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白云巖（Dolomite），是指以白云石為主要組分的碳酸鹽巖類(lèi)巖石，常混入石英、長(zhǎng)石、方解石和粘土礦物，是沉積巖中分布最廣的礦物，其外形與石灰?guī)r相似，遇稀鹽酸緩慢起泡或不起泡。

白云巖主要在海洋環(huán)境中形成，同時(shí)可在交代原石灰?guī)r中二次形成。礦石一般呈細(xì)粒或中粒結(jié)構(gòu)，呈層狀、塊狀、角礫狀或礫狀構(gòu)造，顏色常呈無(wú)色或白色也呈淡肉紅色、淺黃色、淺黃灰色、灰褐色和灰白色等。其不溶于水，含鎂較高，風(fēng)化后形成白色石粉，較石灰?guī)r堅(jiān)韌。按形成條件可將白云巖分為原生白云巖、成巖白云巖、次生白云巖。按結(jié)構(gòu)特征可分為結(jié)晶白云巖、殘余異化粒子白云巖、碎屑白云巖、微晶白云巖等。

白云巖廣泛用于建材、陶瓷、焊接、橡膠、造紙、塑料等工業(yè)中。其中，白云巖在冶金工業(yè)中主要用作熔劑、耐火材料、提煉金屬鎂和鎂化物，也適于做內(nèi)外墻涂料，還可用于橡膠、造紙的填料。

形成原因

白云巖的成因復(fù)雜多樣，主要與形成環(huán)境、時(shí)間序列以及成巖作用密切相關(guān)。根據(jù)其形成階段和機(jī)制，白云巖可以劃分為（準(zhǔn)）同生期低溫白云巖、埋藏白云巖和構(gòu)造-熱液白云巖三大類(lèi)。其中，（準(zhǔn)）同生期低溫白云巖的發(fā)育受古氣候和古環(huán)境演化的影響，隨著氣候由潮濕向干旱變遷，依次發(fā)育海水（島嶼）白云巖、微生物白云巖和蒸發(fā)白云巖，直至形成膏鹽巖沉積。海水（島嶼）白云巖多與地?zé)釋?duì)流或地形驅(qū)動(dòng)的水流引起的海水白云石化有關(guān)；微生物白云巖為沉淀成因的原白云巖，而蒸發(fā)白云巖為交代成因的白云巖。埋藏白云巖則是在埋藏過(guò)程中，以交代、重結(jié)晶和次生加大等形式發(fā)生，其原巖可以是早期低溫白云巖或大理石，隨著埋藏深度增大、溫度升高和白云石化作用時(shí)間延長(zhǎng)，白云石晶體粒徑逐漸增大，形成晶粒白云巖。構(gòu)造-熱液白云巖是在埋藏期由構(gòu)造-熱液作用形成的，常發(fā)育于斷裂系統(tǒng)、不整合面或溶蝕孔洞等深源流體通道附近，以交代或重結(jié)晶的中粗-粗晶白云巖體或沉淀的鞍狀白云石為主，常伴生熱液礦物。總體而言，白云巖的形成是一個(gè)受時(shí)間序列和成巖環(huán)境演化控制的動(dòng)態(tài)過(guò)程，不同類(lèi)型白云巖在地質(zhì)記錄中具有一定的連續(xù)性和系統(tǒng)性。

特征

外觀

白云巖的溶解面很不平整，局部地段白云石溶解速度小于方解石的速度，形成凹凸不平溶蝕面，風(fēng)化面常有白云石粉及縱橫交叉的刀砍狀溶溝，在風(fēng)化崩裂或擠壓下容易形成近似等軸狀尖銳棱角的小塊。另外，純大理石斷口為貝殼狀，石灰質(zhì)白云巖斷口不平。

顏色

白云巖主要由白云石組成，常混入石英、長(zhǎng)石、方解石和粘土礦物。其表面顏色一般呈灰白色，少見(jiàn)為淺灰-白色。單從顏色上很難準(zhǔn)確對(duì)其判斷，想要更準(zhǔn)確的區(qū)分，還需要結(jié)合其它特征。

硬度

一般情況下，白云巖的體積密度為2.87g/cm3，莫氏硬度在3.5～4，光電吸收截面指數(shù)為3.14，硬度大，用鐵器不易劃出擦痕。

物化特征

白云巖是一種以鈣、鎂、硅為主要礦物成分的沉積巖，屬三方晶系，其晶體常呈馬鞍狀菱面體，集合體多為粒狀或塊狀。由于含鎂量較高，遇稀鹽酸時(shí)表現(xiàn)為緩慢起泡或不起泡，且風(fēng)化后易形成白色石粉，風(fēng)化面上常殘留白云石粉及縱橫交錯(cuò)的刀砍狀溶溝。同時(shí)，它還不溶于水。

分辨

白云巖主要由白云石（CaMg（CO3））2組成，主要化學(xué)成分是碳酸鈣和碳酸鎂。因此，用5%的稀鹽酸滴在白云巖的新鮮表面，白云巖遇酸緩慢起泡或不起泡，并慢慢溶解。

石化的影響因素

鎂離子

Mg2+來(lái)源具有多樣性，主要有三個(gè)途徑：成巖流體來(lái)源、巖漿巖及其他固體礦物來(lái)源，以及生物來(lái)源。如果環(huán)境中的Mg濃度較低，總量較少，那么在生物或細(xì)菌的作用下，可能只形成少量高鈣低鎂的白云石；如果環(huán)境中的Mg濃度較低但總量較高時(shí)，白云石化所需的過(guò)程可能會(huì)很長(zhǎng)，通常具有霧心亮邊和環(huán)帶結(jié)構(gòu)；如果環(huán)境中的Mg濃度較高但總量較少時(shí)，白云石會(huì)形成細(xì)小的單晶顆粒；而當(dāng)Mg濃度高且總量也較多時(shí)，白云石可以形成大規(guī)模的成層白云巖，并且常常呈現(xiàn)出鑲嵌結(jié)構(gòu)和重結(jié)晶現(xiàn)象。因此，Mg濃度的變化對(duì)白云石形成過(guò)程和最終的巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造具有重要影響，不同的濃度條件會(huì)導(dǎo)致不同類(lèi)型的白云石形成。

水文環(huán)境

水文條件在白云石化過(guò)程中確實(shí)扮演著至關(guān)重要的角色。特定的環(huán)境下可以促使富含Mg的流體與鈣質(zhì)碳酸鹽巖相互作用并發(fā)生白云石化。

流體的運(yùn)移機(jī)制

白云石化過(guò)程中的流體取決于形成環(huán)境和條件不同，可以有多個(gè)來(lái)源，包括海水、地層水以及深部熱液等，但主要來(lái)自海水。

生物活動(dòng)

Vaaconcelos(1995)利用硫酸鹽還原細(xì)菌成功沉淀出與自然界潟湖特征類(lèi)似的白云石，并首次明確提出了微生物白云巖。此后眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)研究，微生物新陳代謝活動(dòng)的廣泛分布，例如：硫酸鹽還原菌、甲烷氧化菌、甲烷生成菌、喜氧喜鹽菌等，可以在多種環(huán)境中促進(jìn)白云石的沉淀，而這些白云石多出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)富集的層位。微生物誘導(dǎo)白云石沉淀成為了白云石化在低溫條件下的重要影響因素之一。

微生物表面常存在大量帶負(fù)電荷的官能團(tuán)，能夠局部大量富集Mg2+、Ca2+離子，其次細(xì)菌細(xì)胞分泌的聚合物(EPS)和某些特定官能團(tuán)可以有效降低Mg2+對(duì)水的相對(duì)靜電引力，使得CO2?3CO32?能夠突破水合殼層與Mg2+結(jié)合，進(jìn)而更容易捕獲Ca2+。

微生物活動(dòng)能夠影響局部水體的化學(xué)條件，并為白云石沉淀提供成核位點(diǎn)。例如硫酸鹽還原細(xì)菌會(huì)消耗溶液中大量的二氧化硫?4SO42?，釋放出原來(lái)與SO2?4SO42?緊密結(jié)合的Mg2+，同時(shí)形成CO2?3CO32?和HCO3?，提高溶液中的堿度和pH值，克服熱動(dòng)力學(xué)障礙，利于白云石沉淀。

應(yīng)用

白云巖廣泛用于建材、陶瓷、焊接、橡膠、造紙、塑料等工業(yè)中。白云巖煅燒時(shí)隨著溫度的上升會(huì)發(fā)生一系列變化，煅燒至700～900℃時(shí)失去二氧化碳，成為氧化鈣和氧化鎂的混合物，稱(chēng)為苛性白云石；當(dāng)溫度達(dá)到1500℃時(shí)，其中的MgO轉(zhuǎn)化成為鎂砂，CaO轉(zhuǎn)化成結(jié)晶的α-CaO，其結(jié)構(gòu)致密，耐火度可達(dá)2300℃，抗渣性強(qiáng)，因而在冶金工業(yè)上得到廣泛的利用，可起到中和酸性爐渣、降低渣中F0的活度、減輕爐渣對(duì)爐襯的侵蝕的作用，是十分理想的冶金熔劑。在建材領(lǐng)域，白云巖是生產(chǎn)含鎂水泥、外墻涂料和锜石配料的主要原料，其制品包括地板塊、快速凝固路面材料和人造大理石等，具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度、抗撓曲性能以及防火防水特性。在玻璃制造中，白云巖能延緩玻璃老化、增強(qiáng)玻璃強(qiáng)度并改善彩色玻璃的可塑性。化工輕工領(lǐng)域利用白云巖生產(chǎn)堿性碳酸鎂、輕質(zhì)氯化鎂和高純鎂砂，同時(shí)作為橡膠、造紙、塑料等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)填料，還可替代昂貴的二氧化鈦用于粘合劑、密封塑料、油漆等產(chǎn)品。農(nóng)牧業(yè)方面，白云巖作為礦物微肥可改良酸性土壤，制取鈣鎂磷鉀肥，中和尿素造成的土壤酸性；作為飼料添加劑能促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)發(fā)育。在環(huán)保領(lǐng)域，白云巖粉能抑制煤礦井下?lián)P塵，并用于凈化飲用水和工業(yè)用水。此外，白云巖在醫(yī)藥領(lǐng)域可用于生產(chǎn)瀉利鹽等藥品。

分布情況

白云巖為北京市冶金輔助原料礦產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)礦種之一，礦產(chǎn)地主要分布于房山區(qū)、昌平區(qū)、懷柔區(qū)，其次是門(mén)頭溝區(qū)、密云區(qū)、平谷區(qū)、豐臺(tái)區(qū)和延慶區(qū)。

分類(lèi)

按形成條件可將白云巖分為原生白云巖、成巖白云巖、后生白云巖。按結(jié)構(gòu)特征可分為結(jié)晶白云巖、殘余異化粒子白云巖、碎屑白云巖、微晶白云巖等。

原生白云巖主要形成于半咸水或高鹽度的潟湖、蒸發(fā)潮坪及內(nèi)陸咸水湖泊環(huán)境，通過(guò)準(zhǔn)同生作用或微生物介導(dǎo)沉淀形成，具有泥微晶結(jié)構(gòu)、水平紋層發(fā)育、橫向分布穩(wěn)定等特征，常與石膏、硬石膏伴生。成巖白云巖是由碳酸鈣沉積物與富含Mg2?的流體反應(yīng)，經(jīng)白云石化作用形成，典型特征為自形-半自形菱面體結(jié)構(gòu)，具霧心亮邊現(xiàn)象，常保留原始大理石結(jié)構(gòu)，呈似層狀、斑塊狀產(chǎn)出。后生白云巖則與深部熱液活動(dòng)相關(guān)，形成于后生階段，表現(xiàn)為粗晶馬鞍形結(jié)構(gòu)，無(wú)環(huán)帶構(gòu)造，多呈脈狀、枝狀產(chǎn)出，常與螢石、重晶石等熱液礦物共生。泥晶白云巖由小于0.005毫米的泥晶白云石組成，顏色為淺灰色，泥晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，玻璃光澤，主要礦物位白云石，方解石含量占90%以上，泥質(zhì)等為10%。

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