摘要:来宾凹陷地区是广西铝土矿重要矿集区之一,该地区主要以堆积型铝土矿为主,文章通过收集整理来宾凹陷地区铝土矿的勘查资料,分析了研究来宾凹陷地区的区域地质背景及铝土矿的成因,总结了来宾凹陷地区堆积型铝土矿的分布特征。根据广西来宾凹陷地区铝土矿的分布情况、含矿建造、矿石特征等因素将其划分为四个成矿区带,为广西桂中地区铝土矿勘查提供参考。
关键词:来宾凹陷,铝土矿,分布特征,成矿区带,含矿建造
1区域地质背景
来宾凹陷是晚古生代大型沉积凹陷区,区内褶皱基底深埋地下,仅北部边缘有少许寒武系出露,晚古生代、早中生代沉积盖层广泛发育,且厚度巨大,地层岩性、岩相变化较大。晚古生代以碎屑岩、碳酸盐岩建造为主,次为单陆屑和含铁、含煤、含锰、含铝硅质岩建造,局部为生物礁建造;三叠系和白垩系呈零星分布,前者为砂岩或碳酸盐岩建造,后者主要是红色复陆屑建造,局部夹中性火山岩和石膏层[1-2]。
来宾凹陷区域上位于南华活动带之桂中-桂东北褶皱系的西南部,属于桂中-桂东北坳陷的一部分。南华活动带夹持于扬子陆块(桂北地块)与华夏褶皱系之间,广西运动,使之褶皱隆起,形成近东西向和北北东向的紧密线状褶皱,伴随酸性岩浆侵入,形成海洋盖层沉积,泥盆系普遍呈角度不整合于前泥盆系之上,由南向北超覆现象明显。中、晚三叠世的东吴运动使凹陷发生整体短暂不均衡抬升,导致中二叠统的茅口组大部出露水面接受风化剥蚀之后再度沉降,造成其后沉积的晚二叠统合山组或大隆组平行不整合于中二叠统茅口组之上。印支运动使沉积盖层褶皱隆起,形成开阔的北东向、北东东向、近南北向、近东西向、北西向为主的褶皱和断裂,同时造成晚三叠统以及侏罗系的缺失,此后来宾凹陷大部基本处于长期隆升状态接受剥蚀。如图1所示。
2矿床成因
来宾凹陷整个区域在地质演化过程中,形成多个沉积间断面:志留系的缺失,致使泥盆系角度不整合于寒武系或奥陶系之上;二叠上统合山组平行不整合覆盖于中二叠统茅口组之上;晚三叠世和侏罗系缺失;燕山期构造断块运动,形成小型的断陷红盆,呈角度不整合沉积。于中二叠世末期,东吴运动致使来宾凹陷等地区一度隆起,在亚热带的炎热潮湿气候影响下,地层遭受风化和剥蚀,易溶的钙质被浸出并迁移,而铁铝等难溶物质则在原地残留富集。在晚二叠世的初期阶段,伴随着地壳的下沉并被海水覆盖,沉积型铝土矿和铁铝土岩在二叠系合山组(P3h)的底部与茅口组(P2m)的顶部之间沉积并形成。到了中三叠世末期,印支运动使地层再次遭受剥蚀。可溶性岩石(碳酸盐岩)在风化作用下形成溶沟、溶洞、漏斗、洼地等岩溶地貌。沉积铝土岩、铁铝土岩、砂泥岩等在风化作用下,形成了不同大小的砾块,这些砾块或就地堆积,或因重力作用崩塌陷落,与岩溶残余物混合,堆积在不同的岩溶地貌上,经长期的风化淋滤、淋失作用,形成堆积型铝土矿[3]。
3堆积型铝土矿分布特征
3.1矿体分布特征
目前,来宾凹陷地区仅在来宾市兴宾区迁江镇一带开展了铝土矿普查工作,其他区域进行了部分的选点调查,总体勘查程度不高。根据现有的勘查资料,将来宾凹陷地区由南至北分为陶邓至石陵铝土矿带、迁江至大理铝土矿带、平阳至合山铝土矿带、北更至金钗铝土矿带,如图2所示。
本地区内共圈定堆积型铝土矿体145个,在空间分布上一般受原生铝土矿及岩溶地貌形态双重控制。矿体基本上沿合山组和茅口组不整合接触面呈带状展布,产于岩溶洼地、坡地的第四系堆积层中,平面上呈条带状、短轴状、椭圆状、不规则状分布。
3.1.1陶邓至石陵铝土矿带
主要分布在陶邓镇河村-韦里-石陵镇塘拉村一带,本次普查工作共圈定堆积型铝土矿矿体31个,总面积4.38km2,矿体多呈南北向分布,少量的呈北东向分布,基本上沿合山组、茅口组不整合面展布,产于岩溶洼地、坡地的第四系堆积层中,平面上呈条带状分布,区内单矿体含矿率251~632kg/m3,平均466kg/m3。本区含矿率总体较低,总体比较稳定。通常情况下,铝土矿的分布特征呈现为:洼地封闭条件优越时,矿石富集程度显著提升;在同一矿体内,边坡带与构造隆起部位的矿化强度普遍优于地势平坦区域。在纵向上则表现为矿体的中上部分含矿率往往较高,而顶部和下部的含矿率则相对较低。
3.1.2迁江-大理铝土矿带
该带为目前堆积型铝土矿出露最大的矿带,总体呈北东向展布于迁江镇-大里乡一带,主要赋存于以二叠系茅口组碳酸盐岩为基底的第四系临桂组溶余堆积红土化残坡积层中[4],矿体绝大部分直接裸露地表,仅少量矿体被薄层的表土层覆盖;铝土矿的分布较为零散,连续性不强,且多被第四纪含硅质岩的碎块粘土区域所隔断。矿体的分布严格受到地形的影响,其平面形状呈现条带状、椭圆形、不规则形状,而剖面则呈现似层状、透镜状,矿体延伸数百米至上千米,矿层厚度0.55~6.80m。平均含矿率204~1220kg/m3,矿区平均含矿率为604kg/m3,矿石形态以棱角、次棱角状为主,少量次圆状,矿石粒度小者磨圆度较好。
3.1.3平阳-合山铝土矿带
该带圈定的18个堆积型铝土矿体主要分布在合山市里仰村至兴宾区平阳镇石碑村一带,沿合山组与茅口组之间的不整合面呈南北向、北东向分布。这些矿体位于岩溶洼地、坡地的第四系堆积层中。在平面上,矿体形态通常不规则,呈短轴形或条带状,边缘多呈港湾状。矿体底面随底层石灰岩起伏而变化,部分矿体内部可见石芽或基岩出露,基岩对铝土矿体的规模和形态起着控制作用。矿体平均厚度为3.46m,Al2O3平均品位为49.40%,铝硅比平均为4.57,含矿率平均为450kg/m3。
3.1.4北更-金钗铝土矿带
该带主要位于马山县金钗镇-忻城县北更乡一带,总体上呈北西向狭长展布,带内圈定含矿洼(坡)地15个,平面上呈椭圆状、月牙状、长轴状,剖面上呈似层状,透镜状,矿体平均厚度2.23m,Al2O3平均品位44.84%,平均铝硅比5.22,平均含矿率405kg/m3,矿石以豆粒结构、鲕粒结构、砂屑结构为主,部分隐晶质结构、砾状结构。以次棱角状为主,其次为次圆状,少量棱角状,分选性差。
3.2含矿建造特征
铝土矿床主要分布在下二叠统茅口组至石炭系、泥盆统的石灰岩和白云岩构成的岩溶洼地和谷地内。这些矿体的厚度变化范围从数米至数十米,它们与底层基岩呈角度不整合接触,并通常呈现出三元结构[5],如图3所示。
3.2.1上部砂质黏土层
呈黄褐色,主要由砂质黏土构成,其中夹杂着少量的铝土矿和硅质岩碎块。其顶部是厚度为0~1.5m的腐植层。该层分布不均,常常缺失,一般厚度在0~3m,最厚可超过20m。
3.2.2中部堆积铝土矿层
呈现灰黄至褐红色,主要由铝土矿碎块、碎屑及黏土构成,夹杂少量褐铁矿碎屑,形成疏松堆积结构。矿石块体尺寸差异显著,普遍分布于1~40cm。矿体上中部铝土矿块径较大,下部矿石块径逐渐减小,整体分选性较差。矿石块体坚硬,多呈棱角状至次棱角状,磨圆程度较低。该矿层厚度范围介于0.5~30m。
3.2.3底部粘土层
主要由黏土构成,呈紫红色或杂色,黏性强。矿体与基岩分界的区域常含有少量磨圆度较高的铝土矿和褐铁矿碎屑。厚度变化在0~18m,通常在1~5m,但局部可能出现缺失。堆积的铝土矿层与上下粘土层的界线分明,大多数情况下没有夹层。
3.2.4基底灰岩
主要由生物屑灰岩、白云质灰岩组成,呈灰、浅灰色,微晶、细晶结构,中-厚层。
3.3矿体特征
矿体均赋存于第四系岩溶堆积的洼地或坡地,绝大部分直接裸露地表,仅少量矿体被薄层的表土层覆盖,矿体展布特征主要受地形因素制约,几何形态较为复杂。平面展布表现为带状、环状、岛屿状、树枝状及不规则形态。矿体产状普遍具有平缓稳定特性,倾角为0~40。,矿体底部形态与基底灰岩的起伏形态呈现对应关系。矿体一般分布于独立的小山包,形态较简单。矿体在剖面形态上多表现为层状、似层状及透镜状结构,顶部界面较为平缓,底部则呈现明显起伏且边界参差不齐。矿体规模差异显著,通常延伸长度介于数百米至数千米之间,宽度范围数十至数百米,厚度普遍分布于0.55~6.80m。矿体平均含矿率250~1200kg/m3。矿体的厚度、规模及矿石质量与矿源层特征及地貌条件密切相关。分布于宽广洼地的矿体厚度较薄,分布于较窄且较封闭洼地的矿体厚度较厚,就单个矿体而言,一般是中部(或缓坡带)较厚,边部及开阔平坦和低洼地段较薄。
3.4矿石特征
铝土矿石呈多呈棕红、褐红灰、少量呈深灰、灰白、灰黄、灰蓝色,紫色,净矿石的矿物组分以水铝石为主,次生矿物组合以褐铁矿、赤铁矿、高岭石及胶铝矿为主,伴生矿物包括白钛石、石英及不透明矿物等。矿石结构特征主要表现为豆粒状、鲕粒状、砂屑状、隐晶质状及砾状结构,构造特征则以砾状-块状构造为主,次为多孔状构造,豆状构造及鲕状构造。矿石的主要化学组分为Al2O3、SiO2、Fe2O3及灼失量,四者含量之和为90.16%~99.35%,一般为93%~96%,平均95.55%。次要化学组分有TiO2,微量化学组分有MgO、CaO、K2O、MnO、CO2、P2O5、Ga、TR2O3等。
4结语
(1)来宾凹陷地区堆积型铝土矿的矿源层发育于上二叠统合山组下部层位的沉积铝土矿层,该矿源层对堆积型铝土矿矿床的规模、矿石质量及空间展布范围均具有主导控制作用。
(2)来宾凹陷区域内的堆积型铝土矿床普遍呈现覆盖面积广阔、埋藏较浅、含矿带延伸范围大、矿体厚度适中、矿石易于开采加工等特征,该区域堆积型铝土矿的勘查前景较为可观。
(3)来宾凹陷中的堆积型铝土矿赋存于岩溶洼地、谷地中的红土层中,受岩溶地貌发育程度控制明显,南部矿石分选性和质量较北部地区的好。
参考文献
[1]刘东成.桂中坳陷构造演化及油气保存条件分析[D].青岛:中国石油大学,2009.
[2]王瑞湖.桂中凹陷周缘铅锌锡多金属矿床的界面成矿与找矿预测研究[D].武汉:中国地质大学,2012.
[3]李平初.广西龙州县科甲铝土矿地质特征及成因浅析[J].矿产与地质,2013,27(6):454-458.
[4]徐勇,林权,林大统,等.广西来宾市北敢堆积型铝土矿地质特征及找矿标志[J].矿产与地质,2021,35(1):58-62.
[5]王瑞湖,李梅,蒙永坚.广西堆积型铝土矿成矿特征与资源潜力预测[J].地质通报,2010,29(10):1526-1532.
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