碳酸盐岩微相研究现状与发展展望(2)

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2012年8月第22期

倍。是碳酸盐岩综合研究分析中非常重要的手段之一。系中碳的循环变化。

2.2.2荧光显微镜

荧光代表物质被可见光或紫外线照射时的发光特征。碳

3碳酸盐岩微相分析解释研究现状

沉积微相研究的目的就在于通过详细的碳酸盐岩沉积

酸盐岩的荧光可能由有机质形成，可以用抛光切片和厚的薄片进行研究。碳酸盐岩荧光发光技术主要应用在：（1）识别隐藏的显微组构；（2）区别原地和异地的微晶灰岩；（3）了解生物的矿化作用过程；（4）研究细纹层状灰岩的有机组分。

及古生物特征的研究，识别能够反映碳酸盐岩沉积历史的整体或局部环境（包括沉积环境和成岩环境）[2]。在碳酸盐岩微相的分析和解释中，需要对微相标志进行综合认识分析，总结出微相类型。沉积微相类型和沉积相组合是碳酸盐岩沉积模式发展的基础。

微相分析解释的先决条件是要对古环境进行详细的划分[4]。碳酸盐岩沉积于不同的沉积环境中，由一系列成因相关的沉积物特征和沉积环境要素组成，这些环境就需要不同的沉积相模式进行概括和总结。在碳酸盐岩相模式中用于表述从浅海到深海环境的横剖面的基本要素包括海底地形的变化、横向差异和垂向分界线。Read于1995年总结前人的理论，将一个自海岸线至盆地的横剖面划分为五种主要相带（包括台地或大陆坡并经由一个缓坡到达盆地）：即潮坪相、泻湖相、浅水沉积相、深水陆棚及缓坡相、大陆坡和盆地相。不同的沉积环境需要不同的相模式，关于碳酸盐岩沉积相模式也比较多，只要有以下几种：镶边碳酸盐岩台地相带模式（威尔逊模式）、无镶边陆棚和台地模式、缓坡模式、孤立台地和环礁模式、陆表海台地模式、陆表海缓坡模式。其中影响最大、研究最为详细的是镶边碳酸盐岩台地相带模式，威尔逊（Wilson）于1975年基于此模式建立了威尔逊沉积相模式，他将碳酸盐岩换分为三大相区和九个标准相带。后经Schlager（2002）和Flügel（2004）的修改，建立起了更完善的镶边碳酸盐岩台地的相模式，其中包括：（1）深海或克拉通深水盆地；（2）深水陆棚；（3）斜坡脚；（4）斜坡；（5）台地边缘礁；（6）台地边缘颗粒滩；（7）开阔台地；（8）局限台地；（9）蒸发或半咸水台地；（10）地表暴露受大气淡水影响的区域共10个相带。每一个相带在环境、主要生物群落和沉积物、常见岩相方面都有明显区别。

将微观的沉积微相与宏观的沉积相带联系起来的一种方法是标准微相类型（SMF）的建立[4]。标准微相类型是一种虚拟的分类，它是根据等同的标准总结出微相。标准微相类型的概念是由于人们认识到形成于类似环境中的不同年代石灰岩在成分和结构上令人惊讶的相似性而提出的。Flügel（1972）最早提出了这个概念。Wilson（1975）对Flügel的分类进行了扩展补充并且进行了更为严格的定义，Wilson区分出

2.2.3阴极发光显微镜

阴极发光显微镜（CL）是研究碳酸盐岩岩石学、成岩显微

构造以及生物沉积的重要工具也是研究海相和非海相碳酸盐岩的重要工具。它通过电子轰击抛光薄片和抛光岩石表面激发发光，发光特征取决于被激发固体的物质特征，这些特征包括晶体结构、晶格缺陷以及化学成分等。阴极发光研究通常与岩石学显微镜和稀有元素分析相结合，并且已经成为微相分析的重要组成部分。

2.2.4流体包裹体

矿物流体包裹体常用于研究沉积岩成岩作用、烃类物质

的成因和运移、矿物沉积、构造地质学和岩石学等方面的问题，近20年来越来越被研究人员重视。解释流体包裹体的基本假设条件是流体包裹体发育在封闭体系中，与其形成时的其他流体具有相同的成分和浓度。具有流体包裹体的碳酸盐晶体在抛光切片和薄片中呈现黑色，在碳酸盐晶体中由水成液体和气体组成的雾状包裹体，可以提供胶结物的成岩环境信息。

流体包裹体的研究需要用到岩石学显微镜、加热和冷冻装置。实际的研究工作中，还常将阴极发光显微镜和稳定同位素分析与之相结合。

2.2.5X射线衍射

在分析细粒碳酸盐岩时经常将X射线衍射和岩石学显

微镜结合起来使用。Hardy和Tucker（1988）也曾介绍过X射线衍射全岩分析和粘土矿物分析的定性和定量分析方法。X射线衍射的有关资料可以提供碳酸盐矿物的化学成分信息，用于区别于不同的碳酸盐岩矿物，并且用于确定白云石晶体的有序度及方解石和白云石晶体的比例。另外，它也提供了快速测定石灰岩和白云岩中碳酸钙及酸不溶残余物含量的能力。

2.2.6痕量元素和稳定同位素分析

地球化学的研究主要包括痕量元素分析和稳定同位素

分析。碳酸盐岩和化石中的痕量元素是古环境的重要指示剂。微相资料、痕量元素和同位素地球化学结合起来用于微相研究，已经发展成为一种趋势。同位素的保存能力取决于原生矿物的保存能力和成岩蚀变程度，所以在研究中，一般先要用岩石学和阴极发光显微镜、扫描电镜和化学资料进行分析，之后在进行同位素分析。古代的碳酸盐岩稳定同位素分析也是古环境的指示标志，同时也揭示了古代海洋气候体

24个标准微相类型并应用于一个理想的镶边碳酸盐岩陆棚。

用于区分标准微相类型的主要微相标志有：（1）颗粒类型和颗粒之间的联系；（2）沉积组构（如粒度变化、纹层等）；（3）基质类型；（4）化石；（5）沉积物结构类型。威尔逊提出的标准微相类型是目前最具影响力的标准。但是实际中，大概只有70%的微相可以与确定的标准微相类型相对应。另外一个比较实

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