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ST-012 · 手标本 · 沉积岩

白云岩

Dolomite (dolostone)

白云岩看上去像石灰岩、断开像石灰岩、用途也像石灰岩,但一滴酸就会把它暴露出来——准确地说,是暴露了它不起泡。其组成矿物白云石是钙镁碳酸盐,镁把晶格锁得很紧,冷稀酸几乎无法作用。

ST-012 白云岩 的生成插图:按晶系投影的线框,线宽随莫氏硬度 3.5–4 (slightly harder than calcite) 变化
生成插图 — 线框由晶系、晶形、硬度、解理方向与双晶参数生成,不是照片。

标本性质

编号ST-012
化学式CaMg(CO₃)₂ — strictly the mineral is dolomite, the rock is dolostone
分类位置Chemical · carbonate (rock name: dolostone)化学岩 · 碳酸盐(岩石名:白云岩)
莫氏硬度3.5–4 (slightly harder than calcite)
条痕White to pale grey白色至浅灰
光泽Dull to vitreous; sugary on weathered surfaces暗淡至玻璃光泽;风化面上呈砂糖状
解理Three perfect directions in the rhombs, at 74° — slightly steeper than calcite菱面体三组完全解理,夹角约 74°,比方解石略陡
断口Uneven to subconchoidal; the rock is tough and hard to break cleanly不平坦至亚贝壳状;岩石坚韧,不易干净断开
颜色Grey, cream, buff, pinkish or brown, often with a weathered buff crust灰、米、米黄、粉或褐色,常覆米黄色风化壳
晶系hexagonal
晶形/组构rhombohedral-sucrosic · 6-fold · 3 cleavage dir. · twinned
本页发布日期2026-10-19
署名

相关化学式

CaMg(CO₃)₂ · CaCO₃

野外测试(按顺序做)

01
在新鲜面上滴 10% 盐酸
几乎无反应,或缓慢稀疏的气泡;与石灰岩的剧烈起泡形成对比
02
划出粉末并滴酸于粉末上
粉末迅速起泡——白云岩的标准确认方法
03
用铜币与石灰岩比硬度
铜币能划动石灰岩,在白云岩上几乎不留痕
04
用放大镜观察风化面
突出菱面体形成的细砂糖状闪光——白云岩特有的风化结构

酸试,要做得正确

标准做法是两次测试,而不是一次。先在新鲜面上滴一滴 10% 盐酸。石灰岩上反应立即而剧烈;白云岩上要么看不到任何反应,要么只有几个缓慢稀疏的气泡,需要十秒以上才出现。接着在干净面上刮出一点粉末并滴酸。白云石粉末会迅速起泡,因为反应速率取决于表面积,粉末消除了这一障碍。第一次测试不通过、第二次通过,就是白云岩。

命名:矿物与岩石

有一套命名惯例值得弄清,因为已发表的描述对此遵循得并不一致。Dolomite 是矿物名,CaMg(CO₃)₂(据 Geology.com Mineral Encyclopedia);Dolostone 是由它为主的岩石名。许多论文与绝大多数野外指南把两者混用,而当一个岩石被称为「白云质石灰岩」时就会造成真正的混乱——该说法指的是含白云石 10% 至 50% 的石灰岩,本身就是一个独立且非常常见的类别。

镁从何而来

这是地质学家至今仍在争论的部分。白云石在现代沉积物中罕见,在古代沉积物中却大量存在,这就是所谓的「白云石问题」:海水相对白云石处于过饱和状态,如今却几乎不沉淀。目前的解释是,多数白云岩是次生成因——沉积之后被含镁流体改造的石灰岩,这些流体或是在潮坪上经蒸发浓缩的海水,或是深埋期间在岩石中循环的卤水。野外证据是:白云岩体通常切穿原始层理,沿特定层位或裂隙网络交代石灰岩,而不是形成规整的原生层。

在野外识别白云岩

野外识别不止靠酸瓶。

  • 风化结构:白云岩会发育出特有的砂糖状或砂状表面,较软的部分被溶掉,菱面体凸出。
  • 颜色:常比相邻石灰岩的灰色更偏暖调的米黄或奶油色,且多带黄或橙色风化壳。
  • 硬度:铜币能轻松划动石灰岩,在白云岩上需用力才留痕;小刀两者都能划动,但在石灰岩上刻槽更深。
  • 伴生矿物:寻找白色马鞍状小菱面体,在密西西比河谷型矿区还要找方铅矿、闪锌矿或黄铁矿脉。

实际影响

缓慢的溶解速率带来两个可见结果。白云岩比石灰岩更适合做骨料与饰面石材,并且易形成抗蚀的顶盖层——尼亚加拉陡崖之所以存在,就是因为有一层志留纪白云岩比周围一切都耐久。在岩溶地区,白云岩形成的地貌组合与石灰岩不同:洞穴与峰林更少,宽缓的岩溶台面与浑圆山脊更多,因为溶解更慢、选择性更弱。若你在填绘一套碳酸盐岩层序,石灰岩与白云岩的界线通常也正是两种不同地貌样式的分界。

Sources/参考资料

本页引用的硬度、条痕、解理与比重数据,均对照以下参考资料核过。

  • Geology.com Mineral Encyclopedia — mineral property database — hardness, cleavage, streak, specific gravity and chemical composition per mineral
  • Geology.com Rocks — rock-type reference — descriptions and photographs of igneous, sedimentary and metamorphic rocks
  • National Park Service — U.S. National Park Service geology pages — mineral definition, physical properties and common minerals

代表性产地

意大利北部多洛米蒂46.50°, 12.00°三叠纪白云岩台地,现为世界遗产地貌
安大略尼亚加拉陡崖43.30°, -79.90°志留纪白云岩构成陡崖与瀑布的顶盖岩层
中国广西岩溶区23.70°, 107.50°泥盆纪白云岩与石灰岩互层,构成峰林

易混与区分

石灰岩

多数情况下外观相同;酸反应与略高的硬度是唯一可靠的区分依据

大理岩

大理岩是变质碳酸盐岩,也可能是白云质的;应寻找结晶组构与缺失层理

采集与保存

白云岩比石灰岩更适合做建筑材料,因为它溶解更慢——这正是它成为尼亚加拉陡崖顶盖、并供应五大湖地区大部分耐久碳酸盐骨料的原因。它同时是密西西比河谷型铅锌矿的典型容矿岩石,因此在白云岩露头中发现方铅矿或闪锌矿脉时,应当记录而非大锤乱敲。请同时采集新鲜面与风化面的标本:砂糖状风化结构在野外一目了然,事后却几乎拍不出有说服力的照片。

要点

  • 白云岩与冷稀酸几乎不反应;粉末测试可确认。
  • 白云石是矿物,白云岩是岩石;「白云质石灰岩」是 10–50% 的另一个独立类别。
  • 多数白云岩为次生成因,由含镁流体在沉积后改造石灰岩形成。
  • 砂糖状风化结构与更暖的米黄色调是最好的野外线索。
  • 溶解缓慢使其成为抗蚀顶盖层,并形成洞穴与峰林更少的独特岩溶样式。