1、1,第十五章 碳酸盐岩总论,碳酸盐岩的矿物成分、化学成分、结构组分、碳酸盐岩的构造等,2,碳酸盐岩(carbonate rocks)主要由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩，如石灰岩、白云岩。,碳酸盐岩占沉积岩总量的20%，仅次于粘土岩和砂岩。,我国沉积岩占面积75%，碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%，如南方Z、P、T。,第一节 概 述,3,碳酸盐岩的经济价值,主要的烃源岩和储集岩：在当前国内外的大油气田中，碳酸盐岩储层层占50，产量占60。,冶金熔剂、化工原料、耐火工业原料、提炼Mg的原料。,地下水的储集岩。,除油气外，还蕴藏着丰富的金属和非金属矿产，Fe、Cu、Pb、Zn、Hg、P。,
2、4,第二节 碳酸盐岩物质成分,一、碳酸盐岩矿物成分 （一）碳酸盐矿物 主要由方解石及白云石两种碳酸盐矿物组成 。 以方解石为主称石灰岩，以白云石为主称白云岩。铁方解石、铁白云石、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿等碳酸盐矿物。,5,一、碳酸盐岩的矿物成分,（一）碳酸盐矿物总的来说，碳酸盐矿物系由二价络阴离子CO3-2 (其离子半径为2.5710-10m )与一个或一个以上的二价阳离子（如Mg，Ca，Zn，Mn，Fe等）结合而形成无水碳酸盐矿物。 （有水碳酸盐矿物：孔雀石Cu2CO3(OH)、蓝铜矿Cu3CO32(OH)2、等。,6,高镁方解石 方解石（也称低镁方解石） 文石等矿物 白云石,7,MgCO3含
3、量一般大于10mol,有时可达30mol。其特点： 其镁含量虽高，但方解石的晶格并未破坏。 溶解度很大，在PH值降低条件下不稳定； 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。 福克（1976）曾指出，高镁方解石形成于富镁的海水中（MgCa的比值大于2:1）。如果有细菌参与作用，多形成晶面弯曲的晶体。 高镁方解石见于瓣鳃类、腹足类、等生物骨骼。,（1）高镁方解石,8,（2）低镁方解石（或方解石）含MgCO3 2mol3mol，一般不超过5mol。其基本特征： 这种结构相态最稳定，是岩石中最终保存下来的矿物相之一。古代石灰岩主要由方解石组成。 其形成条件是：溶液中Mg2+浓度
4、低，MgCa小于2:l；温度低(16);有SO2-4存在;pH值(78)和盐度3.5；存在有机化合物； 分布特点：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路之中。,9,（3）文石又名霰石 含 MgCO3少于 2mol。是方解石的同质异象变体。 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；MgCa2:1 (3)海水中文石较方解石易沉淀的原因,李普曼(Lippman)认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。,10,（4）白云石化学式
5、：CaMg（CO3）2 理想白云石是Mg2+：Ca2+=1:1 理想的白云石是有序结构的碳酸盐矿物，白云石区别于其它碳酸盐矿物，不仅在于Mg 的含量，而在于具有这种有序的结构。在自然界中，这种理想的白云石是很少的。碳酸盐岩中的白云石通常都是富钙的，有序程度也有所降低。现代碳酸盐沉积物中的白云石更是如此。,11,用染色法区分方解石与白云石,混合液茜素红S铁氰化钾盐酸,12,（二）非碳酸盐矿物及其它物质 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、黄铁矿等。另外，还常含一些陆源矿物，如粘土矿物、石英、长石、云母、以及一些重矿物等。2、有机质：这些非碳酸盐矿物及有机
6、质等物质在判断碳酸盐岩的成因及沉积环境上，都是很有用处。,13,二、碳酸盐岩化学成分,纯方解石: CaCO3- CaO(56)和CO2(44) 纯白云石: CaMg（CO3）2- CaO(30.4)，MgO(21.7),CO2(47.9)。 实际上自然界中碳酸盐岩总或多或少含有其它化学成分; 常含有一些微量元素或痕量元素，如Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Pb、Zn、Cu、Cr、V、Ga、Ti、B等。,14,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，K2O+Na2O的含量需小于1，SiO2含量需小于34；冶金熔剂用的白云岩，MgO需大于16，SiO2需小于7。,二、碳酸盐岩化学成分,
