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  白云石为主组成的碳酸盐岩

成分

  有理论白云石、原白云石、淡水白云石和盐水白云石。①理论白云石是Ca2+、Mg2+阳离子为 1:1的有序结构的碳酸盐矿物,古代地层中白云石多属这种矿物。②原白云石是Ca2+: Mg2+>1的结构有序性较弱的白云石,主要产出于现代沉积中。它在地表条件下稳定,只有加温到200℃以上时,才能去掉晶格中多余的钙,形成理论白云石。所以,在常温常压下原白云石不容易向理论白云石转化。③淡水和低盐度地下水中缺乏离子竞争和结晶缓慢而形成的有序结构白云石。这类白云石发现于现代河流、 淡水湖泊、 洞穴沉积及土壤硬壳中。④盐水白云石是高盐水环境中 Mg2+浓度高,结晶很快时形成的Ca2+/ Mg2+<1/5或1/10的无序结构白云石。

类型

  按形成阶段分为下列3类。①同生白云岩,是沉积成岩作用早期或准同生形成的泥晶白云石组成的白云岩,组构均匀致密,粒度通常小于0.03毫米,层位稳定,发育细微层理,很少含化石,无白云石交代方解石的迹象。②成岩白云岩,是成岩过程中碳酸钙被镁离子交代而形成的岩石。白云岩多呈细晶结构,白云石约为0.1 ~0.01毫米的粒状不规则菱形晶,晶粒常呈浑浊状,含较多碳酸钙残余包体或具云雾状核心结构,常可见到白云石交代碳酸钙颗粒及生物壳体的痕迹,成岩白云岩通常为似层状、透镜状产生,与石灰岩接触界线不规整。③后生白云岩(又称次生白云岩),是已固结成岩的石灰岩再经镁离子交代而形成的白云岩。具明显不均匀的交代结构,白云石粒径粗大,而且大小不一,发育自形菱面体和环带构造。岩石多孔隙,层理不明显,仅可见残余层理构造和生物残核。后生白云岩体与周围未受白云石化的石灰岩呈突变接触关系。

成因

  白云岩成因一直是地质学中的一个难题。几乎所有人工合成白云石实验证明,只有在高于200℃温度条件下才能合成有序的理论白云石。在200~120℃间合成的大都是无序的原白云石。60年代有人认为,用提高温度、增加试剂浓度、降低反应速度的方法,可以控制白云石的结晶程度和有序性。近代沉积白云石已经在加勒比海的安德鲁斯岛、美国南部的佛罗里达湾、澳大利亚东南沿海的库隆潟湖、波斯湾南岸卡塔尔-阿布扎比潮滩等地陆续发现。近代白云石沉积物以有序性不好的原白云石为主,主要形成于0~3米的潮上带或出现在潮间和潮下带pH值大于 9以上和比正常海水盐度高5~8倍的碱化水中。从热力学平衡理论上看,不可能从海洋水中直接沉淀有序白云石,因此提出先生成CaCO3矿物,被溶液中Mg2+交代形成白云石的白云石化作用的各种理论,如渗滤回流作用、蒸发泵毛细管作用、调整白云石化作用和混合白云石化作用等理论。此外,也提出在淡水和低盐度水体中因缺乏白云石形成的竞争离子和缓慢结晶速度可以形成有序白云石的理论──淡水白云石成因说。厚度巨大的层状白云岩的成因有待进一步研究。白云岩为提炼金属镁的原料,并可用作炼铁添加剂。

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