石灰岩
Limestone
石灰岩是常见岩石中最容易鉴定的一种，却也是最难鉴定到位的一种：一滴酸回答了第一个问题，却把所有有趣的问题原封不动地留在那里。它是一种碳酸盐岩，以方解石为主，可以由生物壳体、化学沉淀或更老石灰岩的再搬运碎屑形成——三种截然不同的成因，需要仔细研读手标本才能区分。
标本性质
| 编号 | ST-009 |
|---|---|
| 化学式 | CaCO₃, mostly as calcite, with variable clay, silica and magnesium |
| 分类位置 | Biochemical · carbonate生物化学岩 · 碳酸盐 |
| 莫氏硬度 | 3 (calcite controls everything) |
| 条痕 | White to pale grey白色至浅灰 |
| 光泽 | Dull to earthy; crystalline varieties have a faint pearly sheen on fresh faces暗淡至土状；结晶质变种的新鲜面有微弱珍珠光泽 |
| 解理 | Three perfect directions at 75° in the calcite rhombs, though rarely visible at rock scale方解石菱面体具三组完全解理，夹角约 75°，但在岩石尺度上少见 |
| 断口 | Even to uneven; the rock tends to break along bedding or joint surfaces平坦至不平坦；岩石常沿层面或节理面断开 |
| 颜色 | White, cream, pale grey, buff, blue-grey or black白、米、浅灰、米黄、蓝灰或黑色 |
| 晶系 | hexagonal |
| 晶形／组构 | rhombohedral-microcrystalline · 6-fold · 3 cleavage dir. · twinned |
| 本页发布日期 | 2026-09-11 |
相关化学式
CaCO₃ · MgCO₃ · SiO₂
野外测试（按顺序做）
先滴一滴酸，然后停下
10% 盐酸 ，或五金店买来的稀盐酸，是标准的野外试剂。滴在石灰岩上会立刻剧烈起泡，因为方解石可溶于弱酸并释放二氧化碳。仅凭这一个反应，就能把石灰岩与你会遇到的其他所有浅色岩石区分开，包括白云岩（除非把样品磨成粉或加热酸液，否则反应迟缓）以及完全不起泡的燧石。酸要装在小滴瓶里随身携带，并且一定要在新鲜断面上测试，而不是风化壳上。
三种成因，三种结构
石灰岩的形成方式写在它的组构里，值得当场分类。
| 类型 | 识别方法 | 成因 |
|---|---|---|
| 白垩 | 白色、松软、暗淡、沾手；整体由显微级颗石片构成 | 浮游藻类在深海海底堆积 |
| 生物碎屑灰岩 | 可见壳体、海百合茎、珊瑚或苔藓虫碎片 | 浅海陆棚上骨骼碎屑的堆积 |
| 鲕粒灰岩 | 均匀的 0.5–1 毫米球粒，状如鱼子 | 在温暖浅水中滚动的颗粒周围化学沉淀 |
| 泥晶灰岩 | 均匀的暗灰色，看不到颗粒与化石 | 细粒碳酸盐泥，常沉积于静水环境 |
| 礁灰岩 | 块状、无层理，具原地珊瑚骨架 | 原地生长并被附着生物胶结的礁体 |
岩溶：这种岩石对地貌做了什么
方解石可溶于略呈酸性的雨水，历经数百万年便形成了整套岩溶地貌：落水洞、洞穴、消失的河流、干谷，以及在湿热热带形成的桂林与下龙湾式峰林。化学过程很简单——二氧化碳加水生成碳酸，把方解石转为可溶的碳酸氢钙——其后果却并不简单。石灰岩地区的水在地下行进而非地表漫流，这意味着它把水储存在管道而非孔隙中，会突然暴发洪水，也极易被污染。石灰岩洞穴保存着别处没有的记录：石笋层可用铀系法测年，给出绵延数十万年的连续气候记录。
野外风险与有用测量
有两点需要注意。第一，石灰岩软且易溶，在节理面上的一锤可能砸下被数十年溶蚀悄悄松动的岩块——在岩溶崖壁上戴头盔不算过度。第二，石灰岩粉尘呈碱性，会刺激眼睛。记录方面，请写明酸试是在新鲜面还是风化面上进行、层厚、化石有无与种类，以及节理方位：在石灰岩岩溶台面上，可以直接从溶沟量出两组优势节理的方向，这是少有的能在一个平面上读出构造的机会。
石灰岩为何始终重要
石灰岩是硅酸盐水泥、农用石灰、炼钢熔剂的主要原料，也是全球大量二氧化碳封存研究的对象，因为碳酸钙易与二氧化碳反应。此外，全球约四分之一的油气储量赋存于它的孔隙系统与礁体中。对采集者而言，这意味着许多采石场是活跃的工业场地，许多洞穴是受保护的科学保护区——采集前先确认规定，在敏感地点应以记录代替取走。
代表性产地
易混与区分
最常见的混淆：白云岩与酸反应弱，硬度略高
两者都可能色浅而暗淡，但燧石不起泡且硬得多
采集与保存
石灰岩软且可溶，从暴露岩面取下的标本回到家可能已成一袋白浆——务必包好，并把酸与其他物品严格隔离。化石除已松动者外应留原处；从层位中取出的海百合茎会失去使其具备价值的地层信息。岩溶与洞穴系统多受保护，采集通常违法。
要点
- 一滴稀盐酸即可在数秒内把石灰岩与白云岩、燧石区分开。
- 白垩、鲕粒、生物碎屑、泥晶与礁灰岩靠结构而非化学成分区分。
- 岩溶地区水在地下排泄，因而易发洪水且对污染敏感。
- 石灰岩洞穴中的石笋可测年，提供跨越数十万年的气候记录。
- 记录层厚、从溶沟量得的节理组、化石类型，以及酸试是否在新鲜面上进行。