白云岩与白云石化作用培训讲义.ppt

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1、白云岩及白云石化作用西南石油学院主讲人方少仙9/19/20211白云石化作用及其形成的白云岩白云石化作用模式黔桂地区白云岩成因模式白云石化白云岩的交代标志黔桂地区泥盆系、石炭系细-粗晶白云岩的一些特殊组构原生沉积白云岩现代沉积白云岩古代沉积白云岩讲稿提纲9/19/20212白云石化作用模式1．毛细管浓缩作用（Capillaryconcentration）（费里得曼和桑德斯FriedmanandSanders，1967）在干热气侯区的潮上带，碳酸钙沉积物中的粒间水由于毛细管作用，持续受蒸发而浓缩成盐水，首先形成石膏或其

2、它盐类矿物，使海水中Ca2+减少，从而提高了水中Mg/Ca比值，其比值可大于20：1，致使与接触的文石、高镁方解石质颗粒被交代而转变为白云石。9/19/202132.蒸发泵作用（Evaporativepumping）在波斯湾南岸潮上萨布哈（SabHa）蒸发作用很强，广泛发育白云石化作用。许靖华，西根撒勒（HsuandSiegenthaler,1969）称其为蒸发泵作用。他们认为海水是由于萨布哈潮上带蒸发泵作用，从泻湖侧向被抽汲入潮上的沉积物内，通过强蒸发作用和石膏及文石沉淀，使孔隙水Mg/Ca比值提高而引起白云石化（

3、图1）。白云石化作用模式9/19/20214图1潮上萨布哈蒸发泵白云石化机理（许靖华等，1969）9/19/202153.渗透回流白云石化作用（Seepagereflux）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渗透引起下伏碳酸钙沉积物或石灰岩白云石化（图2）。白云石化作用模式9/19/20216图2白云石化作用的渗透回流机理（据德菲斯，1965）9/19/20217白云石化作用模式4.混合白云石化作用（Doragdolomitization）对于广泛分布的陆表海陆棚或构造高地

4、中共生的白云岩，其中没有蒸发矿物或蒸发岩，也缺乏潮上标志，用高镁钙比率的超盐度卤水的白云石化模式不能解释。巴迪奥扎曼尼（Badiozamani,1973）提出了大气淡水和海水混合的白云石化作用机理。根据实验（图3）5%~30%的海水与地下淡水混合，将会使方解石不饱和，而对白云石则会增强其饱和度，这样在盐度降低而Mg/Ca比值乃保持不变的情况下也可以引起白云石化作用（图4）。9/19/20218图4美国威斯康星中奥陶统米夫林段的白云化作用示意图（据巴迪奥札曼尼，1973）此图表示在威斯康星背斜，在岩石出露水面以后，淡水

5、透镜体及其下伏的半咸水带的位置，混合白云化作用就在此透镜体以下的半咸水带中进行。图3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，1973）请注意，5%的海水与95%的地下水的混合液，对白云石已饱和了，但对方解石则布饱和；30%的海水与70%的地下水的混合液，对白云石已过饱和许多倍，但对方解石仍不饱和。因此，在海水为5~30%的混合液中，将发生方解石被白云石交代，即白石作用。海水为平均海水。地下水为墨西哥尤卡坦的地下水。9/19/20219白云石化作用模式5．调整白云石化作用（Adjustme

6、ntdololitization）古德尔和加曼（GoodelllandGarman,1969）提出。在大气水影响下，原来的碳酸盐沉积物的成分（文石、高镁方解石），经过溶蚀作用和交代作用，在化学成分或矿物成分上进行重新组合或调整，使原来的碳酸盐沉积物发生白云石化。9/19/202110白云石化作用模式6．埋藏压实白云石化作用模式（Burialcompactdolomitization）MattesandMonntjoy(1980)和L.S.Land(1985)提出该白云石化作用模式。根据米埃特礁周边发生白云石化推测白云

7、石化溶液是从周围地层中被挤压出的地层水进入礁体孔隙而引起的。9/19/202111白云石化作用模式7．潮汐泵汲白云石化模式（Tidalpumpingdolomitization）JoseD.Carballo(1987)对佛罗里达岛链中Sugarloaf岛全新世潮上沉积物中的白云石化作用，通过岩石学、同位素及水文资料等综合分析，认为主要是通过佛罗里达湾的正常海水的潮汐泵汲作用来完成的，而不是过去所说的蒸发泵作用产生的。有时5%~10%的海水蒸发作用和/或硫酸盐还原对加速白云石化有帮助，但这些作用并非完全必要。9/19/

8、202112白云石化作用模式根据JoseD.Carballo(1987)资料，Sugarloafkey正在发生全新世白云石化作用。富钙白云石形成在厚0.25~10cm的表层壳上。该白云石壳超覆在下覆岩溶更新世Miami鲕粒灰岩之上的薄层碳酸盐泥上。壳层放射性碳年龄范围随着白云石含量由0%至80%而相应地增加，由160年增至1420年。相对高渗透