廣西丹池地區(qū)碳酸鹽巖中縫合線構(gòu)造特征及成因分析

■馬文富

（廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院廣西柳州545005）

廣西丹池地區(qū)碳酸鹽巖中縫合線構(gòu)造特征及成因分析

■馬文富

（廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院廣西柳州545005）

在廣西丹池地區(qū),縫合線構(gòu)造主要發(fā)育于泥盆系和石炭系碳酸鹽巖中，縫合線構(gòu)造的種類主要有鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、交叉縫合線、網(wǎng)格狀縫合線?？p合線構(gòu)造的形成因素包括巖性、巖石溫度和壓力、巖石空隙度和滲透性、流體作用、構(gòu)造作用等。

丹池地區(qū)縫合線類型成因

1 引言

縫合線構(gòu)造在碳酸鹽巖中普遍發(fā)育，趙健、羅根明等（2005年）認(rèn)為它既可以沿著兩種不同成分碳酸鹽巖層間發(fā)育，也可以發(fā)育在同一巖性層內(nèi)部，其形成與碳酸鹽巖在埋藏或變形期間的壓力有關(guān)[1]。國內(nèi)外均對縫合線構(gòu)造進(jìn)行一些研究，包括縫合線構(gòu)造特征、分類、地質(zhì)意義、成因機(jī)制等，但對廣西地區(qū)縫合線構(gòu)造的研究很少，也不夠深入，而且廣西丹池地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)對縫合線構(gòu)造研究的相關(guān)資料。

本文根據(jù)筆者2009～2012年開展的《廣西南丹-河池地區(qū)錫多金屬礦遠(yuǎn)景調(diào)查》項目，通過分析了實測地層剖面（102km）和1:5萬地質(zhì)測量（1880km2）資料，結(jié)合野外觀察，總結(jié)了廣西丹池地區(qū)碳酸鹽巖中縫合線構(gòu)造特征，并對其成因進(jìn)行分析。

2 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位處世界聞名的丹池錫—多金屬成礦帶南東段，區(qū)域構(gòu)造位于揚(yáng)子陸塊西南緣，右江盆地的北東側(cè)，屬古特提斯構(gòu)造域和環(huán)太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，沉積礦產(chǎn)、中低溫?zé)嵋旱V產(chǎn)發(fā)育，是古特提斯多島海（洋）構(gòu)造演化等國際前沿課題研究的關(guān)鍵地區(qū)。該區(qū)域中上元古界為一套淺海、半深海復(fù)理石泥砂質(zhì)夾火山碎屑巖建造，早古生代界為巨厚的復(fù)理石沉積，在研究區(qū)未出露。

區(qū)內(nèi)出露的地層為晚古生界、中生界及少許第四系，以石炭系為主，發(fā)育有盆地（臺溝）、斜坡、臺地等多種沉積，為一套海相沉積碳酸鹽巖-硅質(zhì)巖-碎屑巖組合。沉積類型多樣，臺、溝（盆）多相并存，巖相復(fù)雜。泥盆系是該區(qū)域主要的賦礦層位，以深水盆地（臺溝）硅泥質(zhì)巖沉積為主構(gòu)成，歸屬代表斷陷盆地缺氧低能沉積環(huán)境的南丹型沉積相區(qū)。

區(qū)域內(nèi)發(fā)育NW、NE、SN和EW等多組構(gòu)造，以NW褶皺和斷裂最為醒目，其在加里東基底和前震旦結(jié)晶基底均有反映，控制了該區(qū)基底坳陷與成礦帶的展布。加里東運(yùn)動之后，伴隨古特提斯洋的開裂，基底、同生斷裂活動，引起地殼裂解差異沉陷，區(qū)域內(nèi)沉積形成一套以陸源碎屑-碳酸鹽巖的沉積建造。

3 縫合線構(gòu)造特征

3.1 地層特征

廣西丹池地區(qū)縫合線構(gòu)造主要發(fā)育于泥盆系、石炭系碳酸鹽巖中，而二疊系棲霞組和茅口組碳酸鹽巖中僅少數(shù)地方見到縫合線構(gòu)造，其中上泥盆統(tǒng)五指山組及融縣組、下石炭統(tǒng)英塘組灰?guī)r中縫合線構(gòu)造最為發(fā)育，其次為石炭系近岸－遠(yuǎn)岸碳酸鹽臺地相都安組、大埔組、黃龍組、馬平組以及斜坡至盆地相的有鹿寨組、巴平組、南丹組中的碳酸鹽巖（灰?guī)r中縫合線最為發(fā)育、其次為白云巖）。

3.2 縫合線構(gòu)造分類

縫合線的類型前人已經(jīng)進(jìn)行了一些總結(jié)和描述，縫合線類型劃分方法多樣，蔡杰興（1990年）認(rèn)為依垂直縫合面的形態(tài)大小，肉眼可見的稱顯縫合線；只在顯微鏡下才能看到的稱隱縫合線[2]。李國蓉（1997年）認(rèn)為根據(jù)縫合線的產(chǎn)狀特征、縫內(nèi)殘留物組成、縫間相互關(guān)系、縫與其他成巖組構(gòu)的關(guān)系，可分為三期三類：微縫合線（Ⅰ）、平行層面展布的縫合線（Ⅱ）、垂直或斜交層面展布的縫合線（Ⅲ）[3]。唐方成（1988年）認(rèn)為縫合線可分為原生縫合線和次生縫合線兩種類型[4]。

筆者在收集前人對國內(nèi)外縫合線構(gòu)造研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合本區(qū)野外實地觀察和室內(nèi)資料的綜合分析，從形態(tài)特征上將廣西丹池地區(qū)縫合線劃分為：鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、交叉縫合線、網(wǎng)格狀縫合線。

3.2.1 波狀縫合線

本區(qū)最常見的一種縫合線類型，主要發(fā)育于微晶灰?guī)r、含生物屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r中，其次發(fā)育于白云巖，整體呈波狀起伏，根據(jù)波的形態(tài)還可以分為兩種類型，即波形較為寬緩的稱為平緩型波狀縫合線（圖1，b）；波形較陡的稱為波狀縫合線（圖1，a）。有些縫合線發(fā)育于同一巖層中，而有些發(fā)育不同巖性層中，如圖1，b中縫合線兩側(cè)分別為白云質(zhì)灰?guī)r和微晶灰?guī)r；個別縫合線將早期的裂隙面（縫合線）切割并發(fā)生錯動（圖1，c）；偶見個別縫合線呈透鏡狀（圖1，d）。

圖1 下石炭統(tǒng)地層中波狀縫合線

3.2.2 鋸齒狀縫合線

此類縫合線在本區(qū)較為常見，主要發(fā)育于微晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r中，因其形態(tài)似鋸齒而得名，縫合線兩邊巖石裂面參差不齊，每個“齒”呈不對稱三角形，頂角大部分呈尖棱狀，局部呈次棱狀，縫合線寬0.5～5mm不等，個別達(dá)1cm以上，普遍延伸不長，大部分在1m以內(nèi)，個別達(dá)數(shù)米（圖2）。

3.2.3 交叉縫合線

是指兩條或者兩條以上縫合線相互交叉，有點斜交，有的相互垂直，甚至相互切割，局部形成網(wǎng)狀縫合線（圖1，c、圖3）。本區(qū)交叉縫合線也較為常見，主要發(fā)育于灰?guī)r中，縫合線的形態(tài)各異，長短不一，個別通過兩者的切割情況判斷形成的期次。

圖3 黃龍組（C2h）灰?guī)r中斜交縫合線

3.2.4 疊瓦狀縫合線

是由多條形態(tài)不一大致平行的縫合線相互排列形成的疊瓦狀構(gòu)造?？p合線之間的距離為數(shù)毫米至厘米不等，縫合線的深度較淺，普遍發(fā)育于巖石表面（圖4上部），而深度較大甚至切穿巖層的很少形成疊瓦狀縫合線，而是形成單條波狀或鋸齒狀縫合線（圖4下部）。

圖4 丹池地區(qū)下坳-永安一帶疊瓦狀縫合線

4 縫合線構(gòu)造成因分析

前人對于縫合線構(gòu)造的成因有多種假說，劉和甫（1959年）認(rèn)為：縫合線的形成時間是不一致的，一種是在晚期成巖階段形成的，其成因以壓力溶解作用為主，而另一種是在后生階段形成的，其成因以溶解作用為主[5]。蔡杰興（1990年）則認(rèn)為碳酸鹽巖要形成縫合線必須具備以下四個條件：

（1）巖石的最高溫度和承受的最低壓力（應(yīng)力）符合PT-TP圖式或直線方程式：

PT=kTP-b

（2）巖石要有足夠的空隙度和滲透率。

（3）巖石空隙中要含有CO2流動性水溶液。

（4）巖石中要有比最主要礦物難溶的微量礦物雜質(zhì)[2]。李方正（1988年）認(rèn)為沉積巖中的縫合線同沉積巖中的結(jié)核的成因一樣，有原生的，也有次生的[6]。

筆者比較認(rèn)同蔡杰興的觀點，結(jié)合廣西丹池地區(qū)的實際，認(rèn)為縫合線的形成是多種因素作用的結(jié)果，主要有以下幾個方面的因素：①巖性；②巖石溫度和壓力；③巖石空隙度和滲透性；④流體作用；⑤構(gòu)造作用等。

①巖性

本區(qū)縫合線主要發(fā)育于灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖中，而這些巖石的礦物成分主要為方解石、白云石等，可以與CO2、H2O發(fā)生化學(xué)作用而溶解，容易形成縫合線；相反，以石英為主要礦物成分的粉砂巖、砂巖等不易形成縫合線構(gòu)造，說明了巖性對形成縫合線構(gòu)造具有很大的影響。

②巖石溫度和壓力

溫度和壓力是礦物溶解和運(yùn)移的重要因素，巖石達(dá)到一定溫度后發(fā)生溶解，而壓力的變化會使流體發(fā)生運(yùn)移。

③巖石空隙度和滲透性

空隙度為CO2、H2O提供空間，滲透性則保證了H2O及溶質(zhì)的流通。

④流體作用

流體在化學(xué)反應(yīng)中必不可少，通過流體的大量運(yùn)移，有利于物質(zhì)的運(yùn)移和沉淀，從而形成縫合線。

⑤構(gòu)造作用

包括褶皺、斷裂、巖體侵入等，使巖層發(fā)生變形、破裂，有利于縫合線構(gòu)造的形成。

5結(jié)語

縫合線是在碳酸鹽巖廣泛發(fā)育，在丹池地區(qū)則主要發(fā)育于泥盆系和石炭系灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖中，其形態(tài)各異，類型有：鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、斜交縫合線、網(wǎng)格狀縫合線?？p合線的成因受多種因素（物理條件、化學(xué)條件、外部應(yīng)力）相互作用形成的。

[1]趙健,羅根明,曾佐勛,姬獻(xiàn)峰,程明.縫合線研究新進(jìn)展--以湖北大冶鐵山地區(qū)為例[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2005，19（4）.

[2]蔡杰興.縫合線特征及成因機(jī)理 [J].巖石學(xué)報，1990（2）.

[3]李國蓉.碳酸鹽巖中縫合線的形成機(jī)制及其儲集意義討論 [J].礦物巖石，1997,17（2）.

[4]唐方成.下?lián)P子區(qū)中-下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖中的縫合線構(gòu)造 [J].江蘇地質(zhì)，1988（1）.

[5]劉和甫.縫合線的形成及其在石油地質(zhì)上的意義.地質(zhì)論評，1959.

[6]李方正.遼南寒武系中統(tǒng)縫合線類型--兼論縫合線構(gòu)造的成因.遼寧地質(zhì)，1988（1）.

P61[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-82-2