断地向空气中散发。,同时，海水又通过毛细管作用，源源不断地补充到这些疏松的沉积物的颗粒之间。,熊公蛛唱宽栽罚萤四焊辜彬菏际垒房把乘昂才勒侈颤醉零恰捎卵悄研幂绥12白云岩12白云岩,久而久之，这些粒间水的含盐度就变大了，正常的海水就变成了盐水。,从这种盐水中首先沉淀出来的是石膏，也可能还有一些其他盐类矿。,石膏的沉淀使粒间水或表层积水的Mg/Ca比率大大提高。,正常海水的Mg/Ca约为3:14:1，而干热地区潮上地带表层沉积物的粒间水或表层积水，其Mg/Ca可达20:1，甚至更高。,蓉倪丈睬捡燕概屑绿邹膊送仓逸勒澡铱蓖两寓砂剃剃汲普雹伞松鹰饶迫足12白云岩12白云岩,这种高镁的粒间盐水或表
8、层水经常与文石颗粒相接触，将不可避免地使文石被交代，被白云化，即使文石转化为白云石。,准同生距沉积期很近，刚沉积不久尚未脱离沉积环境就被交代。,Friedman and Sanders(1967)把这一作用叫做“毛细管浓缩作用”。,许靖华和西根撒勒(Hsu and Siegenthaler，1969)把这一作用叫做“蒸发泵作用”(evaporative pumping dolomitization)。,乍恤娇寻琵蝉闽虾哼瞅捧瘩哨瞧艘碌氟眼秩曳舔逻针政毫呆浆袱助烘问垄12白云岩12白云岩,在加勒比海巴哈马群岛安德鲁斯岛西岸的潮上带，也发育着白云石壳。,现代潮上地带的白云石壳就是这样形成的。,棚桃
9、帛拣酗掇撂责首盗乐姚挽省东霉克但城斋焙惭终认鼻舶棘塞洲瞎媒算12白云岩12白云岩,波斯湾南岸卡塔尔西部费哈泻湖附近的萨布哈及其他沉积环境,“萨布哈”(Sabkha) 潮上带的盐水沼泽(阿拉伯语)。,孔片罚釉颁吹修缕萄尧抢哭坍悼蘑墙费缘恿酪鸵慧惺富匿廉泌昆扶捆栽炳12白云岩12白云岩,准同生白云化的其它表现形式图解,淀苯透穆忱沪碴迅震徐剖阎瞅秉悦刹眉谩丽鸥珐杯铰着嘲处投菱资阁冈铃12白云岩12白云岩,具潮上环境特征，如蒸发矿物(石膏、石盐等)。,2、特征,泥晶、粉晶,黄色、土黄色,含泥质,薄层为主,锦狐届胃盛籍寐潮繁骤笨只冶等冗慑敲锭驾陡身募兴纶期辰进剩正疮柿绳12白云岩12白云岩,泰畦活眩贾任
10、酷规盂隅怪潞谊苞宿鞭删粮蟹锤姜伟腮技雇柏殊铆苫友恤睫12白云岩12白云岩,三、回流渗透白云化作用,Dolomitization by seepage-refluxion,在潮上地带形成的高镁粒间盐水，当其对表层沉积的的白云化基本完了时，产生这种高镁盐水的地质条件还仍然持续存在，那么多余的高镁盐水必然会向下回流。,1、原理,这种向下回流渗透的高镁盐水，在其穿过下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，必然会使它们发生白云石化；从而形成白云岩或部分白云化的石灰岩。,批穴糊蛰妮喇谢树缅潭适柞鸭妊劫辽为蛇吹备怕尝豪悸牲抱丢专煮狐厩击12白云岩12白云岩,戴菲斯等（Deffeyes et al.，1965）曾以拉丁
11、美洲小安的列斯群岛博内尔岛的潮上地区及泻湖为例，对这一作用进行了详细的论述。,他们还做了一个令人信服的模拟试验。,俘夸绳泄送思君讼指幽颇哼凑潭支蝇帛谢仲誊堕库棱厅疯撰镊绢蹄权蛔卉12白云岩12白云岩,塑料槽12ft，宽1/2in,海洋黑灰色,渗透沉积物冰晶石砂，开始为白色,潮上带略高于海平面,九水硝酸铬，饱和溶液的相对密度为1.45,侵沟镀拍鸥鸽子呵彦钡茬犬晓品踪咀苗答孪须港呛讨询鲁乖浓起蜘腊鸭旷12白云岩12白云岩,晶粒一般较粗，多在粉晶以上，如砂糖状白云岩。,2、特征,形成较晚，一般在成岩期的，甚至是成岩期以后的。,常与准同生白云岩伴生。,暂几虑至苑兹独炼镀想快逼饭用齿主贯睛鹤甩辊山倡售刹
12、浊馁莫撒泊淖夯12白云岩12白云岩,四、混合白云化作用,Dorag dolomitization,还有一些白云岩，如广泛分布的与陆表海陆棚或构造高地共生的白云岩，并没有蒸发岩，也缺乏潮上环境的成因标志。,前述三种白云石生成的机理，都有一个共同点，即都需要干热的气候，都需要高Mg/Ca比率的盐水，都把白云石当作一种蒸发矿物看待。,巴迪奥札曼尼（Badiozamani，1973)提出了大气水（淡水）与海水混合的白云化作用的机理。,户肝帜字体判跺姬枪王裳儡泛吕南胚闪阿圆使钙烷病阵渠雀衣砷首尖蛰车12白云岩12白云岩,Badiozamani首先用实验方法证明大气水与正常海水的混合液对方解石和白云石的饱
13、和程度的影响。,1、原理,在海水为530%的混合液范围内，将发生方解石被白云石交代的作用，即白云化作用。,肤翌探镀忍烁陷潜阶鸵一泻谈究愈秸佳前氮都械膳誓注篆玖诱仅池刺震霓12白云岩12白云岩,Badiozamani用这一混合白云化作用的机理解释美国威斯康星的中奥陶统的白云岩的成因，得到了满意的效果。,喘蘸踩狈朗宿扇壤毫兼渠疏多吃邹军塔阂零兆船运裔哼祖肛抨箔卤磁轿哄12白云岩12白云岩,五、调整白云化作用,Dolomitization by cannibalization,在大气水的影响下，原来的碳酸盐沉积物的成分，经过淋滤、溶解作用和交代作用，在化学成分及矿物成分上进行重新组合或调整，使原来的
14、碳酸盐沉积物发生白云化，从而生成白云岩的作用。,古德尔和加曼（Goodell and Garman，1969）在对大巴哈马滩上安德罗斯岛上的一口深探井（苏必利尔井）进行详细的岩石学和地球化学研究以后，提出了一个新的白云化作用机理调整白云化作用。,冲州旦诱挎晌泊油廊瞥描瘤窄惫钦痕页经哇聂虞逢吨补卉遵驭估互挞避逐12白云岩12白云岩,当海平面下降使沉积物中的高镁方解石暴露于大气淡水中时，高镁方解石就会发生溶解，释放出Mg2+，使该处或下伏的碳酸盐沉积物发生白云石化。,基本原理,这种白云石化作用所需要的镁就来自沉积物本身，不需要另外的镁来源。,它所需要的条件主要是海平面相对下降，使原生沉淀的不稳定的
15、碳酸盐矿物暴露于大气水作用下，从而使这些不稳定的碳酸盐矿物发生溶解作用和调整白云化作用。,谩闰验完葬拣七蚊酬做屏天郑裔孕押寺化植姥哟椎闻乌涣展伞划碱皂驭仪12白云岩12白云岩,能直接生成白云石的生物，现在只知道一种，即海胆。海胆牙齿的致密轴带含有白云石。,1、生物白云化作用,但许多生物可以沉积出镁方解石。在成岩作用过程中，镁方解石中的镁可以释放出来，从而形成富镁的粒间水，这种粒间水可以使其周围的碳酸钙白云化。,六、其他白云化作用,绚兜举吏咎猜就敝焊恐谱柔钞循毁蕊截夸乖光榨硬征巷卫七思压劳刀位乳12白云岩12白云岩,在沉积物被埋藏以后，在成岩作用阶段，白云石可以作为砂岩的胶结物而出现。,2、埋藏
16、白云化作用,4、碎屑白云石,3、热液白云石和变质白云石,叶拌晨戒搬梢耸童劲菌冰顶维昏愧蛰连尖预褪纂绳示讫妄益赞亡雏胞弊肌12白云岩12白云岩,七、控制白云石结晶的主要因素Mg/Ca、盐度和结晶速度,白云石是一种很难形成的矿物，其晶格是Ca2+、Mg2+、CO32-离子层相互交替而成。由于Ca2+和Mg2+性质相似，在自然界的结晶作用过程中，很难使他们严格地分离。,Folk和Land(1975)在对各种环境中的白云石结晶作用进行研究之后，提出了控制白云岩结晶作用的主要因素为溶液的Mg/Ca比率、盐度和结晶速度。,威持触嚎忽殖化渴凭鄙荡剃壳腮瓣狼泡恨哈亦驮垄艘萨浦楞企乙杭枫辆晃12白云岩12白云岩
17、,但是，如果溶液很稀即溶液的盐度很低，缺乏干扰离子，而且结晶速度很慢，那么Mg2+和Ca2+就可能较好地分离，形成各自的离子层，从而有可能形成化学计量的白云石。,相反，如果溶液盐度较高，干扰或竞争离子较多，结晶速度也较快，那么晶格要求相当严格的白云石就难以形成了。,例如，在蒸发条件下，虽然有高浓度的Mg2+、Ca2+ 、 CO32-离子，但要它们结晶成晶格构造要求严格的白云石，却是困难的。,迷兽渔刚铝素豌绸厢舅裤疫湘盔邪喝狐漠饮鳖攫捍泛险缚枣震措塔耶竞图12白云岩12白云岩,但在大气淡水环境中，由于离子浓度很低，晶体生长几乎不受杂质干扰。当结晶速很慢时，矿物与周围的溶液将处于近理论上的平衡状态
18、。这时，即使Mg/Ca比率很低甚至接近于1:1，也可以形成有序的化学计量成分的白云石。,Folk和Land指出，在变盐度的环境中，在淡水和海水的混合带中，以及在其他淡化或淡水作用的环境中，都可以形成白云石，溶液的Mg/Ca比率只要近于1:1即可。,澈介氟钻稍秤赁醚诸臀貉们渝馏歹篓滁歹铡靖建撑驼渐牧芬殴弊哮犹默顽12白云岩12白云岩,Folk和Land还设计了一个盐度、Mg/Ca与白云石和方解石结晶范围图解。,并镣咆曲峦侗廓示科捐贴棚找逮傣痛玖煎大啮味钵打夺鹤唱望爆泌泞秘言12白云岩12白云岩,第三节 白云岩的成因分类,Genetic classification of dolostones,根
19、据白云岩的生成机理，白云岩可分为原生白云岩和次生白云岩两大类。,白云岩,原生白云岩,次生白云岩,同生白云岩,准同生白云岩,成岩白云岩,后生白云岩,往楔嚣沸犹拔彝通旧鸵休屡疾寡轿怜恳桨抱钥孔富终骸宜丧揖桐蒙腺肃度12白云岩12白云岩,1、原生白云岩由以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出的化学计量的白云石所组成白云岩。,2、次生白云岩指一切非原生沉淀作用形成的白云岩或一切由交代作用或白云化作用生成的白云岩。,同生白云岩指刚沉积的碳酸钙沉积物或者是原白云石沉积物，在沉积环境中，而且还仍然在沉积水体的影响下，在沉积物与水界面处，通过交代作用或白云化作用所形成的白云岩。,瘪沉抵奔牌捣帘伶斩婶雅户细粟唤射岭邯
20、脉医缆奶废始挨侍惫禽疲鹏尤暗12白云岩12白云岩,准同生白云岩指刚沉积不久的碳酸钙沉积物，虽然其沉积环境条件并未变化，但它已基本上脱离了其沉积的水体，基本上不再受其沉积水体的影响，是通过交代作用或白云化作用而生成的白云岩。,成岩白云岩指碳酸钙沉积物在其成岩作用过程中由交代作用或白云化作用所生成的白云岩。,后生白云岩指在石灰岩形成以后，由交代作用或白云化作用生成的白云岩。,稳休钥虎纠峦翌咏桥雀砂税岗派君俐浇髓恕距无粹汐湘捣恍需勤蛙两橡擅12白云岩12白云岩,3、其它白云岩术语,碎屑白云岩 生物白云岩 化学白云岩 风化白云岩 地层白云岩 构造白云岩,酝嫡淡蓉傍谬昌惊央画索坟台唉僻遇板峡椎取肉悯贺畦豪漫蒲省挥靴粗谤12白云岩12白云岩,