二叠地质型铝桂西过程土矿纪喀斯特三成矿

为了探究铝土矿的桂西物质来源，笔者在太平矿床、叠纪布绒矿床、喀斯矿地矿过都结矿点、特型果化矿床采集了4个含铝岩系样品，铝土进行了详细的质成光片鉴定和碎屑锆石UPb测年（表1）、Hf同位素研究。桂西光片鉴定显示，叠纪都结矿点TC06（图5a～5c）、喀斯矿地矿过TC15，特型布绒矿床ZK40-13、铝土TC13（图5d）和太平矿床TC02等多个位置的质成铝土矿中存在长石晶屑残影和石英晶屑，这是桂西未曾报道的。长石晶屑残影轮廓保存完好，叠纪多呈板状，喀斯矿地矿过长轴为50～300μm；石英晶屑短柱状，长轴为100～300μm，未见磨圆；这种粒度的晶屑组合以及无碎屑补给的古海岛环境，将铝土矿的源岩一致指向风成安山质-流纹质火山灰。

4个样品的锆石颗粒为浅棕色自形-半自形短柱状，长宽比值为2～5，CL图像显示绝大多数锆石为具有韵律环带的岩浆锆石（图6）。LA-ICP-MS测试结果（表1，图6）显示，铝土矿碎屑锆石谐和年龄集中分布在259.1～260.2Ma之间，与桂西南地区已有铝土矿碎屑锆石年龄非常一致。而且，含铝岩系的锆石Hf同位素特征与上覆盖层中沉凝灰岩非常不一致。含铝岩系锆石样品ε_Hf（t）均值在-7.7～-6.1之间，T^Hf_2DM均值为1.75～1.66Ga；盖层沉凝灰岩样品ε_Hf（t）均值在-1.0～0.2之间，T^Hf_2DM均值为1.34～1.27Ga，与Houetal的结果非常一致。结合前述研究成果可知，含铝岩系的物源可能是西南岛弧来源的风成火山灰，而上覆盖层中沉凝灰岩物源有可能为峨眉山喷发系统来源的火山岩。

4 古喀斯特地貌对铝土矿的控制作用

桂西地区二叠纪喀斯特型铝土矿源岩在晚二叠世早期经历了地表风化过程，风化形成的含铝土矿松散堆积物就近搬运至毗邻古喀斯特洼地中，形成矿化体或矿体。为了查清古喀斯特地貌对铝土矿成矿差异的控制作用，本文对区内太平、布绒矿床以及都结矿化带的古喀斯特地貌进行调查，并配合矿体特征、矿石质量进行统计研究。

调查结果显示，区内二叠纪古喀斯特地貌按发育程度分为两种类型。第一种分布在成矿效果较好的坡造、平果台地，后者古地势整体由东南向西北缓慢降低。古喀斯特地貌主要为岩溶初期的石芽坡地或者缓坡，代表当时的古地形相对比较平整。在露头良好的TC0₁处，相邻石牙间距为1～3m，石牙顶部到溶沟底部垂直距离为1～3m（图7a）。在TC0₂，相邻石牙间距为2～10m，石牙顶部到溶沟底部垂直距离在1～5m之间（图7b）。其上的太平、布绒矿床含铝岩系（碳质泥岩除外）呈层状（图2），随石芽坡地或者缓坡地貌起伏。铝土矿体多呈似层状、长透镜状，一般厚2～5m，在坡地或缓坡上部减薄甚至消失，在其下部加厚。矿石Al₂O₃品位多大于40%，Al/Si值在2～6之间，品质往西北方向升高（表2）。含铝矿物主要为硬水铝石、高岭石和绿泥石。在平果台地西北部石芽缓坡发育处，矿石品质最好，Al₂O₃品位多大于60%，Al/Si值＞10，含铝矿物主要为硬水铝石，次为高岭石和伊利石。TC13一带为平果台地古地势最高处，古喀斯特地貌为岩溶坡地。矿体为透镜体状，矿石品质较差，Al₂O₃品位为40.63%，Al/Si值为1.6，含铝矿物主要为高岭石，次为硬水铝石和绿泥石（表2）。

第二种分布在成矿效果较差的天等台地，后者古地势整体由西向东逐渐降低。古喀斯特地貌主要为岩溶中期的峰体（图7c）、岩溶漏斗（图7d）、岩溶坡地（图7e）、岩溶洼地组合，代表当时的古地形相对起伏较大。峰体和岩溶漏斗主要分布于百楼TC15至内社一带，岩溶坡地和岩溶洼地相间分布于内社以东地区（图2）。而且，岩溶洼地普遍被海水淹没，发育透镜状含生屑硅质岩（图7f）。之上的都结矿化带含铝岩系（碳质泥岩除外）呈透镜状（图2）或漏斗状，走向长100～2000m，随岩溶坡地起伏，厚度为0～25m（一般大于5m），在峰体或者岩溶洼地交接处含铝岩系迅速减薄甚至消失。该带铝土矿化普遍较弱，仅在局部位置达到工业品位，如TC06处矿石Al₂O₃品位为46.31%，Al/Si值为1.9。含铝矿物主要为高岭石，次为绿泥石和硬水铝石（表2）。在TC06，硬水铝石含量增加，并出现软水铝石。

通过对比发现，石芽坡地或缓坡地貌相对平坦，对铝土矿的形成非常有利。它阻碍了铝土矿及其源岩的机械搬运，但让风化作用更加彻底。形成的铝土矿多为连续的层状、长透镜状矿体，品位高，厚度略小但均匀。而紧随其后的海侵作用形成了碳质泥岩，对铝土矿体有良好的保存作用。峰体+岩溶漏斗+岩溶坡地+岩溶洼地地貌起伏较大，而且岩溶洼地与水体相通，对铝土矿的形成非常不利。这种地貌促进含铝岩系及其源岩往岩溶洼地快速机械搬运，使得风化作用并不彻底。形成的铝土矿化体多为透镜状，仅局部达到工业品位，厚度大但容易向两侧尖灭。因为地势较高的缘故，铝土矿化体没有盖层，长期暴露于地表，被搬运至岩溶洼地中心后容易被地表水流带走，不利于保存，最后逐渐被硅质岩取代。

相关链接：铝土矿，高岭石，绿泥石

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