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桂西地區(qū)二疊紀至白堊紀構(gòu)造演化對沉積型鋁土礦成礦的制約

2021-09-02 12:56:18許箭琪陳有斌龐保成李學森尹本純黎家龍周業(yè)泉盧光輝徐海棚廉呂型
高校地質(zhì)學報 2021年4期
關(guān)鍵詞:桂西印支巖系

許箭琪,陳有斌,龐保成*,李學森,陳 濤,劉 旺,尹本純,黎家龍,周業(yè)泉,盧光輝,徐海棚,廉呂型,王 澤

1. 桂林理工大學 地球科學學院,桂林 541006;2. 廣西地礦建設(shè)集團有限公司,南寧 530000;3. 廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊,北海 536005

1 引言

華南板塊由揚子陸塊和華夏陸塊在晚元古代碰撞拼接而成(Charvet et al.,1996;Li et al.,2002;Zhao and Gawood,2012;Zhao and Guo,2012;Wang et al.,2013),是中國最早開展基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)資源調(diào)查的地區(qū),也是中國多個礦種的重要礦集區(qū)(宋慈安等,2009;舒良樹,2012;劉訓等,2015)。加里東運動之后,華南進入了相對穩(wěn)定的淺海臺地環(huán)境,以碳酸鹽巖建造為主,夾有部分碎屑巖沉積(何衛(wèi)紅等,2014;張如放等,2017)。在印支期和燕山期,華南板塊受到了強烈改造,尤其是燕山期劇烈的大地構(gòu)造變動掩蓋了大部分前期構(gòu)造變形的蹤跡(徐先兵等,2009;楊婉芩,2019),前人對這一階段的構(gòu)造運動過程做了大量研究,普遍認為印支期沉積環(huán)境由淺海相逐漸過渡到陸相,且發(fā)生了大規(guī)模陸內(nèi)構(gòu)造變形(任紀舜,1984,1990;Tong et al.,2002;Shu et al.,2008),燕山期則經(jīng)歷了擠壓至伸展構(gòu)造的轉(zhuǎn)換(王芳,2016)。

桂西地區(qū)位于華南板塊的西南翼,屬于右江盆地的一部分(圖1),是中國重要的鋁土礦產(chǎn)地之一。中晚二疊世是本地區(qū)沉積型鋁土礦的成礦期,在東吳運動的影響下,本地區(qū)經(jīng)歷了地殼抬升和反復的海進海退,又受到峨眉山地幔柱活動的影響,沉積環(huán)境變化快,構(gòu)造背景復雜(張起鉆,2011;喬龍,2016;王文鵬,2016),部分地區(qū)沉積型鋁土礦呈現(xiàn)出含礦巖系多層旋回的現(xiàn)象(王慶飛等,2012)。在活動頻繁且劇烈的大地構(gòu)造背景下,沉積型鋁土礦成礦過程必定受到構(gòu)造作用的影響,但是每一階段的構(gòu)造活動對成礦和后期改造的影響程度并不相同,這一過程中的構(gòu)造演化信息可被鋁土礦礦床和周邊地區(qū)同期異相沉積地層記錄并保存。

圖1 廣西大地構(gòu)造單元劃分簡圖(據(jù)廣西區(qū)域地質(zhì)志,1985;潘桂棠等,2009等修改)Fig. 1 The diagram of geotectonic division of Guangxi

為了更深入地認識鋁土礦成礦和區(qū)域大地構(gòu)造活動的關(guān)系,本文試圖結(jié)合沉積型鋁土礦礦區(qū)及周圍地層記錄的地質(zhì)信息,探討本地區(qū)晚二疊世至早中生代構(gòu)造演化對沉積型鋁土礦成礦過程的影響與控制。

2 區(qū)域地質(zhì)與構(gòu)造演化

2.1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育泥盆系至三疊系、古近系、第四系地層(圖2),寒武系主要出露于研究區(qū)南部大明山古陸,靖西市西南至東南一帶也可見少量寒武系地層,白堊系地層出露于研究區(qū)東部,其中白堊系、古近系、第四系為陸相沉積,其余地層主要為海相碳酸鹽巖或陸源碎屑巖沉積。

圖2 桂西區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig. 2 The schematic geological map of western Guangxi

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造極其發(fā)育,構(gòu)造變形復雜,褶皺主要為NW向、近EW向背斜或向斜,大多發(fā)育平緩,在平果地區(qū),地層傾角一般在10°~20°,褶皺兩翼局部可達40°,靖西地區(qū)的褶皺較平果地區(qū)稍陡,大多在30°左右,僅局部地區(qū)可見70°左右的地層。斷裂主要為北西—南東向和北東—南西向,也有少量近東西向斷裂發(fā)育,斷層縱橫交錯,使得本區(qū)地層被切割破碎,鋁土礦礦體的規(guī)模、形態(tài)也因此受到影響。

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,僅在南部發(fā)育少量酸性巖漿巖,北部可見少量基性、超基性巖。

2.2 構(gòu)造演化基本特征

桂西地區(qū)在泥盆紀至中三疊世的時間內(nèi)經(jīng)歷了裂谷盆地、被動大陸邊緣和前陸盆地三個構(gòu)造演化階段(杜遠生等,2009,2013),是加里東運動之后在早古生代褶皺基底上形成的再生裂陷盆地。在泥盆紀至中晚三疊世期間,桂西地區(qū)主要受到東吳運動、印支運動和燕山運動的影響,經(jīng)歷了多次地殼隆升、下降和海水的反復進退,結(jié)構(gòu)和輪廓也在這一過程中發(fā)生改變。

2.2.1 泥盆紀—石炭紀

早泥盆世開始,桂西地區(qū)隨著古特提斯洋的打開而進入了大陸邊緣裂谷階段(劉寅,2015),形成了相對開闊的裂谷盆地環(huán)境,沉積巖性在早泥盆世末期發(fā)生轉(zhuǎn)換,由深水相沉積組合取代濱海相碎屑沉積組合(楊成富等,2020)。在伸展的構(gòu)造背景下,大陸地殼減薄,裂陷作用加劇,桂西地區(qū)受此影響形成南部為初始洋盆、北部為臺盆相間的構(gòu)造格局,表現(xiàn)出典型的孤立碳酸鹽巖臺地和深水盆地交錯的古地理特征,進入被動大陸邊緣的演化階段(黃虎,2013),構(gòu)造背景相對穩(wěn)定,這一局面保持到晚石炭世末期。

2.2.2 二疊紀—早三疊世

早二疊世古特提斯洋向滇黔桂板緣之下俯沖,形成了哀牢山—靖西—龍舟島弧帶,桂西地區(qū)在這一過程中由被動大陸邊緣向活動大陸邊緣盆地轉(zhuǎn)化,進入弧后裂谷盆地活動階段(陳洪德等,1990)。在中二疊世晚期,由于華南板塊的裂谷作用造成火山活動,部分玄武巖溢流侵入使得盆地格局因此縮小,臺盆相間的格局再次出現(xiàn)(曾允孚等,1992,1995),伴隨著全球性海退事件的發(fā)生(余文超,2017),本區(qū)地殼抬升,標志著東吳運動的開始,碳酸鹽巖臺地因此被抬升至地表遭受風化剝蝕,造成了晚二疊世初期較為短暫的淺水臺地相沉積間斷。晚二疊世中期海水入侵,直至晚二疊世末期鮞?;?guī)r的出現(xiàn),標志著海平面趨于穩(wěn)定、東吳運動結(jié)束。早三疊世本區(qū)海平面較低,臺地沉積一套泥質(zhì)條帶灰?guī)r,臺盆序列也接受泥質(zhì)沉積。

2.2.3 中三疊世—白堊世

桂西地區(qū)在印支運動的影響下進入陸內(nèi)變形作用階段(Chen et al.,1991,1998;Yu et al.,2004;Li et al.,2007;Shu et al.,2008),早期穩(wěn)定的環(huán)境被打破。受擠壓力的影響,本區(qū)開始形成一系列較為平緩的褶皺,同時地殼開始上升,海水退出,結(jié)束了本地區(qū)海相沉積的歷史,至中三疊世結(jié)束時,地層已暴露在陸地環(huán)境中,開始轉(zhuǎn)入陸相活動階段(Tong et al.,2002),造成上三疊統(tǒng)地層的缺失。印支運動晚期,擠壓力發(fā)生改變,方向從近NS向逐漸轉(zhuǎn)換為NE向(張岳橋等,2009;徐先兵等,2009;張岳橋等,2012),大小斷裂發(fā)育,錯綜復雜,以NW向和NE向斷裂為主,地層被切割、破碎,一些古老的基底在風化作用下出露于地表。印支期之后的燕山早期,桂西地區(qū)由擠壓向伸展體制轉(zhuǎn)換,區(qū)域性大斷裂開始發(fā)育,構(gòu)造格局進一步改變(黃虎,2013),至晚白堊世時,桂西地區(qū)已完全處于伸展的環(huán)境之下(陳懋弘等,2012)。

3 賦礦層位地質(zhì)特征

桂西地區(qū)內(nèi)有兩個主要的鋁土礦集中分布區(qū),分別為平果市那豆—太平—舊城礦區(qū)和靖西—田陽—德保成礦區(qū),在那坡縣以東和田東縣以南的部分地區(qū)也可見少量礦體出露,鋁土礦賦存于上二疊統(tǒng)合山組底部。二疊系至三疊系是桂西地區(qū)最主要的地層單元,這兩個層位普遍存在同期異相沉積現(xiàn)象,鋁土礦成礦區(qū)以淺水臺地相沉積的碳酸鹽巖為主,在碳酸鹽巖臺地的邊緣可見生物礁灰?guī)r,臺地之外的斜坡—盆地相環(huán)境中主要為火山碎屑巖沉積,夾有硅質(zhì)成分(圖3)。下面重點闡述上二疊統(tǒng)合山組含礦巖系礦化特征及與合山組同期異相的領(lǐng)薅組地層巖性意義。

圖3 桂西地區(qū)二疊系至三疊系同期異相地層層序柱狀圖(據(jù)1:50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料修改)①中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心. 2019. 1:50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告(果化鎮(zhèn)幅龍馬幅進結(jié)幅平果縣幅).Fig. 3 The histogram of heterogeneous deposition from Permian to Triassic in western Guangxi

3.1 上二疊統(tǒng)合山組沉積型鋁土礦特征

桂西地區(qū)沉積型鋁土礦產(chǎn)出于上二疊統(tǒng)合山組(P3h)底部、中二疊統(tǒng)茅口組(P2m)灰?guī)r的古風化殼上,通常為單一礦層,主要以層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,礦石呈青灰色,普遍具有豆(鮞)狀構(gòu)造。礦體底部與古風化殼之間可見一層底礫巖(圖4),系茅口組灰?guī)r受到風化剝蝕脫落后,就地堆積于風化的巖溶洼地中形成。在部分地區(qū)底礫巖層不可見,造成缺失現(xiàn)象的原因可能是該地區(qū)被抬升出地表后,持續(xù)受到風化作用的時間長,溶蝕物風化徹底,易溶的鈣鎂質(zhì)物質(zhì)流失殆盡,難溶的硅鋁質(zhì)物質(zhì)作為沉積型鋁土礦的物源之一參與到成礦作用過程當中。

圖4 桂西沉積型鋁土礦含礦巖系野外照片F(xiàn)ig. 4 The photos of bauxite ore-bearing series

整個含礦層序呈現(xiàn)“鐵—鋁—泥”結(jié)構(gòu),在地表(已氧化狀態(tài))自下而上表現(xiàn)為鐵鋁巖(或褐鐵礦、硫鐵礦)、鋁土礦、鋁土巖(鋁質(zhì)泥巖)、碳質(zhì)泥巖(或煤層)的組合,鉆孔中(原生狀態(tài))鋁土礦中含有較多黃鐵礦,其含量自下而上呈現(xiàn)遞減的趨勢,但絕大部分沒有出現(xiàn)黃鐵礦含量“陡減”的界線,因此很難如同在地表上區(qū)分鐵鋁巖層與鋁土礦層一般對原生狀態(tài)下的沉積型鋁土礦進行明顯的層位劃分。在一些鉆孔巖心中可以看出,由于黃鐵礦含量很高,鋁土礦原本的青灰色變成了灰黃色,因此,可以依據(jù)黃鐵礦含量和顏色對原生狀態(tài)下的鋁土礦與鐵鋁巖層位進行大致的區(qū)分,這種情況下,含礦巖系自下而上通常表現(xiàn)為含大量黃鐵礦鋁土礦(黃鐵礦含量≥40%)、鋁土礦、碳質(zhì)泥巖的組合(圖5)。

1.2.3 用藥護理:用藥護理較為重要,相對于呼吸內(nèi)科的重癥患者來說,必須對患者的病情進行準確高效的記錄,本病在不斷的藥物使用過程中充分了解患者呈現(xiàn)出來的各類不良反應,并研究患者的過敏史等,在臨床使用藥物的過程中需要根據(jù)患者實際情況進行隨時調(diào)節(jié),嚴格嚴禁患者進行擅自該壓迫的活動,并要求患者不可擅自增加或者減少藥物的劑量,真正按照規(guī)定好的時間和劑量進行用藥。

圖5 桂西沉積型鋁土礦地表與鉆孔含礦巖系柱狀示意圖Fig. 5 The column diagram of sedimentary bauxite ore series

從橫向上看,含礦巖系各層位的厚度變化規(guī)律有所不同:(1)含礦巖系底部的鐵鋁巖厚度相對穩(wěn)定,大約0.5~2 m,平均厚度約1 m,原生礦層出露于地表后,含黃鐵礦的鋁土礦逐漸氧化,形成鐵鋁巖,部分地區(qū)黃鐵礦含量非常高的還會形成褐鐵礦,因此鐵鋁巖層的厚度受黃鐵礦含量的控制。(2)鋁土礦厚度變化較大,平均約2 m,最薄可見礦層厚度僅10 cm,最厚可達10 m,少部分地區(qū)還有礦層尖滅的現(xiàn)象。野外調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn),茅口組灰?guī)r古風化殼呈波浪狀,礦體厚度受其控制,礦體厚度在古風化殼凹槽和凸峰中有明顯差異。(3)在地表多處可見鋁土礦礦體之上出現(xiàn)紫紅色鐵鋁質(zhì)泥巖和土黃色鋁土巖的互層,厚度穩(wěn)定,每層厚約5~10 cm,部分地區(qū)會出現(xiàn)3~4層韻律。(4)含礦巖系頂部的碳質(zhì)泥巖在地表處的厚度約10~50 cm,局部地區(qū)可厚達2 m,在鉆孔中相對比較穩(wěn)定,厚度在0.5~2 m不等。

從縱向上看,含礦巖系中鋁土礦的厚度與鐵鋁巖厚度總體呈反比,在鐵鋁巖厚度越薄的地區(qū),鋁土礦層通常越厚,礦石質(zhì)量也越高,反之亦然。與鉆孔中兩層位的厚薄關(guān)系對比,可以看出鋁土礦的厚薄程度是受黃鐵礦充填程度影響,黃鐵礦充填越多,則鐵鋁巖層位越厚。含礦巖系頂部的碳質(zhì)泥巖則與古環(huán)境聯(lián)系密切,與鋁土礦層和鐵鋁巖層的厚度沒有明顯的直接聯(lián)系。

沉積型鋁土礦礦體形貌除受古地形地貌影響外,后期構(gòu)造活動影響也很明顯。在鋁土礦及頂?shù)装寤規(guī)r地層中,只有底板茅口組灰?guī)r出現(xiàn)了古風化殼,這是在東吳運動的作用下形成的沉積間斷,從晚三疊世到中三疊世,桂西地區(qū)的地層一直處于連續(xù)沉積、整合接觸的狀態(tài),說明東吳運動的作用在本區(qū)僅表現(xiàn)為地殼抬升和下降以及海水的反復進退,沒有形成明顯的褶皺和斷層。中三疊統(tǒng)之上以角度不整合的形式沉積有白堊系或古近系地層,說明本地區(qū)在印支期發(fā)生了陸內(nèi)變形,從褶皺的角度來看,總體上變形稍弱,局部地區(qū)受擠壓程度較高。張岳橋等(2009)通過區(qū)域構(gòu)造編圖工作,認為桂西地區(qū)經(jīng)歷了兩期擠壓事件,印支早期受到近NS向的擠壓,在燕山早期受力發(fā)生了向近NNE向的轉(zhuǎn)換,在靖西地區(qū)的褶皺可見近EW向的褶皺,也發(fā)育有少量NW向褶皺,在平果地區(qū)的褶皺軸線主要為NW向,中三疊統(tǒng)地層在這一地區(qū)也發(fā)生一定程度的卷入,根據(jù)這一特點,判斷本區(qū)褶皺的形成開始于印支早期,并在燕山早期受到NE向擠壓力的疊加,使得本區(qū)褶皺軸線以NW向和近EW向為主。

在局部地區(qū)的地表和鉆孔中可見到含礦巖系在縱向上多次出現(xiàn),表現(xiàn)為“旋回”或“礦體多層位產(chǎn)出”的現(xiàn)象,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的地區(qū)通常伴隨著強烈的構(gòu)造活動。對平果市三個礦區(qū)(教美礦區(qū)、太平礦區(qū)、那豆礦區(qū))近40個鉆孔巖心的編錄后發(fā)現(xiàn),鉆孔中礦體通常破碎嚴重,常夾有灰?guī)r角礫,被泥質(zhì)或礦質(zhì)膠結(jié),磨圓較差,大小不一(圖6 a, b, c),對灰?guī)r角礫的顏色、成分等特征進行鑒別發(fā)現(xiàn),既有合山組的生物碎屑灰?guī)r破碎形成的角礫,也有茅口組微晶灰?guī)r形成的角礫,但在同一個鉆孔中只會出現(xiàn)一種巖性,未發(fā)現(xiàn)礦體中夾有的灰?guī)r角礫出現(xiàn)兩種巖性的情況,這一現(xiàn)象說明鋁土礦及上下地層受到了拉張的力,推斷其是在燕山運動后期由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換過程中形成的。部分鉆孔中礦體及頂?shù)装寤規(guī)r完整、無破碎,但仍出現(xiàn)了鋁土礦含礦巖系部分“旋回”,表現(xiàn)為在礦體中夾有一段完整的灰?guī)r層,根據(jù)巖性判斷其為底板茅口組的微晶灰?guī)r。含鋁物質(zhì)在沉積—成巖—成礦階段形成似層狀單層礦體,未受改造的狀態(tài)下礦體形態(tài)由巖溶古風化殼控制(圖7c);成礦后,在擠壓變形作用下,褶皺兩翼的礦體發(fā)生不同程度的傾覆,使得鉆孔巖心出現(xiàn)礦體夾有茅口組灰?guī)r的現(xiàn)象(圖7 d);斷層作用于礦體使其發(fā)生位移,使得礦體中出現(xiàn)合山組灰?guī)r(圖7 e)。以上證據(jù)表明,“礦體多層產(chǎn)出”的假象受到成礦后的構(gòu)造褶皺變形、擠壓作用和容礦場所的地形地貌雙重因素控制。

圖6 桂西平果礦區(qū)沉積型鋁土礦中灰?guī)r角礫(a, b, c)和灰?guī)r中鋁土礦“貫入體”照片(d)Fig. 6 The photos of limestone breccia in bauxite (a, b, c) and bauxite intrusion in limestone (d)

圖7 桂西地區(qū)沉積型鋁土礦“礦體多層位產(chǎn)出”現(xiàn)象示意圖Fig. 7 The schematic diagram of the phenomenon of “multi-layers of sedimentary bauxite”

在太平地區(qū)的鉆孔巖心中可以看見,礦體有明顯的以 “貫入”的方式進入茅口組灰?guī)r中的現(xiàn)象(圖6 d),該地區(qū)礦體與灰?guī)r之間沒有底礫巖的存在,推斷本地區(qū)接受風化作用的時間長,風化程度高,在該地區(qū)茅口組與合山組灰?guī)r中可見具有明顯定向排列的構(gòu)造角礫,角礫大小不一,多呈扁橢球狀,是逆斷層存在的主要證據(jù),灰?guī)r常見有不同程度的破碎,發(fā)育有方解石細脈,且在茅口組灰?guī)r中出現(xiàn)了若干段鋁土礦礦體,顯然本區(qū)承受了擠壓作用的改造。通過以上的證據(jù)推斷,在印支期擠壓作用下發(fā)生了礦體被擠壓貫入下伏的茅口組灰?guī)r中的事件。

3.2 上二疊統(tǒng)領(lǐng)薅組沉凝灰?guī)r特征

上二疊統(tǒng)領(lǐng)薅組(P3lh)是與合山組同期異相的地層,主要出露于天等縣、百色龍川和陽圩、平果東部福旦村一帶,與下伏的中二疊統(tǒng)四大寨組(P2s)呈整合接觸,以中酸性火山碎屑沉積巖為主,自下而上為沉凝灰?guī)r、泥巖、沉凝灰?guī)r夾硅質(zhì)巖的巖性組合(圖8),整體地層厚度40~200 m不等,平均厚度約120 m,與合山組厚度基本一致。其中底部沉凝灰?guī)r平均厚度約30 m,較鋁土礦礦體厚度稍大,沉凝灰?guī)r夾硅質(zhì)巖層在垂向上的產(chǎn)出位置與鋁土礦含礦巖系頂板出現(xiàn)的沉凝灰?guī)r與硅質(zhì)巖互層一致。

圖8 平果市福旦村上二疊統(tǒng)領(lǐng)薅組(P3lh)剖面圖Fig. 8 The section of Linghao formation of upper Permian in Fudan Village, Pingguo City

與中二疊統(tǒng)茅口組不同的是,領(lǐng)薅組下伏的中二疊統(tǒng)四大寨組的灰?guī)r未受到風化剝蝕作用,說明東吳運動對本地區(qū)的抬升有限,僅碳酸鹽巖臺地出露于地表,斜坡—盆地并未受到顯著影響。大規(guī)模沉凝灰?guī)r在領(lǐng)薅組底部的沉積指示了在中二疊世末期至晚二疊世的這一段時間內(nèi),桂西及其周邊地區(qū)有大量的火山噴發(fā)活動,且規(guī)模巨大,幾乎覆蓋了整個桂西地區(qū),與峨眉山火成巖和特提斯北緣的巖漿弧活動可能有緊密聯(lián)系(Deng et al.,2010;侯瑩玲等,2014;Liu et al.,2017)。從領(lǐng)薅組沉凝灰?guī)r與合山組地層巖性的時空關(guān)系來看,這些火山物質(zhì)很可能為沉積型鋁土礦的成礦提供了大量的成礦物質(zhì)來源,甚至合山組鋁土礦可能就是由沉凝灰?guī)r變化而來。

4 沉積型鋁土礦對構(gòu)造活動的響應

4.1 成礦環(huán)境與同期異相沉積

加里東運動結(jié)束后,桂西地區(qū)進入了地臺沉積環(huán)境,在淺水臺地相、臺地邊緣相和斜坡—盆地相三種不同環(huán)境中沉積了大量的碳酸鹽巖,臺盆相間的地形地貌在相對穩(wěn)定的構(gòu)造背景下得以保存,并保證了在之后的地殼運動過程中臺地部分可以充分暴露于地表接受風化剝蝕,為沉積型鋁土礦成礦物質(zhì)的準備與聚集提供了廣闊的場所。從中二疊世開始,桂西地區(qū)經(jīng)歷了地殼抬升下降和海水反復進退的過程。從沉積型鋁土礦下伏地層及周邊同期異相沉積地層的沉積連續(xù)性可以看出,孤立的碳酸鹽巖臺地被暴露于地表,持續(xù)遭受風化剝蝕,形成了一系列巖溶洼地,風化溶蝕物和外源物質(zhì)可以在洼地中堆積聚集,而臺地邊緣和斜坡、盆地仍處于海平面以下繼續(xù)接受沉積。

4.2 成礦物質(zhì)來源與火山活動

晚二疊世的火山活動持續(xù)的時間長,范圍廣,幾乎覆蓋了整個桂西地區(qū),本地區(qū)沉凝灰?guī)r的覆蓋面及層厚顯示,直到晚二疊世中晚期,海平面已趨于穩(wěn)定,大量的火山灰還在源源不斷地被輸送到本地,在上二疊統(tǒng)合山組地層中,沉凝灰?guī)r夾于合山組灰?guī)r的下段,說明直到晚二疊世的中晚期,火山灰的輸入才逐漸停止。受周邊地區(qū)火山活動的影響,暴露的碳酸鹽巖臺地之上的火山灰與灰?guī)r溶蝕物一起作為沉積型鋁土礦的成礦物質(zhì)保留下來。晚二疊世早期末,地殼開始下降,海水又逐漸入侵,鋁土礦頂部碳質(zhì)泥巖的出現(xiàn)證明,在晚二疊世早期,海水的進入是相對緩慢的,并伴隨著小規(guī)模的反復海侵海退。靖西地區(qū)可見上二疊統(tǒng)合山組灰?guī)r中夾有多層碳質(zhì)泥巖,這說明當時的沉積環(huán)境處于淺海相和沼澤相的交替之中,直到海水完全淹沒之前暴露的碳酸鹽巖臺地。

4.3 印支、燕山運動與礦體改造

在印支板塊、華南板塊和華北板塊之間相互作用下,桂西地區(qū)地層受到來自南北向的擠壓力,形成了一系列近EW向和少量NEE向的褶皺(任紀舜,1984;張岳橋等,2012),區(qū)域內(nèi)大小斷裂發(fā)育,錯綜復雜。從茅口組灰?guī)r中出現(xiàn)的逆斷層與上下地層的關(guān)系來看,沉積型鋁土礦及上下地層受到印支運動的擠壓作用發(fā)生變形、破碎,沉積型鋁土礦礦體在褶皺兩翼發(fā)生不同程度的傾覆,部分礦體被擠壓貫入下伏茅口組的灰?guī)r中。一些古老的基底在風化作用下出露于地表,陸地呈現(xiàn)出現(xiàn)代格局的雛形。印支運動結(jié)束后,構(gòu)造運動的性質(zhì)開始由擠壓向拉張轉(zhuǎn)變,沉積型鋁土礦礦體中存在有大量的灰?guī)r角礫,證明燕山期礦體及上下地層發(fā)生更加嚴重的破碎,同時在空間上發(fā)生位移,部分礦體出露于地表,形成了如今可見的鋁土礦礦體形態(tài)。

5 結(jié)論

桂西沉積型鋁土礦及其周邊地區(qū)的地層巖性特征顯示,桂西地區(qū)從晚古生代至早中生代總體經(jīng)歷了東吳運動地殼抬升、印支期陸內(nèi)變形和燕山期擠壓改造這三期構(gòu)造運動,并時刻影響著沉積型鋁土礦的成礦和后期改造過程??偨Y(jié)如下:

(1)中二疊世末期東吳運動使得地殼抬升,碳酸鹽巖臺地出露至地表經(jīng)歷了風化作用,為沉積型鋁土礦成礦物質(zhì)的富集與儲備提供場所。之后地殼緩慢下降,海水在保持總體侵入的趨勢下反復進退,直至完全淹沒臺地,為沉積型鋁土礦的成巖成礦提供了必要的沉積環(huán)境;

(2)晚二疊世早期桂西地區(qū)周圍發(fā)生了大規(guī)模的火山活動,帶來了大量的火山灰物質(zhì),改變了這一時期沉積巖層的巖性,為沉積型鋁土礦提供了充足的物質(zhì)來源;

(3)中三疊世晚期印支運動發(fā)生了陸內(nèi)變形,形成了一系列相對平緩的褶皺,同時伴隨了小型斷裂的破壞,總體上并未形成大規(guī)模的構(gòu)造,結(jié)束了桂西地區(qū)大規(guī)模海侵的歷史;在印支運動之后、晚白堊世之前的燕山構(gòu)造期,本區(qū)構(gòu)造應力由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)變,形成了一系列NW、NE向斷裂,規(guī)模較大,對地層破壞嚴重,改變了礦體形態(tài),使得礦體空間位置發(fā)生位移,礦體形貌接近現(xiàn)代格局。

致謝:感謝廣西地質(zhì)調(diào)查院韋訪高工在野外工作中給予的大力幫助,也感謝廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院吳立河高工的幫助。

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