1.概述
碳酸岩是19世纪末才发现的一种新的岩石类型，是一种以碳酸盐类矿物为主要成分的岩浆岩。1921年首次明确提出了它是与碱性杂岩体相伴生的岩浆岩，并正式命名为碳酸岩，以示与沉积碳酸盐岩的区别。
碳酸岩既有喷出的，也有侵入的，在化学成分上SiO2含量很低（＜20%），属超基性岩类，有的含霞石、黄长石、碱性暗色矿物，常与碱性超基性岩共生。
碳酸岩为粒状岩石，外观像大理岩，颜色一般较浅，矿物种类多，绝大多数为碳酸盐矿物，其含量＞50%，最高可达95%，其他的硅酸盐矿物，同时普遍含有稀土矿物，而不同于沉积成因的碳酸盐岩。
由于在碳酸岩中发现了铌、铀、稀土等矿床，因此对碳酸岩的研究和找矿，越来越引起人们的重视。
2.矿物成分
碳酸岩的矿物成分复杂多样，已发现的有182种。主要矿物是方解石、白云石、铁白云石，其总量占80%以上；次要矿物有碱性长石、霓石、钠闪石、霞石、黄长石。常见的副矿物是磷灰石。稀土元素矿物种类很多，主要有铌铁矿、独居石、铌金红石、铀铌钽矿及硅灰石等。
碳酸岩中的矿物具有几大特点：
1）方解石、白云石、铁白云石都以含Ba、Sr、REE、Mn为特征，与沉积的、变质的、热液成因的上述矿物有明显不同；
2）出现矿物异常伴生现象，如石英-橄榄石、石英-霞石组合，说明碳酸岩形成过程的多期性和复杂性；
3）含典型的热液矿物，如闪锌矿、磁黄铁矿、重晶石等，说明其形成有热液的参与；
4）既出现高温矿物，如钙钛矿，蚀层石，又出现低温矿物，如重晶石、天青石等。
3.结构构造
大部分为结晶粒状结构，粒度2～5mm。方解石碳酸岩主要为粗粒结构，而白云石碳酸岩、铁白云石碳酸岩则多为细粒结构。
多为块状构造，也有条带状构造及瘤状构造；在熔岩中常见气孔构造。
4.种属划分及主要种属描述
根据国际地科联1979年的建议，碳酸盐矿物＞50%（体积）才称碳酸岩，进一步可根据方解石和白亩猛云石的相对含量命名；而对于碳酸盐矿物含量在50%～10%之间的则在岩石基本名称前冠以碳酸或方解石或白云石等前缀，如碳酸霓辉石或方解石霓霞岩等。当原生碳酸岩矿物＜10%而又必须强调时，则在岩石基本名称前加“含”字，如含方解石霓霞岩等。
现将常见的种属描述如下。
1）黑云母碳酸岩：灰白色，半自形粒状结构，块状构造，有时有黑云母与方解石相间分布，构成不明显的条带状构造。矿物主要有方解石（90%）、黑云母（4%±）、磷灰石等，其次有少量的微斜长石、绢云母（白云母）、白云石、黄铁矿等。稀土矿物有铌铁矿、铌铁金红石、独居石等。
2）方解石碳酸岩：浅灰白色，其成分、结构、构造均与黑云母碳酸岩迅谈桥相似，侍搏仅黑云母＜3%，副矿物中铌金红石比铌铁矿多。
3）白云石碳酸岩：白云石占90%的碳酸岩，其他与黑云母碳酸岩一致。
4）铁白云石碳酸岩：主要由铁白云石和少量的方解石组成，其次为铁长石、微斜长石、绢云母（白云母）、褐铁矿，副矿物是氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、独居石和铌金红石等。
5）稀土碳酸岩：含氟碳铈矿-氟碳钙铈矿型的稀土碳酸岩矿物，并含独居石型的稀土磷酸盐矿物及重晶石和天青石等。
6）碳酸岩熔岩：在矿物成分上碳酸岩矿物含量很多，具条带状构造、气孔构造，结构以他形粒状为主，有时具斑状结构。
5.岩石化学特征
岩石成分变化很大（表5-7），主要特点是：
1）SiO2＜20%，Al含量低，故硅酸盐矿物很少；
2）Fe2+/Fe3+的比值近于1，存在大量赤铁矿、霓石；
3）K多于Na，表现在矿物成分上是云母多于辉石，正长石多于钠长石和霞石；
4）P2O5含量特别高，有时可达工业品位；
5）含有少量的TiO2、MnO、BaO、SrO、Nb2O5。
表5-7 碳酸岩化学成分（wB/%）
续表
注：①包括硅质碳酸岩和碳酸岩化硅质岩。
1―挪威丰（Fen）区10个分析；2―瑞典阿尔内（Arno）区49个分析；3―非洲东部21个分析（以上依W.T.Pecora，1954）；4―黑云母辉石碳酸岩（四川南江）；5―黑云母墨碳酸岩（四川南江）；6―方解石碳酸岩（山西紫金山）（以上据吴利仁，1966）
6.产状、分布及矿产
侵入岩常呈岩株、岩脉、环状岩墙、锥状岩墙等，常见流动构造、带状构造，有时见捕虏体或深源包体，根据地质产状，碳酸岩体可分为三种基本类型。
1）中心型碳酸岩杂岩体：常与超基性-碱性岩构成环状杂岩体（图5-14），碳酸岩位于杂岩体内部且往往是最后期产物。我国四川南江分布的超基性杂岩体，为一复式环状侵入体，由早到晚为钛铁霞辉岩、霓霞岩、磷霞岩、霞石正长岩、碱性正长岩，最后为碳酸岩侵入。
图5-14 湖北庙垭碳酸岩杂岩体地质略图
（据李石，1980）
1―黑云母碳酸岩；2―方解石碳酸岩；3―含碳方解石碳酸岩；4―铁白云石碳酸岩；5―正长岩；6―变石英角斑岩；7―炭质绢云片岩；8―断层
2）脉状碳酸岩岩体：分布于杂岩体内部或周围硅质岩中，常与超基性碱性岩和煌斑岩伴生，其厚从0.1m至数十米，长从几十米至1～2km不等。
3）喷出的碳酸岩：除呈熔岩流、火山碎屑岩外，还有呈火山颈产出的岩体。目前已发现的碳酸岩火山岩有多处，如东非裂谷（乌干达、坦桑尼亚）、美国西部、法国拉凯尔湖等，其中肯尼亚西部凯辛格里（Kisingirit）火山中部的角砾岩筒，被锥状碳酸岩墙切穿，岩筒边部是一套霓霞石、霞石正长石、玄霞黄长石等碱性岩类，附近出露有碳酸熔岩。
近几年来，我国地质工作者先后在湖北的竹山、四川南江、山西临县、云南、甘肃等地发现了与碱性岩有关的碳酸岩体及其矿产。
与其有关的矿产主要是稀有元素矿床（Nb、Ta、REE、Ce族稀土和
等），非金属原料（磷灰石、金云母、蛭石矿床等），同时碳酸岩本身是很好的水泥材料。