第二章碳酸鹽巖的成巖作用本章重點：1、碳酸鹽巖的主要成巖作用類型；2、碳酸鹽巖中的孔隙；1第一節概念和基本術語本節重點：1、成巖作用概念；2、常用術語。2一、成巖作用概念

成巖作用是指沉積物在沉積后發生的任何物理或化學變化的過程（不包括可引起變質作用的過高溫高壓下的作用）。——ScholleandUlmer-Scholle,2003

成巖作用始于海底（同生或早期成巖蝕變），伴隨整個深埋過程（中期成巖蝕變），并延續至隨后的抬升階段（晚期成巖蝕變）。成巖作用可以抹去原生特征的信息，但同時也可以留下關于沉積后環境、孔隙水成分和溫度演化的重要信息。31、方解石基質的術語：（1）微晶(Micrite)：即微晶方解石。該術語同時作為碳酸鹽泥(軟泥)和由碳酸鹽泥構成的巖石(泥灰巖)的同義語使用。微晶由直徑1~4μm方解石晶體構成，可以是非生物沉淀形成或是通過較大的碳酸鹽顆粒破碎形成。微晶產生于盆地內部，極少或不顯示明顯搬運痕跡。（2）微亮晶(Microspar):

一般由微晶經過重結晶(新生變形)作用生成的5~20μm大小的方解石顆粒，也可達30μm，限于重結晶的產物，不是原生沉淀。（3）假亮晶(Pseudospar):新生變形（重結晶）形成的方解石組構，平均晶體大小超過30~50μm。二、碳酸鹽基質的定義(Folk,1965)42、白云石組構（Dolomitefabrics）的基本術語：（1）晶體規模(Crystalsizescales,Wright,1992):

微晶白云石(Dolomicrostone),晶體直徑1~4μm;微亮晶白云石(Dolomicrosparstone)，晶體直徑4~10μm;亮晶白云石(Dolosparstone):晶體直徑>10μm。（2）白云石晶體組構(Crystalfabrics，SibleyandGregg,

1987):

非面狀組構(Nonplanarfabrics)：他形晶緊密堆積。大多數呈彎曲朵狀，晶間的接觸界線為不規則鋸齒狀。少有以晶面接合者，正交偏光下具波狀消光。面狀組構(Planarfabrics)：大多數白云石為自形晶，晶體支撐式，晶間充填孔隙或其它礦物。半自形面狀(Planar-s)：大多數晶體為半自形－自形，具平直的邊界，晶體間多以晶面相接。低孔隙度，低晶間基質含量。5三、成巖作用常用術語1、膠結作用：新沉淀物質對原生或次生孔隙的充填。Folk(1965)描述碳酸鹽晶體形狀分類的術語：纖狀(Fibrous):長條形，長寬比(軸率)超過6:1;等軸粒狀(Equant):長寬比小于1.5:1;葉片狀(Bladed):長寬比介于6:1~1.5:1。6纖狀(針狀)海水膠結物部分充填有孔蟲房室。按Folk(1965)的術語，此處纖狀文石膠結物與基底的關系為“結殼”。共軸增生球粒狀生長Folk(1965)描述膠結物與基底間關系的術語：結殼(Crust)、增生(Overgrowth)及球粒狀生長(Spherulite)。結殼海膽碎片上發育分帶狀共軸生長的膠結物，經歷了早期無鐵，中期含鐵和晚期無鐵階段。無明顯核心的球粒狀生長，原生小球經過成巖增生進一步保存和擴大了放射狀組構。7膠結作用等軸狀亮晶方解石膠結放射軸－纖狀方解石膠結物，屬“結殼”。具弧形解理、波狀消光和不規則的粒間邊界特征。82、溶解作用：不穩定礦物的淋濾和溶解形成次生孔隙、溶孔或溶洞。93、交代作用：一種礦物對另外一種礦物的轉換（Inversion），或某種礦物的同質多象變體被另一種礦物取代。

交代作用的要點在于原生礦物與后續礦物間成分不同，即它們不是彼此的同質多象變體。鐵白云石交代泥晶方解石硅化的鮞粒灰巖－二氧化硅交代方解石104、重結晶或應變重結晶作用：晶體大小、應變狀態或幾何形態發生改變，而礦物類型不變。

新生變形作用“Neomorphism”：是一種礦物同自身的另一種同質多象變體間的所有成巖轉換的統稱。如文石→方解石。形成的新晶體可以比原來的大或小，形態僅有簡單的差別或者是呈現一種新的礦物種類。這是原先礦物成分不明時的基本術語。類型舉例Folk(1965)術語廣義狹義原礦物被另一種不同成分礦物取代方解石→白云石黃鐵礦等

交代作用原礦物被自身的同質多象變體取代文石泥或文石殼→方解石嵌晶變形礦物轉變成同種礦物為變形嵌晶變形方解石→未變形方解石未變形礦物改變自身的形狀、粒度或取向方解石泥或纖狀方解石→嵌晶方解石礦物溶解形成孔洞，該孔洞之后被充填異化顆粒→孔洞→方解石溶解→孔洞充填成巖礦物蝕變術語交代作用(廣義)新生變形作用相變應變重結晶作用重結晶作用(與退變重結晶)11新生變形作用微晶向微亮晶和假變晶的過渡(未形變的微晶晶體經過生長或凝聚，形成更大的晶體)。若先前的微晶為鈣質，則該成巖蝕變可稱為“重結晶作用”。若不知道原始的礦物成分，則最好稱之為“新生變形作用”。古代鮞粒灰巖中保存了針狀海水膠結物組構。原始的膠結物很可能是纖狀文石，現被新生變形成葉片狀方解石。若原始礦物成分是文石，則可稱為“新生變形作用”。12粗大潔凈的沉淀方解石晶體泥晶新生變形作用形成的假亮晶方解石微晶向微亮晶及假亮晶轉化→重結晶作用135、機械(物理)壓實作用：沉積物在負荷壓力的作用下發生的顆粒脫水、脆性或塑性變形以及顆粒的重新定向。鮞粒的壓實破碎雙殼類貝殼壓裂以及后期鐵質方解石膠結。導致碳酸鹽巖中顯著的孔隙喪失。146、化學壓實作用：沉積物在負荷壓力的作用下發生的顆粒脫水、變形或重新定向。強烈的化學壓實（壓溶）作用產生的縫合線狀溶蝕縫。157、斷裂（破裂）作用構造作用產生的微裂隙16三、成巖作用對巖石物性的影響

對巖石物性既有破壞性的也有建設性的影響。既可以降低孔隙度和滲透率，也可使其增大。

現代典型碳酸鹽沉積物、古代碳酸鹽巖地層及典型碳酸鹽巖儲層之間顯著的孔隙度差異。

現代沉積物孔隙度平均約35%~45%，顆粒灰巖可達70％，泥灰巖或白堊更高。典型的古代碳酸鹽巖孔隙度不到5％，即便是有效儲集巖的平均孔隙度也不及現代類似碳酸鹽巖孔隙度的一半。因此，了解成巖過程，抑制孔隙喪失的因素和石油運移的相對時間及與孔隙演化的關系是油氣及礦產勘探的關鍵。17第二節同生－埋藏期成巖作用本節重點：1、同生/早期海水成巖作用的特點2、同生/早期淡水成巖作用的特點2、埋藏成巖作用的特點18一、同生－早期海水成巖作用簡介：同沉積期的時間跨度：數年至數千年；孔隙流體性質：海水；對碳酸鹽沉積物的影響：可產生較復雜的組構；膠結物：文石及高鎂方解石（溫暖水體）；高鎂方解石為主（較冷海水環境，如溫帶、兩極和深海），但隨緯度增高，鎂方解石比例逐漸減少，且Mg含量降低。海水膠結作用強度及范圍：是海水中溶質供應量的函數。溶質供應取決于沉積速率和從沉積物表面進入其內部的有效途徑。沉積緩慢區，可形成顯著的海水膠結(海底硬地)；高速沉積區，主要發生在礁前或海岸環境；現代海洋水體文石的補償深度(ACD)：約1500m，超過則文石的溶解速率超過形成速率，文石不能沉淀；現代海洋方解石補償深度(CCD)：約4500m。同ACD一樣，該深度隨緯度、碳酸鹽產率和其他因素而變化，在各地質時期明顯不同。19主要成巖組構(1)生物鉆孔顆粒具有被膠結物充填的鉆孔，并形成微晶外殼（環邊/泥晶套micriteenvelopes）；(2)纖狀－葉片狀、似球粒狀或隱晶質的高鎂方解石膠結物形成的等厚殼層。隱晶質殼層由等軸的小于4μm的看似微晶的菱面體組成。現代海洋高鎂方解石和文石膠結物的常見類型纖狀網狀針晶纖狀－葉片狀環邊葡萄石與內沉積物文石質腹足動物外殼存在早期微孔和顆粒外表面的隱晶質高鎂方解石膠結物(泥晶套)。泥晶套比顆粒本身更具耐溶解性。高鎂方解石泥晶套的SEM照片20海水膠結灰巖中顆粒周邊的高鎂方解石泥晶套。殼層沿顆粒邊緣充填鉆孔，并圍繞顆粒邊緣形成隱晶質高鎂方解石膠結物殼層。灰巖中剩余粒間孔被超咸潟湖水中沉淀出的纖狀海水文石充填。(3)纖狀文石膠結物等厚結殼充填顆粒內部孔洞，也可作粒間膠結物(常見于溫暖水體的微超鹽環境和熱帶海灘巖中)；等厚結殼層現代沉積物，文石針晶膠結物構成的等厚環邊。可以觀察到纖狀晶體不規則但基本垂直于生長基底的排列方式。21(4)海水膠結的海底硬地形成區域具有選擇性，通常與磷酸鹽和海綠石膠結、生物鉆孔和動物結殼及內碎屑共生；

(5)充填孔洞的文石和高鎂方解石構成大型葡萄狀體；全新世海底硬地和海灘巖沉積。文石膠結規模大速度快，形成固化的巖石僅需數年。文石質鮞被文石膠結物完全包裹。全新統礁灰巖。仙掌藻屬顆粒灰巖被纖狀－葉片狀高鎂方解石等厚層膠結。在大多數環境中，高鎂方解石是主要的海水膠結物。22全新統礁灰巖中大型孔洞中的海水膠結物。文石和極少量的高鎂方解石組成的大型密集葡萄狀體。礁前沉積物溶孔內的文石質葡萄狀膠結物。孔洞中的葡萄狀體23(6)原生孔洞被內沉積物充填或是格架支撐的沉積物中發育水成巖墻；

(7)沿岸的海灘巖和浪花帶膠結物；

(8)微生物/膠結物與海洋甲烷和熱液滲出物的共生關系。纖狀方解石膠結物的不同類型。簇生光軸(Fascicular-optic)；放射軸－纖狀(Radiaxial-fibrous)；放射纖狀(Radial-fibrous)。虛線表示亞晶體邊界，交叉實線表示雙晶面。上二疊統造礁黏結灰巖中放射纖狀方解石膠結物24全新世沉積物，海岸帶地表(浪花帶)成巖作用。圖中下垂的膠結反映了滲流環境；膠結為纖狀文石或微晶質高鎂方解石組成，反映了該過渡帶為海水與滲流交替的環境。上白堊統頁巖，圖示為復雜層狀同沉積期的纖狀海水方解石膠結物殼層，推測在海底沼氣帶沉淀形成。沼氣滲出物可以滋養豐富的微生物群落，因此，與這些滲出口共生的膠結物尤其富含有機質包裹體(細菌？)25二、早期淡水成巖作用

淡水滲流帶也稱“不飽和帶”，包括上部滲透帶(Zoneofinfiltration)，和下部重力作用的滲濾帶(Percolationzone)。滲流帶以下為潛流帶，也稱“飽和帶”。兩者之間界為“潛水面(Watertable)”。淡、咸水之間有一個半咸水過渡帶，稱為“混合帶”。

淡水帶成巖作用是指地表或其附近的地層受現代淡水影響或滲透而產生的蝕變現象。淡水環境通常可以分成不飽和帶(滲流帶Vadosezone)和飽和帶(潛流帶Phreaticzone)，兩者以潛水面為界。地表淡水流體與其他孔隙流體(海水或盆地水)充填的地層之間的界面稱為“混合帶”，具有特殊的成巖特征。滲流帶26簡介：

淡水成巖作用發育部位：大多數淺海碳酸鹽沉積經歷了淡水成巖作用，表現為海平面以上沉積物的成巖作用，或是臺地碳酸鹽暴露于海平面以上的滲流帶中。另外，淡水可以循環至地表以下，使暴露面以下更古老的碳酸鹽沉積層也發生改變。

淡水作用的時間：跨度數百年至數百萬年；

淡水作用模式復雜且多變的原因：初始沉積物質隨相帶和時間的不同而變化；降雨量和淡水的流動速率(與滲透性差異有關);水體化學性質的差異，尤其是在混合帶；持續暴露時間的差異或多期暴露過程中蝕變的差異；植被和植物產生的酸因地而異，以及在地質歷史時期植物進化的差異性。

成巖作用類型：溶解與膠結均有；溶解多發生在滲流帶，膠結則發生在潛流帶。

淡水膠結物：低鎂方解石為主。在含地下咸水的干燥區，常可形成文石、高鎂方解石、低鎂方解石、白云石、石膏、硬石膏及其他蒸發鹽礦物。淡水－海水混合帶可形成白云石。地表風化殼中可伴生黏土、磷酸鹽、鐵和鋁的氧化物。27淡水膠結物的形態滲流帶組構受顆粒接觸處水體局部分布的影響，在顆粒下側可形成懸掛的微滴。潛流帶膠結物分布較均一，反映該環境中孔隙水分布達到完全飽和。28淡水成巖作用的各階段潛流帶部分膠結作用，顆粒育淋濾潛流帶完全膠結作用，顆粒中等淋濾大氣淡水導致孔隙的反轉，顆粒完全被淋溶淡水成巖作用通常是一種自源自生沉積過程，某處不穩定物質的溶解為別處提供再沉淀的溶質。潛流帶膠結作用早期與不穩定物質的初始溶解配合，但是某些或大多數溶解作用發生在滲流帶環境，而多數膠結作用則可能發生在潛流中。隨著淡水成巖作用的繼續，可以形成完全的組構倒置，原生孔隙之被充填，原生顆粒變成次生孔隙。如果存在外部溶質，則次生孔隙也將被膠結物充填。29主要成巖組構滲流帶以不穩定的碳酸鹽礦物(文石和高鎂方解石)大規模溶解，并常伴隨更穩定碳酸鹽礦物(低鎂方解石)的再沉淀為特征。因此，淡水成巖作用中，原生孔隙被充填，并產生次生孔隙。淡水成巖作用對孔隙度而言是中性的，一個地點的溶解為礦物被溶解，它同時為其他地點的再沉淀提供溶質。然而，淡水成巖作用對滲透性具有強烈的影響(如原生孔隙的膠結使滲透率減小，而裂縫的溶解擴大則使滲透率增加)。原生孔隙被等粒狀方解石完全膠結，鮞粒發生選擇性溶解，產生次生孔隙30滲流帶新月形膠結物滲流帶新月形組構形成圓形孔隙淡水潛流帶亮晶方解石形成的等厚殼層潛流帶低鎂方解石膠結物呈等軸粒狀－葉片狀31泥晶套內（次生孔隙）和外(原生孔隙)均發育潛流帶亮晶方解石膠結(3)滲流帶組構多樣化，垂懸狀膠結(微鐘乳石狀或重力狀)、新月形膠結(顆粒接觸點處)、晶須(針狀－纖狀膠結物)、鈣化藻絲體、黑化礫巖、根狀構造(根石)、微亮晶和微松藻屬等是常見的特征。

(4)潛流帶膠結物常呈等厚環邊，或等軸粒狀方解石完全充填。潛流帶低鎂方解石膠結物呈等軸粒狀－葉片狀，形成大致等厚的殼層32J3，淡水淋濾的生物碎屑似球粒顆粒灰巖。早期淡水淋濾產生粒內鑄模孔，隨后潛流帶或早埋藏階段亮晶方解石膠結(5)淡水方解石相對于海洋水體而言，貧Sr2+、Mg2+

、δ18O和δ13C。多數淡水環境為氧化性的，導致Fe2+和Mn2+的含量低。

(6)淡水的典型特征是強烈的溶蝕。如溶蝕縫、溶坑、溶洞及喀斯特特征。這種溶解常見于滲流帶、滲流－潛流混合帶(潛水面附近)以及海水－淡水混合帶。

(7)文石更易被選擇性溶蝕。因此，文石含量高的地質時期淡水成巖作用也較強。蝕變速率差異大，取決于降水量、滲透性及其他影響水體流通速率的因素。不穩定組分（如文石）的溶解是淡水成巖作用的主要組成部分。33(8)淡水暴露區可發生不同類型的地表沉積，包括碳酸鹽根結核和殘余土壤、土壤結殼、鈣結礫巖和鈣結層或鈣質泉華。

(9)滲流帶的蝕變作用可使不穩定海相灰巖穩定化，在無淡水蝕變的情況下，同樣的作用(文石和高鎂方解石溶解及低鎂方解石沉淀)最終將在埋藏過程中發生。淡水潛流帶和埋藏階段轉換過程中可產生極類似的產物(Melimetal.,2002)，需借助于地球化學的研究。土壤結殼，土狀結核和復雜網狀的細小根石熱泉鈣華古代鈣質結殼,具亮晶充填的收縮龜裂紋,勾勒出結核輪廓鈣結層中的真菌構造,橋接物質的隔膜構造代表真菌菌絲冷泉鈣華近代葡萄狀泉華34三、埋藏期成巖作用

埋藏成巖作用是指發生在近地表水循環帶以下（如大氣水潛流混合帶以下，或海水循環活躍區以下）的蝕變作用。就整個埋藏過程所占據的時間而言，埋藏成巖作用對沉積物成巖過程和孔隙演化起著重要的作用。埋深超過3Km，壓實導致泥晶套破碎，超壓孔隙流體可能削弱了靜巖壓力的影響。35

埋藏成巖特征的識別很困難，原因：(1)表層大氣水或海水孔隙流體和埋藏區流體間的界限會變化，不易區分，幾乎不能被確切地定義，所以常常難以區分表層成巖作用的結束地點和埋藏成巖作用開始的地點；(2)埋藏區“看不到也想不到”，意味著發生的成巖作用和產物只能作間接的、不完全的觀察；(3)埋藏成巖帶內的沉積物必定經過海水或大氣水成巖作用，或者兩者均有，因此難以精確判定某特定組構和構造是否完全是埋藏成巖作用的結果。

埋藏成巖作用的影響因素：與近地表環境相比，地下環境水循環速率一般較小(滲透性降低，水循環慢)，抑制成巖作用進行。然而，隨著埋藏加深，溫、壓升高，可促進埋藏成巖作用。孔隙流體壓力的增大(顆粒間壓力減小)和早期碳水化合物的流入減緩了機械和化學埋藏成巖作用。36埋藏成巖作用對孔隙減小具有重要影響

南佛羅里達15個井的白堊系－新生界碳酸鹽巖孔隙度－深度數據。隨埋藏加深，孔隙度呈連續的降低。絕大多數的孔隙消失發生在埋藏階段。右側曲線表明地表白云巖的孔隙度小于灰巖，但埋藏過程中其孔隙度消失比后者緩慢。37主要成巖組構埋藏成巖帶以物理和化學成巖過程共同作用為特征，多數情況下導致孔隙破壞，但某些情況下，也可增加有效孔隙。機械壓實的表現：膠水構造、貝殼和結核周圍壓實包裹、顆粒的塑性或脆性變形以及破裂。化學壓實的表現：港灣狀接觸、擬合組構、壓溶條帶和縫合線構造。機械壓實化學壓實塑性變形脆性破裂凹凸接觸縫合接觸溶蝕縫晚期縫合線38判斷機械壓實與膠結作用的先后順序判斷機械壓實與結核形成的先后順序39溶蝕縫縫合線40主要成巖組構(4)膠結產物：低鎂方解石為主。晶體生長緩慢，比海水或大氣水沉淀物結晶更好，更透明。(5)方解石形態可為葉片狀、柱狀附生于早期膠結物結殼上、等軸粒狀嵌晶、晶體朝向孔隙中心生長的晶簇狀嵌晶、極粗粒－嵌晶塊狀亮晶方解石以及外層貧包裹體的分階段共軸生長。以上組構在中深層沉淀物中很常見，但沒一種是完全在埋藏成巖期形成的。埋藏成巖期常見的膠結物形態柱狀增生亮晶海水膠結物等軸簇狀嵌晶棘皮動物呈共軸增生加大嵌晶多期膠結物包裹的三葉蟲碎片。早期膠結物微含鐵，孔隙中心的后期白云石含鐵較高。可命名為“柱狀亮晶附生海水膠結物”41(6)埋藏階段膠結物由相對還原的孔隙流體形成，因此，Mn2+和Fe2+的含量較高。可用染色劑、陰極發光儀定性確定錳/鐵比例。(7)埋藏階段方解石具有典型的陰極發光模式，存在不發光到明亮發光再到昏暗發光的轉折點。該發光現象可解釋為：從方解石晶格中含少量或不含Mn2+和Fe2+的氧化環境過渡到富含Mn2+和Fe2+的還原條件，最后過渡到Fe2+供應量和結合率都超過Mn2+的還原條件。然而，還可見更復雜的CL序列。礁灰巖孔洞中的方解石膠結物CL發光帶，顯示典型的不發光、明亮發光和昏暗發肖的時間繼承關系。下寒武統裂縫中含鐵(藍色)和不含鐵(粉紅)的方解石連續條帶指示了沉淀過程孔隙流體的氧化還原條件的波動。最晚期的含鐵方解石膠結物包含烴類痕跡42(8)識別埋藏成巖物的最可靠方法是確定共生關系，即各組構的相對時間。因此，早期膠結物之后形成的膠結物，或是與縫合構造同期或在其后形成的膠結物、壓實、構造裂縫、油藏富集、熱液礦化、鞍狀白云石、硅質膠結物等，都可能是埋藏階段(中深層階段)或抬升階段(晚期階段)的膠結物。(9)流體包裹體測溫、顯微熒光、碳/氧同位素、Sr同位素、微量元素地球化學分析是研究埋藏成巖期的必需技術。(10)次生孔隙可形成于埋藏環境，主要和硫酸鹽還原形成酸性水、有機質熟化以及其他成巖過程有關。埋藏期的嵌晶膠結物三期膠結事件，早期纖狀海水膠結物，后續薄層白云石膠結，晚期埋藏或抬升階段的粗晶質亮晶方解石膠結43共生關系有助于解釋非常復雜的成巖史。圖示巖石被帶狀海水膠結物(很可能是交替的文石層和高鎂方解石層)厚結殼強烈膠結。有的層被選擇淋濾，形成的孔隙被后續的埋藏期含鐵方解石充填。最后熱液蝕變過程中發生重晶石(白色晶體)的交代。溶蝕孔隙切穿了相互貫穿式接觸的壓實鮞粒，顯然，溶解作用發生在非常顯著的壓實作用之后，因此，可解釋為埋藏期的溶解所致，可能與烴類有關的酸笥流體的流入有關。44機械壓實與壓溶縫合線使用鐵氰化鉀染色來識別含鐵組分，對認識膠結物期次具有重要意義。本例中無鐵方解石先于高鐵方解石形成。Fe2+能輕易取代方解石晶格的位置,因此鐵質方解石需要還原環境。而近地表環境多為氧化環境,而多數埋藏環境為還原性的。因此,通常認為富鐵質方解石是埋藏成巖期產物,尤其是粗粒、透明的填隙物。45第三節碳酸鹽巖中的孔隙本節重點：孔隙的識別與分類。拓展：孔隙的形成機制及時間46一、孔隙的基本類型(ChoquetteandPray,1970)1、組構選擇性孔隙基本類型

組構選擇性是指孔隙受巖石中顆粒、晶體或其他物理組構的控制，這類孔隙本身不切割原生組構的邊界。472、非組構選擇性或可變孔隙的基本類型

該類孔隙模式都實際或潛在橫切過原生顆粒和沉積組構，同時包括可能比任何單一的原生構架要素都大的孔隙類型。48二、孔隙成因、大小和含量描述成因描述大小描述改造作用演化的階段或方向溶解作用擴大膠結作用縮小內沉積作用填充孔隙形成時間原生孔隙沉積期前沉積期次生孔隙早成巖期中成巖期晚成巖期作用+方向+時間如：膠結縮小原生孔隙沉積物填充早成巖期孔隙mm2563241/21/16含量描述百分孔隙度(15%)

或不同類型孔隙比值(1:2)

或比值和百分數(1:2)或(15%)大孔中孔微孔大小大小指具有規則形狀的亞孔穴狀孔隙49三、碳酸鹽巖的孔隙現代砂屑石灰巖，混合藻類、有孔蟲、軟體動物灰巖。具有骨架顆粒間的粒間孔隙和顆粒內部的粒內孔隙。始新統灰巖，貨幣蟲(有孔蟲的一種)內部明顯的未充填原生粒內孔及介殼外的粒間孔隙50原生窗格孔被膠結物充填。窗格構造可能與顆粒橋接、生物擾動、有機質腐爛及氣泡的形成有關，最常見于潮坪或其他潮緣沉積中奧陶統，雙殼類貝殼下伏的遮蔽孔被方解石充填鮞粒鑄模孔。滲流帶淋濾作用產生次生孔隙雙殼類受淡水淋濾作用產生的鑄模孔51粗晶質交代白云巖中的晶間孔隙，它涉及對先前灰巖的取代，和隨后示白云化灰巖殘余物的溶解，屬擴大的晶間孔隙交代白云巖中的溶解擴大的晶間孔隙與縫合線伴生的溶蝕裂縫膠結縮小的構造裂縫52大型溶孔。可見沿早期方解石充填的裂縫發生溶蝕，指示溶解作用發生在該巖石成巖史的后期。大氣淡水溶解形成的溶孔。沿裂縫產生的溶解作用－溶縫葡萄狀文石質膠結物被大氣淡水淋濾，部分轉化為不含鐵方解石，次生孔隙被埋藏期含鐵方解石填充53第四節我國碳酸鹽巖成巖階段劃分本節重點：1、碳酸鹽巖成巖階段的識別與劃分。54一、我國碳酸鹽成巖階段劃分所用術語1、成巖階段：碳酸鹽沉積物沉積之后至碳酸鹽巖變質之前的無機組分和有機組分在各種成巖環境中發生變化的歷史階段。2、同生成巖階段：沉積物沉積后至被埋藏前所發生的作用與變化的時期。3、早成巖階段：沉積物被埋藏并脫離海水、大氣水和混合水的影響之后，在淺－中埋藏環境中固結成巖且伴生生物氣的階段。4、中成巖階段：碳酸鹽巖曾經或正處于中－深埋藏成巖環境，發生的物理、化學變化，有機質演化達到形成原油－凝析油階段。5、晚成巖階段：曾經或正在處于深埋藏環境，有機質演化為干氣，巖石發生物理、化學變化并破裂直至變質前的階段。6、表生成巖階段：地殼運動使碳酸鹽巖出現一次或多次暴露及接近地表的成巖環境。發生物理、化學、生物化學作用。55二、我國碳酸鹽成巖階段劃分表561、同生成巖期(1)淺海海底同生成巖期：生物鉆孔；泥晶套；顆粒泥晶化；文石或鎂方解石新生變形的產物；硬化糞球粒、鮞粒、葡萄石；薄邊膠結(微粒狀、纖狀、馬牙狀)晶粒；等厚環邊膠結；球粒狀膠結。交代的白云石膠結物：粉晶或細晶，半自形、自形、有序度低、富鈣貧鐵，晶體較混濁，常發育晶間孔。自生石膏、自生海綠石；自生鮞綠泥巖。(2)潮上同生成巖階段：交代白云石，多為泥晶、粉晶，半自形和它形，粒狀或分散狀，富鈣貧鐵，有序度低，常與蒸發鹽礦物共生；可保持原巖或原巖組分的組構特征，薄層狀，有時可呈膠結物;自生石膏呈板狀、條狀、放射纖維狀及結核狀；未充填的鳥眼構造順層分布；蟲孔構造；藻席；干縮縫、干裂角礫；干裂角礫間孔洞；帳篷構造、泥板構造。三、碳酸鹽成巖階段識別標志57(3)深水海底同生成巖階段：a)方解石膠結物：原始成分為鎂方解石和部分文石，成巖轉化后成為泥晶、細粉晶方解石，還可呈置換的纖維狀結構。碳酸鎂含量有時可達3.5mol~5mol；b)白云石膠結物：一般為泥晶、細粉晶的自形晶體。有時形成集晶粒狀大晶體(直徑可達60μm)。具有霧心，有時見環帶。內部常有碳酸鹽和非碳酸鹽包裹物。偶見其交代方解石及生物骨殼。

(4)湖底同生成巖階段：a)生物成巖標志包括藻鉆孔、泥晶套和顆粒泥晶化；b)方解石膠結物具硬化的糞球粒、鮞粒、球粒等；晶形泥晶、細粉晶粒狀或形成馬牙狀薄環邊膠結；c)白云石膠結物及交代的白云石為泥晶、粉晶、自形至半自形晶粒，斑塊、透鏡、紋層或層狀交代時常發育晶間孔隙，有時呈薄環邊膠結；d)自生石膏呈板狀、條狀、纖維狀等；e)自生鮞綠泥石多呈鮞狀、也可呈鱗片狀、纖維狀。58(5)大氣淡水同生成巖階段：a)方解石膠結物一般為無鐵方解石，還原的潛流帶可形成含鐵方解石，組構特征包括小菱形等粒狀或細馬牙狀薄環邊膠結、多期膠結物鑲嵌結構(粉晶、細晶或馬牙狀-葉片狀-粗晶粒狀組構方式)、共軸膠結(棘屑的共軸增生最突出)、新月型和重力(懸垂)型膠結；b)白云石膠結物及交代的白云石一般為粉晶－細晶；大氣淡水白云石自形、透明、主要為膠結物；調整白云石半自形到自形，具膠結和交代兩種組構，交代白云石常呈分散狀；混合水白云石自形，常具霧心亮邊或環帶結構，具膠結和交代兩種組構，呈斑塊狀或透鏡狀交代時，常發育晶間孔隙；c)鎂方解石和文石組分的新生變形：向方解石轉化，常伴有重結晶現象，原始組構能較好或部分保存；d)溶蝕孔隙：最主要次生孔隙形成階段，受沉積相控制，具成層性，層位穩定。主要是灘相、礁云巖或石膏斑點被溶蝕所成；具組構選擇性和非組構選擇性兩種溶蝕孔隙;e)滲流帶發育滲流粉砂與滲流豆粒。(6)海水－淡水混合同生成巖階段：a)方解石為粉晶和葉片狀膠結，形成于淡水端；纖維狀環邊膠結是鎂方解石的新生變形產生，形成于海水端；b)白云石：混合水白云石自形，具霧心亮邊，細-粗晶結構，具膠結和交代兩種組構。呈斑塊、透鏡狀，層狀交代的白云巖發育晶間孔隙；調整白云巖半自形、自形，晶體混濁。C)交代的氧化硅形成瘤狀燧石，有時可形成自生石英；d)溶蝕孔隙包括晶間溶孔、粒內溶孔、粒間溶孔、溶孔、溶洞等。592、早成巖期(1)烴類演化階段：有機質形成生物氣；(2)有機質成熟度：未成熟－半成熟；(3)古溫度：古常溫～85℃；(4)鏡質體反射率：R0<0.35%~0.5%；(5)巖石學標志：1)壓實：包殼破裂、折斷及錯位；顆粒破碎、變形及定向排列；線接觸、凹凸狀接觸；套疊構造；泥裂、鳥眼及其它原生孔隙變形、封閉或消失；有機質紋層破壞或變形為不規則細脈狀；2)壓溶：縫合接觸；縫合線；3)膠結物一般為無鐵方解石，還原條件下可形成含鐵方解石：晶粒狀鑲嵌結構、被置換的纖維狀、球粒狀、馬牙狀、葉片狀組構、共軸環邊膠結；連晶膠結；孔洞縫被方解石部分或全充填，具原生生物氣包裹體；4)白云巖化作用包括埋藏、壓實、調整、熱水白云石化作用等。5)白云石膠結物及交代物：細粒鑲嵌結構、白云石襯墊膠結；交代白云石常發育晶間孔、孔洞縫被白云石晶體充填，具原生生物氣包裹體；6)石膏硬石膏膠結及交代物：粒狀鑲嵌結構、連晶膠結、分散狀、板關、條狀、放射狀、斑塊狀、條帶狀、紋層狀及層狀、孔洞縫被石膏充填；7)充填、交代及自生氧化硅：可呈假晶替代、結核、團塊、透鏡、條帶、紋層及薄層狀、充填于孔洞縫；8)重結晶作用發育；9)構造裂縫為主，大部被充填。603、中成巖期(1)烴類演化階段：原油－凝析油；(2)有機質成熟度：成熟－高成熟；(3)古溫度：>85℃～175℃；(4)鏡質體反射率：R0>0.5%~2.0%