自生沉积岩.doc

碳酸盐岩:自生碳酸盐矿物含量超过50%的沉积岩称碳酸盐岩，自生碳酸盐矿物中若一半以上为方解石称石灰岩或简称灰岩，若一半以上为白云石称白云岩或简称云岩。
1．石灰岩的一般特征
1）形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。2）颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色
3成分：——方解石//其它成分常在5%以下：粘土矿物、石英粉砂、铁 质微粒、海绿石、有机质等。——砂岩过渡的灰岩中可含较多陆源碎屑，——白云石化也可使白云石含量增加。
４）沉积构造：——常见泥裂、生痕、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线—水平层理相对常见，—纹层状层理（如交错层理,颗粒性岩石，风暴或浊流石灰岩）——多见块状层理。——叠层构造和鸟眼构造。
5）结构：—泥晶结构和各种颗粒结构为主，—生物骨架结构、粘结结构或障积结构。
—结晶结构。—叠加的交代结构。
6）成岩方式：压实和胶结为主，溶蚀、交代和重结晶等作用常见。
2．石灰岩的分类命名
1）按矿物成分划分
石灰岩中除方解石（含量＞50%）以外的其它成分超过5%时可采用这种划分法。这种划分称为三级划分，划分时各界线含量是指两种相互过渡成分之间的相对含量。
岩石类型 灰岩 含白云质灰岩 白云质灰岩
白云石含量 0 5% 25% 50%
岩石类型 灰岩 含砂灰岩 砂质灰岩
砂含量 0 5% 25% 50%
2）按结构特征划分
石灰岩的结构最能反映石灰岩的成因，按结构特征划分理所当然地成了当今主要的石灰岩划分方法而被誉为“现代石灰岩分类”。 Dunham（1962）方案，将含量界线放到次要位置而用支撑类型反映水动力条件，避免了必须统计含量才能划分岩石的不便。
—实际运用中将颗粒类型加在“颗粒”之前，如生屑颗粒泥晶灰岩、泥晶砾屑颗粒灰岩、鲕粒颗粒灰岩等等。
—原始或新鲜的泥晶大致在4μm以下，但在沉积后不久就可重结晶成微亮晶（4-10μm左右），本教材中泥晶粒度不到30μm者仍称泥晶，超过30μm者称亮晶。
—在实际工作中或在某些场合还常常使用一些泛称，如生物碎屑灰岩、砾屑（竹叶状）灰岩、鲕粒灰岩等等。
—自然界中最常见的灰岩：泥晶灰岩、生物碎屑灰岩、砾屑、砂屑灰岩、鲕粒灰岩和叠层石灰岩等。
3．石灰岩研究及成因分析
1）分析内容：— —岩石结构，其中包括颗粒类型、大小的均匀程度、泥晶基质、支撑特征以及压实（压溶）、胶结、溶蚀、交代、重结晶等。
——染色薄片现在石灰岩（和白云岩）的常规鉴定。——沉积条件分析：石灰岩对环境条件的变化反应敏感。——特殊沉积构造（如叠层构造、鸟眼构造、泥裂等）——颗粒和泥晶是衡量环境水动力条件的首要指标。 ——显微沉积特征分析又称微相分析。
2）分析的一般思路和原则。
——生屑为自形厚壁有孔虫，它形双壳和介形虫等，均为浅海底栖种类，带有明显搬运、分选特点，最有可能的沉积环境是泻湖中的较深水区。
——生屑是浮游或深海底栖生物，则可能为CCD以上深海环境）。
——生屑以正常盐度的头足、海百合为主，自形到半自形，粒度细到粗砂级，分选中等到差，磨蚀微弱，排列杂乱，未经太强物理改造说明基本为原地生物，如与含较多泥晶显示的低能条件吻合，则为较典型的滨外正常海水环境。
Support types ——无泥颗粒支撑，亮晶胶结岩石不含泥晶和高分选都说明沉积环境为高能或淘洗较强，或者发育交错层理，为浅水高能环境。——含泥颗粒支撑，如生屑以腕足、介形虫和海百合为主，多半自形到它形，粒度主要在中细砂级范围，分选好，但生屑物理改造较强，带有高能作用的特点，故生屑不是原地的沉积环境，为毗邻高能生物滩的凹地，生屑是从生物滩上搬运进来的。 ——泥晶构成，富含泥晶说明是低能环境。
4．白云岩及其成因
1)一般特征 白云岩是碳酸盐岩中的另一大类岩石，可单独产出，也可与石灰岩或砂岩等共生，或者在石灰岩中以斑块、条带形式存在。白云岩风化面常布满方向杂乱的“刀砍纹”，沉积构造则与石灰岩相仿。除前寒武纪白云岩可含结构纤细的藻细胞痕迹化石外，寒武纪和以后的白云岩一般没有化石，或者只有化石的假像。较纯的白云岩多呈结晶结构，少数呈鲕粒、内碎屑或藻粘结结构而很像相当的石灰岩，有时则与石灰岩有明显的交代关系，可在石灰岩和白云岩之间构成连续的过渡岩石系列。
2．白云石化的主要机理模式
白云石化的主要作用对象是文石、方解石等贫镁或无镁的CaCO3矿物，因此交代时必须要有充足Mg2+的供应（同时排除部分Ca2+）。两种主要的机理模式：
——(1)高盐水（浓缩海水）白云石化机理模式：在高温条件下受高盐，高镁钙比（Mg/Ca）和高pH值的浓缩海水作用所实现的白云石化，其中最重要的模式是毛细管浓缩模式，或称蒸发泵吸模式。
其白云石化机理过程是，在高温气候背景中，潮上带表层CaCO3沉积物，因急剧蒸发而脱水，紧邻的海水通过松散沉积物的毛细作用不断向这里运移补充并在这里被浓缩，文石和石膏先后晶出，Ca2+被大量消耗，剩余孔隙水的Mg/Ca比随之增高，结果就使表层沉积物被白云石化。由于这时的作用还是沉积物与海水的作用，只是该海水是稍稍离开了环境的海水，故被称为准同生作用，所形成的白云岩也被称为准同生白云岩。这种白云石化模式也被称为萨勃哈模式。典型萨勃哈白云岩鉴别标志:具浅红或浅黄等氧化色，薄层状，有时有干裂，均匀的泥晶或极细晶结构，含石膏或其假晶，无化石。另外，由于反应进行太快，所形成的白云石有序度不高，主要是富钙白云石。
——(2)混合水（Mixed water）机理模式：最早由Badiozamani（1973）在研究美国威斯康星州中奥陶统白云岩时提出。他首先用实验方法证明，含5-30%左右海水的海淡混合水对白云石过饱和而对方解石不饱和，所以，当这种混合水作用于方解石时就会引起白云石化。他用海洋中隆升岛的形式示意性地表示了这种白云岩的形成模式。海水和淡水混合还可以有许多种模式，单就混合水作用时原沉积物所处成岩阶段而言就有同生混合（如泻湖海水与大气降水或高水头地下淡水混合）、准同生混合（如潮间或潮上带孔隙海水与大气降水混合）和成岩混合（如在被埋藏但尚未完全固结、沉积物内由潜流地下淡水与潜流海水混合）等，
在混合水中交代形成的白云岩称混合水白云岩。特征：岩石一般不具氧化色（可呈灰白、灰、深灰等色），层厚不定（薄层到块状层），白云石化强度向着相邻石灰岩减弱；强交代常形成细—极细晶结构，相对较弱的交代可保留一些原石灰岩的残余；有时交代不均匀，强交代部位可受原石灰岩沉积结构或原生沉积构造的控制（大多泥晶基质交代更强，有时自生颗粒交代更强）；白云石晶体常有由杂质显示的雾心或环带，这可看成是混合水盐度高低变化的反映。晶体有序度较高。
后生白云岩：古代白云岩则是在深埋条件下形成的。这类深埋成因的白云岩常出现在石灰岩中的断层，褶曲轴部或构造裂隙系统中，有时也可在缝合线基础上发展形成，与相邻石灰岩呈突变接触或渐变过渡，其交代水溶液主要是压实水，深部地下水，也可能与上升的变质水或岩浆水有关。深埋白云石化对交代水溶液Mg/Ca的要求会随温度的升高而降低，深埋白云石化可能更容易发生。深埋白云岩均为结晶结构，大多还经历过重结晶，白云石晶体常常比较粗大，有时为铁白云石或铁白云石与普通白云石构成环带，氧化后呈褐色或因晶格被破坏而溶解成菱面体铸模孔。由于Fe3+不能进入碳酸盐晶格，所以铁白云石只能形成在还原条件，这与它的深埋成因显然是联系在一起的。
二、硅质岩
自生硅质矿物含量超过50%的沉积岩称硅质岩（Siliceous rocks）或硅岩（Slicastone），欧美国家或国际上则多统称为燧石（Chert）。
1．硅质岩的一般特征
1） 形态：主要的硅质岩均以稳定层状产出，层厚一般不大（细—中层，少数厚层）。前寒武纪的硅质岩大多与铁质岩互层，以后则多与碳酸盐岩、页岩或火山岩、火山碎屑岩互层或共生。次要却更常见的硅质岩呈结核、条带形式产在其它沉积岩内，尤其在碳酸盐岩中比较普遍。
2） 成分：—硅质矿物有三种，即蛋白石、玉髓和石英，但蛋白石较为少见，多出现在结核状硅质岩中或以硅质生物硬体形式出现在层状硅质岩中。
——硅质生物主要是硅藻、放射虫和硅质海绵（常是它的骨针）。
３）颜色：乳白、灰白、深灰、灰黑或红、黄、绿等多种颜色。露头上，差异风化常使它比共生岩石更为突出。
４）沉积构造：多为块状层理，有时可见水平纹层，偶尔有交错纹层、粒序层理或叠层构造。
５）结构：——大都为结晶结构，——层状或条带状硅质岩为颗粒结构（习惯上也称为具有生物结构，颗粒常为生物硬体、鲕粒、内碎屑或团粒）。有的层状硅质岩几乎全由生物硬体构成。 ——粘结结构（发育叠层构造的硅质岩）
6）成岩方式：主要是重结晶，它会使大多数硅质岩，特别是时代较老的硅质岩都变成粒状石英，原始沉积的特征硅质生物也会因此而变得模糊或完全被破坏。
2．硅质岩的分类命名
1）按产状划分：——层状硅质岩：以稳定层状产出
——结核或条带状硅质岩：以结核或条带状产出
2）按主要硅质矿物划分：
——蛋白石硅质岩（或蛋白岩、蛋白土）：主要由蛋白石构成。——玉髓硅质岩：主要由玉髓构成。——石英硅质岩：主要由自生石英构成
3）按结构划分：
具粘结结构：有藻纹层：叠层石硅质岩（或藻叠层硅质岩）无藻纹层：藻迹硅质岩
具生物结构：以硅藻为主：硅藻岩（或硅藻土）；以放射虫为主：放射虫岩；
以海绵骨针为主：海绵岩
具颗粒结构：颗粒为鲕粒：鲕粒硅质岩；颗粒为内碎屑：内碎屑硅质岩；颗粒为团粒：团粒硅质岩；颗粒为较零星的硅质生物：含硅藻（或放射虫、海绵骨针）硅质岩
具结晶结构：（普通）硅质岩或燧石岩
综合命名：层状藻迹硅质岩（或燧石岩）、蛋白石硅藻岩、含放射虫石英硅质岩等等
些习惯性或具特殊成因的硅质岩名称：碧玉岩、硅板岩、硅华
3．硅质岩的主要类型
——玉髓硅质岩：主要由粒状玉髓和少量纤状玉髓或蛋白石构成。——硅藻岩（或硅藻土）：主要由硅藻外壳堆积而成。——海绵岩：主要由海绵骨针构成，有时含少量放射虫。—放射虫岩：主要由放射虫构成，可含少量硅藻和海绵骨针，有时还有钙质生物（如有孔虫）。
4．硅质岩成因：实际产出的硅质岩，特别是厚度较大的硅质岩大多都是生物、原生化学沉淀和重结晶作用共同形成的。常常都是深海或半深海的，并与活动板块边缘有关。
1）生物作用：——硅藻软泥，其中硅藻最高可达70-90%。——硅藻岩（或硅藻土）可以沉积在多种环境中，但以海洋环境为主。——藻细胞燧石岩（本教材称藻迹硅质岩）。
——硅质海绵，放射虫或硅藻软泥中，一般海绵岩均可看成是深海成因。
2）原生化学沉淀成因。现代洋中脊地区有许多热水溶液活动，二氧化硅沉淀。这种成因的硅质岩在化学成分上常常以较高的铁锰含量为特征（通常认为其Al/Al+Fe+Mn的值小于0.35）并可与火山岩、放射虫岩等共生，常产在大型的大陆边缘硅镁质盆地（Ensimatic basin）或开放洋盆中。
3）硅质矿物交代：对具鲕粒、内碎屑或团粒结构的硅质岩则有原生复合沉积和石灰岩被交代形成两种不同的成因看法。