白云岩花斑状

㈠ 鲕状结构的鲕状白云岩

（oolitic dolomite）又来称鲕粒白云岩，是一自种具鲕状结构的白云岩。鲕粒具有核心及泥晶白云石的同心纹包壳，胶结物为亮晶白云石。按鲕粒的大小可分为鲕粒白云岩、豆粒白云岩。它常出现于震旦纪地层中。是一种交代特征不明显的白云岩。

㈡ 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）

㈢ 四川盆地北部栖霞组-茅口组热液白云岩特征与成因

张军涛¹ 龙胜祥¹ 李国蓉² 李宏涛¹ 吴世祥1

（.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；2.成都理工大学，成都 610059）

摘 要 热液白云岩形成机制及其油气储层地质研究是当前白云岩研究领域的重要科学问题。本文以四川盆地北部的广元峡沟煤矿剖面白云岩为研究对象。该剖面由下部地层向上，白云岩化程度逐渐增强，颜色由深到浅，岩性由生屑灰岩逐渐过渡到斑状白云岩，然后再到中粗晶白云岩，上部覆盖茅口组泥灰（云）岩。中粗晶白云岩，发育于栖霞组顶部和茅口组底部，由中晶到粗晶的半自形-自形白云石组成，其中可见鞍状白云石。岩石中溶蚀孔洞发育，孔隙内有沥青充填。微晶灰岩的δ¹³C_VPDB值为3.23‰，δ¹⁸O_VPDB值为-5.03‰；白云石样品的碳氧同位素具有一定的差异，但明显低于灰岩样品值，δ¹³C_VPDB值为3.29‰～4.14‰，δ¹⁸O_VPDB值为-6.07‰～-6.75‰。流体来源可能为经历了深循环的大气降水。在断裂活动时，深部热液流体沿断裂向上运移，当运移到栖霞组和茅口组时，由于有吴家坪组泥灰岩和泥云岩的封堵，流体的运移被减缓甚至停滞，促使围岩发生白云岩化，溶蚀作用也同时发生，产生溶蚀孔隙。由此在栖霞组顶部和茅口组底部可能形成热液白云岩储层，具有一定的储集意义。

关键词 热液白云岩 形成机理 储集意义 中二叠统 四川盆地

Characteristics and Origin of Hydrothermal Dolomite of the QixiaFormation and Maokou Formation in northern Sichuan Basin

ZHANG Juntao¹，LONG Shengxiang¹，LI Guorong²，LI Hongtao¹，WU Shixiang¹（1.SINOPEC Exploration ＆ Proction Research Institute，Beijing 100083，China；2.Cheng University of Technology，Cheng 610059，China）

Abstract The forming mechanism of hydrothermal dolomite reservoir is a scientific problem in geology.In this paper the dolomite from Xiagou Coal Mine in Guangyuan，northern Sichuan Basin was studied，which dolomitization degree enhanced graally，color changed from shallow to deep while from down to up.Coarse dolomite developed both in the top of Qixia Formation and the bottom of Maokou Formation，which is composited by coarse-euhedral dolomite，and a little saddle dolomite.Caverns and asphalt filling are developed in the rock.δ¹³C_vPDB of microcrystalline limestone is 3.23‰，δ¹⁸ O_VPDB is -5.03‰，the carbon and oxygen isotopes of different dolomite samples have certain difference，but are significantly lower than the limestone samples，δ¹³ C_VPDB are3.29‰～4.14‰，δ¹⁸ O_VPDB are -6.07‰～ -6.75‰ .A fluid source may be magmatic hydrothermal fluid，or experienced a deep circulating meteoric.When the faults activited，deep hydrothermal fluid migrated up along faults.When they migrated to Qixia Formation and Maokou Formation，because of resisting of Wujiaping Formation，the migration of fluid flow is slow down even stopped，which caused the rock dolomitization，and dissolution also occurred atthe same time，then pores were proced.Thus hydrothermal dolomite reservoir may be formed in the top of Qixia Formation and the bottom of Maokou Formation.

国家科技部基础研究发展规划（973）项目《下古生界碳酸盐岩优质储层形成与分布预测》（编号2012CB214802）国家科技重大专项《海相碳酸盐岩层系优质储层分布与保存条件评价》（编号2011ZX05005002）资助成果

Key words hydrothermal dolomite；forming mechanism；reservoir；Qixia Formation and MaokouFormation；Sichuan Basin

热液白云岩作为一种特殊的白云岩类型，备受关注^［1］，又因其形成过程中通常伴有热水溶蚀发生^［2］，可形成优质油气储层，近来也成为石油地质学研究的一个热点^［3］。

中二叠统在四川盆地部分区域发育有一定规模的白云岩化，川西地区中二叠统钻遇白云岩有4口井，其中获工业气井、小气井和气测异常井各1口，另一口无异常。川中女基井栖霞组钻有中-粗晶白云岩11.5m，并获工业气流。前人对其成因已有了初步探索：峨眉、汉旺及宝兴一带白云岩形成于海水、淡水混合作用，继后又受地壳升降、褶皱、火山等影响，是多种、多期成岩作用叠加的产物^［4］；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^［5］；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形成的^{［6 ］}；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^［7］；滇东—川西地区有块状白云岩和斑状白云岩两种类型，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^［8］。前人研究表明，四川盆地中二叠统白云岩可能形成于埋藏期热液作用，但白云岩化流体性质与白云岩化模式仍存在争议，其储集意义仍缺乏充分研究。因而，研究四川盆地中二叠统发育的白云岩，可以为热液白云岩这一研究热点与难点提供新的制约，并可探索其在四川盆地的储集意义。

1 岩石学特征

研究对象为四川盆地北部广元峡沟煤矿剖面的栖霞组与茅口组（图1）。野外产状上，由下部地层向上，白云岩化程度逐渐增强（图2），颜色由深到浅，从深灰色到灰色，岩性由生屑灰岩（图3A）逐渐过渡到斑状白云岩（图3B），然后再到中粗晶白云岩（图3C），白云岩纵向上厚度在100m左右，横向展布受现今的峡沟控制，范围未知，上部覆盖茅口组泥灰（云）岩，其中见有一套辉绿岩侵入体（图3D）。

生物碎屑灰岩：是栖霞组中原始未经蚀变的基质岩石。深灰色，中厚层，生物碎屑发育，富含腹足类、头足类、有孔虫、棘皮类和珊瑚等生物化石，生屑多为亮晶方解石，粒间为泥晶胶结，未见白云岩化，但常见有泥质夹层，各种孔隙均不发育（图4A）。

斑状云灰岩：是灰岩和白云岩的过渡岩类，发育于栖霞组中上部和茅口组的底部，表现为灰岩中白云石呈花斑状产出，手标本中晶体较粗的白云石与泥晶方解石差异明显，界线分明，其中斑块内的白云石多为半自形—自形中晶—粗晶，可见有少量的鞍状白云石。生屑灰岩原岩中泥晶胶结物易于白云岩化，而生屑较难白云岩化，呈残余产出。晶间孔、溶孔、裂隙、缝合线发育。白云石晶间可见有灰岩的残余（图4B）。

图1 四川盆地北部地质简图

图2 峡沟煤矿栖霞组-茅口组岩性剖面简图

图3 川北中二叠统热液白云岩的野外特征

中粗晶白云岩：发育于栖霞组顶部，由中晶到粗晶的半自形—自形白云石组成，多为镶嵌接触，并可见鞍状白云石，鞍状白云石表现为粗大的晶体，弯曲的晶面，雾心亮边，正交光下波状消光，基本不见灰岩残余，溶孔发育（图4C）。

辉绿岩：见于茅口组中，呈岩体产出。镜下具有明显的辉绿结构，即辉石的平均粒径大于斜长石平均长度，表现为板条状斜长石组成的格架内填充一粒或几粒与其大小相当的辉石。辉绿岩是典型的浅成侵入岩（图4D）。

2 岩石储集空间

在川北广元峡沟煤矿的野外剖面中，热液白云岩中孔隙非常发育，其中主要的孔隙类型有溶孔溶洞、晶间孔隙和裂缝三大类。

溶孔溶洞：集中于栖霞组的顶部，在中粗晶白云岩中尤为发育，最大的溶洞直径可达十几厘米，呈椭圆形，孔隙边缘充填有少量的鞍状白云石、方解石以及沥青等，是本区热液白云岩中最重要的储集空间。

晶间孔隙：发育在中粗晶白云岩和花斑状白云岩中，在一些中粗晶白云岩中一些晶间孔隙由于沥青的充填而呈花斑状。其常与溶孔、裂缝相伴生，其中多有沥青充填，是本区重要的储集空间。

裂缝：发育在峡沟煤矿栖霞组的各类岩石中，特别是在溶孔发育的部位，呈网状发育，其中多为沥青充填，也有部分为方解石充填。

图4 川北中二叠统岩石显微特征

3 形成条件分析

3.1 沉积环境

四川盆地中二叠统属于开阔台地碳酸盐岩沉积。王宓君等（1989）认为其主要为开阔台地-广海陆棚沉积环境，广元—万县—黔江一带、贵州遵义一带发育广海陆棚相带；而据马永生、陈洪德等（2009）发现，这一时期发育的碳酸盐岩台地规模巨大，涉及整个中上扬子区域，这一台地由中央向四周，由局限台地→开阔台地→斜坡盆地过渡。中二叠统时期，海水由南、东南、北、西北多方向入侵四川地区，古陆范围显著缩小，陆源物质供给作用弱，围绕古陆缺乏陆相或陆源碎屑岩沉积相带，四川地区主要为浅水台地碳酸盐岩沉积，仅在四川盆地以南贵州遵义一带，以东万县—利川一带及巫溪—兴山一带有陆棚沉积，浅水台地规模宏大，具有陆表海台地性质，同时，中二叠统普遍发育珊瑚、苔藓虫、腕足、

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

类生物化石，浅水台地上海水盐度正常，具有开阔海台地特征，浅水台地与陆棚接触地带是高能相带的优势发育区域。在川北的广元地区，栖霞组—茅口组为生屑滩沉积环境。中二叠统不具有沉积生成白云岩化的环境，由此可以推测其白云岩可能是后期形成的。

3.2 白云岩化作用

川北地区栖霞组沉积时期的沉积环境不具备发生大规模白云岩化的条件，同时，白云岩的岩石学特征也显示本区的白云岩并非是在同生或准同生期形成的，其很可能形成于埋藏条件下的热液环境中。

本区白云岩的主要组成矿物为中-粗晶白云石（图4B，C），不同于准同生期白云岩的粉细晶白云石，反映其形成于埋藏环境下，或者早期形成后经历了后期的重结晶作用改造。另外，云灰岩呈花斑状白云岩化，并呈现出泥晶胶结物白云岩化、生屑未白云岩化的选择性白云岩化特征（图4C），这是埋藏期白云岩化的典型特征。

另外，鞍状白云石的存在，也是埋藏条件下热液白云岩化的标志之一。鞍状白云石在本区多以孔隙充填物的形式存在（图5），也常见于白云岩基质中（图4C）。鞍状白云石晶体巨大，一般为粗晶，甚至巨晶，晶面弯曲，呈马鞍状，常具有雾心亮边，在正交光下呈波状消光。一般认为鞍状白云石多形成于80～160℃、高盐度的流体中，为低温热液矿物，其特殊的晶体形态是快速结晶的结果。

图5 热液白云岩中的鞍状白云石

本区白云岩的地球化学特征也显示其形成于热液环境中。通过碳氧同位素分析可以初步确定白云岩化流体的性质。一个栖霞组微晶灰岩的δ¹³C_VPDB值为3.23‰，δ¹⁸O_VPDB值为-5.03‰（表1；图6）；白云石样品的碳氧同位素具有一定的差异，但明显低于灰岩样品，δ¹³C_VPDB值为3.29‰～4.14‰，δ¹⁸O_VPDB值为-6.07‰～-6.75‰（表1；图6）。两者间碳同位素值相近，反映其具有相似的碳来源，应该为交代作用形成的；白云岩中偏负的氧同位素值，说明其形成于高温流体中，但差异并非十分迥异，因此应该不是岩浆热液，很可能是经历了深循环的大气降水，在循环过程与围岩发生了充分的分馏，使得具有了相近的碳氧同位素特征。而后期方解石充填物的碳氧同位素变化较大，δ¹³C_VPDB值从0.43‰到5.17‰，δ¹⁸O_VPDB值从-10.72‰到-1.95‰（表1；图6），这些差异反映了流体来源的多样性，既有早期海水胶结的产物，与灰岩值相近，又有与白云岩同源的流体，与白云岩值相近，也存在有后期大气降水的产物，具有极低的氧同位素值。

图6 川北中二叠统白云岩碳氧同位素交会图

表1 川北中二叠统白云岩碳氧同位素数据

本区白云岩的有序度也相对较低，花斑状云灰岩中白云石最低值仅为0.50，在细晶白云岩中最高为0.78（表2），且晶体越粗有序度越低，说明白云岩形成时，结晶速度较快。反映了白云岩为热液环境的产物，是典型的热液白云岩。

表2 川北中二叠统白云岩有序度数据

综合分析认为，白云岩为热液白云岩化作用形成，但热液可能并不是岩浆热液，很可能来源于深层的热卤水或深循环的大气降水。

4 白云岩储层形成模式

热液白云岩以较大溶蚀孔隙（一般可见溶蚀扩大缝）、中粗晶白云岩以及溶蚀孔内有少量的鞍状白云石充填物为特征。对于其形成模式国内外已有了较为详尽的阐述，一般受断层控制，溶蚀发生在断裂破碎强烈处或流体运移遇到堵塞的区域。除了热液白云岩化外，断裂和封盖层是其形成的另外两个条件（图7）（Esteban and Taberner，2003）。

图7 热液溶蚀改造模型

热液溶蚀并非越热越溶解。白云石在水中的溶解度极小，而H₂S和CO₂可能是碳酸盐最为重要的溶解介质（黄思静等，2008）。但是H₂S和CO₂都是中性气体，如果不溶解于水，其化学反应能力很弱，且这两种气体在水中的溶解度都是随温度的增加而降低的，因而H₂S和CO₂在深埋藏的高温条件下都更趋向于以气体形式存在；在相对低温条件下，H₂S和CO₂对碳酸盐矿物的溶解能力反而较强，这就是所谓的低温倒退溶解模式，即冷却水溶蚀模式。碳酸盐溶解需要热流体冷却的过程，造成这种冷却的一个重要的地质过程就是断裂活动引起热流体的向上运移。

断裂活动是发生热溶蚀作用的关键，以断裂为通道的热流体可以通过冷却、混合等多种方式对白云岩进行溶蚀，形成溶蚀孔隙，在中二叠统沉积以后，四川盆地经历了多期次的构造活动，为热液白云岩的形成提供了条件。结合川北的地质背景，可以建立起储层形成模式：在断裂活动中，深部热液流体沿断裂向上运移，当运移到栖霞组顶部时，由于茅口组和吴家坪组泥灰岩和泥云岩的封堵，流体的运移被减缓甚至停滞，促使围岩发生白云岩化，溶蚀作用也同时发生，产生溶蚀孔隙，在栖霞组顶部和茅口组底部形成热液白云岩储层。因此在四川盆地中二叠统中可能发育有此类热液白云岩储层，具有一定的勘探前景。

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㈣ 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

㈤ 白云岩的矿物组成 颜色 构造 结构

白云复岩，是一种沉积碳酸盐岩。主要由制白云石组成，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。

㈥ 白云岩的基本性质

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：根据其中的碎屑
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。
由于白云岩的孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储藏层。 按形成条件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。
可参考网络【白云石化】词条 白云岩的主要用途白云石广泛用于建材、陶瓷、焊接、橡胶、造纸、塑料等工业中。另外在农业、环保、节能、药用及保健等领域也得到了应用。
在冶金工业上的利用
白云岩在冶金工业中主要用做熔剂、耐火材料、提炼金属镁和镁化物。
用作熔剂白云岩作为炼铁和炼钢的熔剂，可起中和酸性炉渣的作用，提高炉渣的碱度、降低炉渣中FeO的活度，以减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用。轻烧白云石主要用于炼钢，可提高钢渣的流动性，作造渣剂使用，不仅可延长转炉的寿命，提高炉渣的流动性，并可改善脱硫、脱磷反应的进行，还可节省大量萤石。目前我国生产1t钢需消耗170kg白云岩。而在炼铁时加入白云石可稀释炉渣，降低炉渣熔点，降低燃料的消耗，提高生铁质量。
用作耐火材料 白云岩作为碱性耐火材料，主要用于炼钢的马丁炉、托马氏回转炉的炉衬，也用作为碱性平炉炉底和炉坡材料及冶炼过程中的补炉材料。在冶炼优质铁锰合金、硅铁合金时，白云岩常为专用的炉料。同时在炼钢造渣过程中，加入适量的轻烧白云石或生白云石，这是近年来一项新方法，以取代一部分生石灰，从而抑制炉衬中的MgO向渣中溶解。加入白云石可促使早期化渣，使渣中MgO达到饱和状态，以提高渣的粘性，对炉衬有较好的粘附性，起到保护炉衬的作用。
提取金属镁及镁化物利用白云岩生产金属镁和镁化合物，其生产工艺为电解法或高温冶金法。电解法是通过煅烧白云石与海水作用析出氢氧化镁，然后与盐酸反应转变为氧化镁，最后干燥的氯化镁和氯化钠、氯化钙一起在外加热电解池熔融。高温冶金法是将白云岩与硅铁做成球团，在小直径真空炉中，于1100℃下熔融，形成硅酸钙炉渣，而镁变成蒸气，再用凝聚法回收。利用同样方法，可生产氧化镁、氢氧化镁。氧化镁是良好的耐火材料，而氢氧化镁用作生产一系列其它有用的镁化合物和用做塑料填料。国外还用白云岩生产碳酸镁。
在建材工业上的利用
白云岩经适当煅烧后，可加工制成白云灰，它具洁白、强粘着力、凝固力及良好的耐火、隔热性能，适于做内外墙涂料。将白云岩煅烧后，可用作氯化镁水泥和硫化镁水泥，因其具良好的抗压强度、抗挠曲强度，且能防火、防虫蛀的优良性能，在添加其它填料后可起到很好的防水作用，故可作地板材料，而且价格低廉。白云岩粉可用于裂隙处理和作路面铺料及水泥砂浆烧结渣。水泥中加入40%白云岩可加快水泥水化的速度。白云岩还可直接用来作建筑材料。此外，白云岩在建筑行业中用做水泥以及玻璃、陶瓷的配料，它能增加玻璃的强度和光泽。据悉，国外已用白云岩经半煅烧后制成了无机氧化镁泡沫及硅酸盐砖。
在化学工业的利用
白云石主要用于生产硫酸镁、轻质碳酸镁等化工原料。
30%的稀硫酸和白云石按一定比例混合、反应、分离浓缩，在温升条件下使硫酸钙沉析，所获硫酸镁溶液冷却结晶，即得硫酸镁（MgSO4×7H2O）。
从海水中提取Mg（OH）2，当用煅烧白云石作沉淀剂时，也同时回收了白云石中的MgO，使产量增加。
白云石以煅烧、消化、碳化、过滤分离，得重镁水，再加热分解过滤，得轻质碳酸镁[xMgCO3×yMg（OH）2×zH2O]。轻质碳酸镁分解得轻质氧化镁，用它可烧制高纯镁砂。
在农业上的利用
白云岩可以用作土壤酸度的中和剂，亦可中和因使用尿素一类肥料而造成的酸性，使农作物增产。白云岩主要用作酸性土壤的中和剂，使用它能补偿由于农作物吸收而带来的土壤中钙和镁的损失，施用白云岩可使农作物增产15-40%。方解石质白云石经处理后的农用石灰，可作为农药来防冶害虫。
用作填料
白云岩可用于橡胶、造纸的填料。优质的白云岩粉可作昂贵的二氧化钛填料的代用品，用作一些制品的填料，可改善制品的色度、耐风化能力，提高机械稳定性，减少收缩性和内部张力，降低吸水、吸油能力及裂缝的扩张，这类制品主要包括粘合剂、密封塑料、油漆、洗涤剂和化妆品等。

㈦ （一）白云岩/白云石的结构与分类

从交代成因的角度出发，我们可以认为白云岩有两类端元结构类型，即原始结构保存的白云岩（图版8-16）和原始结构不保存的白云岩（图版8-17），前者较好地保留了被交代石灰岩的原始结构，包括泥晶或微晶白云岩，粒屑白云岩和生物礁白云岩等（表8-2）。原始结构不保存的白云岩主要为结晶白云岩，根据晶体大小可进一步划分其类型（表8-3）。在这两类端元结构之间，应存在较多的过渡类型，过渡类型的白云岩不同程度地保留了被交代石灰岩的原始结构。另外，粉晶白云岩往往具有双重性，一些粉晶白云岩的粉晶结构本身就是原始结构，而另外一些则可能完全是交代结构。

表8-2 白云岩结构-成因分类方案

注：同时存在一定数量的具原始结构的粒屑（生物礁）白云岩与结晶白云岩之间的过渡类型，以及碎屑白云岩。

（据黄思静，2010）

表8-3 白云石晶体大小划分方案

（据Bissell和Chilingar，1967）

在白云岩的结构描述中，尤其是对于原始结构不保存的白云岩的结构描述中，除晶体大小（表8-3）以外，晶体的自形程度也用于划分白云岩或白云石的类型，如我们经常使用的自形细晶，半自形中晶和他形微晶等术语，这些简单实用的术语和描述方法仍然可以继续使用。

Machel（2004）认为，在薄片二维空间范围内描述白云岩中交错的晶体关系时，上述方法不太合适，并推荐了Sibley和Gregg（1987）所提出的白云岩/白云石结构分类术语（图8-7）。该分类在国内还并不十分流行，但仍具有较好的可描述性，也具有一定的成因意义，其缺点是这种分类和相应的术语被局限于显微镜的微观尺度。白云石晶体结晶大小的分布被分为单峰或多峰等类型，晶体形态则分为平直晶面自形晶，平直晶面半自形晶和非平直晶面他形晶等类型（图版8-18，图版8-19）；依次类推，还可以有平直晶面胶结物，平直晶面斑状晶和非平直晶面斑状晶等类型；非平直晶面是鞍形白云石的基本特征，因而显然是非平直晶面鞍形晶，若作为胶结物，也为非平直晶面胶结物，鞍形白云石更多的是作为胶结物产出。

图8-7 白云岩/白云石的结构分类

（Machel（2004），根据Gregg和Sibley（1984），Sibley和Gregg（1987）综合，并补充了过渡类型）

㈧ 岩石地层特征

2.2.1.1 下奥陶统

早奥陶世南华北盆地主要沉积台地潮坪—局限台地相的碳酸盐岩，在河南省主要为冶里组和亮甲山组两个沉积地层单元，在安徽地区主要为韩家组一个沉积地层单元。

（1）冶里组

主要为灰及灰黄色厚层含燧石条带细晶白云岩，难于风化，常突出地表，地貌特征明显。其底部以含燧石条带白云岩出现作为与上寒武统凤山组的分界，顶界以含燧石团块白云岩出现作为与亮甲山组分界。该组主要出露于三门峡、博爱、商丘淮北一线以北地区。产牙形石Scolopos restrictus，Teridontus gracilis，见于河南平泉、渤海海域、天津大港、辽宁本溪下寒武统冶里组，也与河南扬子地层区淅川白龙庙组可对比，国外也可与北美威斯康星州Shakopee组、西伯利亚地台Chunstage层位对比。

（2）亮甲山组

本组下部为灰、灰白色厚层含燧石团块白云岩，上部为灰白色中厚层含灰质泥晶白云岩。所含Paraserratognathus paltodiformisAn是华北亮甲山组上部的带化石，见于河北唐山、平泉、辽宁本溪及山西中阳等地亮甲山组。Scoloposrex huolianzhaiensis是亮甲山组的主要分子，见于辽宁本溪、河北唐山、平泉及山东等地亮甲山组，国外见于朝鲜南部莫洞组下部。可见，南华北地区亮甲山组与整个华北地台亮甲山组层位一致。本组分布范围较窄，主要分布于三门峡、焦作、新乡、商丘、宿州一线以北。厚度较薄，从几米到几十米不等，一般在30m左右，自南往北逐渐加厚。

（3）韩家组

安徽宿县夹沟韩家组下段为灰黄色中厚层白云岩及紫灰色含泥质白云岩，厚12m，含牙形石Oneotos nakamurai Nogami，Cordylos proavus Muller及腕足类Linguella sp.。上段为灰黄色中薄层硅质条带白云岩夹竹叶状白云岩，厚8m。含头足类Cyrtovaginocerassp.，Oderoceras sp.，Kaipingoceras sp.，与山东纸坊庄组中段及河北、东北南部的亮甲山组相当。

（4）贾汪组

层位稳定分布较广。在宿县韩家剖面，其岩性变化不大，为紫、黄绿色页岩与含泥质白云质灰岩互层，仅淮南地区白云质略高。淮北地区厚4～19m，淮南地区厚4～34m。因受早加里东运动影响，本组在大部分地段假整合覆于韩家组或寒武系之上。

2.2.1.2 中奥陶统（图2.14）

（1）下马家沟组

下马家沟组主要分布于三门峡、禹县、确山一线以北地区。主要岩性为细晶、微晶、泥晶白云岩、白云质灰岩、泥灰岩。该组在安徽淮南等地称为萧县组，主要为灰色中厚层灰岩、白云质灰岩、豹皮状灰岩。其底部普遍见有微层理发育的角砾状灰岩，顶部以黄色中薄层页状泥质灰岩与下马家沟组分界，厚157～250m。

一段主要为灰黄色薄层粉晶白云岩、白云质灰岩、黄绿色页岩，底部常有一层砂砾岩覆于寒武系或下奥陶统之上。该段层位稳定，分布广泛，是良好的划分标志。在豫西厚11.73～33m，在淮北厚4～19m，淮南厚4～34m。自北向南白云质增加，为海岸氧化—弱氧化环境、局限台地相砂泥坪沉积。

二段为中厚层灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、泥质灰岩和含硅质结核灰岩。下部常具有一层灰色厚层角砾状灰岩，是与一段分界的良好的标志。该段在禹州方山、新密市石板岗、巩义市涉村以北及两淮地区发育完整。在巩义市涉村厚41.3～101m，在萧县老虎山厚108.61m，萧县小家峪厚80.3m，淮北市滂汪厚67.52m，宿县武家厚107.39m，宿县韩家厚107.61m，淮南市洞山厚112.53m。

三段主要分布在新安县庙上—巩义市大凹岩—新密市崔庙以北地区和两淮地区。在豫西地区主要为灰黑色白云质灰岩、白云岩、花斑状白云岩。厚55.6～148m。

在萧县老虎山厚68.11m，淮北发电厂厚65.17m，萧县尤庄厚153.84m，宿线夹沟厚142.70m，淮南市老龙眼水库厚24.51m，淮南市洞山厚100.74m。整个下马家沟组在渑池县雷雁坡厚14.1m，禹县方山厚16.5m，密县石板岗厚79.1m，新安西沃厚95.2m，巩县小关厚106.7m，济源莲东厚128.2m。在太康—周口地区，太参1井厚度大于102m，太参2井厚148.5m，太参3井厚138.5m，周参7井厚107m，可见由西南向东北逐渐增厚。在两淮及霍丘地区，该组厚度由北向南逐渐变厚，萧县老虎山厚度大于185.59m，萧县小家峪厚170.39m，萧县龙庄厚249.22m，宿县韩家夹沟厚264.42m，淮南市洞山厚217.03m，定远县将军山仅一段和二段厚度就大于258.59m。

（2）上马家沟组

上马家沟组主要出露于新安西沃、巩县小关、确山一线以北及两淮地区。一段主要为灰黄色薄层微晶白云岩夹中层含白云质灰岩，局部夹灰岩透镜体；二段主要为深灰色厚层花斑状泥晶灰岩、含白云质灰岩、白云岩等；三段为浅灰色、浅黄色中薄层灰质白云岩、白云岩与深灰色厚层泥晶灰岩互层。

在豫西地区，本组在巩县小关厚70.5m、新安西沃厚168.9m、沁阳云台山厚191m。由西南向东北加厚。在太康—周口地区，新太参1井厚243m，太参2井厚225m，太参3井厚236.5m，周参7井厚258m，周参8井厚224.5m，厚度变化极小。在两淮地区，萧县老虎山厚241.57m，萧县小家峪厚241.12m，淮北市发电厂厚180.85m，濉溪县大山头厚258.58m，淮南市老龙眼水库厚72.24m，淮南市洞山厚156.78m。由淮南向淮北厚度逐渐增大。

南华北奥陶系层序地层格架内古岩溶研究

2.2.1.3 上奥陶统

峰峰组由角砾状灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、含膏假晶白云质灰岩组成。主要分布于博爱以北地区，厚度变化较大，从几米到几百米，在南华北其他地区缺失。