来源：地质静的新浪博客
作者：地质静
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前段时间《鄂尔多斯盆地南缘地质剖面图集》由石油工业出版社正式出版了，这也是继《鄂尔多斯西缘及外围盆地地质剖面图集》之后的又一本《鄂尔多斯盆地地质剖面图集》的姊妹篇。这本图集从开始筹备到正式出版整整用了五年的时间，在图集编排过程中，对鄂尔多斯盆地南缘的新层系、新领域和致密油勘探中遇到的一些热点问题和有争议的问题，通过对野外露头的系统观察和大量室内分析测试，并请国内有关地质专家参加野外考察，基本得到较为圆满的解决，但还是有一些问题留下遗憾，其中关于图集中介绍的铜川地区长7油页岩中出现的碳酸盐质结核的岩性表述有些混乱，有些是“碳酸盐岩”，有些是“碳酸岩”，有些则是“碳酸盐”。
在之前曾隐约记得在火成岩中也有碳酸盐岩（之前并不清楚碳酸盐岩与碳酸岩之间的区别），只知道它在火成岩中属于特殊岩石类型之一，并不清楚火成岩中的碳酸盐岩与沉积作用形成的碳酸盐岩之间究竟不同在哪里？加上以前只要一提到“碳酸岩”，首先想到的多半都是“碳酸盐岩”，只是叫法不规范而已。最近打开《火成岩鉴定手册》，并在网上搜到的有关“碳酸岩”的信息之后，对二者的区别才稍有了解。下面是通过百度搜索查到的有关“碳酸岩”的资料：
碳酸岩(carbonatite)，是在空间上和成因上与碱超基性杂岩体有关的、主要由碳酸盐矿物组成的火成岩。carbonatite一词由挪威地质学家及矿物学家W.C.布勒格于1921年正式引入地质文献。从它的成因和产状特征可与沉积的碳酸盐岩相区别。属于岩浆成因的称为"碳酸岩"，属于沉积成因的称"碳酸盐岩"。与之有关的矿产为铌、钽、稀土元素、磷、铁等。最为重要的矿床类型为稀土碳酸岩及烧绿石碳酸岩。
碳酸岩熔岩喷发时的温度高达530℃，碳酸岩岩石呈浅灰至灰白色、浅棕色、黄棕色；具粒状结构，细至粗粒，有时呈巨晶结构；常为块状构造，有时见原生条带、球粒和球体构造。化学成分特殊，与一般硅酸盐岩浆岩相比，富CaO及CO2，贫SiO2及Al2O3；与沉积碳酸盐岩相比，富SiO2及Fe、Mg、Al、Ti、P等的氧化物，而CaO及CO2较低。主要组成矿物为方解石、白云石及铁白云石，偶尔见菱铁矿。此外，还富含多种(180种左右)次要矿物和副矿物，如辉石类、金云母、磷灰石、天青石、铈族稀土氟碳酸盐矿物、磁铁矿、铌钽矿物、铀钍矿物、萤石、碳硅石等。一般根据所含碳酸盐矿物分为：方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、铁白云石碳酸岩和菱铁矿碳酸岩等。
碳酸岩主要呈中心型侵入杂岩体产出，产状有中心岩株体、环状、锥状及放射状岩墙、岩床、岩流及岩被等。碳酸岩常发生强烈分离结晶作用、熔离作用和碱交代作用。碳酸岩的分布与深断裂有关，主要产于古老地台边缘断裂系及褶皱带内中间地块断裂带。空间上它经常与碱性岩—超基性杂岩体或金伯利岩共生。除南极洲外，所有大陆都有碳酸岩的分布。
碳酸岩常见有某种独特的矿物共生关系：①高温矿物(钙钛矿、独居石)与低温矿物(重晶石、天青石等)共生；②硅质矿物与硅不饱和矿物共生(如石英-橄榄石 、石英-霞石等)。主要类型有黑云碳酸岩 、方解石碳酸岩 、白云石碳酸岩等。在成因和空间上 ，常与超基性-碱性岩系列的岩石关系密切，组成超基性-碱性-碳酸岩杂岩体。碳酸岩多分布在杂岩体的中心，呈岩筒状或放射状岩脉产出。在区域上，这类杂岩主要分布在地壳构造运动稳定的地区，沿深大断裂带分布。
关于碳酸岩的成因常有下列几种：
①超基性岩浆衍生的碳酸盐岩浆结晶生成；
②碱超基性岩浆分离出的富CO2热液交代碱性岩或超基性岩生成；
③富CO2的含矿热液充填围岩裂隙形成碳酸岩伴生的矿产种类多，这是它与其他岩浆岩的重要区别。
中国碳酸岩有火山沉积成因和岩浆贯入成因两种类型。
碳酸岩标本实例：(图3)
1.
岩石名称:方解石碳酸岩，英文名称:Calcite carbonatite
颜色：浅褐；构造：块状构造；结构：中粒结构
主要成分：褐色方解石，少量灰白色方解石
所属岩类：岩浆岩---超基性深成侵入岩
2.
岩石名称：蚀变黑云母碳酸岩(图4)；
英文名称：Altered biotite-carbonatite
颜色：浅灰绿；构造：块状构造；结构：中粒结构
主要成分：方解石、黑云母(部分已褪色)
所属岩类：岩浆岩--超基性深成侵入岩
3. 壳源成因碳酸岩：在野外观察到"大理岩"呈岩墙、岩枝和细脉侵入石英闪长岩。根据石准立等的趋势面分析资料，在深部，本矿区的"大理岩"与石英闪长岩的接触带总是以侵入石英闪长岩内为特征。在"大理岩"与灰岩接触带附近观察到"大理岩"粒度由于温度冷却快而变细和在"大理岩"中有灰岩残留体。"大理岩"本身的方解石粒度中部粗两侧细。"大理岩"矿物结晶颗粒比长江中下游许多接触热变质形成的大理岩粗。"大理岩"内部浅色"大理岩"为白色，常具有定向的细条纹构造(可能为流动构造或构造事件引起的线性构造)，局部产状变化急剧。
在尖山矿段产在"大理岩"中的"条带状辉石一石榴石大理岩"，主要含辉石和石榴石条带，其条带走向与"大理岩"岩体延伸方向斜交，且与区内一组断裂构造有关。显微镜观察结果表明，在制备的约65块包裹体切片中均观察到熔融包裹体或流体一熔融包裹体及流体包裹体。包裹体加热实验结果显示，"大理岩"中方解石及"条带状辉石一石榴石大理岩"中的石榴子石和方解石中熔融包裹体接近均一的温度为880~1055℃，流体一熔融包裹体均一温度为645~740℃。
"大理岩"及"条带状辉石-石榴石大理岩"的C和O同位素组成与长江中下游的灰岩大致一致，在δ°13C-δ°18O相关图中的投影点落在沉积碳酸盐范围。电子探针分析表明，在"条带状辉石-石榴石大理岩"的方解石中的一个熔融包裹体为含Si、Ca、Mg、Al和K的混合物(即玻璃)。"大理岩"中的圆形固体包裹体成分经电子探针检查为方解石。能谱分析结果表明，"白云质大理岩"的白云石中圆形固体包裹体成分与白云石类似，但与寄主矿物略有区别。在上述初步研究基础上认为，野外见到的"大理岩"和"条带状辉石-石榴石大理岩"不是由于接触变质引起方解石重结晶的产物，而可能是一种新的碳酸岩类型--壳源成因碳酸岩。
4. 碳酸岩墙的特征： 碳酸岩岩墙位于白云鄂博矿床东矿北东约3 km的都拉哈拉山的西北麓，斜切白云鄂博群底部H1粗粒石英砂岩和砾岩以及H2的细粒石英岩。岩墙的走向约40°，倾向北西，倾角85~89°，岩墙地表露头长约60 m，宽1.1~1.5 m。岩墙与H1和H2围岩界线分明，在其两侧的接触带形成以钠铁闪石-镁质钠闪石、钠长石、金云母为特征的宽约10~20 cm的霓长岩化带。这些以碱质为特征的矿物沿围岩中的裂隙及节理分布，离开接触带可达20~30 m之遥。
碳酸岩的岩性虽然较为均一，但是常见有围岩的捕虏体和捕虏晶，如石英砂岩、石英岩和霓长岩、钠铁闪石等。岩石呈细粒结构，有时为似斑状结构。因受后期构造的影响，岩石发生了强烈变形，组成矿物多呈定向排列，大的方解石斑晶的解理缝发生弯曲，出现波状消光。组成岩石的主要矿物是方解石，呈自形-半自形，粒径为0.2~0.4 mm，大的斑晶可达5~7 mm；颗粒之间多保留120°的三连晶关系，为典型的细粒火成碳酸岩结构，所以可将岩石称为细粒方解石碳酸岩。方解石以富含Sr和Mn为特征，但是其REE含量多在电子探针的检测限以下。次要矿物为氟碳铈矿和氟碳钙铈矿，多呈自形-半自形粒状，粒径为0.01~0.07 mm，但是大者可达0.3~0.5 mm，一些细小颗粒组成粒状集合体，与方解石呈相嵌接触关系，说明它们是从碳酸岩浆直接结晶而成的原生矿物。此外，岩石还含有氟碳铈钡矿、钠铁闪石-镁质钠闪石、磷灰石、磁铁矿、独居石、褐帘石、石英、荧石、白云石和重晶石等。
研究表明，"大理岩"体是一个碳酸岩侵入体，随后由于构造作用和糜棱岩化作用促使粗粒白云石大理岩发生细粒化，成矿热液导致其发生重结晶作用；白云岩化作用的可能模式是：由于碳酸岩浆的侵入，引起本区对流的热液体系重新调整，导致镁从白云鄂博群沉积岩，特别是页岩，活化转移到碳酸岩体之中致使其发生白云岩化作用。而碳酸岩岩墙由于产生的热量太小，以至不能形成一定规模的对流热液体系，所以它们多数没有发生白云岩化作用。另一种可能性是，赋矿粗粒白云石大理岩是原生白云质碳酸岩浆冷却结晶作用而形成，是和钙质碳酸岩岩墙同源岩浆不同阶段的产物。这种推测的直接依据是切割赋矿粗粒白云石大理岩上覆H9板岩的另外一条细粒碳酸岩岩墙也是钙质的， 没有发生白云岩化作用; 而它与白云石大理岩的微量元素和C以及O同位素地球化学特点一致。
地幔流体的微量元素蜘蛛图与常见的碳酸岩也是相似的，是引起地幔交代作用的重要介质之一。假设这种地幔流体交代沉积石灰岩或者白云岩而形成了赋矿白云石大理岩，使其具有碳酸岩的岩石地球化学特征，那么"大理岩"的矿物共生组合和矿物生成顺序应遵从交代关系。事实上，描述的岩石结构和矿物生成顺序与矿化碳酸岩是一致的，赤铁矿形成于磁铁矿之后，所描述的赤铁矿经地幔流体交代反应形成了磁铁矿。
下面的图片来自常丽华等老师《火成岩鉴定手册》中关于碳酸岩的显微镜下特征。
学习了有关碳酸岩的知识之后，对我们目前在铜川地区延长组油页岩中发现的那些呈“石球”状的碳酸盐质结核，叫碳酸盐岩或碳酸岩似乎都不够准确，叫“次生灰岩”也许也说的过去，或者暂且就叫它“碳酸盐质结核”，等下一步经过深入研究，将其成因搞清楚，方可给予它一个更为确切的名字。
这件事情从另一个角度也说明岩矿鉴定工作并不简单，通过今年自己的一些工作经历充分证明，必须不断地学习、不断提升自己的知识储备，方能避免更多失误出现。
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