桂西二叠纪铝土矿地质特征与成矿物质来源

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作者王文鹏
来源中国地质大学(北京)
出版年2016
摘要
桂西铝土矿资源丰富,矿床类型包括二叠纪沉积型和第四纪堆积型,其中堆积型铝土矿储量巨大,已被广泛的开采利用。堆积型铝土矿是由二叠纪沉积铝土矿经过再一次的风化堆积形成的。桂西沉积型铝土矿沉积层位于二叠纪茅口组风化面之上,位于合山组地层底部。含矿岩系主要分为下部的铁帽和上部的铝土矿层组成。含矿岩层受喀斯特地貌高低起伏的影响厚度变化较大。论文通过对典型的沉积型铝土矿的地球化学组成、测定锆石U-Pb同位素年龄、锆石Hf同位素组成以及锆石微量元素的分析,对沉积型铝土矿的物质来源进行讨论通过显微镜镜下观察、X射线衍射(XRD)半定量分析以及电子探针对矿物进行分析,铝土矿样品中的矿物主要为硬水铝石、鲕绿泥石、锐钛矿、针铁矿及少量的高岭石。硬水铝石主要以独立的晶形、变形的晶形或者与鲕绿泥石组成鲕粒状存在。常量、微量以及稀土元素特征显示:桂西沉积铝土矿石常量元素以Al2O3、SiO2、TFe2O3、TiO2和LOI为主,占总量的99%左右,其它元素含量相对较少,通常所占比重不足1%。Al2O3含量变化范围较大,平均所占比重53.7%。Al2O3与SiO2、Fe2O3呈负相关关系;微量元素中,亲硫元素、酸土元素、放射性元素在铝土矿中富集,碱性及碱土元素相对亏损,亲铁元素既有富集也有亏损;沉积铝土矿富含稀土元素,轻稀土明显富集,铝土矿石轻稀土元素内部存在明显的分馏作用,而重稀土元素则分馏不明显,趋于稳定。碎屑锆石U-Pb年龄呈现单一峰值,年龄主要集中在260Ma左右,其它年龄的锆石数量不多。多数碎屑锆石具有清晰的震荡环带,磨圆程度较差。显示铝土矿的成矿物质主要来自于同一期的岩浆岩,且沉积过程搬运的距离不长。综合铝土矿地球化学特征和碎屑锆石U-Pb年龄以及稀土微量元素特征分析对桂西铝土矿的物质来源进行探讨:与峨眉山地幔柱有关的火成岩、华南板块西南缘岛弧岩浆岩是沉积型铝土矿的主要物质来源,岩浆岩形成过程中可能混合了地幔和地壳物质;寒武系、泥盆系甚至华夏地块有可能为其形成提供了少量物质,但比重极小;桂西沉积型铝土矿的形成和底板碳酸盐岩具有密切的相关性。

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