覃 豐,孟祥侖,尹本純
(廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊(duì),廣西 北海 536005)
廣西是全國(guó)第二大鋁土礦資源大省,包含了沉積型、堆積型和紅土型三種礦床類型,其中,堆積型鋁土礦是目前廣西鋁土礦勘查開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象[1-3]。
幾十年來(lái),“桂西鋁工業(yè)基地”的生產(chǎn)活動(dòng)消耗了區(qū)內(nèi)大量的堆積型鋁土礦資源,廣西鋁土礦資源的保障程度逐年降低,隨著開(kāi)采和冶煉技術(shù)的進(jìn)步,使得廣西沉積型鋁土礦的勘查和開(kāi)發(fā)成為可能,因此,關(guān)于桂西沉積型鋁土礦的勘查和研究工作成為了熱點(diǎn)[4]。
前人對(duì)靖西~平果一帶沉積型鋁土礦的礦床地質(zhì)特征做了詳細(xì)的描述(楊震,2010;李春平等2013),從成礦物質(zhì)來(lái)源(王力等,2004;項(xiàng)廣鑫,2013;侯瑩玲等,2014;王文鵬,2016)、構(gòu)造演化對(duì)成礦作用的影響(喬博,2014)、礦床稀土元素地球化學(xué)(戴塔根等,2003)等方面進(jìn)行深入研究,嘗試應(yīng)用高密度電阻率法進(jìn)行找礦(黃國(guó)民等,2018),以及探索在沉積鋁土礦層及其圍巖中尋找金礦床的可能性(李小林,2010)。
本文將從靖西—平果一帶沉積型鋁土礦的分布特征著手,探究地質(zhì)構(gòu)造和巖相古地理?xiàng)l件與礦床分布特征的之間的關(guān)聯(lián),希望能對(duì)該區(qū)沉積鋁土礦的勘查和研究工作有所幫助。
桂西地區(qū)位于南華板塊南華活動(dòng)帶右江褶皺系靖西—都陽(yáng)山凸起的中西部,基底為零星出露早古代地層,主要是寒武及中奧陶系及志留系地層,在廣西運(yùn)動(dòng)時(shí)期褶皺成山。早泥盆世早期地層呈角度不整合沉積于寒武系之上;早泥盆世晚期至中、晚二疊世,隨著地殼開(kāi)始拉張張裂,區(qū)內(nèi)逐步形成淺水臺(tái)地和深水臺(tái)溝交錯(cuò)的“臺(tái)、溝”相間的古地理景觀[5-9]。淺水臺(tái)地表現(xiàn)為厚度近5000m的碳酸鹽巖沉積,而臺(tái)地邊緣則往往發(fā)育生物礁及滑塌角礫巖;在臺(tái)溝中則沉積了厚度較薄的不同時(shí)期硅、泥質(zhì)巖,并伴有中、基性火山巖出現(xiàn)。
在東吳運(yùn)動(dòng)時(shí)期發(fā)生地殼抬升,遭受長(zhǎng)期強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕,形成了含鋁土礦的古風(fēng)化殼;東吳運(yùn)動(dòng)后期,臺(tái)地裂解,槽盆區(qū)相繼擴(kuò)大,至中三疊世演化為單一的濁積盆地,沉積厚度巨大的陸源碎屑復(fù)理石建造和濁積巖[10]。印支運(yùn)動(dòng)之后的地殼處于相對(duì)松弛時(shí)期,地殼開(kāi)始抬升,本區(qū)大部分地區(qū)遭受剝蝕與夷平。
在區(qū)域內(nèi),地殼經(jīng)歷了大陸邊緣裂谷盆地、弧后盆地、弧后前陸盆地的構(gòu)造演化階段,地殼運(yùn)動(dòng)以較穩(wěn)定的臺(tái)地隆升或槽盆沉降為主調(diào),沉積蓋層巨厚,具巖漿活動(dòng)及變質(zhì)作用弱等槽地特征[11]。
區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育,區(qū)域構(gòu)造線方向以北西向?yàn)橹?,斷裂?gòu)造以平行褶皺軸向的逆斷層為主,主要表現(xiàn)為右江大斷裂以及一系列與之平行的次一級(jí)斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,以零星分布的早石炭世海底基性巖為主,出露面積小。
目前,桂西鋁土礦勘查工作仍以堆積型鋁土礦床為主,對(duì)沉積型鋁土礦僅做了概略評(píng)價(jià)工作,總體勘查程度不高。據(jù)已有的勘查成果資料,自西向東可將桂西沉積型鋁土礦的分布范圍劃分為四個(gè)區(qū)帶(圖1)。
圖1 桂西地區(qū)沉積型鋁土礦分布示意圖
沉積型鋁土礦總體呈北東向展布于那坡縣龍合、德華、壇馬一帶以及德??h東凌一帶,呈透鏡狀、似層狀賦存在上二疊統(tǒng)合山組底部。
其中,那坡縣境內(nèi)礦體呈“V”型展布于宋平向斜南端的兩翼,礦厚0m~7.60m,長(zhǎng)數(shù)百米至千余米;東凌一帶的沉積型鋁土礦則主要分布在東凌背斜東翼,礦體長(zhǎng)數(shù)千米,礦層厚度為0.5m~8m不等,受基底古侵蝕面形態(tài)的影響,厚度變化大。
礦石成分主要為一水硬鋁石,次為膠鋁礦、黃鐵礦及高嶺石等,含硫較高。
該帶為桂西地區(qū)沉積型鋁土礦出露規(guī)模最大的區(qū)帶,總體呈北東向展布于靖西市平孟鎮(zhèn)至田陽(yáng)縣坡洪鎮(zhèn)一帶,礦體產(chǎn)于上二疊統(tǒng)合山組的底部。
其中,在平孟至三合一帶礦體呈北東向斷續(xù)出露于四定向斜的兩翼,受區(qū)域構(gòu)造影響,在三合至祿峒一帶礦體走向呈北西向,礦體呈透鏡狀、似層狀,礦體延伸數(shù)百米至數(shù)千米,局部被斷層錯(cuò)斷,礦層厚度為3m~12m,礦化不均勻,上部礦石質(zhì)量稍差,下部礦石質(zhì)量相對(duì)較好;在新圩一帶,礦體總體呈北西向沿新圩向斜的兩翼分布,長(zhǎng)千余米,礦層厚度為1m~4m,礦石礦物主要為一水硬鋁石,次為膠鋁礦、黃鐵礦及高嶺石等;都安~那甲一帶,礦體總體呈北東向展布于巴頭向斜的兩翼,呈層狀、似層狀,長(zhǎng)百余米至數(shù)百米,受斷裂構(gòu)造作用影響,礦體連續(xù)性較差,礦厚1m~7m,厚度變化較大,礦石主要為一水硬鋁石組成,有害元素硫含量較高,上部砂屑狀礦石質(zhì)量稍差,下部豆鮞狀礦石質(zhì)量相對(duì)較好。
主要分布在隆?!剂忠粠В赜尾蛐眱梢砑褒埿疟承北睎|翼總體呈北東向展布,礦體賦存于上二疊統(tǒng)合山組底部古巖溶風(fēng)化面上,呈層狀、似層狀、透鏡狀,礦層厚度0m~6.8m,一般1m~4m,一般基底古侵蝕面下凹地段礦層厚度大,凸起地段厚度小甚至尖滅。在近地表部分礦石多被氧化,而深部的鋁土礦層則含有大量的黃鐵礦,硫、硅、磷含量較高。
該區(qū)沉積型鋁土礦主要出露于那豆~教美一帶,總體呈北西向沿那豆背斜的兩翼、太平向斜的南西翼、舊城背斜的北東翼分布,礦體產(chǎn)于上二疊統(tǒng)合山組底部,呈層狀,似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與頂?shù)讎鷰r產(chǎn)狀基本一致,頂面較為平整,底面多為凹凸不平,傾角多在13°~33°。礦體長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米,礦層厚度2m~7m不等,礦層厚度隨基底古侵蝕面形態(tài)起伏而變化。
礦石礦物主要為一水硬鋁石,以豆?fàn)睢Ⅴb粒結(jié)構(gòu)最為常見(jiàn),其次為砂屑結(jié)構(gòu),具塊狀構(gòu)造,少量的微層狀或條帶狀構(gòu)造,一般情況下具豆?fàn)睢Ⅴb粒結(jié)構(gòu)的礦石質(zhì)量相對(duì)較好,而砂屑結(jié)構(gòu)的礦石質(zhì)量相對(duì)稍差。
構(gòu)造作用對(duì)桂西沉積型鋁土礦的控制作用主要體現(xiàn)兩個(gè)方面,一是上二疊統(tǒng)合山組底部不整合面控制著礦體的產(chǎn)出部位及礦層厚度,二是褶皺和斷裂構(gòu)造控制著礦體的展布形態(tài)及其連續(xù)性。
3.1.1 不整合面構(gòu)造
桂西沉積型鋁土礦賦存在上二疊統(tǒng)合山組底部不整合面上,嚴(yán)格受沉積間斷面的控制。本區(qū)在東吳運(yùn)動(dòng)時(shí)期發(fā)生抬升隆起,在濕熱的氣候條件下,臺(tái)地上的碳酸鹽巖地層遭受風(fēng)化剝蝕,易溶的鈣、鎂質(zhì)乃致硅質(zhì)發(fā)生流失,相對(duì)難溶的鋁、鐵等得以保留,為鋁土礦形成提供了豐富的成礦物質(zhì),長(zhǎng)期的沉積間斷而形成的準(zhǔn)平原化地貌,為鋁土礦積聚創(chuàng)造了有利的場(chǎng)所,隨著晚二疊世末的地殼緩慢下降,這種富含鋁土質(zhì)的溶蝕堆積物在海侵過(guò)程中成為二疊統(tǒng)合山組底部的沉積型鋁土礦。
同時(shí),不整合接觸面上基底古侵蝕面的形態(tài)起伏變化,控制著礦體的厚度。一般來(lái)說(shuō),在古侵蝕面下凹部接受的沉積最多,礦層厚度也隨之增厚,在凸起處礦層厚度變薄甚至尖滅。
3.1.2 褶皺和斷裂構(gòu)造
桂西沉積型鋁土礦主要沿褶皺構(gòu)造的兩翼分布,其延伸方向大致與褶皺構(gòu)造的軸向一直,如宋平向斜控制著龍合、德華、壇馬一帶礦體的分布特征,而這一特征在平果地區(qū)尤為明顯,那豆背斜、太平向斜以及舊城背斜控制著該區(qū)礦體的分布特征。
斷裂構(gòu)造對(duì)礦體的控制作用則主要體現(xiàn)在對(duì)礦體的破壞作用,如新圩一帶,由于斷層的作用使原本連續(xù)的礦體發(fā)生了錯(cuò)斷和位移,在都安~那甲一帶,較為發(fā)育的斷裂構(gòu)造對(duì)礦體的破壞更加明顯,使得礦體的連續(xù)性變差。
從區(qū)域上看,茅口早期為晚古生代最大海浸時(shí)期,海平面相對(duì)穩(wěn)定,本區(qū)孤立碳酸鹽臺(tái)地也全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍逅h(huán)境下的開(kāi)闊臺(tái)地,為沉積型鋁土礦床的形成提供了良好的成礦環(huán)境,鋁土礦僅局限于茅口組古風(fēng)化剝蝕面上的一些低洼地帶,因此,礦體多分布于靖西~那坡古臺(tái)地以及平果舊城臺(tái)地周緣;但由于在臺(tái)地迎風(fēng)浪邊緣發(fā)育了環(huán)臺(tái)地海綿藻礁灰?guī)r或其它生物礁丘等,這些地段缺失了沉積鋁土礦層,因此就出現(xiàn)了同一背斜或向斜構(gòu)造的僅一翼可見(jiàn)有礦層出露的現(xiàn)象。
(1)桂西沉積鋁土礦分布范圍較廣,礦體主要分布于那坡~德保、靖西~田陽(yáng)以及田東縣和平果縣一帶。
(2)上二疊統(tǒng)合山組底部的不整合接觸面控制著本區(qū)沉積型鋁土礦的產(chǎn)出部位及礦層厚度。
(3)褶皺和斷裂構(gòu)造控制著本區(qū)沉積型鋁土礦體的礦體形態(tài)及其連續(xù)性。
(4)本區(qū)沉積型鋁土礦主要分布于古臺(tái)地邊緣,由于局部臺(tái)地邊緣發(fā)育生物礁而導(dǎo)致礦層缺失。