2 晚二疊世合山組含鋁巖系基本層序

二疊紀合山組屬孤立碳酸鹽巖臺地內部相地層，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個含鋁巖系旋回，局部含有2～3個含鋁巖系旋回。雖然單個含鋁巖系旋回厚度不大，但是包含了豐富的風化、沉積信息，是非常合適的基本層序調查對象。對平果地區(qū)含鋁巖系及其蓋層的基本層序調查顯示，其從下往上呈現(xiàn)出地表風化相、地表局限水體相、沼澤相和淺海瀉湖相4種巖相，指示鋁土礦經歷了快速的海進過程。

地表風化相廣泛分布于各礦床含鋁巖系下部，為古海島火山灰風化殘積層，巖性為松散鋁土、含鋁粘土，以沿古喀斯特風化面分布、無層理（圖3a）、發(fā)育豐富的風化成因豆粒與鮞粒（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、含鋁粘土已經轉化成塊狀鐵鋁質巖（圖4TC01、TC02、TC04的A層）、鋁質巖（圖4TC07、TC11的A層）或者鐵鋁質粘土巖（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、B層中（圖4）。典型特征為局限水體經厭氧細菌活動形成堿性還原環(huán)境。在這種環(huán)境下，早期風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Fe²⁺，然后Fe²⁺與細菌成因S^2-結合形成大量黃鐵礦（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，經潛育化及后期成巖作用形成鐵鋁質巖。在西北部石芽緩坡分布區(qū)，鋁土中高嶺石含量較低，經該過程形成鋁質巖。都結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，成巖多形成鐵鋁質粘土巖或粘土巖，豆鮞內仍可見到赤鐵礦、針鐵礦核。在太平一帶，該層上部見鐵鋁質巖和鋁質巖互層（圖4TC01、TC02、TC04的B層），發(fā)育中-薄層構造（圖3a）和粒序層理（圖3d），單層厚2～40cm，顯示水體上部具有流動特征。都結TC06鋁質粘土巖（B層）具有中-厚層構造、碎屑結構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)，在都結礦化帶巖溶坡地也有發(fā)育。該段巖性為中-薄層碳質泥巖夾煤層（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)開采價值，多處達到小型礦床規(guī)模。該段上部發(fā)育薄層碳質泥巖和鐵鋁質粘土巖互層（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 鋁土礦成礦物質來源

鋁土礦物質來源的研究是鋁土礦理論研究中的難點。在20世紀，限于測試手段，二疊紀喀斯特型鋁土礦的物質來源存在較大的分歧。“基底風化學說”根據(jù)茅口組灰?guī)r風化厚度和部分化學樣品的分析結果認為鋁土礦的物源為茅口組灰?guī)r形成的古風化殼。“陸緣碎屑學說”根據(jù)鋁土礦環(huán)繞大明山古陸邊緣分布、內含煤線、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化物。“紅土學說”根據(jù)鋁土礦的高鈦率，高Ga/Al值，高REE、Cr、Ni含量以及含風化成因豆鮞將下二疊統(tǒng)中基性火山巖風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個樣品平均）計算，本地區(qū)茅口組風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的實際厚度相差甚遠。因此可以排除“基底風化學說”。眾所周知，在P2/P3之交，東吳運動已將各孤立碳酸鹽巖臺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上島形成鋁土礦的。因此“紅土學說“和”陸緣碎屑學說“也可以排除。

21世紀初，隨著桂西南基礎地質研究程度的提高以及碎屑鋯石測年在鋁土礦中廣泛應用，桂西南二疊紀鋁土礦的物源研究又引起了廣泛關注。眾多測年結果表明，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)的中酸性火山巖關系密切。但是右江盆地內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)提供不太符合地質事實。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島弧火山巖。

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