藻类生活需要一个温暖浅水清洁透光的环 境。海水浑浊，不仅妨碍光合作用，阻止钙藻 的生长，悬浮的粘土还可以堵塞许多底栖无脊 椎动物的摄食器官，使它们不能繁衍，也妨碍 了大量碳酸盐颗粒的产生。海水太深，阳光不 足，氧气不够，对藻类和底栖无脊椎动物生长 都不利；水压大，溶CO2多，CaCO3不饱和， 因此深水不会有大量碳酸盐直接产生，而深水 碳酸盐沉积物主要靠海水表层浮游生物（颗石 藻、有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区漂运来 的灰泥或粉屑提供。
化石碳酸盐岩微相
• • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 绪论 现代碳酸盐岩沉积学简介 化石及化石碎片的薄片鉴定方法 造岩钙质藻类化石的薄片鉴定特征 钙质动物化石的薄片鉴定特征 化石组合及其生态环境意义 碳酸盐岩微相研究
第二章 现代碳酸盐岩沉积学简介
• 简要回顾现代碳酸盐沉积学主要理论，阐 明本课程在其中的位置和作用，为后续学 习提供必要背景知识。主要包括碳酸盐沉 积机理（强调生物在其中的作用）、碳酸 盐颗粒类型、碳酸盐岩成因分类及常见碳 酸盐沉积相模式（及台地类型）等。
Байду номын сангаас
–粪球粒(fecal pellet)
• 卵形或椭球形，分选很好，有机质含量较高。蠕虫、 软体动物等，低能环境产物。
– 并不是所有的球粒都是粪球粒
5、变形粒
– 先期形成的颗粒在成岩后生作用阶段，在压溶作用 或其它力学作用的影响下发生变形。
• 变形程度弱时，可看出它们与原始颗粒之间的关系，可 以原颗粒命名，如变形内碎屑、变形鲕粒等； • 变形程度强时，看不出它们与原始颗粒的关系，笼统叫 “变形颗粒”或“异形粒”。
• • • • • • 一、颗 粒 二、泥 三、胶结物 四、晶粒 五、生物格架
六、孔隙
碳酸盐颗粒
• 在沉积地区或沉积环境内形成的碳酸盐成分颗粒。 • 也叫异化颗粒（allochem）：由异常化学作用所 形成的颗粒或组分。 • 成因：化学、机械、生物、综合（生物化学、生 物机械） • 分类：
生物碎屑颗粒：生物化石碎片 非生物碎屑颗粒：内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒等 非骨骼颗粒：包覆颗粒、球粒、凝聚颗粒和内碎屑及外碎屑
如果在这些地带，持续地保持强到中 等的水运动，而又有碳酸钙过饱和海水不 断产生，这就使得正常盐度的造礁生物不 能繁衍，而海底碳酸钙的加积作用及胶结 作用，水体中的颗粒包壳作用等明显，可 以产生被亮晶胶结的鲕粒、砂屑、球粒、 团块、核形石及生物砂等沉积物。
在障壁礁或砂堤之后，水的循环受到 限制，出现泻湖及潮坪环境。如果气候炎 热干燥，由于蒸发作用使泻湖水的盐度不 断升高，最初产生CaCO3（文石）的化学沉 淀。进一步咸化就会出现白云岩及膏盐沉 积，生物很贫乏，仅有某些广盐性生物。 如果气候比较潮湿炎热，泻湖水的盐度变 化不大，可出现大量绿藻、钙质海绵、苔 藓虫及腕足类等生物，为碳酸盐沉积提供 大量颗粒。
碳酸盐沉积物主要是生物成因的，其中有 些生物能适应较高水能环境，甚至具有抗浪的 生态本能，它们能在高能环境下就地生长聚集 成为礁体。在高能带，由于向岸风及潮汐作用 ，使波浪搅动及海水压力变化，沿着斜坡上升 来的深部海水，温度剧然升高，水压降低， CO2 迅速释放，促进了 CaCO3 大量沉淀，同时 从深水还带来大量其它养料，有利于造礁生物 的发育生长。所以在沿岸高能带常形成岸礁， 在滨外或陆棚边缘高能带常出现堤礁或堡礁。
1、生物在碳酸盐沉积中具有重要作用 2、水动力条件对碳酸盐沉积具有控制作用 3、碳酸盐沉积基本上在原地形成 4、碳酸盐沉积主要形成与温暖、清洁、透光 的浅水环境 5、碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受控制
•碳酸盐岩主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成。
白云石
方解石
白云石
方解石
二、碳酸盐岩的结构组分
变形鲕
• 压溶鲕：压力下变形破裂，局部压溶，常与 缝合线形成有关
具缝合线边 缘的压溶鲕
压溶鲕
• 单晶鲕、多晶鲕
• 重结晶作用导致核心和同心层消失 • 早期淋滤，后期被结晶充填，保留了鲕的外膜
单晶鲕、多晶鲕
• 负鲕（空心鲕）——鲕粒内溶蚀孔隙
–核心或同心层大部或全部被溶蚀，只剩外壳层
鲕内溶孔
鲕内溶孔
竹叶状砾屑 1．内碎屑
砂屑
粉屑
2、鲕粒及藻灰结核
藻灰 结核
（1）
• 鲕粒
–是指具有核心和同心层结构的球状颗粒。
鲕粒
–多在2－0.05mm之间
• 藻灰结核
–核心及同心层都不太规则，有藻参与形成，滚动、悬浮均有。通 常较大，大于2mm.
同心鲕
偏心鲕
椭球鲕
复鲕
表皮鲕
放射鲕
–变形鲕：同生期水底部水流冲刷或拖曳变形而成
石 灰 岩 的 结 构 成 因 分 类
在1957年以前，科学先贤们根据组成灰岩的方解石 在地表环境中是不稳定的矿物，从而认为灰岩是深 水化学沉积的产物，总结出以下错误的沉积模式：
砾岩
砂岩
泥岩
灰岩
一、碳酸盐沉积机理
现代海洋碳酸盐沉积主要分布于赤道南北 30o的温暖浅海地带。在这些地带钙藻大量繁殖， 珊瑚礁发育，局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状 团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。 而在南北纬40o之间的深海盆地底部，有大量浮 游生物碳酸盐沉积。这些现代海相碳酸盐产出 环境，不仅是温暖浅水，而且是清水环境，没 有大量细碎屑沉积物的注入。
• 1.特征
–粗大(>0.005mm)，以结晶状态产出
–洁净、明亮→亮晶 –产出方式具有世代现象
• 第一世代：栉壳、马牙状 • 第二世代：嵌晶粒状
• 2. 亮晶胶结物与灰泥的本质区别 – 晶体大小：亮晶大，灰泥小
---成因不同
– 干净与否：亮晶干净明亮，灰泥较为污浊 – 含量：亮晶<50%，灰泥0～100% – 形成时期：亮晶——成岩阶段；灰泥——沉积阶段 – 分布状况：亮晶常具栉壳状结构，灰泥绝无此结构
Carbonate Factory
Decreases Basin Slope Platform Margin Platform Interior Patch Reef Tidal Flats
Carbonate production
Euphotic Zone
Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992)
Euphotic Zone
Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992)
25 Km
Direction of sediment transport
Chemical precipitates: ooids
在潮坪地带由于间歇性的潮汐泛滥 及陆上暴露干涸，形成白云岩以及鸟眼、 干裂、纹层、膏盐晶体假象等沉积构造。 在热带多雨地区，潮间坪沉积物里出现淡 水透镜体，造成富含半咸水植物的沼泽， 或出现微喀斯特地貌，沉淀结壳状淡水方 解石等。
Carbonate Factory
碳酸盐岩工厂
碳酸盐沉积的核心地区
25 Km
Direction of sediment transport
Planktonic foramnifera (Globerginid)
Coccospheres
Coccoliths
碳酸盐沉积的基本规律
绝大多数碳酸盐是在浅水的海洋环境中 形成的，其沉积作用过程主要受化学及生物 化学条件的控制。
• 灰泥：方解石成分，也称“微晶方解石泥” • 云泥：白云石成分，多为交代灰泥产物 泥
颗粒
–成因
–机械破碎 –化学沉淀：现代海洋中的针状文石泥 –生物成因：生物死亡分解 • 要区分它们 困难 胶结物
三、胶结物
–以化学沉淀方式沉淀、结晶于碳酸盐颗粒之间的方 解石或其它矿物。与砂岩中的胶结物类似。
• 亮晶方解石/亮晶方解石胶结物/亮晶＝淀晶方解石/淀晶 方解石胶结物/淀晶
Worldwide Distribution of Carbonates
40° 30° 20° 0° 20° 30° 40°
Reefs Shelf carbonate
Wilson (1975)
QAd2398c
现代热带浅海能产生这样的碳酸钙，还 和藻类活动有关。热带浅海小于10-15米水深 的海域，所产生的CaCO3比深陆缘海每单位 面积的CaCO3多几倍。主要与这一水域的绿 藻及蓝绿藻特别丰富有关。由于藻类的光合 作用，从海水中吸收大量 CO2，从而促使海 水中的CaCO3过饱和，沉淀出文石质灰泥来， 而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主 要供给者。因此藻类繁生可以提供大量碳酸 盐沉积物。
藻 鲕
包覆颗粒
• 分为核形石和鲕粒。 • 原生沉淀鲕粒可分 为：真鲕、薄皮鲕、 复鲕。 • 核形石又叫藻包粒， 其壳纹层可分为： 泥晶纹层状、凝块 状纹层、含生物的 纹层、藻丝纹层和 复合型纹层。
3、藻粒
–藻鲕
• 与藻有关而形成的鲕
–藻灰结核
• 蓝绿藻分泌的粘液围绕核心一边粘结碳酸盐沉积物，一 边在水动力下搬运沉积，形成不规则的同心增长层。
在开阔海陆棚浅水地带的滨岸高能带或滨 外高能带，由于波浪（包括潮汐）及其伴生的 沿岸流、底流作用，使碳酸盐沉积物发生簸选， 将其中的细屑碳酸盐物质带走，而留下各种砂 砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、 沿岸砂坝及砂咀，或滨外砂堤及砂洲、潮汐三 角洲及潮汐砂坝等，从浅水陆棚高能带簸选出 来的细屑碳酸盐物质（即灰泥、粉屑）堆积在 陆棚边缘或障壁砂坝前缘的较深水盆地区以及 障壁后的泻湖及潮坪区。
Carbonate Factory
Biological