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碳酸盐岩及其它岩类地质学基础课程

课程概述课程目标掌握碳酸盐岩及相关岩类知识主要内容碳酸盐岩基础、分类、成因与应用学习方法

第一部分：碳酸盐岩基础知识定义以碳酸盐矿物为主要成分的沉积岩重要性重要油气储层与工业原料分布

碳酸盐岩的定义主要成分碳酸盐矿物含量超过50%的沉积岩石灰岩以方解石为主要成分白云岩

碳酸盐岩的地质分布1前寒武纪最早微生物碳酸盐岩出现2古生代广泛分布的浅海碳酸盐岩3中生代大型碳酸盐台地发展4新生代至今现代珊瑚礁与碳酸盐沉积

碳酸盐岩的经济价值油气储层全球60%油气藏于碳酸盐岩中建筑材料水泥、石灰和建筑石材工业原料冶金、化工和农业用途

第二部分：碳酸盐岩的矿物组成方解石最常见碳酸盐矿物白云石第二常见碳酸盐矿物非碳酸盐矿物石英、粘土等常见杂质

主要碳酸盐矿物方解石（CaCO?）三方晶系摩氏硬度3与稀盐酸强烈反应文石（CaCO?）斜方晶系为方解石的同质异构现代海洋生物壳体常见白云石（CaMg(CO?)?）三方晶系摩氏硬度3.5-4与冷稀盐酸反应缓慢

次要碳酸盐矿物2.5-4菱铁矿（FeCO?）摩氏硬度，黄褐色矿物3.5-4菱锰矿（MnCO?）摩氏硬度，粉红至棕色4-4.5菱镁矿（MgCO?）摩氏硬度，白色至黄色

非碳酸盐矿物石英最常见非碳酸盐矿物粘土矿物常作为沉积物带入长石陆源碎屑成分

碳酸盐岩的化学成分钙氧碳镁硅其他

碳酸盐岩的同位素特征碳同位素（δ13C）反映有机质输入和生产力氧同位素（δ1?O）反映温度和盐度变化锶同位素（??Sr/??Sr）反映岩石源区信息

第三部分：碳酸盐岩的结构组分

颗粒（粒屑）定义大于20微米的碳酸盐颗粒主要类型鲕粒、生物碎屑、内碎屑等形成条件水动力条件较强环境识别特征粒度、分选性、磨圆度

内碎屑1定义同沉积盆地内形成的岩屑2成因干裂、风暴侵蚀或生物活动3识别特征大小不等的碳酸盐岩角砾

鲕粒核心形成细小颗粒作为鲕粒核心包壳生长碳酸盐层层包裹核心滚动磨蚀水动力条件下不断滚动鲕粒成型形成同心圆层状结构4

生物碎屑腕足类壳体通常呈双凸镜状苔藓虫群体生活的小型生物有孔虫单细胞生物，具复杂房室

泥（灰泥）1定义小于20微米的碳酸盐颗粒2成因机制生物作用破碎3化学沉淀海水中直接沉淀4微生物作用微生物诱导沉淀

胶结物纤状胶结物早期成岩阶段形成垂直于孔隙壁生长等厚环边胶结物淡水环境典型特征均匀包裹颗粒锯齿状胶结物晚期成岩产物填充剩余孔隙

第四部分：碳酸盐岩的分类成分分类基于矿物组成划分结构分类基于结构组分关系划分成因分类基于形成机制划分

成分分类方解石白云石石英粘土矿物其他

结构成因分类Folk分类法基于灰泥与颗粒比例注重组分特性Dunham分类法基于颗粒支撑关系注重沉积构造

Folk分类法详解

Dunham分类法详解泥岩颗粒＜10%2泥支持砂岩颗粒＞10%，泥支持3颗粒支持砂岩颗粒支持，含泥4粒岩颗粒支持，无泥5粘结岩生物原位粘结

其他分类方法两级分类主岩石名+修饰词三级分类成因+结构+成分实际应用结合多种方法的综合分类

第五部分：碳酸盐岩的沉积环境浅水环境碳酸盐台地、潮坪、礁深水环境斜坡、盆地特殊环境蒸发潟湖、淡水湖

碳酸盐台地环境1内台地低能潟湖环境2台地边缘高能砂坝和礁环境3台地坡向深水过渡区域

潮坪环境潮下带常年被水覆盖1潮间带周期性暴露2潮上带仅高潮时被淹没3

礁环境礁核生物建造的主体结构礁前面向开阔海域的高能区礁后背向开阔海域的低能区

深水碳酸盐环境1陆架边缘水深200米左右2斜坡水深200-2000米3深水盆地水深2000米

蒸发盐环境浅水潟湖与海水有限交换蒸发浓缩蒸发率大于补给率矿物沉淀碳酸盐-石膏-卤石序列

第六部分：碳酸盐岩的成岩作用1早期成岩作用海底或近地表环境2埋藏成岩作用深埋条件下发生3抬升成岩作用构造抬升后的改造

早期成岩作用海底胶结作用纤状方解石胶结形成硬底生物扰动作用底栖生物搅动沉积物破坏原始层理微生物作用促进碳酸盐矿物沉淀参与有机质降解

埋藏成岩作用压实作用孔隙减少，颗粒接触增加溶解作用选择性溶解不稳定矿物再沉淀作用孔隙中形成新矿物

白云石化作用

硅化作用硅源生物源硅质壳体溶解溶解pH变化导致SiO?溶解迁移孔隙流体中运移沉淀形成燧石结核或硅化带

第七部分：碳酸盐岩储层

碳酸盐岩储层类型孔隙型原始或次生孔隙发育裂缝型构造或成岩裂缝发育溶洞型大型溶蚀空间混合型多种类型储层共存

储层物性特征1-35%孔隙度储层空间占总体积百分比0.1-5000mD渗透率流体通过能力5-9非均质性系数物性变化指数

碳酸盐岩储层改造酸化酸液溶解碳酸盐岩形成溶蚀通道压裂高压液体破裂岩石形成人工裂缝复合工艺酸化压裂结合最大化改善储层性能

第八部分：碳酸盐岩地层对比岩性对比基于岩石特征追踪生物地层对比利用化石组合确定年代测井对比井间物性曲线对比

地层对比方法岩性对比识别标志层、关键岩性特征生物地