2 晚二疊世合山組含鋁巖系基本層序

二疊紀(jì)合山組屬孤立碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)部相地層，為一套淺海相-海陸交互相灰?guī)r、含燧石灰?guī)r夾含煤砂頁巖的巖性組合，底部往往為鐵鋁巖或含黃鐵礦鋁土質(zhì)泥巖，下與茅口組平行不整合接觸。合山組下部一般包含1個(gè)含鋁巖系旋回，局部含有2～3個(gè)含鋁巖系旋回。雖然單個(gè)含鋁巖系旋回厚度不大，但是包含了豐富的風(fēng)化、沉積信息，是非常合適的基本層序調(diào)查對象。對平果地區(qū)含鋁巖系及其蓋層的基本層序調(diào)查顯示，其從下往上呈現(xiàn)出地表風(fēng)化相、地表局限水體相、沼澤相和淺海瀉湖相4種巖相，指示鋁土礦經(jīng)歷了快速的海進(jìn)過程。

地表風(fēng)化相廣泛分布于各礦床含鋁巖系下部，為古海島火山灰風(fēng)化殘積層，巖性為松散鋁土、含鋁粘土，以沿古喀斯特風(fēng)化面分布、無層理（圖3a）、發(fā)育豐富的風(fēng)化成因豆粒與鮞粒（廖士范，1991；鄒維雷，1998）（圖3b）為特征。其上以沉積界面與局限水體相層狀鋁質(zhì)巖相區(qū)分。受后期局限水體和成巖作用影響，松散鋁土、含鋁粘土已經(jīng)轉(zhuǎn)化成塊狀鐵鋁質(zhì)巖（圖4TC01、TC02、TC04的A層）、鋁質(zhì)巖（圖4TC07、TC11的A層）或者鐵鋁質(zhì)粘土巖（圖4TC06的A層）。

地表局限水體相主要分布于太平、布絨石芽坡地或者緩坡含鋁巖系A(chǔ)、B層中（圖4）。典型特征為局限水體經(jīng)厭氧細(xì)菌活動(dòng)形成堿性還原環(huán)境。在這種環(huán)境下，早期風(fēng)化相松散鋁土被潛育化（龔子同等，1990）改造。主要過程包括針鐵礦、赤鐵礦被還原成活動(dòng)Fe²⁺，然后Fe²⁺與細(xì)菌成因S^2-結(jié)合形成大量黃鐵礦（圖3c）、部分直接參與形成膠狀綠泥石。在東南部石芽坡地分布區(qū)，鋁土中高嶺石含量較高，經(jīng)潛育化及后期成巖作用形成鐵鋁質(zhì)巖。在西北部石芽緩坡分布區(qū)，鋁土中高嶺石含量較低，經(jīng)該過程形成鋁質(zhì)巖。都結(jié)礦化帶古地形起伏較大，局限水體發(fā)育差，含鋁粘土潛育化程度低，成巖多形成鐵鋁質(zhì)粘土巖或粘土巖，豆鮞內(nèi)仍可見到赤鐵礦、針鐵礦核。在太平一帶，該層上部見鐵鋁質(zhì)巖和鋁質(zhì)巖互層（圖4TC01、TC02、TC04的B層），發(fā)育中-薄層構(gòu)造（圖3a）和粒序?qū)永恚▓D3d），單層厚2～40cm，顯示水體上部具有流動(dòng)特征。都結(jié)TC06鋁質(zhì)粘土巖（B層）具有中-厚層構(gòu)造、碎屑結(jié)構(gòu)和植物根莖碎片化石，可能為地表水沖積形成。在布絨礦床TC07-11一帶，鋁質(zhì)巖頂部發(fā)育較多的植物根莖化石。

沼澤相主要分布在太平、布絨礦床石芽坡地或者緩坡區(qū)，在都結(jié)礦化帶巖溶坡地也有發(fā)育。該段巖性為中-薄層碳質(zhì)泥巖夾煤層（圖4中C層），厚度為0.5～2.7m，以含豐富的植物根莖化石（圖3e）為特征。在太平礦床、布絨礦床西北部，煤層具有工業(yè)開采價(jià)值，多處達(dá)到小型礦床規(guī)模。該段上部發(fā)育薄層碳質(zhì)泥巖和鐵鋁質(zhì)粘土巖互層（圖3f），指示沼澤中有頻繁水流注入，將高處的含鋁粘土帶入其中。在布絨礦床TC02的碳質(zhì)泥巖中可見薄層沉凝灰?guī)r夾層。

淺海瀉湖相分布在太平、布絨礦床石芽坡地或者緩坡區(qū)，其為含鋁巖系的沉積蓋層，一般具有含生屑燧石條帶灰?guī)r、含生屑泥灰?guī)r、凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖的沉積韻律（圖4中D層），代表著淺海瀉湖環(huán)境的正常-火山-火山間歇沉積旋回。在都結(jié)礦化帶，巖溶坡地含鋁巖系蓋層僅發(fā)育沉凝灰?guī)r，缺失燧石條帶灰?guī)r，顯示淺海瀉湖相缺失。

3 鋁土礦成礦物質(zhì)來源

鋁土礦物質(zhì)來源的研究是鋁土礦理論研究中的難點(diǎn)。在20世紀(jì)，限于測試手段，二疊紀(jì)喀斯特型鋁土礦的物質(zhì)來源存在較大的分歧。“基底風(fēng)化學(xué)說”根據(jù)茅口組灰?guī)r風(fēng)化厚度和部分化學(xué)樣品的分析結(jié)果認(rèn)為鋁土礦的物源為茅口組灰?guī)r形成的古風(fēng)化殼。“陸緣碎屑學(xué)說”根據(jù)鋁土礦環(huán)繞大明山古陸邊緣分布、內(nèi)含煤線、含鋯石等碎屑礦物并具有一定磨圓度、鋁土礦底部含外源底礫巖，提出鋁土礦的物源來自大明山碎屑巖風(fēng)化物。“紅土學(xué)說”根據(jù)鋁土礦的高鈦率，高Ga/Al值，高REE、Cr、Ni含量以及含風(fēng)化成因豆鮞將下二疊統(tǒng)中基性火山巖風(fēng)化物劃定為鋁土礦的物源。但是，廣西平果地區(qū)茅口組剝蝕深度小于50m。以0.14%的Al2O3含量（8個(gè)樣品平均）計(jì)算，本地區(qū)茅口組風(fēng)化部分最多只能形成厚0.15m、Al2O3品位45%的鋁土礦層，與鋁土礦層2～10m的實(shí)際厚度相差甚遠(yuǎn)。因此可以排除“基底風(fēng)化學(xué)說”。眾所周知，在P2/P3之交，東吳運(yùn)動(dòng)已將各孤立碳酸鹽巖臺(tái)地隆升至地表形成古海島，臨近深水盆地的中基性火山巖、西大明山的陸緣碎屑是不可能搬運(yùn)上島形成鋁土礦的。因此“紅土學(xué)說“和”陸緣碎屑學(xué)說“也可以排除。

21世紀(jì)初，隨著桂西南基礎(chǔ)地質(zhì)研究程度的提高以及碎屑鋯石測年在鋁土礦中廣泛應(yīng)用，桂西南二疊紀(jì)鋁土礦的物源研究又引起了廣泛關(guān)注。眾多測年結(jié)果表明，鋁土礦碎屑鋯石年齡集中分布在263～257Ma之間。鑒于該年齡與峨眉山玄武巖較一致，Dengetal認(rèn)為鋁土礦的源巖與峨眉山噴發(fā)系統(tǒng)的中酸性火山巖關(guān)系密切。但是右江盆地內(nèi)中三疊世巨厚碎屑沉積物也具有相似的碎屑鋯石年齡，巨量的碎屑沉積物也由峨眉山玄武巖系統(tǒng)提供不太符合地質(zhì)事實(shí)。根據(jù)碎屑鋯石的εHf（t）值（−7.6～−3.5）與峨眉山噴發(fā)系統(tǒng)（ε_Hf（t）≥0；Xu差別明顯的特征，Houetal提出鋁土礦源自西南方向二疊紀(jì)島弧火山巖。

相關(guān)鏈接：鋁土礦，碳酸鹽，鐵礦

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