B1 · 出版卷 6

碳酸盐与化学沉积体系

碳酸盐工厂、台地、蒸发岩和成岩作用

学习目标

完成本章后，你应能区分碳酸盐生产与陆源碎屑供给，描述碳酸盐组分和沉积结构，识别化学沉淀及蒸发岩控制，建立成岩事件序列，并解释成岩作用如何叠加原始环境证据。

一段岩芯含生屑灰岩、包壳颗粒、纹层状白云岩、含蒸发岩区间和晚期方解石脉。一层生屑岩孔隙度高，另一层却几乎无孔。哪些特征形成于沉积时，哪些来自早期变化，哪些反映埋藏或后期流体？

碳酸盐沉积物常由生物、微生物过程、磨蚀和化学沉淀在盆地内或邻近区域产生。低陆源输入有利于保留碳酸盐，但生产还受水化学、温度、光照、营养、能量、生态和可容空间控制。后期溶解、胶结、压实和交代会改变原始结构与组成。

在指定台地模型前先描述组分，包括生物骨骼、团粒、鲕粒或其他包壳颗粒、内碎屑、灰泥、早期胶结物和陆源物质。说明岩石是泥支撑、颗粒支撑、沉积时被束缚、结晶质还是强烈改造。岩石名称应保存可观察内容，而不是假装重结晶结构仍为原生。

不同碳酸盐“工厂”的主要生产者和控制不同。浅水透光带生产、冷水生屑生产和微生物沉淀可形成不同相带；波浪、潮汐、风暴和重力会重新分配局地产物；台地边缘还能向深水输送粗粒，因此向盆方向不保证变细。

当水体过饱和，化学沉淀或生物介导过程会移除溶质并形成化学沉积。蒸发岩需要浓缩和合适离子供给，但受限循环、反复补给、卤水回流和后期溶解会使简单“水体干涸”解释失效。硅质、富铁和磷质沉积同样需要各自的化学和生物证据。

在手标本和薄片尺度记录组分、支撑关系、基质、各期胶结、孔隙类型、交代前缘、缝合线、裂隙和穿切关系。使用染色或分析方法时应记录制样和检出限。化石可能破碎、搬运、被侵蚀或交代。

建立成岩事件序列。包覆颗粒表面的胶结早于填满剩余孔隙的胶结；穿切早期胶结的交代更晚；穿过已压实地层的脉体晚于主要压实。相对顺序不能在没有独立定年的情况下提供数值年龄。

交代涉及元素来源、去向和流体通道，必须考虑质量平衡。表面体积似乎不变，也可能在不同尺度发生溶解和沉淀。稳定同位素和微量元素可以约束流体或温度，但应评估蚀变、混合和矿物分馏。

一层颗粒支撑灰岩含早期边缘胶结、压实颗粒接触、晚期块状孔隙胶结以及另一种碳酸盐充填裂隙。原生粒间孔先被部分固定，再由压实和晚期胶结减少；邻层没有晚期胶结，却有溶模孔。

假设 A 是暴露相关溶解后发生埋藏胶结，假设 B 是埋藏流体不均一地溶解不稳定颗粒并沉淀胶结。可用穿切关系、胶结化学、流体包裹体、同位素、暴露面以及与断层或高渗层的空间关系检验。

对含蒸发岩区间，不能仅凭矿物存在推断极端干旱。应判断晶体是原生、推挤生长、交代还是再沉积，并检查溶解塌陷或假晶是否表示后期移除。

灰岩不自动等于浅水、温暖或礁体。碳酸盐泥有多种来源，并可被搬运到陆坡；白云石可在多种成岩环境中形成；蒸发岩矿物可以是碎屑或交代产物；高孔隙度可能是次生的，与沉积能量无关。

取芯可能优先丢失软弱蒸发岩或孔洞发育段；地表风化会产生地下不存在的孔隙和氧化；薄片仅代表极小区域。必须整合多个尺度后再概括。

为给定碳酸盐岩芯建立组分—结构柱，分开沉积观测与成岩特征。绘制成岩序列，并为一个不确定事件保留两个可能位置。随后提出台地或受限盆地模型，并列出最能否定该模型的相带关系。