13第十三章白云岩概述.ppt

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1、主要由白云石（含量主要由白云石（含量5050）组成的碳酸盐）组成的碳酸盐岩，称为白云岩。岩，称为白云岩。与石灰岩不同，白云岩不仅有沉积成因的，与石灰岩不同，白云岩不仅有沉积成因的，更多的是次生交代成因的，因此，白云岩的分更多的是次生交代成因的，因此，白云岩的分类命名与石灰岩有同也有异。类命名与石灰岩有同也有异。第十三章第十三章 白云岩白云岩 第一节第一节 白云岩岩类学白云岩岩类学一、白云岩的一、白云岩的(结构组分结构组分)分类分类1 1、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩 -（具粒屑结构或骨架结构的白云岩）（具粒屑结构或骨架结构的白云岩）其结构分类系统和命名原则与石灰岩的基本相同，其结构分类系

2、统和命名原则与石灰岩的基本相同，只要把石灰岩结构分类表中的只要把石灰岩结构分类表中的“石灰岩石灰岩”改为改为“白云白云岩岩”、“灰泥灰泥”改作改作“云泥云泥”即可。即可。(同样适用三级分同样适用三级分类命名原则类命名原则)一、白云岩的一、白云岩的(结构组分结构组分)分类分类石油行业标准石油行业标准SY/5368.5-1995SY/5368.5-1995分类方案分类方案石油行业标准石油行业标准SY/5368.5-1995SY/5368.5-1995分类方案分类方案 砂屑白云岩，砂屑为泥晶白云石，亮晶方解石胶结，江砂屑白云岩，砂屑为泥晶白云石，亮晶方解石胶结，江苏，奥陶系马家沟组，单偏光苏，奥陶系

3、马家沟组，单偏光34341、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩砂屑白云岩，亮晶胶结，四川石柱，上寒武统，砂屑白云岩，亮晶胶结，四川石柱，上寒武统，()40401、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩鲕粒白云岩，鲕粒由细粉晶白云石组成，鲕间为粗粉晶白云鲕粒白云岩，鲕粒由细粉晶白云石组成，鲕间为粗粉晶白云石及溶蚀充填物，江苏徐州，奥陶系马家沟组，（）石及溶蚀充填物，江苏徐州，奥陶系马家沟组，（）34341、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩鲕粒白云岩，鲕内鲕间孔隙发育，四川石柱，中寒武统，鲕粒白云岩，鲕内鲕间孔隙发育，四川石柱，中寒武统，（）（）70701、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩亮亮晶晶

4、鲕鲕粒粒云云岩岩，粒粒内内溶溶孔孔及及溶溶扩扩残残余余粒粒间间孔孔。柯柯深深1 1井，井，6336.3m6336.3m1、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩亮亮晶晶鲕鲕粒粒云云岩岩,溶溶扩扩残残余余粒粒间间孔孔和和粒粒间间溶溶孔。柯深孔。柯深103103井，井，6361.5m6361.5m。1、沉积成因的白云岩、沉积成因的白云岩2 2、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）按照晶粒大小进行分类命名，如按照晶粒大小进行分类命名，如泥晶白云岩、粉晶泥晶白云岩、粉晶白云岩、细晶白云

5、岩、中晶白云岩、粗晶白云岩白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等，其等，其划分标准在不同的分类系统中有常有一定的差异。划分标准在不同的分类系统中有常有一定的差异。其中细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等表面其中细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩等表面常是砂糖状，故又称为常是砂糖状，故又称为砂糖状白云岩砂糖状白云岩。按照晶粒大小分类是纯描述性的，不仅适用于次生按照晶粒大小分类是纯描述性的，不仅适用于次生白云岩，也适用于沉积成因及重结晶的白云岩。白云岩，也适用于沉积成因及重结晶的白云岩。教材（赵澄林等）的方案教材（赵澄林等）的方案2、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成

6、因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）粗中晶白云岩，安徽准南，上寒武统下奥陶统，粗中晶白云岩，安徽准南，上寒武统下奥陶统，2、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）细晶白云岩，白云石晶形很好，安徽准安，土坝组，（）细晶白云岩，白云石晶形很好，安徽准安，土坝组，（）34342、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶

7、粒结构的白云岩）粗粉晶白云岩，山东汶南，奥陶系，（）粗粉晶白云岩，山东汶南，奥陶系，（）34342、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）粉晶白云岩中含有大量晶间孔、晶间溶孔（孔隙为红色）粉晶白云岩中含有大量晶间孔、晶间溶孔（孔隙为红色），白云石晶粒为自形，白云石晶粒为自形半自形。半自形。塔中塔中4 4井，井，CC，生屑灰生屑灰岩段，岩段，3546.00m3546.00m，铸体片，（铸体片，（）10106.36.3。2、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(

8、成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）细粉晶白云岩，江苏徐州，马家沟组，（）细粉晶白云岩，江苏徐州，马家沟组，（）34342、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）含生屑泥粉晶白云岩，生屑铸模孔和白云石晶间孔。含生屑泥粉晶白云岩，生屑铸模孔和白云石晶间孔。塔中塔中4 4井，井，CC，生屑灰岩段，生屑灰岩段，3542.7m3542.7m，（，（）10102.52.5。2、交代作用十分彻底的次生交代、交代作用十分彻底

9、的次生交代(成因的成因的)白云岩，白云岩，及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）及重结晶白云岩（具晶粒结构的白云岩）所谓白云化交代结构，即指后来的白云石晶体交代原先的各所谓白云化交代结构，即指后来的白云石晶体交代原先的各种结构组分，如交代内碎屑、鲕粒、生物组分等所形成的结构。种结构组分，如交代内碎屑、鲕粒、生物组分等所形成的结构。v交代作用的的镜下标志主要有：交代作用的的镜下标志主要有：矿物假象，即被交代矿物的原始成分虽已被交代，但其晶矿物假象，即被交代矿物的原始成分虽已被交代，但其晶体外形仍较好保存的现象体外形仍较好保存的现象(同于变质岩中的交代假像结构同于变质岩中的交代假像结构)；幻影构造，

10、即矿物受到强烈的交代作用，原矿物颗粒的成幻影构造，即矿物受到强烈的交代作用，原矿物颗粒的成分和内部结构甚至其边缘均已消失，但其内部的包裹体或其他难分和内部结构甚至其边缘均已消失，但其内部的包裹体或其他难被交代的组分尚残存而显示原矿物的模糊轮廓，则称被交代的组分尚残存而显示原矿物的模糊轮廓，则称“幻影幻影”，如硅化如硅化鲕鲕粒、强白云化岩石中的生物骨壳等；粒、强白云化岩石中的生物骨壳等；3 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：交叉切割现象即矿物或颗粒被自形晶体或镶嵌结构的交叉切割现象即矿物或颗粒被自形晶体或镶嵌结构的晶体切割或溶（侵）蚀晶体切割或溶（侵）蚀(

11、类似于交代网格结构类似于交代网格结构)；残留的被交代矿物的包体即零星分布在新生成的交代残留的被交代矿物的包体即零星分布在新生成的交代矿物之中的被交代矿物的细小残余，残留矿物包体表示外面矿矿物之中的被交代矿物的细小残余，残留矿物包体表示外面矿物是交代矿物，被包裹的矿物是被交代矿物物是交代矿物，被包裹的矿物是被交代矿物(同于变质岩中的交同于变质岩中的交代残余结构代残余结构)。交代结构的白云石常呈晶形较好的、具环带或污浊核心交代结构的白云石常呈晶形较好的、具环带或污浊核心的菱形晶体（称亮边雾心结构），部分白云石相对集中形成的菱形晶体（称亮边雾心结构），部分白云石相对集中形成“云斑云斑”，白云石中的常

12、有方解石（，白云石中的常有方解石（石灰岩石灰岩）的残余体。）的残余体。与交代结构相伴生的，还常有一些交代构造现象，如在与交代结构相伴生的，还常有一些交代构造现象，如在部分白云化的石灰岩中，白云石菱形体常沿缝合线或裂隙发育；部分白云化的石灰岩中，白云石菱形体常沿缝合线或裂隙发育；沿岩层走向，常见白云岩与石灰岩的界限突然变化，有时这一沿岩层走向，常见白云岩与石灰岩的界限突然变化，有时这一界限还常切穿层理等。界限还常切穿层理等。3 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：v分类命名方法：分类命名方法：交代结构不发育，交代成因白云石数量少交代结构不发育，交代成因白云石

13、数量少(50%),(50%),则按石灰岩的名称主名，前加则按石灰岩的名称主名，前加“白云化白云化”为修饰；为修饰；白云化强烈，白云石数量大于白云化强烈，白云石数量大于50%50%，但原灰岩结构，但原灰岩结构残余明显可辩认者，称残余残余明显可辩认者，称残余“结构结构”灰质白云灰质白云岩；如有些白云岩是由颗粒石灰岩白云化形成的，岩；如有些白云岩是由颗粒石灰岩白云化形成的，但颗粒（但颗粒（鲕鲕粒、内碎屑等）轮廓仍清晰可见。应按粒、内碎屑等）轮廓仍清晰可见。应按照晶粒大小命名，或者加上照晶粒大小命名，或者加上“残余残余”修饰语，如残修饰语，如残余颗粒石灰岩、残余碎屑云岩等。余颗粒石灰岩、残余碎屑云岩等

14、。交代作用十分强烈，无残余结构者，按晶粒白云岩交代作用十分强烈，无残余结构者，按晶粒白云岩命名。命名。3 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：3 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：白云石交代砾屑和砂屑，徐州，上寒武统，（）白云石交代砾屑和砂屑，徐州，上寒武统，（）34343 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：白云石交代棘皮动物屑，徐州，上寒武统，（）白云石交代棘皮动物屑，徐州，上寒武统，（）34343 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：白

15、云石交代鲕粒，鲕粒全部被白云石取代，粒间未白白云石交代鲕粒，鲕粒全部被白云石取代，粒间未白云石化，徐州，上寒武统，（）云石化，徐州，上寒武统，（）34343 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：云斑，白云石交代泥晶灰岩，白云石呈斑块状富集，云斑，白云石交代泥晶灰岩，白云石呈斑块状富集，即所谓的即所谓的“豹皮状豹皮状”，徐州，上寒武统，直拍，徐州，上寒武统，直拍，12123 3、具有交代结构或白云化结构的白云岩：、具有交代结构或白云化结构的白云岩：第第二节白云岩的生成机理二节白云岩的生成机理 白云岩成因问题，主要是白云岩生成机理问题。白云岩成因问题，主要是白

16、云岩生成机理问题。碳碳酸酸盐盐岩岩石石学学中中最最复复杂杂、争争论论时时间间最最久久、最最难难解解决决的的问问题题之之一一。近近二二、三三十十年年来来，由由于于X X射射线线衍衍射射等等新新技技术术的的应应用用，在在现现代代碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物中中发发现现了了大大量量的的白白云云石石。通通过过这这些些正正在在形形成成的的白白云云石石的的大大量量的的实实际际观观察察和和研研究究，相相继继出出现现了了一一些些崭崭新新的的白白云云化化学学说说，这这就就为为解解决决白白云云岩岩的的成成因因问问题题提提供供了了前前提提。下下面面是是一些主要的学说或机理简述如下：一些主要的学说或机理简述如下：一、原生

17、沉淀作用一、原生沉淀作用 二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 准同生白云化作用准同生白云化作用三、渗透回流白云石化作用三、渗透回流白云石化作用四、混合水白云石化作用四、混合水白云石化作用五、调整白云石化作用五、调整白云石化作用六、控制白云石结晶的因素六、控制白云石结晶的因素 淡水白云石（化）淡水白云石（化）七、埋藏白云化作用七、埋藏白云化作用 白云岩的生成机理假说白云岩的生成机理假说 一、原生沉淀作用一、原生沉淀作用 人人们们最最关关心心的的是是在在近近代代碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物中中，是是否否有有真真正正的的原原生生白白云云石石，即即是是否否真真正正有有以以化化学学

18、沉沉淀淀的的方方式式从从水水体体中中直直接接沉沉淀淀出出来来的的白白云云石石。现现在在，常常温温常常压压的的条条件件下下，在在实实验验室室中中尚尚未未合合成成出出真真正正的的化化学学计计量量白白云云石。石。澳澳大大利利亚亚南南部部考考龙龙泻泻湖湖中中和和美美国国加加利利福福尼尼亚亚深深泉泉盐盐湖湖中中的的白白云云石石可可能能是是已已发发现现的的近近代代白白云云石石的的实实例例中中最最“过硬过硬”的原生白云岩的实例，但仍有许多疑问。的原生白云岩的实例，但仍有许多疑问。澳大利亚南部考龙泻湖中的白云石是在水很咸、澳大利亚南部考龙泻湖中的白云石是在水很咸、PHPH值很高、植物很茂盛的地方形成的。值很高

19、、植物很茂盛的地方形成的。奥尔德曼和斯金纳奥尔德曼和斯金纳（Alderman and SkinnerAlderman and Skinner，19571957）曾注意到，孤立的湖水由于慢慢下沉的细而白曾注意到，孤立的湖水由于慢慢下沉的细而白的沉淀物的影响，有时竟然变白了。的沉淀物的影响，有时竟然变白了。这种很细的白色悬浮物已被确定是高镁方解石和这种很细的白色悬浮物已被确定是高镁方解石和富钙白云石的混合物。富钙白云石的混合物。这些方解石和白云石大都不是这些方解石和白云石大都不是化学计量成分的。方解石的成分范围为化学计量成分的。方解石的成分范围为CaCa7777MgMg2323到到CaCa9393

20、MgMg2 2，白云石的成分范围为，白云石的成分范围为CaCa5050MgMg5050（化学计（化学计量的白云石）到量的白云石）到CaCa5656MgMg4444（原白云石）。（原白云石）。一、原生沉淀作用一、原生沉淀作用在美国加利福尼亚州，有一个深泉湖，面积约在美国加利福尼亚州，有一个深泉湖，面积约 1313kmkm2 2。常年的浓盐水约占湖面积的三分之二。在此湖。常年的浓盐水约占湖面积的三分之二。在此湖的底部沉积物中，广泛地分布着白云石。的底部沉积物中，广泛地分布着白云石。此白云石晶体大都小于此白云石晶体大都小于lmlm。与其共生的矿物有方。与其共生的矿物有方解石、文石、无水芒硝、石盐等，

21、这些矿物大都呈环解石、文石、无水芒硝、石盐等，这些矿物大都呈环带从湖边缘到中心分布。白云石的带从湖边缘到中心分布。白云石的1414CC年龄表明，较年龄表明，较粗的年龄较大。这些白云石的生长速度为粗的年龄较大。这些白云石的生长速度为0.050.050 009m09m千年。这一速度与其他大多数的盐类矿物的千年。这一速度与其他大多数的盐类矿物的生长速度相比，显然是太慢了。生长速度相比，显然是太慢了。内部是化学计量的白云石，其外部则是富钙的。内部是化学计量的白云石，其外部则是富钙的。这些资料都表明，是在沉积物一水界面处，通过交代这些资料都表明，是在沉积物一水界面处，通过交代作用生成的。这一交代作用所需

22、要的时间为几十年或作用生成的。这一交代作用所需要的时间为几十年或几百年。这一交代作用可称为同生交代作用或同生白几百年。这一交代作用可称为同生交代作用或同生白云化作用。云化作用。一、原生沉淀作用一、原生沉淀作用 根根据据现现代代热热带带地地区区的的波波斯斯湾湾南南岸岸及及巴巴哈哈马马地地区区的的潮潮上上带带，在在其其表表层层碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物中中正正在在进进行行着着准准同同生生的的白白云云化化交交代代作作用用而提出的机理。而提出的机理。在在波波斯斯湾湾南南岸岸潮潮上上萨萨布布哈哈（SabHaSabHa）蒸蒸发发作作用用很很强强，广广泛泛发发 育育 白白 云云 石石 化化 作作 用用。许许

23、靖靖 华华，西西 根根 撒撒 勒勒（Hsu Hsu and and Siegenthaler,1969Siegenthaler,1969）称称其其为为蒸蒸发发泵泵作作用用。他他们们认认为为海海水水是是由由于于萨萨布布哈哈潮潮上上带带蒸蒸发发泵泵作作用用，从从泻泻湖湖侧侧向向被被抽抽汲汲入入潮潮上上的的沉沉积积物物内内，通通过过强强蒸蒸发发作作用用和和石石膏膏沉沉淀淀，使使孔孔隙隙水水Mg/CaMg/Ca比比值值提提高而引起白云石化高而引起白云石化 。阿拉伯语阿拉伯语“萨巴哈萨巴哈”就是指的这种就是指的这种潮上的盐沼地潮上的盐沼地。二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 准

24、同生白云化作用准同生白云化作用 石膏的沉积使粒间水或表层积水的石膏的沉积使粒间水或表层积水的 MgMgCaCa比率大比率大大提高。正常海水的大提高。正常海水的 MaMaCaCa比率约为比率约为 3 3：1 1，而干热地，而干热地区潮上地带表层沉积物的粒间水或区潮上地带表层沉积物的粒间水或表层积水表层积水，其，其MgMgCgCg比率可达比率可达2020：1 1，甚至更高。这种高镁的粒间盐水或表层甚至更高。这种高镁的粒间盐水或表层水经常与文石颗粒相接触，将不可避免地使文石被交代，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，即使文石转变为白云石。现代潮上地带的白云被白云化，即使文石转

25、变为白云石。现代潮上地带的白云石壳就是这样生成的。石壳就是这样生成的。二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 准同生白云化作用准同生白云化作用 二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 准同生白云化作用准同生白云化作用图16-10潮上萨布哈蒸发泵白云石化机理毛细管浓缩作用或蒸发泵作用基本特色：毛细管浓缩作用或蒸发泵作用基本特色：形成条件：潮间及潮上带形成条件：潮间及潮上带(近海的暴露的地表近海的暴露的地表)；气候干燥、蒸发量大；气候干燥、蒸发量大；镁质来源：经毛细管作用由海水供应镁质来源：经毛细管作用由海水供应 交代特色：高盐度、高镁钙比的孔隙溶液就地

26、交交代特色：高盐度、高镁钙比的孔隙溶液就地交代先期沉积物；代先期沉积物；交代产物白云石晶体细小交代产物白云石晶体细小(隐、微隐、微晶晶)；不破坏原有结构与构造；常有石膏等蒸发矿物；不破坏原有结构与构造；常有石膏等蒸发矿物共生共生 二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 准同生白云化作用准同生白云化作用图图16-11 白云石化作用的渗透回流机理（据德菲斯，白云石化作用的渗透回流机理（据德菲斯，1965）三、渗透回流白云石化作用三、渗透回流白云石化作用 毛细管浓缩或蒸发泵作用形成的富镁盐水完毛细管浓缩或蒸发泵作用形成的富镁盐水完成表层沉积物白云石化后，其余部分将向下回流成表层

27、沉积物白云石化后，其余部分将向下回流渗透引起下伏碳酸钙沉积物或石灰岩白云石化渗透引起下伏碳酸钙沉积物或石灰岩白云石化 n渗透回流白云化作用的基本特征：渗透回流白云化作用的基本特征：n形成条件：气候干燥、蒸发量大；高盐高形成条件：气候干燥、蒸发量大；高盐高镁钙比溶液形成于潮间及潮上带镁钙比溶液形成于潮间及潮上带(暴露地表暴露地表)；交代作用发生于潮下带；交代作用发生于潮下带n镁质来源：经毛细管作用由海水供应镁质来源：经毛细管作用由海水供应n交代特色：高盐度、高镁钙比的孔隙溶液交代特色：高盐度、高镁钙比的孔隙溶液在重力作用下回流异地交代先期沉积物；在重力作用下回流异地交代先期沉积物；交代产物白云石

28、晶体较细小交代产物白云石晶体较细小(微晶、粉晶、微晶、粉晶、粗粉晶、粗粉晶、)（较蒸发泵作用的白云石略粗）（较蒸发泵作用的白云石略粗）；基本不破坏原有结构与构造。；基本不破坏原有结构与构造。四、混合水白云石化作用四、混合水白云石化作用 对对于于广广泛泛分分布布的的陆陆表表海海陆陆棚棚或或构构造造高高地地中中共共生生的的白白云云岩岩，其其中中没没有有蒸蒸发发矿矿物物或或蒸蒸发发岩岩，也也缺缺乏乏潮潮上上标标志志，用用高高镁镁钙钙比比率率的的超超盐盐度度卤卤水水的的白白云云石石化化模模式式不能解释。不能解释。巴巴迪迪奥奥扎扎曼曼尼尼（Badiozamani,1973Badiozamani,1973

29、）提提出出了了大气淡水和海水混合的白云石化作用机理。大气淡水和海水混合的白云石化作用机理。根根据据实实验验（图图16-1216-12）15%30%15%30%的的海海水水与与地地下下淡淡水水混混合合，将将会会使使方方解解石石不不饱饱和和，而而对对白白云云石石则则会会增增强强其其饱饱和和度度，这这样样在在盐盐度度降降低低而而Mg/CaMg/Ca比比值值乃乃保保持不变的情况下也可以引起白云石化作用（持不变的情况下也可以引起白云石化作用（图图4 4）。）。图图16-12 地下水与海水的混合液对方解石和白云石的饱和程度的影响（据巴迪奥札曼尼，地下水与海水的混合液对方解石和白云石的饱和程度的影响（据巴迪

30、奥札曼尼，1973）请请注注意意:5%的的海海水水与与95%的的地地下下水水的的混混合合液液，对对白白云云石石已已饱饱和和了了，但但对对方方解解石石则则不不饱饱和和；30%的的海海水水与与70%的的地地下下水水的的混混合合液液，对对白白云云石石已已过过饱饱和和许许多多倍倍，但但对对方方解解石石仍仍不不饱饱和和。因因此此，在在海海水水为为530%的的混混合合液液中中，将将发发生生方方解解石石被被白白云云石交代，即白云石作用。海水为平均海水。地下水为墨西哥尤卡坦的地下水。石交代，即白云石作用。海水为平均海水。地下水为墨西哥尤卡坦的地下水。图图4 4 美国威斯康星中奥陶统米林段的白云化作用示意图美国

31、威斯康星中奥陶统米林段的白云化作用示意图（据巴迪奥札曼尼，（据巴迪奥札曼尼，19731973）此此图图表表示示在在威威斯斯康康星星背背斜斜，在在岩岩石石出出露露水水面面以以后后，淡淡水水透透镜镜体体及及其其下下伏伏的的半半咸咸水水带带的的位位置置，混混合合白白云云化化作作用用就就在在此此透透镜镜体体以以下下的的半咸水带中进行。半咸水带中进行。混合水白云化作用的基本特色：n形成条件：潮湿多雨；地表及近地表(有雨水补充)；交代作用发生于淡水与海水的混合带(潮下带)n镁质来源：混合海水供应n交代特色：低盐度、低镁钙比的混合水孔隙溶液就地交代先期沉积物；交代产物白云石晶体较粗大(粗粉晶、细晶)；可破坏

32、原有结构与构造(受混合带控制)。五、调整白云石化作用五、调整白云石化作用 古古德德尔尔和和加加曼曼（GoodelllGoodelll and and Garman,1969Garman,1969）研研究究巴巴哈哈马马滩滩安安德德罗罗斯斯岛岛苏苏必必利利尔尔井井的的资资料料后后提提出出的的。在在大大气气水水影影响响下下，原原来来的的碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物的的成成分分（文文石石、高高镁镁方方解解石石），经经过过溶溶蚀蚀作作用用和和交交代代作作用用，在在化化学学成成分分或或矿矿物物成成分分上上进进行行重重新新组组合合或调整，使原来的碳酸盐沉积物发生白云石化。或调整，使原来的碳酸盐沉积物发生白云石化

33、。调整白云化作用的基本特色：n形成条件：潮湿多雨；地表及近地表(有雨水补充，周期性抬升更有利)；交代作用发生于淡水下渗过程中(潮下带)n镁质来源：先期沉积物中的镁质n交代特色：低盐度、低镁钙比的孔隙溶液下渗交代先期沉积物；交代产物白云石晶体较粗大(粗粉晶、细晶)；可破坏原有结构与构造(受混合带控制);常周期性交互产出。控制白云石结晶的因素：福克和兰德（控制白云石结晶的因素：福克和兰德（Folk Folk and Landand Land，19751975）在对各种环境中的白云石结晶）在对各种环境中的白云石结晶作用进行研究之后，提出控制白云石结晶作用的主作用进行研究之后，提出控制白云石结晶作用的

34、主要因素为溶液的要因素为溶液的MgMgCaCa比率、盐度和结晶速度。比率、盐度和结晶速度。v1 1、白云石是一种高度有序而很难形成的矿物，、白云石是一种高度有序而很难形成的矿物，因此结晶速度快、盐度较高和因此结晶速度快、盐度较高和MgMgCa Ca 比较大不利比较大不利于白云石形成。于白云石形成。六、控制白云石结晶的因素六、控制白云石结晶的因素 淡水白云石（化）淡水白云石（化）例如，在蒸发条件下，虽然有高浓度的例如，在蒸发条件下，虽然有高浓度的CaCa2+2+,MgMg2+2+,CO3,CO32 2一一离子，即难以结晶成对晶格构造要求离子，即难以结晶成对晶格构造要求严格的白云石，而形成晶格构造

35、较简单的文石。只严格的白云石，而形成晶格构造较简单的文石。只有在盐度很高的溶液中，有在盐度很高的溶液中，MgMg，CaCa比率也很高，才比率也很高，才有可能形成不大有序的富钙的有可能形成不大有序的富钙的原白云石原白云石。v2 2、低盐度、低结晶速率有利于白云石的形成，、低盐度、低结晶速率有利于白云石的形成，即使即使Mg/CaMg/Ca比很低，也可形成化学计量的高度有比很低，也可形成化学计量的高度有序的白云石。（淡水白云石的形成条件）序的白云石。（淡水白云石的形成条件）福克和兰德指出，在变盐度的环境中，在淡水福克和兰德指出，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和海

36、水的混合带中，以及在其他淡化或淡水作用的环境中（如大气水作用下的碳酸盐岩的孔隙、洞穴环境中（如大气水作用下的碳酸盐岩的孔隙、洞穴或裂缝中等），都可以形成白云石，溶液的或裂缝中等），都可以形成白云石，溶液的 MgMgCaCa比率只要近于比率只要近于1 1：1 1即可。这样形成的白云石称即可。这样形成的白云石称为为“淡水白云石淡水白云石”。即是说在多种盐度和较大的即是说在多种盐度和较大的Mg/CaMg/Ca比值范围比值范围内，当结晶速率很低时均可形成有序的化学计量的内，当结晶速率很低时均可形成有序的化学计量的白云石。白云石。v淡水白云石特征淡水白云石特征：成分较纯，几乎不含杂质；因此，（显微镜下）

37、清洁、透明、晶形良成分较纯，几乎不含杂质；因此，（显微镜下）清洁、透明、晶形良好、晶面平整而光滑；抗酸蚀能力强。这些特征都与其结晶速度慢、干扰好、晶面平整而光滑；抗酸蚀能力强。这些特征都与其结晶速度慢、干扰杂质少、组成离子排列高度有序、晶格发育良好和稳定有关。杂质少、组成离子排列高度有序、晶格发育良好和稳定有关。从已经掌握到的一些实际资料看，这种淡水白云石是广泛存在的。这从已经掌握到的一些实际资料看，这种淡水白云石是广泛存在的。这是真正的原生白云石，但是这种原生白云石却不具地层学意义，即它们不是真正的原生白云石，但是这种原生白云石却不具地层学意义，即它们不能形成一定的沉积岩层或地层单位。能形成

38、一定的沉积岩层或地层单位。其实，淡水白云石的生成机理和混合白云化作用的机理在实质上是一其实，淡水白云石的生成机理和混合白云化作用的机理在实质上是一致的。这一机理的出现，使白云石或白云岩生成机理的理论又向前推进了致的。这一机理的出现，使白云石或白云岩生成机理的理论又向前推进了一大步。从盐水白云石到淡水白云石这一发展过程，是现代碳酸盐岩岩石一大步。从盐水白云石到淡水白云石这一发展过程，是现代碳酸盐岩岩石学中关于白云化作用学说的又一重大进展。这并不是后者否定前者的进展，学中关于白云化作用学说的又一重大进展。这并不是后者否定前者的进展，而是后者补充和发展了前者，从而使白云化学说的理论更加全面和完善了。

39、而是后者补充和发展了前者，从而使白云化学说的理论更加全面和完善了。1 1、实验和观察表明，、实验和观察表明，在埋藏和较高温度条件下，在埋藏和较高温度条件下，即在沉积后作用阶段可以形成白云石，这种白云石的即在沉积后作用阶段可以形成白云石，这种白云石的形成作用即埋藏白云化作用。形成作用即埋藏白云化作用。2 2、形成条件及特色：、形成条件及特色：埋藏在地下较深处，温度埋藏在地下较深处，温度较高较高(100(100左右及以上左右及以上)；以自生矿物及胶结物形式；以自生矿物及胶结物形式产出，晶形较好；白云石常富含产出，晶形较好；白云石常富含FeFe，甚至可以是铁白甚至可以是铁白云石；镁离子来自邻近的页岩

40、及地层内部富矿物。云石；镁离子来自邻近的页岩及地层内部富矿物。用这种机理可以解释一些既无浓缩海水标志也用这种机理可以解释一些既无浓缩海水标志也无混合水标志的白云岩。无混合水标志的白云岩。七、埋藏白云化作用七、埋藏白云化作用1 1、玄武岩淋滤白云化作用：、玄武岩淋滤白云化作用：是金振奎、冯增昭（是金振奎、冯增昭（19991999）在研究滇东下二叠统）在研究滇东下二叠统中的白云岩时提出来的。在这个地区的下二叠统中，中的白云岩时提出来的。在这个地区的下二叠统中，白云岩的分布受巨厚的上二叠统峨眉山玄武岩分布的白云岩的分布受巨厚的上二叠统峨眉山玄武岩分布的控制，而且白云石中富含铁。因此认为是富含铁镁的控

41、制，而且白云石中富含铁。因此认为是富含铁镁的玄武岩遭受淡水淋滤后释放出大量镁离子从而使下伏玄武岩遭受淡水淋滤后释放出大量镁离子从而使下伏的石灰岩白云化。的石灰岩白云化。形成条件及特征：灰岩与玄武岩间互或相邻；有形成条件及特征：灰岩与玄武岩间互或相邻；有暴露或淡水补给条件；镁离子来自玄武岩层；白云石暴露或淡水补给条件；镁离子来自玄武岩层；白云石富铁。富铁。八、其他白云化机理八、其他白云化机理 2 2、正常海水白云化：、正常海水白云化：根据现代深海沉积物中发现了一些白云石。显然根据现代深海沉积物中发现了一些白云石。显然这种白云石既不可能是蒸发浓缩海水白云化的产物，这种白云石既不可能是蒸发浓缩海水白

42、云化的产物，也不会是混合水或深埋藏白云化形成的，由此认为也不会是混合水或深埋藏白云化形成的，由此认为是是正常海水白云化正常海水白云化所致。所致。然而，由于大量处于正常海环境的碳酸盐沉积物然而，由于大量处于正常海环境的碳酸盐沉积物没有白云化，这种机理的可行性值得怀疑。至于深没有白云化，这种机理的可行性值得怀疑。至于深海中发现的白云石有可能是风搬运而来的。海中发现的白云石有可能是风搬运而来的。3 3、热液白云化作用：、热液白云化作用：在岩浆期后溶液或深成地下水的热水溶液中，在岩浆期后溶液或深成地下水的热水溶液中，以及在变质作用中，也都可以形成白云石，这种与以及在变质作用中，也都可以形成白云石，这种

43、与地下热液及变质作用有关的白云石的形成即热液白地下热液及变质作用有关的白云石的形成即热液白云化作用。云化作用。形成条件及特征：与地下深部的热活动有关；形成条件及特征：与地下深部的热活动有关；白云石（化）的分布明显受断裂或受侵入岩体的控白云石（化）的分布明显受断裂或受侵入岩体的控制（位于其附近）；常与多种金属矿物共生或有多制（位于其附近）；常与多种金属矿物共生或有多种矿物的交代蚀变作用；晶体形完好或出现畸形白种矿物的交代蚀变作用；晶体形完好或出现畸形白云石。云石。显然这种白云石化已不完全属沉积白云石的范显然这种白云石化已不完全属沉积白云石的范畴了。畴了。第三节白云岩的成因类型第三节白云岩的成因类

44、型 根根据据白白云云岩岩的的生生成成机机理理，从从成成因因上上首首先先可可把把白白云云岩岩划划分分为为原原生生白白云云岩岩和和次次生白云岩两大类。生白云岩两大类。是指以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀而是指以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀而成的白云岩。从理论上讲，这种白云岩或白云石成的白云岩。从理论上讲，这种白云岩或白云石沉积物是应当存在的；但是，到目前为止，还没沉积物是应当存在的；但是，到目前为止，还没有找到一个过硬的无争论的现代沉积的实例，来有找到一个过硬的无争论的现代沉积的实例，来证明这种白云岩或白云石成因类型的确实存在；证明这种白云岩或白云石成因类型的确实存在；澳大利亚南部考龙泻湖及美国

45、加利福尼亚深泉盐澳大利亚南部考龙泻湖及美国加利福尼亚深泉盐湖的白云石，可能属此成因类型，但也更可能属湖的白云石，可能属此成因类型，但也更可能属同生白云岩类型。同生白云岩类型。在地质历史时期（震旦纪寒武纪）有大量白在地质历史时期（震旦纪寒武纪）有大量白云岩分布，可能有较多原生白云岩分布。云岩分布，可能有较多原生白云岩分布。（一）原生白云岩（一）原生白云岩 指一切非原生沉淀作用生成的白云岩，即指一指一切非原生沉淀作用生成的白云岩，即指一切由交代作用或白云化作用生成的白云岩。切由交代作用或白云化作用生成的白云岩。再再分分为为同同生生白白云云岩岩、准准同同生生白白云云岩岩、成成岩岩白白云云岩、后生白云

46、岩等成因类型。岩、后生白云岩等成因类型。（二）次生白云岩（二）次生白云岩 是指刚沉积的碳酸钙沉积物，是指刚沉积的碳酸钙沉积物，在沉积环境中，而且还仍然在其在沉积环境中，而且还仍然在其沉积水体的影响下，在沉积物一沉积水体的影响下，在沉积物一水界面处，通过交代作用或白云水界面处，通过交代作用或白云化作用所生成的白云岩。化作用所生成的白云岩。1 1、同生白云岩、同生白云岩 是是指指沉沉积积不不久久的的碳碳酸酸钙钙沉沉积积物物，虽虽然然其其沉沉积积环环境境的的条条件件并并未未变变化化，但但它它已已基基本本上上脱脱离离了了其其沉沉积积的的水水体体，已已基基本本上上不不再再受受其其沉沉积积水水体体的的影影

47、响响，通通过过交交代代作作用用或或白白云云化化作作用用而而生生成成的的白白云云岩岩潮潮上上带带毛毛细细管管浓浓缩缩作作用用或或蒸蒸发发泵泵作作用用所所形形成成的的白白云云岩岩，就就是典型的准同生白云岩。是典型的准同生白云岩。准准同同生生白白云云岩岩的的特特征征是是：晶晶粒粒微微小小，常常为为泥泥粉粉晶晶；常常含含粘粘土土等等陆陆源源物物质质而而呈呈土土黄黄或或浅浅黄黄色色；多多薄薄层层状状或或页页状状层层，层层理理甚甚至至纹纹理理发发育育；常常含含层层状状或或波波状状叠叠层层石石，有有时时也也有有短短往往状状叠叠层层石石，常具鸟眼构造，常含石膏或与石膏互层等。常具鸟眼构造，常含石膏或与石膏互层

48、等。2、准同生白云岩 是是指指碳碳酸酸钙钙沉沉积积物物在在其其成成岩岩作作用用过过程程中中由由交交代代作作用用或或白白云云化化作作用用所所生生成成的的白白云云岩岩。回回流流渗渗透透白白云云化化作作用用、混混合合水水白白云云化化作作用用、埋埋藏藏白白云云化化作作用用以以及及调调整整白云化作用所形成的白云岩，大都属此类型。白云化作用所形成的白云岩，大都属此类型。3 3、成岩白云岩、成岩白云岩 是是指指在在石石灰灰岩岩形形成成以以后后，由由交交代代作作用用或或白白云云化化作作用用生生成成的的白白云云岩岩。回回流流渗渗透透白白云云化化作作用用、混混合合白白云云化化作作用用、调调整整白白云云化化作作用用

49、也也可可形形成成后后生生白白云云岩岩；而而热热液液作用和变质作用生成的白云岩，更是后生白云岩作用和变质作用生成的白云岩，更是后生白云岩5、其它类型和术语 碎碎屑屑白白云云岩岩、生生物物白白云云岩岩、化化学学白白云云岩岩、风风化化作用白云岩、地层白云岩、构造白云岩作用白云岩、地层白云岩、构造白云岩 4 4后生白云岩后生白云岩本章小结本章小结1 1、白云岩的分类与命名与其结构特征的、白云岩的分类与命名与其结构特征的不同而有较大差异：不同而有较大差异：具粒屑结构和生物骨架结构者，按石灰具粒屑结构和生物骨架结构者，按石灰岩的分类命名原则分类命名；岩的分类命名原则分类命名；具晶粒结构者按晶粒大小、形状、

50、均一具晶粒结构者按晶粒大小、形状、均一性分类命名；性分类命名；具交代结构者，当交代作用较弱时称白具交代结构者，当交代作用较弱时称白云化云化岩，当作用强烈时称残余岩，当作用强烈时称残余白云白云岩。岩。2 2、白云岩、白云岩(石石)的成因机理相当复杂，有原生的成因机理相当复杂，有原生沉积成因；毛细管浓缩作用沉积成因；毛细管浓缩作用(准同生白云化准同生白云化作用作用)；回流渗透白云化作用；混合水白云；回流渗透白云化作用；混合水白云化作用；调整白云化作用；淡水白云石化作用；调整白云化作用；淡水白云石(化化作用作用)；埋藏白云化作用等多种类型。注意；埋藏白云化作用等多种类型。注意其形成条件与特征。其形成