白雲巖

　　白雲石為主組成的碳酸鹽巖。

　　成分　有理論白雲石、原白雲石、淡水白雲石和鹽水白雲石。①理論白雲石是Ca²⁺、Mg²⁺陽離子為1：1的有序結構的碳酸鹽礦物，古代地層中白雲石多屬這種礦物。②原白雲石是Ca²⁺：Mg2+＞1的結構有序性較弱的白雲石，主要產出於現代沉積中。它在地表條件下穩定，隻有加溫到200℃以上時，才能去掉晶格中多餘的鈣，形成理論白雲石。所以，在常溫常壓下原白雲石不容易向理論白雲石轉化。③淡水和低鹽度地下水中缺乏離子競爭和結晶緩慢而形成的有序結構白雲石。這類白雲石發現於現代河流、淡水湖泊、洞穴沉積及土壤硬殼中。④鹽水白雲石是高鹽水環境中 Mg²⁺濃度高，結晶很快時形成的Ca²⁺/Mg²⁺＜1/5或1/10的無序結構白雲石。

　　類型　按形成階段分為下列3類。①同生白雲巖，是沉積成巖作用早期或準同生形成的泥晶白雲石組成的白雲巖，組構均勻致密，粒度通常小於0.03毫米，層位穩定，發育細微層理，很少含化石，無白雲石交代方解石的跡象。②成巖白雲巖，是成巖過程中碳酸鈣被鎂離子交代而形成的巖石。白雲巖多呈細晶結構，白雲石約為0.1～0.01毫米的粒狀不規則菱形晶，晶粒常呈渾濁狀，含較多碳酸鈣殘餘包體或具雲霧狀核心結構，常可見到白雲石交代碳酸鈣顆粒及生物殼體的痕跡，成巖白雲巖通常為似層狀、透鏡狀產生，與石灰巖接觸界線不規整。③後生白雲巖（又稱次生白雲巖），是已固結成巖的石灰巖再經鎂離子交代而形成的白雲巖。具明顯不均勻的交代結構，白雲石粒徑粗大，而且大小不一，發育自形菱面體和環帶構造。巖石多孔隙，層理不明顯，僅可見殘餘層理構造和生物殘核。後生白雲巖體與周圍未受白雲石化的石灰巖呈突變接觸關系。

　　成因　白雲巖成因一直是地質學中的一個難題。幾乎所有人工合成白雲石實驗證明，隻有在高於200℃溫度條件下才能合成有序的理論白雲石。在200～120℃間合成的大都是無序的原白雲石。60年代有人認為，用提高溫度、增加試劑濃度、降低反應速度的方法，可以控制白雲石的結晶程度和有序性。近代沉積白雲石已經在加勒比海的安德魯斯島、美國南部的佛羅裡達灣、澳大利亞東南沿海的庫隆潟湖、波斯灣南岸卡塔爾－阿佈紮比潮灘等地陸續發現。近代白雲石沉積物以有序性不好的原白雲石為主，主要形成於0～3米的潮上帶或出現在潮間和潮下帶pH值大於9以上和比正常海水鹽度高5～8倍的堿化水中。從熱力學平衡理論上看，不可能從海洋水中直接沉淀有序白雲石，因此提出先生成CaCO₃礦物，被溶液中Mg²⁺交代形成白雲石的白雲石化作用的各種理論，如滲濾回流作用、蒸發泵毛細管作用、調整白雲石化作用和混合白雲石化作用等理論。此外，也提出在淡水和低鹽度水體中因缺乏白雲石形成的競爭離子和緩慢結晶速度可以形成有序白雲石的理論──淡水白雲石成因說。厚度巨大的層狀白雲巖的成因有待進一步研究。白雲巖為提煉金屬鎂的原料，並可用作煉鐵添加劑。