文档介绍:13白云岩2
鲕粒白云岩,鲕持细粉晶白云石组成,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,(-)×34
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鲕粒白云岩,鲕内鲕间孔隙发育,四川石柱,中寒武统,(-)×70
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2、交代作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Ca77Mg23到Ca93Mg2,白云石的成分范围为Ca50Mg50(化学计量的白云石)到Ca56Mg44(原白云石)。
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在美国加利福尼亚州,有一个深泉湖,面积约 13 km2。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。
此白云石晶体大都小于lμm。与其共生的矿物有方解石、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14C年龄表明,较粗的年龄较大。~0.09μm/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。
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云化作用。
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二、毛细管浓缩作用或蒸发泵作用
——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
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根据现代热带地区的波斯湾南岸及巴哈马地区的潮上带,在其表层碳酸盐沉积物中正在进行着准同生的白云化交代作用而提出的机理。
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(Hsu and Siegenthaler,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 。
阿拉伯语“萨巴哈”就是指的这种潮上的盐沼地。
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石膏的沉积使粒间水或表层积水的 Mg/Ca比率大大提高。正常海水的 Ma/Ca比率约为 3:1,而干热地区潮上地带表层沉积物的粒间水或表层积水,其Mg/Cg比率可达20:1,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,被白云化,即使文石转变为白云石。现代潮上地带的白云石壳就是这样生成的。
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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(近海的暴露的地表);气候干燥、蒸发量大;
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交代先期沉积物; 交代产物白云石晶体细小(隐、微晶);不破坏原有结构与构造;常有石膏等蒸发矿物共生
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图16-11 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(Seepage reflux)
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
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渗透回流白云化作用的基本特征:
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(暴露地表);交代作用发生于潮下带
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在重力作用下回流异地交代先期沉积物; 交代产物白云石晶体较细小(微晶、粉晶、粗粉晶、)(较蒸发泵作用的白云石略粗);基本不破坏原有结构与构造。
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四、混合水白云石化作用(Dorag dolomitization)
对于广泛分布的陆表海陆棚或构造高地中共生的白云岩,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16-12)15%~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)。
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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,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。
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