二叠斯特土矿桂西过程地质型铝纪喀成矿一

桂西铝土矿带位于右江盆地南部，桂西目前已发现太平、叠纪那豆、喀斯矿地矿过新圩、特型三合等大中型矿床17处，铝土累计查明资源储量6.8×108t（王瑞湖等，质成2010）（图1）。桂西主要矿床类型为第四纪萨伦托型和二叠纪史密斯特型铝土矿床，叠纪其中第四纪矿床为二叠纪矿床在第四纪风化形成。喀斯矿地矿过二叠纪喀斯特型矿床产在远岸孤立碳酸盐岩台地的特型台地内部相合山组（P₃h）中，含1～3个含铝岩系旋回，铝土其下为茅口组（P₂m）顶部的质成喀斯特风化面（王庆飞等，2012）。桂西

桂西二叠纪喀斯特型铝土矿的叠纪成因认识经历了由简单到复杂的过程。早期基于不同的喀斯矿地矿过地质和/或地球化学证据，铝土矿成因存在“海相沉积”与“陆相风化”之争。随着研究的深入，学者们逐渐认识到铝土矿的成矿过程可能存在多个阶段，否则无法解释证据相互矛盾的问题。为此，有矿床学家率先提出二叠纪铝土矿存在风化、沉积和成岩三阶段成矿环境（广西矿产资源潜力评价项目办公室，2010，广西铝土矿资源潜力评价成果报告）。在对成矿物质来源进行详细研究后，部分学者将铝土矿成矿过程划分出地壳隆升、峨眉山玄武岩喷发、玄武岩风化、铝土矿搬运沉积、成岩成矿5个成矿阶段，动态地呈现了桂西二叠纪铝土矿的成矿过程。由于该划分方案主要参考矿物学、年代学、地球化学和黄铁矿S同位素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素等微观证据，宏观证据十分缺乏，导致铝土矿从源岩风化到搬运沉积的具体成矿过程并不明确。

平果矿田位于桂西铝土矿带东段，产有教美、太平、那豆（二叠纪喀斯特型被称为布绒）3个大型和果化1个小型铝土矿床（图2）。2016-2018年，中国地质调查局武汉地质调查中心在平果矿田开展了1∶5万平果县等4幅区域地质调查工作，对区内二叠纪喀斯特型太平、布绒矿床和都结矿化带进行了详细的地质、成矿元素（图2）、矿物学、碎屑锆石年代学和Hf同位素对比研究。在此基础上，本文针对性地对上述3个矿床或矿化带进行晚二叠世合山组含铝岩系基本层序、铝土矿成矿物质来源、古喀斯特地貌对铝土矿的控制作用、含铝矿物生成顺序方面的研究，并结合桂西地区中二叠世岩相古地理详细阐述了桂西二叠纪喀斯特型铝土矿从源岩风化到搬运沉积的具体成矿过程，建立了该类型铝土矿的四阶段成矿模式，以期为桂西地区该类型矿产勘查提供理论支持。

1 桂西地区中二叠世岩相古地理

晚古生代-中三叠世右江盆地是在夷平的华南加里东造山带基础上再生裂陷的大陆边缘盆地。该盆地的形成与金沙江哀牢山古特提斯洋盆关系密切（杜远生等，2013），从早到晚经历了早期裂谷（D-P₁）、晚期裂谷和被动大陆边缘（P₂-T₁）、前陆盆地（T₂-T₃）3个阶段。在盆地生长演化过程中，北西西向和北东向的同沉积断裂控制作用明显，形成了台地台间深水海槽间列的盆地格局。

作为右江盆地的一部分，桂西地区在中二叠世继承了孤立碳酸盐岩台地与台间海槽相间的古地理形态特征，按沉积相可划分出台地内部相、台地边缘-上斜坡相、下斜坡-台沟相三种沉积类型。

台地内部相是孤立台地中较开阔、平坦的部位，是海水循环开放的海域，碳酸盐沉积发生在正常盐度及充氧的海水里，沉积以波浪作用为特征，以潮下沉积为主、潮间沉积次之。茅口组（P₂m）大部分为此种沉积，与台地边缘相为快速相变关系或以毗邻不整合（陡崖式同构造沉积不整合）接触。岩石类型以颗粒灰岩为主，沉积物中富含各种颗粒，贫灰泥，颗粒以就近的生物碎屑、粒屑或包粒为主，分选性中-差。台地内部相产出位置为后期铝土矿成矿作用提供成矿场地和容矿空间。

台地边缘-上斜坡相是孤立台地面向广海一侧的浅水沉积区，范围从台缘受波浪影响较大的高能带至较深水斜坡之间的台地前缓斜坡，是深水与浅水沉积的过渡地带。生物礁灰岩（Prls）、茅口组局部、四大寨组（P₂s）少部分属此种沉积。相带窄，宽1～4km，该相带沉积变化大且迅速，沉积水深变化也很大。沉积特征基本同上陆棚边缘相一致，沉积物主要为异地与就近的岩屑、砾块和生物屑，也有原地灰泥。很多岩石具滑塌-颗粒流沉积特征，局部具钙屑浊流沉积特征。

下斜坡-台沟相指台地前缘斜坡下部及深水凹槽的深水地带，上与台地前缘上斜坡过渡。它是海水较深、低能量的窄相带，凹槽底部位于碳酸盐补偿深度附近。岩性、厚度等在纵横向上变化大、变化快。四大寨组大部分属此种沉积。沉积物以原地的灰泥、异地的生物砾屑和生物屑、粒屑为主，凹槽底部以原地悬浮或化学沉积的泥质、灰质、硅质、锰质为主，另有少量的火山碎屑。岩石常具滑塌-钙屑-颗粒流沉积特征，在台沟底部还具有火山碎屑浊积特征。

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