碳酸盐岩的分类和命名

1.碳酸盐岩的矿物成分分类

碳酸盐岩最常见的是两种矿物成分的混合分类方案，如方解石与白云石(表5－4)、方解石与泥质或白云石与泥质(表5－5)的混合分类方案;三种成分的混合较少，常用的分类方案主要有方解石、白云石与泥质的混合分类方案(表5－6)，方解石与陆源的泥质及粉砂的混合分类方案，以及白云石与膏和盐的混合分类方案等。

表5－4 石灰岩、白云岩及过渡类型岩石分类方案

表5－5 石灰岩、白云岩与泥岩及过渡类型岩石分类方案

表5－6 方解石、白云石、泥岩及过渡类型岩石分类方案

2.碳酸盐岩的结构－成因分类

这是目前最流行和最重要的碳酸盐岩分类，这种分类方案很多，以下仅介绍最重要方案:

(1)福克石灰岩分类方案

福克(1962) 石灰岩分类方案中首次引进了碎屑岩的成因观点，在碳酸盐岩分类上是个重大突破，在欧美广泛流行，在我国应用也较普遍。他的分类方案特别强调岩石结构特征，也注意到颗粒的成因意义。这个分类特别适用于成岩改造较弱的颗粒灰岩及部分白云岩化灰岩。

福克首先认为石灰岩基本上由三个端员组分构成:异化颗粒、微晶方解石基质及亮晶方解石胶结物。按各组分相对比例，可把石灰岩分为三个主要类型(图5－22Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)，再加上原地礁灰岩及交代白云岩，共有五个主要类型:

Ⅰ.亮晶异化粒石灰岩:具亮晶方解石胶结物;

Ⅱ.微晶异化粒石灰岩:具微晶方解石胶结物;

Ⅲ.正常化学石灰岩:主要成分为泥晶方解石;

Ⅳ.原地礁灰岩;

Ⅴ.交代白云岩。

图5－22 福克石灰岩分类方案(据福克，1962)

(2)顿哈姆石灰岩分类方案

顿哈姆(R.J.Dunham)、恩布里(A.F.Embry)与克洛范(J.E.Klovan)的碳酸盐岩的分类(图5－23和表5－7)，在顿哈姆的分类方案中，首次引入了颗粒/灰泥之比的能量指数概念，强调了环境对灰泥的生产和带出作用，岩石类型的命名简单，便于野外应用。但其忽略了颗粒类型，命名与碎屑岩相同而容易产生混淆，是其分类方案的不足之处。

图5－23 顿哈姆的石灰岩结构－成因分类方案的结构成熟度图谱(R.J.Dunham，1962)

表5－7 顿哈姆(R.J.Dunham，1962)碳酸盐岩分类方案

(据A.F.Embry和J.E.Klovan，1971补充)

(3)本教材石灰岩分类方案

本教材采用曾允孚(1986)提出的石灰岩结构－成因分类方案(表5－8)，该分类方案在评述和综合了福克和顿哈姆等人的石灰岩分类方案优、缺点基础上，按成因和结构可将石灰岩分成5个主要类型:

Ⅰ.有波浪和流水搬运和沉积的颗粒含量>10%的颗粒石灰岩类，此类型按颗粒含量，亮晶与灰泥之比和颗粒类型，又细分为4个亚类和28个岩石类型(或微相类型)。表中颗粒含量的排列顺序从上而下减少而微晶基质增多，代表沉积环境的能量降低，颗粒类型的排列顺序(除复合颗粒组合)从左至右机械磨蚀作用渐减而化学或生物化学凝聚作用渐强，也可代表沉积环境的能量由动荡到安静的降低过程。

Ⅱ.固着生长的生物灰岩，包括生物礁灰岩、生物层灰岩、生物丘灰岩。

Ⅲ.颗粒含量<10%的化学及生物化学微晶灰岩类。

Ⅳ.重结晶的晶粒灰岩类。

Ⅴ.白云石化及重结晶的具残余结构的石灰岩类。

3.石灰岩的结构－成因分类和命名原则

(1)石灰岩的结构－成因分类原则

对上述灰岩分类方案，总的原则仍采用结构－成因细分类，其中对沉积环境更加敏感的颗粒灰岩分类原则，主要基于以下3点:

亮晶/灰泥的比值 用来反映沉积环境的水能量，可以福克的分类为代表，将颗粒超过10%的石灰岩归入异化粒(异常化学)石灰岩类，再按填隙物中的亮晶多于灰泥(2∶1)者归属于亮晶灰岩，灰泥多于亮晶(2∶1)者归属于泥(微)晶灰岩。进一步地细分是按颗粒类型(内碎屑、鲕粒、化石、团粒)，将亮晶灰岩、泥(微)晶灰岩各分为四种类型，共计为8种岩类。

表5－8 石灰岩结构－成因分类

(据曾允孚，1986)

颗粒/灰泥的比值 以顿哈姆等的分类为代表，以颗粒/灰泥的比值作为分类的依据，将灰泥支撑的灰岩，按颗粒<10%的称灰泥石灰岩，颗粒>10%的称粒泥石灰岩;颗粒支撑的石灰岩，其中含灰泥的称泥粒石灰岩，无灰泥的称颗粒石灰岩。这种分类(表5－8)在野外很适用，国外普遍采用。其他的分类如普拉姆利、毕塞尔及启林加尔等(W.J.Plumley，1962;H.J.Bissell，G.V.Chilingar，1962)，也都以颗粒/灰泥比值作为环境能量分析的定量指标，分别提出了系统的分类方案。

颗粒类型 几乎所有的颗粒灰岩类的分类方案中都以颗粒类型来反映环境，作为细分岩类的重要依据。

(2)石灰岩的命名原则

以颜色和矿物成分命名为基础，再加上结构，三者结合起来即为具有成因意义的石灰岩基本名称。如浅灰色亮晶鲕粒灰岩、灰色微晶球粒灰岩、灰白色块状珊瑚礁灰岩、深灰色微晶灰岩等。在对颗粒灰岩进行命名时，一定要加上填隙物类型的前缀，如颗粒灰岩中含有两种或两种以上较多颗粒，则采用复合颗粒命名，颗粒少者放前、多者置后，如浅灰色亮晶砂屑鲕粒灰岩。其他类型岩石的命名已如表5－8所示。

一个完整的岩石名称，应包括岩石的颜色、构造、孔隙类型及主要的成岩后生变化，按先后次序排列的命名法是:颜色―孔隙类型―成岩后生变化―构造―结构―成分。如灰色粒内孔白云化亮晶鲕粒含云灰岩、灰色粒间孔亮晶砾屑白云质灰岩。这些名称看起来很长、很复杂，但可较全面地反映岩石的基本特征和成因类型。

各时代地层中的碳酸盐岩，并非是全部都具有颗粒结构，故仅用结构－成因定名是不够的，还要用层厚、特殊构造(如条带、条纹、纹层构造、叠层或层纹构造等)、结晶大小及残余结构命名。

4.白云岩的分类

白云岩首先按成因分为原生白云岩和交代白云岩。原生白云岩包括同生白云岩、内碎屑白云岩(砾屑、砂屑、粉屑、泥屑白云岩)和生物白云岩(层纹石、叠层石、核形石、凝块石白云岩等)。交代白云岩再按石灰岩的白云石化程度、原生结构的破坏程度，并参照石灰岩的结构－成因分类原则与白云石化的白云石含量和结晶粒度作进一步划分。如白云石化内碎屑灰岩、残余内碎屑灰云岩、粉－细晶鲕粒白云岩、细－粗晶白云岩和孔洞状晶粒白云岩等。

图5－24 竹叶状砾屑灰岩(山东固山寒武系，单偏光，对角线3.8mm)