常见石灰岩的一般组构特征、分类和鉴定
本文参考自《沉积岩岩石学》，千炳松，梅冥相主编．2016、《沉积岩工作方法》，王剑，谭富文主编，2015、其他相关网络参考资料等。老白主要分享常见石灰岩的一般组构特征、分类和鉴定描述等资料，欢迎各位地质同仁交流学习。
一、石灰岩定义和组成 石灰岩为以方解石（CaCO3）为主要成分的碳酸盐岩， 大多由三种成分组成， 即异化颗粒、泥晶（ 泥品方解石） 和亮晶（ 胶结物）， 常混有黏土， 粉砂等杂质， 主要颗粒有骨粒， 鳍粒， 团粒和内碎屑。 碳酸盐岩大多为浅海成因（ 潮上带到浅部潮下带） ， 但有些碳酸盐岩也形成于深水（ 深海岩层和浊积岩层） 和湖泊中。钙质胶结砾岩或钙质层的结核状石灰岩可发育在土壤中。 1.颗粒
沉积盆地内由化学， 生物化学成因的碳酸盐岩沉积物， 在波浪、潮沙等水流作用下就地或经短距离搬运而形成的碳酸盐岩颗粒。组成白云岩的颗粒主要是白云石晶粒。常见的胶结物即为亮晶。颗粒主要包括四种类型：包覆颗粒、球粒、凝聚颗粒（ 团块） 及内碎屑。 颗粒一般能用于反映灰岩的形成环境和形成过程，可以分为生物颗粒和非生物颗粒两大类。不过一般用到的不多，大多是以颗粒大小（钙砾屑、钙砂屑、钙泥屑）或形态（鲕粒、球状粒）作定名描述。 比如下图中的就是竹叶（状砾屑）石灰岩：砾屑的磨圆度高，分选中等～较好 
2.泥晶-暗
许多颗粒状灰岩均具有一个相对暗色的细粒基质， 并且许多灰岩几乎全部由细粒碳酸盐组成，这些暗色的基质就是泥晶。 3.亮晶（胶结物）
胶结物通常是根据其颜色、光泽、硬度及其与盐酸或铝酸铁等反应来区别。 铁质胶结物一般为棕红色； 硅质胶结物色浅、硬度很大； 碳酸盐胶结物一般为浅色， 但硬度较小， 加盐酸起泡（ 白云石刻成粉末后起泡） ； 磷酸盐胶结物多为深灰色， 加铝酸按有黄色沉淀物出现； 石膏胶结物一般晶体较粗， 硬度小， 易成连生结构， 但一般胶结不紧密， 岩石较松软。 二、石灰岩的一般特征描述： 1、形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。 2、颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色。 3、成分：方解石>50%。其它成分常在50%以下：粘土矿物、石英粉砂、铁质微粒、海绿石、有机质等。 4、沉积构造：灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线,可见水平层理，多见块状层理, 常见叠层构造和鸟眼构造。 5、结构：泥晶结构、各种颗粒结构、生物骨架结构、粘结结构或障积结构等。 6、成岩方式：压实和胶结为主，溶蚀、交代和重结晶等作用也常见。 三、常见石灰岩和鉴定特征： 命名说明：石灰岩命名在实际运用中将颗粒类型加在“颗粒”之前，如生屑颗粒泥晶灰岩、泥晶砾屑颗粒灰岩、鲕粒颗粒灰岩等等。另外，在实际工作中或在某些场合还常常使用一些泛称，如生物碎屑灰岩、砾屑（竹叶状）灰岩、鲕粒灰岩等等。 
1、泥晶灰岩（Mudstone)
基质支撑，颗粒含量<5%，几乎全由泥晶方解石构成，仅含零星细小生屑。这类石灰岩中时常发育水平纹理，其层面常发育水平虫迹，层内可见生物扰动构造。纯泥晶石灰岩常具光滑的贝壳状断口。 
2、颗粒泥晶灰岩
基质支撑，颗粒含量＞5%。 
3、泥晶颗粒灰岩
颗粒支撑，泥晶充填。泥晶为主，亮晶较少，颗粒含量>40%。 
3、泥晶颗粒灰岩（Packstone)
颗粒支撑，泥晶充填。泥晶为主，亮晶较少，颗粒含量>40%。 
4、颗粒灰岩
颗粒支撑，亮晶充填，颗粒为主，泥晶较少。颗粒含量>60%。颗粒石灰岩常呈浅灰色至灰色，中厚层至厚层或块状。颗粒可以是生物碎屑、内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒（团粒）等其中的一种或几种。冲洗干净、分选好的颗粒石灰岩，通常代表水浅、波浪和流水作用较强烈的环境，其中灰泥被簸选走，颗粒被亮晶方解石胶结，波痕、交错层理及冲刷构造常见。 
5、叠层石粘结灰岩
由单细胞或简单多细胞藻类（还有细菌）等在固定基底上周期性繁殖形成的一种纹层状灰岩。 
6、结晶灰岩
结晶灰岩（crystalline limestone）又称晶粒灰岩（crystal grain limestone）：是一种主要由方解石晶粒（含量大于50%）组成的石灰岩。 主要成分为方解石，含量约占80%以上。胶结物为亮晶方解石，部分为泥晶方解石，常含隧石、白云石和黏土矿物，呈晶粒结构，原层块状构造。方解石粒度0.1～0.5mm,有的可达1mm。 
四、石灰岩的组构特征 1.石灰岩的结构特征
和沉积岩的结构特征是相似的，主要是反映颗粒的类型形态、粒度及其分布、分选和磨圆度的分布特征。通常分为粒屑--泥晶--胶结物三端元组合结构(亦称粒屑结构)、生物骨架结构、结晶结构和残余结构（镜下）四种。 1.1 粒屑结构：
与波浪和流水作用的搬运、沉积有关。由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物组成，颗粒还可分为内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒及团块.内碎屑为盘内成因，是沉积不久，处于半固结状态的碳酸盐沉积物经水流、波浪、生物等作用剥蚀出来并再沉积的碎屑。 - 砾屑：>2mm，呈椭圆形或扁圆形(下图为砾屑)
和角砾岩区别 角砾岩通常胶结比较差，且砾岩块矿物成分不均一，通过稀盐酸也能鉴定出来 
- 砂屑：2~0.05mm，呈圆状或椭圆状
- 粉屑：0.05~0.005mm，呈圆粒状
- 泥屑：<0.005mm，呈圆粒状
1.2 生物骨架结构
为生物礁灰岩所特有。系由原地固着生长的群体造礁生物组成。能造礁的生物有群体珊瑚、海绵、苔藓虫、层孔虫及钙藻等，它们的骨架之间尚有附架生物和泥晶及亮晶物质。 1.3 结晶晶粒结构
化学及生物化学沉淀的石灰岩、强白云石化石灰岩、重结晶的石灰岩均可具有晶粒结构。前文中的结晶灰岩就是该结构。 晶粒可根据其粒度初步划分为：巨晶（>2mm）、粗晶（2.0~0.5mm）、中晶（0.5~0.25mm）、细晶（0.25~0.05mm）及粉晶（<0.05mm）。 2.石灰岩的构造特征
先说构造的定义：沉积构造是指沉积岩的各个组成部分（矿物集合体/岩石）之间的空间分布和排列方式（组成部分中的矿物的结晶程度，颗粒大小，和形状以及彼此间的组合方式叫结构），矿物集合体之间或集合体和岩石其他组成部分之间的排列方式以及填充方式叫构造。 2.1 层理面、硬底、帐篷构造和古喀斯特面
- 硬底：是同沉积作用时期胶结的地层， 发生在沉积物表面或紧挨其之下，在硬底形成海底面的地方。
- 帐篷构造：环潮坪灰岩的一个典型特征是帐篷构造， 这种构造是岩层破裂形成假背斜， 在平面图上帐篷的脊形成一个多角形的样式。
- 古喀斯特面：形成过程即是层序界面的发育过程，即原始位于水体之下沉积的碳酸盐岩在构造抬升或海平面下降条件下暴露地表、遭受风化、剥蚀，从而形成古喀斯特作用面。
2.2 水流构造
浪成波浪和水流波痕、交错纹层和交错层理、冲刷面、风暴地层的丘状交错层理、潮坪环境中的鱼骨状交错层理和沉积再作用面。 2.3 孔洞构造
包括沉积孔洞构造和早期成岩作用孔洞构造，成因种类较多。有生物作用形成的（生物潜穴发育）和气体排放等。 其他的还有前寒武系的臼齿状构造以及前寒武纪灰岩层面上的MISS。 五、典型石灰岩标本 1.豆粒颗粒灰岩
颜色：浅灰 构造：块状构造 结构：豆粒颗粒结构 主要成分：方解石质豆粒，方解石胶结物 所属岩类：沉积岩自生沉积岩碳酸盐岩 鉴定依据：方解石质豆粒呈颗粒支撑；方解石胶结 成因：温暖潮下甚高能浅水环境沉积物的成岩产物 
2.鲕粒颗粒灰岩
颜色：淡褐灰 构造：块状构造 结构：鲕粒结构，鲕粒微小 主要成分：方解石质鲕粒,方解石胶结物 所属岩类：沉积岩自生沉积岩碳酸盐岩 鉴定依据：方解石质鲕粒呈颗粒支撑；方解石胶结 成因：潮下间歇性高能或弱搅动浅水环境沉积物的成岩产物 
石灰岩为以方解石（CaCO3）为主要成分的碳酸盐岩， 大多由三种成分组成， 即异化颗粒、泥晶（ 泥品方解石） 和亮晶（ 胶结物）， 常混有黏土， 粉砂等杂质， 主要颗粒有骨粒， 鳍粒， 团粒和内碎屑。
碳酸盐岩大多为浅海成因（ 潮上带到浅部潮下带） ， 但有些碳酸盐岩也形成于深水（ 深海岩层和浊积岩层） 和湖泊中。钙质胶结砾岩或钙质层的结核状石灰岩可发育在土壤中。
1.颗粒
沉积盆地内由化学， 生物化学成因的碳酸盐岩沉积物， 在波浪、潮沙等水流作用下就地或经短距离搬运而形成的碳酸盐岩颗粒。组成白云岩的颗粒主要是白云石晶粒。常见的胶结物即为亮晶。颗粒主要包括四种类型：包覆颗粒、球粒、凝聚颗粒（ 团块） 及内碎屑。
颗粒一般能用于反映灰岩的形成环境和形成过程，可以分为生物颗粒和非生物颗粒两大类。不过一般用到的不多，大多是以颗粒大小（钙砾屑、钙砂屑、钙泥屑）或形态（鲕粒、球状粒）作定名描述。
比如下图中的就是竹叶（状砾屑）石灰岩：砾屑的磨圆度高，分选中等～较好
2.泥晶-暗
许多颗粒状灰岩均具有一个相对暗色的细粒基质， 并且许多灰岩几乎全部由细粒碳酸盐组成，这些暗色的基质就是泥晶。
3.亮晶（胶结物）
胶结物通常是根据其颜色、光泽、硬度及其与盐酸或铝酸铁等反应来区别。
铁质胶结物一般为棕红色； 硅质胶结物色浅、硬度很大； 碳酸盐胶结物一般为浅色， 但硬度较小， 加盐酸起泡（ 白云石刻成粉末后起泡） ； 磷酸盐胶结物多为深灰色， 加铝酸按有黄色沉淀物出现； 石膏胶结物一般晶体较粗， 硬度小， 易成连生结构， 但一般胶结不紧密， 岩石较松软。
二、石灰岩的一般特征描述： 1、形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。 2、颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色。 3、成分：方解石>50%。其它成分常在50%以下：粘土矿物、石英粉砂、铁质微粒、海绿石、有机质等。 4、沉积构造：灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线,可见水平层理，多见块状层理, 常见叠层构造和鸟眼构造。 5、结构：泥晶结构、各种颗粒结构、生物骨架结构、粘结结构或障积结构等。 6、成岩方式：压实和胶结为主，溶蚀、交代和重结晶等作用也常见。 三、常见石灰岩和鉴定特征： 命名说明：石灰岩命名在实际运用中将颗粒类型加在“颗粒”之前，如生屑颗粒泥晶灰岩、泥晶砾屑颗粒灰岩、鲕粒颗粒灰岩等等。另外，在实际工作中或在某些场合还常常使用一些泛称，如生物碎屑灰岩、砾屑（竹叶状）灰岩、鲕粒灰岩等等。 1、泥晶灰岩（Mudstone)
基质支撑，颗粒含量<5%，几乎全由泥晶方解石构成，仅含零星细小生屑。这类石灰岩中时常发育水平纹理，其层面常发育水平虫迹，层内可见生物扰动构造。纯泥晶石灰岩常具光滑的贝壳状断口。 2、颗粒泥晶灰岩
基质支撑，颗粒含量＞5%。
1、形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。
2、颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色。
3、成分：方解石>50%。其它成分常在50%以下：粘土矿物、石英粉砂、铁质微粒、海绿石、有机质等。
4、沉积构造：灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线,可见水平层理，多见块状层理, 常见叠层构造和鸟眼构造。
5、结构：泥晶结构、各种颗粒结构、生物骨架结构、粘结结构或障积结构等。
6、成岩方式：压实和胶结为主，溶蚀、交代和重结晶等作用也常见。
命名说明：石灰岩命名在实际运用中将颗粒类型加在“颗粒”之前，如生屑颗粒泥晶灰岩、泥晶砾屑颗粒灰岩、鲕粒颗粒灰岩等等。另外，在实际工作中或在某些场合还常常使用一些泛称，如生物碎屑灰岩、砾屑（竹叶状）灰岩、鲕粒灰岩等等。
1、泥晶灰岩（Mudstone)
基质支撑，颗粒含量<5%，几乎全由泥晶方解石构成，仅含零星细小生屑。这类石灰岩中时常发育水平纹理，其层面常发育水平虫迹，层内可见生物扰动构造。纯泥晶石灰岩常具光滑的贝壳状断口。
2、颗粒泥晶灰岩
基质支撑，颗粒含量＞5%。
3、泥晶颗粒灰岩
颗粒支撑，泥晶充填。泥晶为主，亮晶较少，颗粒含量>40%。
3、泥晶颗粒灰岩（Packstone)
颗粒支撑，泥晶充填。泥晶为主，亮晶较少，颗粒含量>40%。
4、颗粒灰岩
颗粒支撑，亮晶充填，颗粒为主，泥晶较少。颗粒含量>60%。颗粒石灰岩常呈浅灰色至灰色，中厚层至厚层或块状。颗粒可以是生物碎屑、内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒（团粒）等其中的一种或几种。冲洗干净、分选好的颗粒石灰岩，通常代表水浅、波浪和流水作用较强烈的环境，其中灰泥被簸选走，颗粒被亮晶方解石胶结，波痕、交错层理及冲刷构造常见。
5、叠层石粘结灰岩
由单细胞或简单多细胞藻类（还有细菌）等在固定基底上周期性繁殖形成的一种纹层状灰岩。
6、结晶灰岩
结晶灰岩（crystalline limestone）又称晶粒灰岩（crystal grain limestone）：是一种主要由方解石晶粒（含量大于50%）组成的石灰岩。
主要成分为方解石，含量约占80%以上。胶结物为亮晶方解石，部分为泥晶方解石，常含隧石、白云石和黏土矿物，呈晶粒结构，原层块状构造。方解石粒度0.1～0.5mm,有的可达1mm。
四、石灰岩的组构特征 1.石灰岩的结构特征
和沉积岩的结构特征是相似的，主要是反映颗粒的类型形态、粒度及其分布、分选和磨圆度的分布特征。通常分为粒屑--泥晶--胶结物三端元组合结构(亦称粒屑结构)、生物骨架结构、结晶结构和残余结构（镜下）四种。 1.1 粒屑结构：
与波浪和流水作用的搬运、沉积有关。由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物组成，颗粒还可分为内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒及团块.内碎屑为盘内成因，是沉积不久，处于半固结状态的碳酸盐沉积物经水流、波浪、生物等作用剥蚀出来并再沉积的碎屑。 - 砾屑：>2mm，呈椭圆形或扁圆形(下图为砾屑)
和角砾岩区别 角砾岩通常胶结比较差，且砾岩块矿物成分不均一，通过稀盐酸也能鉴定出来 - 砂屑：2~0.05mm，呈圆状或椭圆状
- 粉屑：0.05~0.005mm，呈圆粒状
- 泥屑：<0.005mm，呈圆粒状
和沉积岩的结构特征是相似的，主要是反映颗粒的类型形态、粒度及其分布、分选和磨圆度的分布特征。通常分为粒屑--泥晶--胶结物三端元组合结构(亦称粒屑结构)、生物骨架结构、结晶结构和残余结构（镜下）四种。
1.1 粒屑结构：
与波浪和流水作用的搬运、沉积有关。由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物组成，颗粒还可分为内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒及团块.内碎屑为盘内成因，是沉积不久，处于半固结状态的碳酸盐沉积物经水流、波浪、生物等作用剥蚀出来并再沉积的碎屑。
砾屑：>2mm，呈椭圆形或扁圆形(下图为砾屑)
和角砾岩区别
角砾岩通常胶结比较差，且砾岩块矿物成分不均一，通过稀盐酸也能鉴定出来
砂屑：2~0.05mm，呈圆状或椭圆状
粉屑：0.05~0.005mm，呈圆粒状
泥屑：<0.005mm，呈圆粒状
1.2 生物骨架结构
为生物礁灰岩所特有。系由原地固着生长的群体造礁生物组成。能造礁的生物有群体珊瑚、海绵、苔藓虫、层孔虫及钙藻等，它们的骨架之间尚有附架生物和泥晶及亮晶物质。
1.3 结晶晶粒结构
化学及生物化学沉淀的石灰岩、强白云石化石灰岩、重结晶的石灰岩均可具有晶粒结构。前文中的结晶灰岩就是该结构。
晶粒可根据其粒度初步划分为：巨晶（>2mm）、粗晶（2.0~0.5mm）、中晶（0.5~0.25mm）、细晶（0.25~0.05mm）及粉晶（<0.05mm）。
2.石灰岩的构造特征
先说构造的定义：沉积构造是指沉积岩的各个组成部分（矿物集合体/岩石）之间的空间分布和排列方式（组成部分中的矿物的结晶程度，颗粒大小，和形状以及彼此间的组合方式叫结构），矿物集合体之间或集合体和岩石其他组成部分之间的排列方式以及填充方式叫构造。
2.1 层理面、硬底、帐篷构造和古喀斯特面
- 硬底：是同沉积作用时期胶结的地层， 发生在沉积物表面或紧挨其之下，在硬底形成海底面的地方。
- 帐篷构造：环潮坪灰岩的一个典型特征是帐篷构造， 这种构造是岩层破裂形成假背斜， 在平面图上帐篷的脊形成一个多角形的样式。
- 古喀斯特面：形成过程即是层序界面的发育过程，即原始位于水体之下沉积的碳酸盐岩在构造抬升或海平面下降条件下暴露地表、遭受风化、剥蚀，从而形成古喀斯特作用面。
2.2 水流构造
浪成波浪和水流波痕、交错纹层和交错层理、冲刷面、风暴地层的丘状交错层理、潮坪环境中的鱼骨状交错层理和沉积再作用面。
2.3 孔洞构造
包括沉积孔洞构造和早期成岩作用孔洞构造，成因种类较多。有生物作用形成的（生物潜穴发育）和气体排放等。
其他的还有前寒武系的臼齿状构造以及前寒武纪灰岩层面上的MISS。
五、典型石灰岩标本 1.豆粒颗粒灰岩
颜色：浅灰 构造：块状构造 结构：豆粒颗粒结构 主要成分：方解石质豆粒，方解石胶结物 所属岩类：沉积岩自生沉积岩碳酸盐岩 鉴定依据：方解石质豆粒呈颗粒支撑；方解石胶结 成因：温暖潮下甚高能浅水环境沉积物的成岩产物
颜色：浅灰
构造：块状构造
结构：豆粒颗粒结构
主要成分：方解石质豆粒，方解石胶结物
所属岩类：沉积岩自生沉积岩碳酸盐岩
鉴定依据：方解石质豆粒呈颗粒支撑；方解石胶结
成因：温暖潮下甚高能浅水环境沉积物的成岩产物
2.鲕粒颗粒灰岩
颜色：淡褐灰
构造：块状构造
结构：鲕粒结构，鲕粒微小
主要成分：方解石质鲕粒,方解石胶结物
所属岩类：沉积岩自生沉积岩碳酸盐岩
鉴定依据：方解石质鲕粒呈颗粒支撑；方解石胶结
成因：潮下间歇性高能或弱搅动浅水环境沉积物的成岩产物
