游智敏,石 旭,張 玉
(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局291大隊,廣東 佛山 528133)
礦化點位于粵西北連州市西江地區(qū),發(fā)育低矮丘陵,地形較為平緩,主要為喀斯特地貌。區(qū)域上屬南嶺東西向復雜構(gòu)造帶、湘南南北向斷層構(gòu)造帶與郴縣—懷集北東向斷褶構(gòu)造帶交接處,亦是粵北山字型西翼反射弧所在地。按廣東省區(qū)域地質(zhì)志劃分,大地構(gòu)造位置屬粵北拗陷帶(Ⅱ5)之連縣凹褶斷束(Ⅳ1)中心部位(圖1)。
圖1 調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置示意圖
礦化點區(qū)域主要出露上古生界石炭、二疊系及中生界三疊系地層,以淺海碳酸鹽相碳酸鹽巖為主,海相陸源碎屑巖類和海陸交替相的砂頁巖、灰?guī)r互層及煤系地層次之。
根據(jù)1:5萬區(qū)域地質(zhì)報告[1],早石炭世—早二疊世時期,地殼活動以下降為主,與泥盆紀晚期連續(xù)沉積,本區(qū)的沉積構(gòu)造以槽狀臺地環(huán)境為主,在西江鎮(zhèn)—高山鎮(zhèn)—黃坌鎮(zhèn)一線發(fā)育晚古生代殘余海槽。早石炭世梓門橋期,地殼恢復下降活動,由海退轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模海進,沉積環(huán)境為淺海碳酸鹽巖相,晚石炭世—早二疊世壺天期繼承了梓門橋組的構(gòu)造環(huán)境,海水加深,沉積環(huán)境為潮坪瀉湖相和淺海碳酸鹽巖相,其后的中二疊世棲霞期,繼承了石炭紀末期的開闊淺海臺地,形成淺海臺地相碳酸鹽巖。
礦化點范圍內(nèi)發(fā)育三條北西向斷層,從南到北分別為坭橋斷層、企山腳斷層、沖頭斷層,該斷層組均發(fā)育于石炭—二疊紀地層中,其中企山腳斷層最為靠近礦化點。本次綜合地質(zhì)剖面工作,在企山腳斷層相應地表位置,見大量破碎的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r礫石、碎塊,地形變形為負地形,附近兩側(cè)分別出露壺天群白云巖、梓門橋組白云質(zhì)灰?guī)r基巖露頭,推測斷層隱伏于地表灰質(zhì)砂礫石之下壺天群與梓門橋組層之間,以層間破碎帶的形式產(chǎn)出。
鋁土礦礦化點,位于西江地區(qū)大竹山村南西。礦點的發(fā)現(xiàn),較為意外,最開始在路線地質(zhì)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了上石炭-下二疊系壺天群中存在具杏仁狀的火山碎屑巖夾層,后通過地質(zhì)綜合剖面對火山碎屑巖進行重點研究,結(jié)果樣品化驗分析數(shù)據(jù)意外顯示,Al2O3含量普遍高于62%,遠遠大于鋁礦工業(yè)邊界品位(≥28%),鋁土礦化點因此得以發(fā)現(xiàn)。
礦化點圍巖為壺天群第一組(C2ha)白云巖。鋁土礦礦石在野外定名為杏仁狀火山碎屑巖,經(jīng)室內(nèi)巖礦鑒定,巖石定名為杏仁狀中基性火山巖,該層以夾層的形式產(chǎn)于壺天群第一組(C2ha)白云巖中。
礦石表層具紅褐色、褐黃色的鐵質(zhì)外殼,新鮮面呈深灰色,杏仁狀氣孔構(gòu)造,氣孔直徑為1~3mm。巖石觸摸具有砂感,具有由細碎屑物組成。巖石野外露頭較差,地表基本為風化殘存碎塊,碎塊出露范圍大致100×300m。
巖石碎塊為次棱角狀,大小不一,具有從外往內(nèi)球形風化的特點,在地表散亂均勻分布,與人工異地破碎搬運堆積的石材明顯不同,一般經(jīng)人工處理的巖石,棱角分明,大小均勻,巖石新鮮,在地表成堆不均勻分布,基本可以排除鋁土礦礦石為異地人工搬運的可能。
鋁土礦礦石分析數(shù)據(jù)顯示,主量元素具有高Mg、Al、Fe、Ti、P,低K、Na的特征,明顯與中酸性巖漿巖不同;微量元素V、Cr、Ni的含量,遠遠高于中酸性花崗巖的含量,巖石地球化學數(shù)據(jù)進一步佐證了鋁土礦礦石原巖為中基性火山巖。
鋁土礦成因,根據(jù)鋁土礦地質(zhì)勘查規(guī)范[2],可劃分為:沉積型、堆積型以及紅土型鋁土礦。
沉積型鋁土礦主要為古代紅土風化殼沉積形成;堆積型鋁土礦,為沉積型鋁土礦經(jīng)現(xiàn)代風化作用改造,在巖溶負地形堆積而形成;紅土型鋁土礦為各類含鋁較高的母巖發(fā)生紅土風化原地殘積形成[3]。
本處鋁土礦化點,通過顯微鏡觀察,礦石中含有較多角閃石鐵質(zhì)礦物,具有明顯的杏仁狀氣孔構(gòu)造;通過巖石地球化學分析,主量元素具有高Mg、Al、Fe、Ti、P,低K、Na的特征,微量元素V、Cr、Ni含量高,根據(jù)這些特點,可以判斷鋁土礦礦石原巖為海相中基性火山巖。
另外,該點所在的廣東省連州地區(qū),地處亞熱帶,夏天炎熱、降水量大,具有強烈的化學風化條件,再加上頂?shù)装鍘r石為壺天群碳酸鹽巖,隨著風水潛水面的不斷下移,二氧化硅可持續(xù)不斷的從玄武巖中分離出來而不至于飽和,從而導致原巖中的二氧化硅含量越來越少,Al2O3的比例越來越大,最終形成鋁土礦。該礦化點與海南新生代玄武巖紅土型鋁土礦[4]、老撾波羅芬高原玄武巖紅土型鋁土礦[5]類似,該礦化點成礦類型可劃分為海相中基性火山巖紅土型鋁土礦。
鋁土礦礦石的原巖為壺天群內(nèi)的海相中基性火山巖,而晚石炭—早二疊統(tǒng)壺天群為一套穩(wěn)定的潮坪瀉湖相和淺海碳酸鹽巖相沉積,有關(guān)晚石炭—早二疊世時期海相火山活動的報道很少,經(jīng)查閱資料,僅發(fā)現(xiàn)在粵北地區(qū)[6]和閩西南坳陷帶[7]內(nèi)有過簡短描述,研究該處的海相中基性火山巖,對探討華南晚古生代大地構(gòu)造演化具有重要的意義。
根據(jù)區(qū)域資料,本區(qū)早石炭世—早二疊世時期,在西江鎮(zhèn)—高山鎮(zhèn)—黃坌鎮(zhèn)一線發(fā)育晚古生代殘余海槽,沉積構(gòu)造以槽狀臺地環(huán)境為主,地殼活動以下降為主。
從早石炭世梓門橋期開始,地殼活動由海退轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模海進,到晚石炭世—早二疊世壺天期,仍延續(xù)梓門橋組的構(gòu)造環(huán)境,海水不斷加深。
海進過程中的地殼的下降減薄,盆地的擴張,可能為本處海相中基性火山巖的噴出提供了有利的大地構(gòu)造環(huán)境,這對研究粵西北乃至華南地區(qū)的晚古生代大地構(gòu)造演化具有重要的意義。