廣西靖西縣岜荷礦區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及成礦控制因素淺析

韋 萍

（廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊(duì)，廣西 南寧 530031）

鋁是生產(chǎn)、生活中的一種重要金屬，工業(yè)制鋁的最主要的礦物原料為鋁土礦。廣西鋁土礦資源豐富,保有資源儲(chǔ)量居全國前列。桂西地區(qū)堆積型鋁土礦是廣西鋁土礦勘查開發(fā)的主要對象及重要的鋁土礦資源基地之一。廣西靖西縣岜荷礦區(qū)是桂西堆積型鋁土礦帶的一部分。本文將通過分析岜荷礦區(qū)地層、構(gòu)造，賦礦層位及礦化特征，鋁土礦礦體等地質(zhì)特征，討論其礦床成因和成礦控制因素。

1 地質(zhì)概況

岜荷礦區(qū)地處南華準(zhǔn)地臺(tái)西南部右江再生地槽南西側(cè)，靖西－田東隆起西部的南坡－靖西弧形褶皺帶南西段的四定向斜西翼。區(qū)內(nèi)出露泥盆系至第四系地層，由老至新主要有上泥盆統(tǒng)融縣組、下石炭統(tǒng)英塘組、下石炭-上石炭統(tǒng)都安組、上石炭統(tǒng)大埔組、中二疊統(tǒng)棲霞組、上二疊統(tǒng)合山組、三疊統(tǒng)馬腳嶺組、下-中三疊統(tǒng)北泗組及第四系。上泥盆統(tǒng)－上二疊統(tǒng)為礦區(qū)堆積鋁土礦的基底地層，礦源層為二疊系上統(tǒng)合山組底部的沉積鋁土礦層。

礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，以北西向和北東向斷裂為主。北東向斷裂見于四定向斜翼部，與褶皺的軸向一致，常隨褶皺帶的變化而變化，多被北西向斷裂橫截。斷裂破壞了沉積鋁土礦體的形態(tài)和連續(xù)性，促使堆積鋁土礦體的形成。相較于斷裂構(gòu)造，區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育，大體上為南西向傾斜的單斜構(gòu)造，沉積鋁土礦、堆積鋁土礦主要沿向斜或背斜翼部分布[1]。

2 賦礦層位及礦化特征

2.1 賦礦層位

礦區(qū)鋁土礦賦礦層位一是上二疊統(tǒng)合山組（P3h）底部古巖溶風(fēng)化面上的沉積巖層，二是第四系巖溶堆積層、坡積層和殘積層作為堆積鋁土礦的賦礦層位。第四系主要分布于巖溶洼地、坡地及巖溶谷地中，其基底為上泥盆統(tǒng)至上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖。

2.2 礦化特征

堆積鋁土礦主要分布在以上泥盆統(tǒng)至上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖為基底的巖溶洼地、坡地及巖溶谷地中。含礦洼地規(guī)模大且封閉性好，則堆積礦體規(guī)模大，含礦率高；靠近礦源層，礦石塊度大，但礦石質(zhì)量相對較差；與礦源層距離遠(yuǎn)，通過搬運(yùn)，礦石塊度小，磨圓度和礦石質(zhì)量相對較好。若與礦源層相距過遠(yuǎn)，反而不利于形成堆積鋁土礦體。根據(jù)礦體所處的地形地貌，平面上一般洼地的隆起地段和緩坡地段含礦率較高，低洼處含礦率較低，部分洼地邊部無礦。剖面上，中上部含礦率較高，塊度較大，下部含礦率較低，塊度較小。

堆積鋁土礦的礦層結(jié)構(gòu)比較簡單.根據(jù)鋁土礦的礦化特征和粘土的特點(diǎn).含礦層垂向上可劃分為底板粘土層、堆積鋁土礦層、表土層共3個(gè)分層(圖1)。

3 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)圈定的5個(gè)堆積型鋁土礦礦體總面積2836751m2。區(qū)內(nèi)礦體大小相差懸殊，礦體長約300m～2500m，寬約30m～2000m。礦體平均厚度1.40m～5.61m，礦區(qū)平均3.97m。總體上各礦體厚度變化無規(guī)律，單礦體中一般較厚部分為中部，較薄處為邊部及較為開闊平坦的地段，礦體基本為較穩(wěn)定變化特征。各礦體厚度變化系數(shù)為46.1～87.6，屬于較穩(wěn)定～不穩(wěn)定變化特征。

圖1 堆積鋁土礦柱狀示意圖

3.1 礦體特征

堆積鋁土礦主要分布巖溶洼地和坡地上，基底為中二疊統(tǒng)棲霞組-上泥盆統(tǒng)融縣組碳酸鹽巖。礦體間多被峰叢或基巖分布區(qū)所分割，長約300m～2500m，寬約30m～2000m。平面形態(tài)形態(tài)復(fù)雜，多呈不規(guī)則狀、樹枝狀、短軸狀等。剖面上呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。產(chǎn)狀受地形影響，巖溶洼地內(nèi)礦體產(chǎn)狀隨基底地形起伏，巖溶坡地上礦體的傾向與坡向相同。礦體主要為鋁土礦石及粘土混雜堆積，另外，偶見泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、褐鐵礦、硅質(zhì)巖等碎塊。多為黃褐色、暗灰色、紫黃色混雜，大礦塊中部為灰色，砂屑結(jié)構(gòu)，豆鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石形態(tài)多呈棱角、次棱角狀，少量次滾圓狀，細(xì)小礦石磨圓度較好。礦石塊徑一般為2cm～5cm。礦石主要組分Al2O352.77%，SiO22.89%，F(xiàn)e2O327.84%，灼失量11.65%， A/S 18.26。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及化學(xué)組分

根據(jù)野外采集樣品及室內(nèi)鏡下鑒定結(jié)果，岜荷礦區(qū)鋁土礦礦石結(jié)構(gòu)有①粒屑結(jié)構(gòu)、②砂屑結(jié)構(gòu)、③微晶結(jié)構(gòu)、④微晶粉晶結(jié)構(gòu)、⑤微晶結(jié)構(gòu)、⑥隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、⑦變余粒屑結(jié)構(gòu)、⑧變余粉晶結(jié)構(gòu)、⑨變余隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，礦石中的粒屑分布均勻，無定向性；部分礦石粒屑略具定向排列，形成條帶狀構(gòu)造或微層狀構(gòu)造；少部分礦石風(fēng)化程度深，原有的硫化礦物被淋失形成蜂窩狀、多孔狀構(gòu)造。

堆積鋁土礦礦石的主要化學(xué)組分為Al2O3、SiO2、Fe2O3及灼失量，總含量為93%～97%。次要化學(xué)組分有TiO2，微量化學(xué)組分有CaO、P2O5、V2O5、MgO、S、TRE2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga、CO2等。

4 礦床成因及成礦控制因素

岜荷礦區(qū)屬于桂西堆積鋁土礦成礦帶的一部分，對于后者的礦床成因及控礦因素等前人都有了深入的研究，也取得了大量的成果[2-7]。

4.1 堆積鋁土礦礦床成因

本區(qū)堆積鋁土礦床，位于華南加里東褶皺系右江印支褶皺帶靖西～田東隆起的西南部。區(qū)內(nèi)晚古生代至早三疊世主要為淺水臺(tái)地環(huán)境，沉積了厚達(dá)數(shù)千米的碳酸鹽巖建造。早二疊世末廣西受東吳運(yùn)動(dòng)影響，抬升為陸地，早期沉積地層暴露，開始遭受風(fēng)化剝蝕作用，晚二疊世逐漸轉(zhuǎn)為沉降,受此影響，上二疊統(tǒng)與下伏茅口組之間呈平行不整合接觸關(guān)系。在茅口組灰?guī)r古侵蝕面上形成上二疊統(tǒng)底部鋁土礦層，即堆積型鋁土礦的礦源層。早三疊世該區(qū)逐步發(fā)展為深水、半深水相盆地環(huán)境。后經(jīng)歷印支運(yùn)動(dòng)，本區(qū)隆起，由深水、半深水相盆地轉(zhuǎn)為大陸邊緣活動(dòng)帶陸相盆地，直至新生代，地殼運(yùn)動(dòng)總體上以抬升為主。此構(gòu)造背景以及區(qū)內(nèi)含鋁土質(zhì)的晚二疊世碳酸鹽巖地層，為長期的巖溶作用和紅土化作用提供有利條件。碳酸鹽巖在遭受風(fēng)化侵蝕作的情況下出現(xiàn)了特殊的地形地貌，如洼地、溶洞、溶溝、漏斗等。在含有碳酸鹽的礦層中發(fā)現(xiàn)了可溶性的礦物，這些礦物的地球化學(xué)性質(zhì)保持平穩(wěn)，礦物出現(xiàn)風(fēng)化受表生環(huán)境的影響，具體體現(xiàn)在鋁土礦地層出現(xiàn)破碎、侵蝕、崩塌等現(xiàn)象，與原生鋁土礦的侵蝕物質(zhì)混合在一起聚集在巖溶洼地內(nèi)，受紅土化影響，可降地層中的有害金屬元素淋濾出去，脫硅，使得Al2O3相對富集，從而形成具有工業(yè)價(jià)值的堆積型鋁土礦。

4.2 礦化富集規(guī)律

鋁土礦富集區(qū)主要出露在二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r侵蝕面上，地質(zhì)礦物在時(shí)間巖溶侵蝕下，在一個(gè)區(qū)域存在大量堆積，因堆積所形成的礦產(chǎn)資源與原生的鋁土礦在含礦量、地層的規(guī)模、受侵蝕程度等方面都存在一定的相關(guān)性，鋁土礦存在一定的繼承性。地質(zhì)勘查工作進(jìn)行時(shí)如果發(fā)現(xiàn)鋁土礦地層覆蓋的范圍較大，則可證明礦物賦存質(zhì)量高。礦化堆積到一定程度時(shí)，受自然環(huán)境的影響地層內(nèi)的有害組分也會(huì)逐漸流失。正常風(fēng)化條件下，距離礦源層較近的礦體的含礦率略高；礦源層為礦體提供了一個(gè)封閉空間，受侵蝕概率下降，也在一定程度上保證了含礦率，如果洼地密封性差，可判斷出鋁土礦的礦體含礦率低。在對某一特定礦體進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)通常是臨近礦體邊坡的位置含礦率高，存在落水洞周圍的礦體的含礦量低，礦體的垂直方向通常中上部分的含礦率高，礦體的頂部和下部含礦率次之。

4.3 成礦控制因素

岜荷礦區(qū)堆積型鋁土礦與桂西典型的巖溶堆積型鋁土礦床的成礦控制因素大體相同，主要有礦源層、巖性、構(gòu)造、氣候、地形等因素。

（1）礦源層因素，堆積型鋁土礦床的主要礦物來源為上二疊統(tǒng)合山組（P3h）底部的沉積鋁土礦。因原生鋁土礦中的主要礦物成分(Al2O3)在后期風(fēng)化搬運(yùn)過程中被完好地保留下來，所以通常的堆積成礦條件下，原生礦質(zhì)量與經(jīng)后期改造后堆積形成的次生鋁土礦礦石質(zhì)量呈正相關(guān)關(guān)系，且有因果關(guān)系。也就是說，礦體規(guī)模、礦石質(zhì)量與礦源層具有明顯的繼承性，礦源層規(guī)模大、質(zhì)量優(yōu)，則堆積鋁土礦床也大而富，反之則小而貧。

（2）巖性因素，區(qū)內(nèi)沉積鋁土礦頂、底板地層主要由厚度大，可溶性較好的碳酸鹽巖類組成。碳酸鹽巖的化學(xué)成分特征一是有利于巖溶化作用的進(jìn)行，二是成分較為簡單，所含雜質(zhì)較少，二者共同導(dǎo)致了鋁土礦巖屑的聚積和化學(xué)風(fēng)化富集成礦。同時(shí)由于巖溶地貌的封閉性和以溶蝕為主的特點(diǎn)，使地表徑流的搬運(yùn)作用減弱，給堆積型鋁土礦的集中、保存創(chuàng)造了有利條件。

（3）構(gòu)造因素，地殼運(yùn)動(dòng)作用促使該地區(qū)巖石發(fā)生褶曲、斷裂，礦源層裸露地表，經(jīng)風(fēng)化剝蝕和溶蝕作用成礦。

（4）氣候因素，礦區(qū)屬濕熱的亞熱帶氣候，該氣候條件有利于巖溶作用，使沉積鋁土礦在巖溶作用過程中重新堆積富集成礦。礦區(qū)在巖溶作用下形成的峰叢洼地、峰林谷地等巖溶地貌，而堆積礦床主要賦存于巖溶凹地、槽地、溝谷、侵蝕平原、緩丘等區(qū)域。

（5）地形地貌因素，堆積型鋁土礦礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模受巖溶洼地的地形地貌控制，在同一巖溶洼地內(nèi)，緩丘高地的礦體相較于溝谷及落水洞附近的礦體，前者的厚度、含礦率、及礦石質(zhì)量都優(yōu)于后者。另外，礦體含礦率也受其所在洼地的封閉性影響，洼地越開闊，則含礦率較低。本礦床堆積鋁土礦主要分布在767～1110m標(biāo)高上的洼地中、斜坡上，坡度與堆積鋁土礦的厚度變呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即坡度小則厚度大。