廣西丹池地區碳酸鹽巖中縫合線構造特征及成因分析

■馬文富

（廣西壯族自治區地球物理勘察院廣西柳州545005）

廣西丹池地區碳酸鹽巖中縫合線構造特征及成因分析

■馬文富

（廣西壯族自治區地球物理勘察院廣西柳州545005）

在廣西丹池地區,縫合線構造主要發育于泥盆系和石炭系碳酸鹽巖中，縫合線構造的種類主要有鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、交叉縫合線、網格狀縫合線?？p合線構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、構造作用等。

丹池地區縫合線類型成因

1 引言

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

本文根據筆者2009～2012年開展的《廣西南丹-河池地區錫多金屬礦遠景調查》項目，通過分析了實測地層剖面（102km）和1:5萬地質測量（1880km2）資料，結合野外觀察，總結了廣西丹池地區碳酸鹽巖中縫合線構造特征，并對其成因進行分析。

2 研究區地質背景

研究區位處世界聞名的丹池錫—多金屬成礦帶南東段，區域構造位于揚子陸塊西南緣，右江盆地的北東側，屬古特提斯構造域和環太平洋構造域的復合部位，區內構造復雜，沉積礦產、中低溫熱液礦產發育，是古特提斯多島海（洋）構造演化等國際前沿課題研究的關鍵地區。該區域中上元古界為一套淺海、半深海復理石泥砂質夾火山碎屑巖建造，早古生代界為巨厚的復理石沉積，在研究區未出露。

區內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-硅質巖-碎屑巖組合。沉積類型多樣，臺、溝（盆）多相并存，巖相復雜。泥盆系是該區域主要的賦礦層位，以深水盆地（臺溝）硅泥質巖沉積為主構成，歸屬代表斷陷盆地缺氧低能沉積環境的南丹型沉積相區。

區域內發育NW、NE、SN和EW等多組構造，以NW褶皺和斷裂最為醒目，其在加里東基底和前震旦結晶基底均有反映，控制了該區基底坳陷與成礦帶的展布。加里東運動之后，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，區域內沉積形成一套以陸源碎屑-碳酸鹽巖的沉積建造。

3 縫合線構造特征

3.1 地層特征

廣西丹池地區縫合線構造主要發育于泥盆系、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地方見到縫合線構造，其中上泥盆統五指山組及融縣組、下石炭統英塘組灰巖中縫合線構造最為發育，其次為石炭系近岸－遠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（灰巖中縫合線最為發育、其次為白云巖）。

3.2 縫合線構造分類

縫合線的類型前人已經進行了一些總結和描述，縫合線類型劃分方法多樣，蔡杰興（1990年）認為依垂直縫合面的形態大小，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）認為根據縫合線的產狀特征、縫內殘留物組成、縫間相互關系、縫與其他成巖組構的關系，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外縫合線構造研究的基礎上，結合本區野外實地觀察和室內資料的綜合分析，從形態特征上將廣西丹池地區縫合線劃分為：鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、交叉縫合線、網格狀縫合線。

3.2.1 波狀縫合線

本區最常見的一種縫合線類型，主要發育于微晶灰巖、含生物屑灰巖、白云質灰巖中，其次發育于白云巖，整體呈波狀起伏，根據波的形態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）。有些縫合線發育于同一巖層中，而有些發育不同巖性層中，如圖1，b中縫合線兩側分別為白云質灰巖和微晶灰巖；個別縫合線將早期的裂隙面（縫合線）切割并發生錯動（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

此類縫合線在本區較為常見，主要發育于微晶灰巖、生物屑灰巖、白云質灰巖中，因其形態似鋸齒而得名，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1cm以上，普遍延伸不長，大部分在1m以內，個別達數米（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，局部形成網狀縫合線（圖1，c、圖3）。本區交叉縫合線也較為常見，主要發育于灰巖中，縫合線的形態各異，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）灰巖中斜交縫合線

3.2.4 疊瓦狀縫合線

是由多條形態不一大致平行的縫合線相互排列形成的疊瓦狀構造?？p合線之間的距離為數毫米至厘米不等，縫合線的深度較淺，普遍發育于巖石表面（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 丹池地區下坳-永安一帶疊瓦狀縫合線

4 縫合線構造成因分析

前人對于縫合線構造的成因有多種假說，劉和甫（1959年）認為：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[2]。李方正（1988年）認為沉積巖中的縫合線同沉積巖中的結核的成因一樣，有原生的，也有次生的[6]。

筆者比較認同蔡杰興的觀點，結合廣西丹池地區的實際，認為縫合線的形成是多種因素作用的結果，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構造作用等。

①巖性

本區縫合線主要發育于灰巖、白云質灰巖、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發生化學作用而溶解，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造，說明了巖性對形成縫合線構造具有很大的影響。

②巖石溫度和壓力

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

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及溶質的流通。

④流體作用

流體在化學反應中必不可少，通過流體的大量運移，有利于物質的運移和沉淀，從而形成縫合線。

⑤構造作用

包括褶皺、斷裂、巖體侵入等，使巖層發生變形、破裂，有利于縫合線構造的形成。

5結語

縫合線是在碳酸鹽巖廣泛發育，在丹池地區則主要發育于泥盆系和石炭系灰巖、白云質灰巖、白云巖中，其形態各異，類型有：鋸齒狀縫合線、波狀縫合線、斜交縫合線、網格狀縫合線。縫合線的成因受多種因素（物理條件、化學條件、外部應力）相互作用形成的。

[1]趙健,羅根明,曾佐勛,姬獻峰,程明.縫合線研究新進展--以湖北大冶鐵山地區為例[J].現代地質，2005，19（4）.

[2]蔡杰興.縫合線特征及成因機理 [J].巖石學報，1990（2）.

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

[4]唐方成.下揚子區中-下三疊統碳酸鹽巖中的縫合線構造 [J].江蘇地質，1988（1）.

[5]劉和甫.縫合線的形成及其在石油地質上的意義.地質論評，1959.

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

P61[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-82-2