桂西鋁土礦帶位於右江盆地南部,桂西目前已發現太平、叠纪那豆、喀斯矿地矿过新圩、特型三合等大中型礦床17處,铝土累計查明資源儲量6.8×108t(王瑞湖等,质成2010)(圖1)。桂西主要礦床類型為第四紀薩倫托型和二疊紀史密斯特型鋁土礦床,叠纪其中第四紀礦床為二疊紀礦床在第四紀風化形成。喀斯矿地矿过二疊紀喀斯特型礦床產在遠岸孤立碳酸鹽岩台地的特型台地內部相合山組(P3h)中,含1~3個含鋁岩係旋回,铝土其下為茅口組(P2m)頂部的质成喀斯特風化麵(王慶飛等,2012)。桂西
桂西二疊紀喀斯特型鋁土礦的叠纪成因認識經曆了由簡單到複雜的過程。早期基於不同的喀斯矿地矿过地質和/或地球化學證據,鋁土礦成因存在“海相沉積”與“陸相風化”之爭。隨著研究的深入,學者們逐漸認識到鋁土礦的成礦過程可能存在多個階段,否則無法解釋證據相互矛盾的問題。為此,有礦床學家率先提出二疊紀鋁土礦存在風化、沉積和成岩三階段成礦環境(廣西礦產資源潛力評價項目辦公室,2010,廣西鋁土礦資源潛力評價成果報告)。在對成礦物質來源進行詳細研究後,部分學者將鋁土礦成礦過程劃分出地殼隆升、峨眉山玄武岩噴發、玄武岩風化、鋁土礦搬運沉積、成岩成礦5個成礦階段,動態地呈現了桂西二疊紀鋁土礦的成礦過程。由於該劃分方案主要參考礦物學、年代學、地球化學和黃鐵礦S同位素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素等微觀證據,宏觀證據十分缺乏,導致鋁土礦從源岩風化到搬運沉積的具體成礦過程並不明確。
平果礦田位於桂西鋁土礦帶東段,產有教美、太平、那豆(二疊紀喀斯特型被稱為布絨)3個大型和果化1個小型鋁土礦床(圖2)。2016-2018年,中國地質調查局武漢地質調查中心在平果礦田開展了1∶5萬平果縣等4幅區域地質調查工作,對區內二疊紀喀斯特型太平、布絨礦床和都結礦化帶進行了詳細的地質、成礦元素(圖2)、礦物學、碎屑鋯石年代學和Hf同位素對比研究。在此基礎上,本文針對性地對上述3個礦床或礦化帶進行晚二疊世合山組含鋁岩係基本層序、鋁土礦成礦物質來源、古喀斯特地貌對鋁土礦的控製作用、含鋁礦物生成順序方麵的研究,並結合桂西地區中二疊世岩相古地理詳細闡述了桂西二疊紀喀斯特型鋁土礦從源岩風化到搬運沉積的具體成礦過程,建立了該類型鋁土礦的四階段成礦模式,以期為桂西地區該類型礦產勘查提供理論支持。
晚古生代-中三疊世右江盆地是在夷平的華南加裏東造山帶基礎上再生裂陷的大陸邊緣盆地。該盆地的形成與金沙江哀牢山古特提斯洋盆關係密切(杜遠生等,2013),從早到晚經曆了早期裂穀(D-P1)、晚期裂穀和被動大陸邊緣(P2-T1)、前陸盆地(T2-T3)3個階段。在盆地生長演化過程中,北西西向和北東向的同沉積斷裂控製作用明顯,形成了台地台間深水海槽間列的盆地格局。
作為右江盆地的一部分,桂西地區在中二疊世繼承了孤立碳酸鹽岩台地與台間海槽相間的古地理形態特征,按沉積相可劃分出台地內部相、台地邊緣-上斜坡相、下斜坡-台溝相三種沉積類型。
台地內部相是孤立台地中較開闊、平坦的部位,是海水循環開放的海域,碳酸鹽沉積發生在正常鹽度及充氧的海水裏,沉積以波浪作用為特征,以潮下沉積為主、潮間沉積次之。茅口組(P2m)大部分為此種沉積,與台地邊緣相為快速相變關係或以毗鄰不整合(陡崖式同構造沉積不整合)接觸。岩石類型以顆粒灰岩為主,沉積物中富含各種顆粒,貧灰泥,顆粒以就近的生物碎屑、粒屑或包粒為主,分選性中-差。台地內部相產出位置為後期鋁土礦成礦作用提供成礦場地和容礦空間。
台地邊緣-上斜坡相是孤立台地麵向廣海一側的淺水沉積區,範圍從台緣受波浪影響較大的高能帶至較深水斜坡之間的台地前緩斜坡,是深水與淺水沉積的過渡地帶。生物礁灰岩(Prls)、茅口組局部、四大寨組(P2s)少部分屬此種沉積。相帶窄,寬1~4km,該相帶沉積變化大且迅速,沉積水深變化也很大。沉積特征基本同上陸棚邊緣相一致,沉積物主要為異地與就近的岩屑、礫塊和生物屑,也有原地灰泥。很多岩石具滑塌-顆粒流沉積特征,局部具鈣屑濁流沉積特征。
下斜坡-台溝相指台地前緣斜坡下部及深水凹槽的深水地帶,上與台地前緣上斜坡過渡。它是海水較深、低能量的窄相帶,凹槽底部位於碳酸鹽補償深度附近。岩性、厚度等在縱橫向上變化大、變化快。四大寨組大部分屬此種沉積。沉積物以原地的灰泥、異地的生物礫屑和生物屑、粒屑為主,凹槽底部以原地懸浮或化學沉積的泥質、灰質、矽質、錳質為主,另有少量的火山碎屑。岩石常具滑塌-鈣屑-顆粒流沉積特征,在台溝底部還具有火山碎屑濁積特征。
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