一块浅灰石头,滴酸剧烈起泡,多数人会直接写灰岩。可灰岩内部的颗粒差别很大:有的是贝壳碎屑堆成的,有的是毫米上下的同心小球,有的几乎全是肉眼看不见的泥。名字要跟着颗粒走。
三种颗粒粒径差一个量级,先认颗粒再谈名字
生物碎屑包括贝壳片、珊瑚单体、海百合茎、䗴。海百合茎呈圆形,中央有一个小孔;䗴呈纺锤形,像一粒粒米;贝壳片多呈弧形,边缘有生长纹。三类在新鲜面上都有方解石闪光。
鲕粒是同心圈层小球,核心常为石英或碎屑,圈层数层至十层,放大镜下能看出一圈圈纹。内碎屑是半固结灰泥被水打碎再沉积的碎块,边缘圆但不规则,粒径可从毫米级到数厘米。
泥晶与亮晶的分界在 4 微米,肉眼只能靠光泽
泥晶粒径小于 4 微米,肉眼不可辨,断面土状、暗淡,敲击声闷。亮晶是后期充填的干净方解石,晶体粗到能见解理面,断面像撒了一层糖。同一块标本上两者常并存。
判泥晶与亮晶,看反光点的大小与密度:亮晶的反光点粗、稀、闪;泥晶的反光面成片、发乌。本文判断,这一项目估误差大,只能给泥晶为主或亮晶为主的定性结论。
滴酸只说明是碳酸盐,不说明是哪一种
石灰岩滴稀盐酸立即剧烈起泡,泡密集上涌,这是方解石的反应。白云石要刻出粉末才明显起泡,硅质灰岩只在局部冒零星气泡。酸试只能把碳酸盐从砂岩、页岩里分出来。
要再往下分,得看颗粒与胶结物。生物碎屑灰岩的碎屑边界清楚,鲕粒灰岩的圈层规整,泥晶灰岩几乎看不到颗粒。酸试负责是不是碳酸盐,颗粒负责是哪一种碳酸盐,两道工序不能合并。
白云岩与硅质灰岩是两处常见的错判
白云岩颜色偏米黄、灰白,风化面常见刀砍纹,即细密的菱形溶沟,滴冷酸反应弱,刻粉后起泡。它与灰岩的区别在镁,手标本上靠刀砍纹与起泡强弱两条合判。
硅质灰岩含燧石结核或条带,燧石黑色、贝壳状断口、小刀划不动、滴酸无反应。含燧石多的灰岩敲击声脆,与纯灰岩的闷响不同。燧石条带常顺层分布,厚度从几毫米到几厘米。
关键数据
下列粒径与浓度为常见范围,颗粒大小用放大镜目估。本文判断,灰岩定名要写全颗粒与底子两项,只写灰岩等于没有记录。同一块标本隔天再描述一次,两次结果应当对得上。
- 泥晶粒径小于 4 微米,亮晶晶体粗到可见解理面
- 鲕粒直径 0.2–2 毫米,圈层单层厚 0.02–0.1 毫米
- 亮晶晶体 0.01 毫米以上,泥晶肉眼不可辨
- 生物碎屑粒径 0.5 毫米至 5 毫米,海百合茎与䗴最易辨认
- 方解石硬度 3,小刀可刻;缝合线起伏可达 1–10 厘米
- 稀盐酸常用 5%–10%,方解石滴上即剧烈起泡
- 白云岩风化面见刀砍纹,冷酸反应弱,刻粉后起泡
- 燧石硬度 7、贝壳状断口,小刀划不动,滴酸无反应
边界:重结晶与淋滤会抹掉颗粒
边界出在重结晶。灰岩受轻微变质后,泥晶重结晶成较粗的方解石颗粒,边界模糊,鲕粒圈层被抹掉,看起来像大理岩。粒径变粗、晶面闪光明显,就该按大理岩记录。
另一处边界是风化淋滤。地表灰岩表面常溶成细沟与溶孔,颗粒结构被溶掉,只剩一层钙质壳。本文判断,凡在风化面上判颗粒类型,都要在新鲜断面上复核,两次不一致以新鲜面为准。
参考文献
- 曾允孚, 夏文杰 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1986. —— 碳酸盐岩的结构组分。
- 冯增昭 主编.《沉积岩石学》(第二版). 石油工业出版社, 1993. —— 鲕粒、生物碎屑与泥晶。
- 潘兆橹 主编.《结晶学及矿物学》. 地质出版社, 1993. —— 方解石与白云石的区分。