白云岩的地质图案是什么

1. 热液白云岩的地质特征有哪些

以四川盆地发育的白云岩为例
峨眉、汉旺及宝兴一带白云岩形成于海水、淡水混合作用，回继后又答受地壳升降、褶皱、火山等影响，是多期成岩作用叠加的产物;华蓥山灰岩中的透镜状、 团块状白云岩是来自玄武岩风化所产生的富 Mg 水及岩浆残余水经构造活动，对周围石灰岩交代或结晶的产物 ;盆地及其周缘地区发育的细晶至粗晶白云岩和白云质灰岩主要是由埋藏白云石化作用;川西南一带次生白云岩属埋藏热液成因，而在其以东的广大地区则以混合水成因为主 ;滇东－川西地区分块状白云岩和斑状白云岩两种白云岩类型，都形成于 “玄武岩淋滤白云化”，即白云岩是在埋藏环境中较高温度条件下形成的，白云岩化流体来自淋滤峨眉山玄武岩的大气降水，Mg 来自玄武岩中铁镁矿物的风化分解。

2. 白云岩（Dolomite）

一、概述

白云岩是一种以白云石为主要矿物成分的碳酸盐岩，含少量的方解石、粘土矿物、石膏等杂质。颜色一般为灰白色，外貌类似石灰岩，当滴稀盐酸时微弱发泡或不发泡，风化表面呈糖粒状并有刀砍状溶沟，可与石灰岩相区别。

二、矿物性质

白云岩的物理性质：白云石的晶体呈菱面体，颜色以灰白色为主，或略带浅黄、浅红、浅褐色，玻璃光泽，白色条痕，密度为2.8～2.9g/cm³，硬度为3.5～4.0。

白云岩的化学性质：白云岩是钙和镁碳酸盐的化合物，其化学式为CaCO₃·MgCO₃。从理论上讲，纯白云岩含CaO 30.4%、MgO 21.7%。典型矿区白云石的化学成分见表2-55-1。

三、用途

白云岩的主要用途有下述几方面。

1）在冶金工业中用作冶金熔剂及耐火材料，有时用作提炼金属镁的原料。

2）在化学工业中用来制碱、含水碳酸镁和硫酸镁。

3）在建材工业中用来制造高镁水泥，作铸石原料，用作玻璃和陶瓷的配料。

4）在农业中用来制造钙镁磷肥和土壤酸度中和剂。

5）在畜牧业中用作饲料添加剂。

6）在环保工业中作水的过滤和处理材料、矿井降粉尘的防燥材料；在燃煤中添加白云石粉可解决烟气脱硫问题。

7）一定粒度的白云石碎石可作水磨石的原料。

8）可作橡胶、涂料等的填料。

表2-55-1 中国部分地区白云石的化学成分（w_B/%）

四、地质特征

白云岩矿床产于海相碳酸盐岩-硫酸盐岩建造中，与石灰岩、泥灰岩、天青石、石膏、岩盐、杂卤石等矿床形成成矿系列。从成因上看，白云岩矿床系沉积矿床，可细分为海相沉积型和潟湖相沉积型白云岩矿床两类，其中以海相沉积型白云岩矿床最具工业价值。海相沉积型白云岩矿床一般产于石灰岩的顶部，有时与石灰岩、石膏互层产出，矿体呈层状或透镜状，厚几米至几十米，长几十米至几百米。矿石致密块状，质量较好。这种矿床在湖北、湖南、广西、贵州等地分布较广，以石炭系中产出较多，三叠系中也有产出。

贵州水城堰塘白云岩矿床产于下中三叠统中。矿床赋存于中三叠统关岭组四段中下部。底板为关岭组三段的石灰岩夹泥质灰岩，顶板为关岭组四段上部的灰色白云质石灰岩。矿层由浅灰色白云岩和红色块状泥晶白云岩组成，长1200 m，浅灰色白云岩矿层厚100～200 m，红色白云岩矿层厚140～180 m。矿区为一向斜构造。矿石质量好，MgO含量一般为21%左右，CaO含量为30%～31%，SiO₂小于0.5%，SO₃小于0.05%，P₂O₅小于0.008%，酸不溶物含量小于0.5%。

其他矿床的简单地质特征归纳于表2-55-2。

表2-55-2 中国白云岩矿床的地质特征

五、矿床分布

我国白云岩矿床分布在碳酸盐岩系中，时代愈老的地层赋存的矿床愈多，且多集中于前震旦系地层中，如东北的辽河群、内蒙古的桑干群、福建的建瓯群中都有白云岩矿床产出。其次，震旦系、寒武系中白云岩矿床也比较广泛，如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也有大型矿床产出。石炭系、二叠系中的白云岩矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。

我国白云岩资源丰富，各矿床都已开发利用，产地遍布各省，其中尤以辽宁营口大石桥、海城一带产量最多。

六、可供资源

根据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，全国共探明白云岩矿床243个，其中用于冶金的白云岩矿床216个，查明资源储量87×10⁸t；用于玻璃的白云岩矿床19个，查明资源储量13027×10⁴t；用于化工的白云岩矿床8个，查明资源储量26493×10⁴t，详见表2-55-3。

根据近年来白云岩的产供销情况和对今后十年供需的预测，白云岩矿产资源可以满足生产需要。

表2-55-3 中国白云岩矿床查明资源储量的情况

（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）

3. 白云岩的野外详细描述

白云岩，是一抄种沉积碳酸盐岩袭。主要由白云石组成，常混入石英、长石、方解石和粘土矿物。一般按照颜色、结构、构造、矿物成分、矿化蚀变情况、路线地质等方面进行区别。野外主要是要区分白云岩与白云质灰岩即使灰岩的界线，白云岩通常颜色灰白、灰黄、灰红色，隐晶-细晶结构、鲕粒结构,石灰岩通常灰黑色，颜色稍深，隐晶质结构。白云岩遇稀盐酸不起泡或微弱起泡，石灰岩与酸起泡明显。

4. 主要地质图件

6.1.1 预查与普查工作

地质图件及比例尺可视具体情况确定。

6.1.2 详查与勘探工作

矿床地形地质回图：石答灰岩、白云岩矿地质填图比例尺一般（1∶2 000），粘土质原料、硅质原料矿地质填图比例尺一般（1∶1 000）～（1∶2 000）。

勘探线剖面图：比例尺（1∶500）～（1∶1 000）。

地形底图、地质图、剖面图及资源／储量估算图件的内容和精度要求按有关规程、规范执行。

5. 什么是白云岩

一种沉积碳酸盐岩。主要由白云石组成，常混入石英、长石、方解石和粘土矿物。呈灰白色，性脆，硬度小，用铁器易划出擦 白云岩矿石标本痕。遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，外貌与石灰岩很相似。按成因可分为原生白云岩、成岩白云岩和后生白云岩；按结构可分为结晶白云岩、残余异化粒子白云岩、碎屑白云岩、微晶白云岩等。白云岩含镁较高，风化后形成白色石粉。较石灰岩坚韧。在冶金工业中可作熔剂和耐火材料，在化学工业中可制造钙镁磷肥、粒状化肥等。此外，也用作陶瓷、玻璃配料和建筑石材。
主要成分
主要由白云石（50%以上）构成的岩石。属碳酸盐类岩石，外形似石灰岩，以加盐酸起泡微弱区别于石灰岩。主要成分为钙、镁、硅三种元素。
常见类别
①泥晶白云岩：由小于0.005 毫米的泥晶白云石组成，结构均匀，具显微层理，生物残体很少，有时可见介形类化石，多为原生白云岩。
②微- 细晶白云岩：晶体大小不一，晶形颇佳，外貌颇似砂糖，野外可用砂糖状白云岩称之，往往由其他类型的白云岩重结晶而成。
③藻白云岩：与藻灰岩相似，即由藻类化石组成的白云岩，我国元古代和震旦纪地层中的白云岩大多属于此类，可能是原生白云岩类型。
④生物白云岩及生物碎屑白云岩：可见其中的化石残体，多由生物碎屑灰岩经白云岩化交代作用而成。
⑤内碎屑白云岩：根据其中的碎属大小又可分为砾屑、砂屑、粉屑白云岩。它们常以夹层的形态见于一般白云岩层中。形成于浅海上部或潮间带以上的环境中，其碎屑即由波浪或水流冲击而成。
⑥鲕状白云岩：这是一类次生的白云岩，即由鲕粒石灰岩经白云岩化作用而成。
由于其孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储藏层。
成因
就白云岩的成因而言。从其形成条件而言，可将白云岩分为三类：
原生白云岩：原地沉积的白云岩，是在干燥炎热的气候（28℃～35℃）下蒸发作用而成。盐度高，水浅（0 ～3 米深的潮汐带上），PH值高于8.3 的咸化潟湖或海湾中形成，也可在陆上咸湖中形成，并常伴生有膏盐层。
成岩白云岩：在碳酸钙沉淀过程中，被白云石交代而成，通常分布不连续，在石灰岩层中呈透镜体状或斑块状，有时也成层状分布，延伸一定距离。
次生白云岩：或称后生白云岩，分布局限，常见于断裂构造带。

6. 白云岩夹层（或包体）钠闪石岩产出地质概况和样品主元素、微量元素组成

钠闪石岩是稀土矿石的一种类型，呈夹层或包体产于厚层白云岩中。样品B9435为钠闪石岩，采自主矿北白云岩与H₄石英砂岩接触带白云岩一侧。呈包体产出。H₄石英砂岩为白色，深灰色，几乎由纯石英组成。白云岩浅黄色，层状，与H₄石英砂岩接触处呈互层状分布。钠闪石岩为浅绿色，纤维变晶结构，块状构造，矿物颗粒细小，主要由钠闪石组成，次要矿物为白云石，微量矿物有磷灰石、褐铈钇矿、独居石等。长柱状钠闪石矿物定向排列，其间分布粒状白云石，或由粒状白云岩镶嵌成的豆荚状集合体，稀土矿物不均匀分布于其间。

样品主元素、微量元素组成见表5-7。与白云岩相比，主元素SiO₂、P₂O₅、Na₂O、K₂O偏高，MgO、CaO偏低，Na₂O>K₂O>O。主元素SiO₂、Al₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O（Fe₂O₃+FeO）-MgO关系表明（图5-10），钠闪石岩、白云岩、石英砂岩关系密切，钠闪石岩可能为类似白云岩组成流体交代石英砂岩产物。样品稀土分布模式与白云岩相似（图5-11），La为球粒陨石8571倍，Yb为38倍，（La/Yb）_N为226。原始地幔标准化微量元素分布模式与白云岩样品差不多完全相同，Rb、K、Sr、Zr、Ti相对于Ba、Th、Nb、REE强烈亏损，形成大的负异常。Ti、Zr含量甚至比原始地幔值还低（图5-12）。

表5-7白云鄂博矿床主矿北白云岩包体钠闪石岩样品（B9435）主元素、微量元素的组成（w_B）

图5-10白云鄂博矿床主矿北白云岩包体钠闪石岩样品SiO₂、Al₂O₃、（Fe₂O₃+FeO）、CaO、K₂O、Na₂O-MgO关系图（据表5-1，表5-7，表7-1数据绘制）

●—主矿、东矿，菠萝头白云岩样品；O—主矿北白云岩包体钠闪石岩样品 B9435；□—H₄石英砂岩样品B9134

Fig.5-10SiO₂,Al₂O₃,（Fe₂O₃+FeO）,CaO,K₂O and Na₂O vs Mg diagrams of the riebeckite rock B9435 （○）fordolomite enclaves from the north Main orebody in the Bayan Oho ore deposit

Dolomites（●）from the Main orebody,East orebody and Boluotou and quartz sandstone B9134（□）from the H₄formation in the Bayan Obo Group are also shown for comparison（Data from Table 5-1,Table 5-7 and Table 7-1）

图5-11白云鄂博矿床主矿北白云岩包体钠闪石岩样品稀土分布模式

Fig.5-11Chondrite-normalized REE distribution patterns of riebeckite rock B9435 for dolomite enclaves from the north Main orebody in the Bayan Obo ore deposit

图5-12白云鄂博矿床主矿北白云岩包体钠闪石岩样品原始地幔标准化微量元素分布模式

B9113为主矿、东矿铌－稀土铁矿石样品；B9131为主矿、东矿白云岩样品；B9435主矿北白云岩包体钠闪石岩样品

Fig.5-12Primitive mantle-normalized spidergrams of the riebeckite rock B9435 for dolomite enclaves from the north Mainorebody in the Bayan Obo ore deposit

B9113 of Nb-REE-Fere sample and B9131 of dolomite sample from the Main orebody and East orebody are also shown for comparison

7. 　白云鄂博矿田赋矿白云岩的地质特征

一、赋矿白云岩的分布及形态特征

在白云鄂博矿区，主赋矿层为灰褐、黄褐色中厚层状至块状白云岩、含铁白云岩，富含稀有、稀土元素，以前认为与宽沟北H₈相当，较新资料认为应与H₅对比（王辑等，1987；王辑等，1989；张鹏远等，1993），张鹏远等（1993）划为

。下伏（

）灰黑色磷质白云母片岩、硅质板岩、含磷黑云母板岩、泥板岩夹灰绿色绿帘绿泥板岩和少量白云岩，厚385.lm。上覆（

）灰黑色钠闪斜长片岩、硅质岩、淡绿色条带状硅质岩、暗绿色富钾板岩、富钾粗玄岩，厚度大于27.1m。赋矿白云岩东西长达18km，南北宽约2km，矿区白云岩中部厚500～700m，向四周渐薄，东端仅厚50m，西端厚100m，南端厚100～200m（王辑等，1989）。在宽沟背斜北翼，H₁～H₄各层均可与白云鄂博矿区（在宽沟背斜南翼）逐一对比，而赋矿地层H₅在北翼为中、薄层灰岩和白云质灰岩（张鹏远等，1993）。

赋矿白云岩中见不到层理构造，在地貌上表现得与具有层理的沉积岩明显不同，它没有棱角，山头呈馒头状（图版9-Ⅰ-2,3,4），其顶底为板岩层，且常为断层所在位置，而赋矿白云岩的抗风化能力较强，故均为正地形，现在尚可见的是东接触带一带（图版9-Ⅰ-3,4）和东介勒格勒（图版9-Ⅰ-2）等地；前几年西矿开采前，是几段连续的山丘。据记载，主矿所在的白云鄂博山顶是原来这一带的最高山峰（图版9-Ⅰ-1）。

二、赋矿白云岩与下伏砂岩及上覆板岩的关系

笔者等在白云岩分布的最东端（三号铌矿体南西山上）见到在白云岩的中、下部和底部夹有多层砂岩夹层（图9-1、图9-2、图版9-Ⅱ-6，图版9-Ⅲ-2,3），而在白云岩的上部夹有黑色板岩夹层（图9-1，图版9-Ⅲ-4）。在上覆的板岩层中也可见白云岩夹层。在白云岩分布的最西端（阿布达日附近）向斜南翼的探槽（图版9-Ⅱ-1）中，见白云岩中夹有多层板岩和少量砂岩（图9-3，图版9-Ⅱ-2,3，图版9-Ⅲ-1）。在主矿北西约2krm处，在近东西向H₄砂岩山脊与南侧赋矿白云岩结合的鞍部探槽，可见到从北向南，由砂岩→板岩与白云岩互层→厚层块状白云岩的渐变关系（图9-4，图版9-Ⅱ-4）。在东介勒格勒白云岩的南侧也可见由板岩变为白云岩（图版9-Ⅱ-5）。

但是，赋矿白云岩与板岩的结合部位是一个软弱部位，常是断层所在，或者本身就是一个断层带。如图9-3中，就尚可辨别出一些断层面。因此，在白云岩的上、下，尚可见有白云岩成岩墙（枝状）“侵入”于下伏砂岩或板岩中，有人认为这是与层状白云岩一起侵入的岩枝或岩墙，作为白云岩岩浆成因的重要证据。但，这事实上是断层带中的马石。它以不具有蚀变（霓长岩化）而明显不同于产于下伏变质岩或砂岩中的碳酸盐脉（详见第三章和第十章）。

图9-1白云鄂博东接触带，三号铌矿体南西，探槽剖面示意图

图9-2白云鄂博白云鄂博东接触带，三号铌矿体南西，探槽内白云岩与砂岩互层素描图

（a）近底部；（b）中部

图9-3白云鄂博西矿西端阿布达日附近向斜南翼，探槽剖面示意图（白云岩中夹砂岩和板岩；白云岩具粒序层理，示地层倒转）

在主矿和东矿采场也可见到多层板岩夹层夹于白云岩甚至铁矿体中。

这些特征表明，白云岩与下伏砂岩及上覆板岩是渐变过渡的。

赋矿白云岩被海西期花岗岩侵入，在海西期花岗岩与赋矿白云岩的接触带可见花岗岩有冷凝边（图9-5），表明白云岩形成于花岗岩侵入之前。

三、赋矿白云岩内部特征

赋矿白云岩总体上呈块状（图版9-Ⅰ-7）、巨厚层状，地貌上与各向同性岩石的地貌特征相同（图版9-Ⅰ-2,3,4）。见不到层理和一般沉积结构构造，正是这种特征导致有人认为它不是沉积岩。

然而，在风化表面，常可见到清晰的纹层状构造（图版9-Ⅰ-5，图版9-Ⅲ-5）。在显微镜下可见：①白云岩具粒状结构，晶粒间的接触界线大多数为弯曲状，很少是平直的（图9-6（a）；②白云岩晶粒有粗有细，大小不等；③白云岩晶粒有泥质、铁质浸染；④纹层构造表现为白云石晶粒的层状排列，晶粒并无波状消光现象（图9-6（a）。还见纹层呈弯曲状，在东矿以东的露头上可见板岩呈砾块状、透镜状散布于白云岩中。这些均与北京西山及腮林忽洞微晶丘宏观特征相似。

有趣的是，矿石也有块状矿石和纹层状矿石两类，纹层状矿石中表现为不同的矿物成带状聚集（图版9-Ⅰ-6，图版9-Ⅲ-5、6、7、8；图9-6（b）、（c）、（d）、（e）。本项目组曾经认为这种纹层状矿石是由交代作用继承原生纹层构造形成（章雨旭等，1998b），现在看来，这就是热水沉积形成的原生纹层。

图9-5白云鄂博东接触带赋矿白云岩与海西期花岗岩侵入接触关素描图

燧石（或玉髓、碧玉岩）是热水沉积的典型产物之一。笔者等先后在西矿采坑（图版6-Ⅰ-5）和东矿（图版9-Ⅱ-8）等位置见到燧石，并见到气、水的喷口（图版9-Ⅱ-7、8）。

孟庆润（1982）在赋矿白云岩中已发现有蓝绿藻的藻灰结核、菌藻类、孢子和拟串藻丝状体，化学分析还表明细晶白云岩中的有机碳可高达0.20%，甚至已经超过了碳酸盐岩生油岩的标准（0.10%）；侯宗林（1989）报道在白云质大理岩和暗色板岩萃取物中发现有12种氨基酸。

四、上覆板岩特征

据袁忠信等（1995）研究，上覆板岩为火山沉积岩变质而成。笔者也在板岩薄片的显微镜观察中发现具有玻屑结构。可见1～2mm大小的隐晶质椭球体具同心环状构造，有可能是微小的枕状构造（图9-6（f）。还可见一些褐色弯曲条状玻屑。

元素定量分析表明，即使在主矿的矿体中心，板岩的矿化也很弱，仅Ba、Pb、Mo、Ce等有富集（表9-1）。而全岩化学分析表明，主要氧化物K₂O、Na₂O、CaO、MgO、SiO₂等的变化范围却很大（表9-2），特别是K₂O，高者达15.25%和13.14%，而低的仅有2.16%。

表9-1白云鄂博矿区板岩微量元素（10^-6）等离子光谱定量分析

注：由国家地质实验测试中心测试。

图9-6白云鄂博赋矿白云岩纹层状构造、条带状构造显微素描图

表9-2白云鄂博矿床板岩全岩化学分析（%）

注：前4件样品由国家地质实验测试中心测试。后8件样品在中国科学院开放实验室——中国科学技术大学理化科学实验中心用XRF方法测量。

五、讨论和结论

（1）赋矿白云岩中间厚四周薄，呈一长透镜状，具备微晶丘的形态；它近东西向延长，平行于古海岸线，与台地边缘微晶丘的特点相符；块状白云岩仅分布于宽沟背斜南翼，这反映了微晶丘严格受环境控制的特点。

（2）赋矿白云岩与砂岩、板岩互层及其中的粒序层理确证了其沉积成因，而其中富含有机质、含有藻类化石、氨基酸及其中的藻纹层构造则表明了其形成与生物作用有关。其巨厚层块状构造则表明它与一般沉积成因的白云岩不同。

（3）与白云岩互层及上覆的板岩的矿化很弱，而其K₂O、Na₂O、SiO₂等造岩元素的变化却很大，可能表明其沉积物是多来源的，可能是碱性火山作用的凝灰质和陆缘细碎屑混合而成。同期的火山作用对微晶丘的发生、发展和死亡有强烈的控制作用：微晶丘内部板岩夹层代表由于火山灰覆盖而导致微晶丘生长暂停；微晶丘顶部板岩盖层则代表由于火山灰覆盖而导致整个微晶丘死亡。

8. 石灰岩、白云岩分别代表什么沉积环境

石灰岩
按其沉积地区,石灰岩右分为海相沉积和陆相沉积,以前者居多;按其成因,石灰岩可分为生专物沉积、属化学沉积和次生三种类型;...白云岩沉积环境属碳酸盐岩台地潮缘,测井资料和地震剖面均显示出潜山内幕具两个明显的旋回层序.根据钻井岩心资料推断,这些旋回的岩性组合是：泥晶白云岩、层状叠层石白云岩、锥状叠层石白云岩或凝块石白云岩,它们分别形成于不同的水动力条件,因此其岩石结构、构造及孔隙发育程度都不尽相同.锥状、凝块石白云岩等属于中高能带的产物,结构粗,原生孔隙发育,后期多充填,在此基础上经溶蚀形成较发育的溶蚀孔洞；而其余岩类均为低能带产物,孔隙、裂缝不甚发育.这种岩性的旋回性变化与潜山各部位风化溶蚀程度的差异,直接影响各油井的产能.