廣西平果堆積型鋁土礦成礦封閉環(huán)境研究

祝瑞勤，奚小雙，吳塹虹，楊震

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083;2.長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院，湖南長(zhǎng)沙410011)

廣西平果堆積型鋁土礦成礦封閉環(huán)境研究

祝瑞勤1，2，奚小雙1，吳塹虹1，楊震1，2

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083;2.長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院，湖南長(zhǎng)沙410011)

通過(guò)堆積礦礦-土組合特征的研究，揭示了平果礦區(qū)在強(qiáng)烈剝蝕環(huán)境中堆積礦保存的地質(zhì)條件，將礦層結(jié)構(gòu)類(lèi)型劃分為斜坡型、洼地型和塌陷型，明確了它們與礦區(qū)巖溶地貌分帶對(duì)應(yīng)、繼承演化的關(guān)系。通過(guò)礦層地球化學(xué)分析，在礦土物源關(guān)系、風(fēng)化程度、成礦相關(guān)性等方面揭示了堆積礦在演化過(guò)程中風(fēng)化強(qiáng)、剝蝕弱的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)有利于鋁土礦的成礦。礦層地球化學(xué)特征與礦層結(jié)構(gòu)型式指示堆積礦具有不同的保存方式。從斜坡型、洼地型到塌陷型，巖溶發(fā)育程度逐漸增強(qiáng)、水系活動(dòng)從地表轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵隆５貧さ拇怪边\(yùn)動(dòng)及前峰面侵蝕形成了堆積礦保存的封閉環(huán)境，同時(shí)也存在形成開(kāi)放環(huán)境使堆積礦流失的條件。

鋁土礦層;物質(zhì)來(lái)源;巖溶封閉地貌;廣西平果

0 引 言

廣西平果堆積型鋁土礦是形成在巖溶地貌環(huán)境中的礦床，礦床處在云貴高原東部邊緣帶，自新近紀(jì)以來(lái)喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)波及本區(qū)，造成地殼抬升和強(qiáng)烈的剝蝕作用(萬(wàn)天豐，2004;李德文等，2000)，形成平果堆積型鋁土礦的現(xiàn)代地貌剝蝕作用應(yīng)該起始于第四紀(jì)(譚明，1993;張起鉆，1999;柴宗新，1989)。雖然在巖溶作用中非溶物質(zhì)可以集中形成土層，但是在達(dá)到侵蝕夷平面之前由于發(fā)生水土流失和土壤丟失作用，土層難以保存下來(lái)(李德文等，2001;李明琴等，2007)。但在區(qū)域地殼隆升的剝蝕條件下，平果礦區(qū)以及桂西地區(qū)堆積鋁土礦的廣泛分布，表明在巖溶地貌中存在特殊的封閉條件，這是研究堆積型鋁土礦床形成機(jī)制的基本因素，也是深入認(rèn)識(shí)其成礦規(guī)律需解決的重要問(wèn)題。

平果礦區(qū)分布短軸背斜式構(gòu)造，在剝蝕作用下原生礦層形成穹窿圈閉的形態(tài)圍限堆積礦。那豆和太平礦區(qū)是由穹窿分隔的兩個(gè)相鄰礦區(qū)，那豆礦區(qū)探采資料比較全面，是本文主要研究對(duì)象，而太平礦區(qū)巖溶侵蝕程度更高，具有對(duì)比研究的意義。國(guó)外學(xué)者從地貌特征演化和礦石特征探討過(guò)鋁土礦的形成及保存(Taylor et al.，2008a)，國(guó)內(nèi)學(xué)者從構(gòu)造控制角度探討鋁土礦分布規(guī)律(陳旺，2007)，本文嘗試性地圍繞礦-土關(guān)系開(kāi)展堆積礦層結(jié)構(gòu)和成分的研究，發(fā)現(xiàn)堆積礦以分帶為基礎(chǔ)表現(xiàn)出不同的保存方式、相應(yīng)的成分變化特征以及形成礦區(qū)地貌封閉的不同條件。由于礦區(qū)的封閉環(huán)境是巖溶地貌與常態(tài)地貌機(jī)制差異作用的結(jié)果(楊明德等，1998;崔之久等，2001)，因此在小區(qū)域中堆積礦形成并保存的前提是地殼抬升與地形侵蝕達(dá)到平衡(卡森和柯克拜，1984;Kevin and Yanni，2008)，而這種平衡是多因素綜合作用的結(jié)果。

1 堆積礦層結(jié)構(gòu)特征

平果堆積鋁土礦層結(jié)構(gòu)型式是反映堆積礦成礦方式和保存機(jī)制的基本現(xiàn)象。對(duì)那豆礦區(qū)堆積礦層剖面進(jìn)行了廣泛調(diào)查，根據(jù)礦區(qū)地貌分帶布置有代表性的觀測(cè)點(diǎn)(圖1)。堆積礦層結(jié)構(gòu)觀測(cè)內(nèi)容為礦塊粒度，礦-土體積比以及由此表現(xiàn)的分層，觀測(cè)結(jié)果(表1)表明礦層之間結(jié)構(gòu)的變化主要表現(xiàn)在分層性和分帶性的差別，并與地貌分帶類(lèi)型關(guān)系密切，國(guó)外某些鋁土礦床也表現(xiàn)了相似特點(diǎn)(Muzaffer et al.，2009;Dariush et al.，2010)。

根據(jù)與地貌分帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系將堆積礦層結(jié)構(gòu)劃分為三種型式，即斜坡型、洼地型和塌陷型(圖2)。斜坡型礦層分布在丘陵斜坡上，平面上具有與坡向一致的粒度分帶，即從坡頂往坡底方向粒度由粗變細(xì)，這反映了斜坡流水搬運(yùn)特征;而剖面上礦層粒度分布均勻，不顯示明顯的分層。洼地型礦層分布在巖溶峰林區(qū)的洼地中，具有剖面上的雙層結(jié)構(gòu)特征，下層堆積礦具有單向水平粒度分帶，與斜坡堆積礦分帶特征相似，上層堆積礦在洼地邊緣粒度大于洼地中部，且礦塊粒度大小混雜。塌陷型礦層分布在塔狀峰林區(qū)洼地中，礦層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是礦層厚度變化大，堆積礦粒度變化不規(guī)則，不顯示統(tǒng)一的粒度分帶和分層，礦層可以在山峰邊坡上有很大的厚度。

圖1 那豆礦區(qū)觀測(cè)點(diǎn)分布及地質(zhì)略圖Fig.1 Geological map with distribution of observation points for the Nadou deposit

表1 堆積礦層剖面特征Table 1 The profile characteristics of the accumulative bauxite

圖2 堆積礦層類(lèi)型剖面示意圖Fig.2 Profiles of the accumulative bauxite ore beds

研究表明，平果礦區(qū)巖溶地貌具有分帶性，并且反映了巖溶發(fā)育的連續(xù)演化過(guò)程(圖1)(祝瑞勤等，2011)。礦區(qū)礦層結(jié)構(gòu)型式及其變化表現(xiàn)了堆積礦演化和繼承的關(guān)系，并與礦區(qū)巖溶地貌類(lèi)型的分帶和演化關(guān)系相對(duì)應(yīng)，Zarasvandia等 (2008)對(duì)伊朗Zagros造山帶的喀斯特型鋁土礦的研究結(jié)果也顯示了類(lèi)似的關(guān)系。堆積礦層為適應(yīng)所賦存位置巖溶地貌形態(tài)的改變而形成新的礦層結(jié)構(gòu)，同時(shí)部分保留早階段巖溶地貌中形成的礦層結(jié)構(gòu)特征。堆積礦演化中礦層型式的變化反映了新的地貌環(huán)境下搬運(yùn)方式的改變，后期礦層之所以繼承前期礦層結(jié)構(gòu)，是因?yàn)槎逊e礦在后續(xù)剝蝕時(shí)能夠保持原地位置。早期丘陵斜坡堆積礦層的結(jié)構(gòu)成為后來(lái)堆積礦層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，指示了堆積礦分布的基本規(guī)律和成礦地貌的演化過(guò)程。

2 堆積礦層地球化學(xué)及含礦率特征

平果堆積鋁土礦按照0.3mm粒徑界線(xiàn)劃分為礦和土，由于洗礦分離的土為廢料，所以已有的堆積礦研究資料主要局限于礦(盧文華等，2000)。堆積礦在地表演化中化學(xué)成分的變化(Taylor et al.，2008;Zarasvandia et al.，2010)只有進(jìn)行礦 -土組合的完整地球化學(xué)成分研究，才可能作為揭示堆積礦在風(fēng)化剝蝕中的保存特征，說(shuō)明礦區(qū)封閉成礦條件的有效依據(jù)。為此開(kāi)展了土的物質(zhì)來(lái)源和風(fēng)化程度，以及礦-土成分相關(guān)性的研究。樣品采自礦層剖面，礦的樣品在原生礦露頭附近采集。

堆積礦鋁礦物成分的研究表明，鋁土礦的主要礦物是一水鋁石，而堆積礦的土中發(fā)現(xiàn)三水鋁石，并可達(dá)到較高的含量(30%～50%)。一水鋁石是礦區(qū)原生礦的礦物成分，它們經(jīng)過(guò)現(xiàn)代風(fēng)化作用后變成三水鋁石分布到土中(劉長(zhǎng)齡，1981)，這可能是土中鋁礦化程度提高的原因之一。

通過(guò)稀土元素分析方法(?zlü，1983;Leonid，1996;Paola et al.，2007)探討堆積礦中土的物質(zhì)來(lái)源，研究表明土壤與基巖及成土母質(zhì)之間的稀土元素具有繼承性關(guān)系(趙志忠等，2006)。分別選擇礦區(qū)及附近主要出露的二疊紀(jì)頁(yè)巖、灰?guī)r、煤及鐵質(zhì)風(fēng)化殼樣品，石炭紀(jì)和泥盆紀(jì)灰?guī)r，三疊紀(jì)的凝灰?guī)r及鋁土礦進(jìn)行稀土元素分析，并與土進(jìn)行比較。表2、圖3表明在各類(lèi)樣品中，鋁土礦與土的稀土元素特征值最為接近:土的∑REE平均值為537.86μg/g，鋁土礦的∑REE平均值為471.09μg/g，其他樣品的∑REE與土樣相差較大。所有樣品均表現(xiàn)出為輕稀土相對(duì)富集、重稀土相對(duì)虧損的特點(diǎn)，土樣的LREE/HREE均值為7.99，鋁土礦的LREE/HREE均值為6.07，二者均值較接近。四個(gè)鋁土礦樣品中，兩個(gè)樣品δCe值大于1，一個(gè)樣品的δCe值接近1，僅有一個(gè)樣品出現(xiàn)負(fù)異常，總體反映鋁土礦應(yīng)形成于較還原、缺氧環(huán)境;土樣的δCe值介于0.61～0.70之間，為中度負(fù)異常，應(yīng)形成于較氧化的環(huán)境中。與其它樣品相比，鋁土礦與土的配分曲線(xiàn)相似程度最高，并出現(xiàn)重疊;土與頁(yè)巖的配分模式圖不同之處在于土樣在元素Ce、Tb處向下傾斜，而頁(yè)巖在元素Ce處呈下凹狀，在Tb處呈上揚(yáng)趨勢(shì);灰?guī)r在元素Ce處明顯下傾，呈尖銳V字型，且在Er與Lu之間呈下傾趨勢(shì)。土與凝灰?guī)r、鐵質(zhì)風(fēng)化殼樣品及煤的稀土元素特征值也都有明顯差異，配分曲線(xiàn)相似度相對(duì)較低。從以上特征來(lái)看，土的主要物質(zhì)來(lái)源應(yīng)為鋁土礦，推測(cè)其為鋁土礦風(fēng)化的產(chǎn)物。

礦層中土風(fēng)化程度表現(xiàn)了堆積礦的成礦作用特點(diǎn)(續(xù)海金和馬昌前，2002)，并能夠反映堆積礦成礦地質(zhì)條件和演化過(guò)程?；谀嵌沟V區(qū)地貌分帶的39個(gè)土樣的主量元素含量(MacLean et al.，1997)進(jìn)行了土的風(fēng)化系數(shù)計(jì)算，結(jié)果表明堆積礦土的風(fēng)化程度存在差異(表3)(Ida Valeton，1994)，核部帶風(fēng)化程度最強(qiáng)，內(nèi)側(cè)帶次之，外側(cè)帶風(fēng)化程度最弱，顯示了土風(fēng)化程度空間變化與礦區(qū)地貌演化分帶一致的特點(diǎn)，即礦區(qū)巖溶地貌發(fā)育強(qiáng)度增加，土風(fēng)化程度也增加。堆積礦的礦-土成分含量及演化反映了風(fēng)化作用中堆積礦內(nèi)部元素變化關(guān)系，也為分析堆積礦土的成礦提供了依據(jù)。那豆礦區(qū)各帶堆積礦主要成礦元素含量的對(duì)比結(jié)果顯示土與礦的變化趨勢(shì)基本一致(表3)，即從外側(cè)帶到核部帶，鋁含量增加，硅含量減少，只有核部帶土的鋁含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說(shuō)明堆積礦中土與礦的風(fēng)化作用相似，遵循風(fēng)化作用中元素變化的一般規(guī)律(席承藩，1991;陳駿和王鶴年，2004)。

表2 那豆礦區(qū)礦石和巖石稀土元素含量(μg/g)及特征值Table 2 REE contents of the accumulative bauxites and strata at the Nadou deposit(μg/g)

圖3 那豆礦區(qū)鋁土礦與地層稀土元素模式圖Fig.3 Chondrite normalized REE patterns of the accumulative bauxites and strata at the Nadou deposit

表3 那豆礦區(qū)各帶礦-土主量元素含量(%)和風(fēng)化程度特征值Table 3 Chemical compositions and weathering values of the soil samples in different zones at the Nadou deposit

根據(jù)堆積礦中土來(lái)源于礦的認(rèn)識(shí)，土的元素含量應(yīng)該與礦的元素含量間存在相關(guān)性。堆積礦中礦與土的成礦元素含量相差較大，通過(guò)概略計(jì)算各帶中元素含量相差的幅度即變化率，比較分帶之間的變化率來(lái)反映風(fēng)化過(guò)程中元素變化趨勢(shì)(表4)，變化率為正表示礦風(fēng)化中未進(jìn)入土的元素比例。對(duì)元素變化率進(jìn)行綜合研究表明，硅在土中含量高是因?yàn)轱L(fēng)化初期硅比鋁更多進(jìn)入土中;核部帶硅的變化率絕對(duì)值減小說(shuō)明隨風(fēng)化加強(qiáng)仍有更多鋁進(jìn)入土中。就礦-土之間關(guān)系，鋁的變化率往核部帶應(yīng)該是減小的，對(duì)應(yīng)鋁更多進(jìn)入土中，而變化率實(shí)際上表現(xiàn)為增加，指示鋁還有流失到礦區(qū)以外的部分。因?yàn)楣柙诘V與土中含量都是降低的，說(shuō)明硅流失到礦區(qū)以外的更多。土在風(fēng)化中的元素變化趨勢(shì)總體上是鋁含量增加，硅含量降低。分析認(rèn)為，堆積礦風(fēng)化初期鋁在礦塊中比較穩(wěn)定，土中鋁含量較低，土中硅含量較高說(shuō)明硅易于從礦塊中風(fēng)化遷移進(jìn)入土中。而隨著風(fēng)化程度加強(qiáng)，礦塊中的鋁更多的遷移至土中，而硅從礦和土中同時(shí)發(fā)生流失。土中鐵含量在各分帶上變化不明顯，可能與土壤淀積分層有關(guān)，其變化率低，對(duì)硅鋁影響不大。

表4 那豆礦區(qū)堆積礦分帶成礦元素變化率Table 4 Elements changing rates of the accumulative bauxites in different zones at the Nadou deposit

已有很多分析數(shù)據(jù)證明土的礦化指標(biāo)達(dá)到工業(yè)要求，近年來(lái)隨著太平礦區(qū)投入開(kāi)采更多的分析結(jié)果同樣表明土可達(dá)到工業(yè)品位。現(xiàn)有資料指示在一定范圍內(nèi)堆積礦土的礦化程度與風(fēng)化程度成正比，因此在某些區(qū)域土可能成為堆積礦的一部分，目前有關(guān)研究論證工作正在進(jìn)行。

礦區(qū)大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明從外側(cè)帶到核部帶堆積礦含礦率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，那豆礦區(qū)外側(cè)帶為0.93，核部為0.79，太平礦區(qū)外側(cè)帶為0.87，核部帶整體為0.77，核部帶南為0.84。但是兩礦區(qū)含礦率下降幅度差異明顯，那豆礦區(qū)為0.15，太平礦區(qū)為0.12，其南部為0.03。一方面隨著堆積礦風(fēng)化發(fā)展含礦率降低，同時(shí)堆積礦發(fā)生機(jī)械流失又使含礦率上升，因此含礦率反映了它們的動(dòng)態(tài)關(guān)系。堆積礦風(fēng)化速率相同時(shí)，含礦率降幅減緩說(shuō)明堆積礦機(jī)械流失增加，因此太平礦區(qū)堆積礦機(jī)械流失大于那豆礦區(qū)，太平礦區(qū)南部堆積礦機(jī)械流失顯著增加。

地球化學(xué)研究揭示了風(fēng)化過(guò)程中平果礦區(qū)堆積礦保存的特征，即礦區(qū)風(fēng)化作用發(fā)育充分，而剝蝕作用相對(duì)微弱，表現(xiàn)為礦區(qū)地層溶蝕徹底，堆積礦保存良好。堆積礦風(fēng)化不僅使礦塊的鋁含量上升，同時(shí)風(fēng)化成土過(guò)程也使鋁得到完好保存，進(jìn)而證實(shí)礦區(qū)處于良好的封閉成礦環(huán)境。如果礦區(qū)在巖溶發(fā)育的某階段出現(xiàn)堆積礦流失，表明封閉環(huán)境受到破壞。

3 堆積礦成礦的保存機(jī)制分析

平果礦區(qū)巖溶地貌具有特定的邊界條件限制了堆積礦因剝蝕發(fā)生流失，把堆積礦封閉在礦區(qū)范圍內(nèi)。封閉邊界條件既是巖溶地貌形態(tài)(Petrascheck，1989)，也是巖溶侵蝕作用方式，使巖溶地貌在演化過(guò)程中發(fā)生空間變化。礦區(qū)地貌的封閉環(huán)境在一定條件下可能被破壞，使巖溶侵蝕導(dǎo)致堆積礦發(fā)生流失。

從演化順序看堆積礦結(jié)構(gòu)類(lèi)型的關(guān)系為，斜坡堆積礦是基礎(chǔ)，洼地堆積礦是主體，塌陷堆積礦進(jìn)入后期流失狀態(tài)。斜坡堆積礦是原生礦層剝蝕后在重力作用下順斜坡搬運(yùn)至坡下臺(tái)階上堆積，堆積礦水平遷移分量限于斜坡寬度，重力分選形成堆積礦的平面分帶。當(dāng)斜坡出現(xiàn)兩級(jí)臺(tái)階并同時(shí)保存堆積礦時(shí)，可連接形成大寬度堆積礦分布。上部臺(tái)階被剝蝕時(shí)，上部臺(tái)階堆積礦可下遷至下部臺(tái)階堆積礦之上，形成兩層堆積礦結(jié)構(gòu)，與洼地雙層礦化相似。丘陵斜坡堆積礦伴隨傾斜原生礦層的剝蝕不斷向礦區(qū)外側(cè)發(fā)展，斜坡和臺(tái)階對(duì)應(yīng)于地殼上升期和穩(wěn)定期。由于地殼頻繁上升，堆積礦來(lái)不及向河流搬運(yùn)分散，滯留在上升臺(tái)階上，當(dāng)巖溶作用繼續(xù)作用，丘陵斜坡后又轉(zhuǎn)變?yōu)榉辶滞莸?，形成峰林洼地堆積礦?？梢?jiàn)斜坡堆積礦的保存，是因?yàn)榈貧ど仙俣瓤煊诙逊e礦剝蝕搬運(yùn)速度(圖4)。洼地下層堆積礦形成于早期斜坡環(huán)境而具有分選分帶特征，成為峰林洼地后堆積礦匯集到洼地中形成上層堆積礦，以礦土混合為特征。

圖4 平果礦區(qū)堆積礦層結(jié)構(gòu)演化模型圖Fi.4 Evolution model of the accumulative bauxite ore beds at the Nadou deposit

因?yàn)槎逊e礦的覆蓋使巖溶洼地的侵蝕轉(zhuǎn)移到礦層與地層接觸面上，降水通過(guò)洼地底部滲透到地下水系中，風(fēng)化前鋒面機(jī)制使洼地發(fā)生深部侵蝕(崔之久等，2001;李景陽(yáng)等，2001)，以維持巖溶侵蝕和堆積礦風(fēng)化。這種機(jī)制使堆積礦發(fā)生漸變的垂直方向遷移，堆積礦不被剝蝕而保留早期形態(tài)。前鋒面的持續(xù)發(fā)展可導(dǎo)致深部溶洞坍塌，礦層產(chǎn)生塌陷式垂直搬運(yùn)，破壞了洼地堆積礦原來(lái)的礦層結(jié)構(gòu)，同時(shí)可能沿地下溶洞層發(fā)生水平遷移而造成堆積礦流失，降水沿垂直和水平兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)(程星和黃潤(rùn)秋，2002)，太平礦區(qū)的塔峰區(qū)塌陷型礦層分布非常普遍。

堆積礦三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型表現(xiàn)了不同的巖溶侵蝕、堆積礦剝蝕和保存方式，礦層結(jié)構(gòu)與堆積礦保存的特征相對(duì)應(yīng)，具有一致的保存程度和變化趨勢(shì)。它們是礦區(qū)地貌演化過(guò)程中不同發(fā)育階段巖溶類(lèi)型差異的結(jié)果，所以堆積礦結(jié)構(gòu)又表現(xiàn)出繼承性關(guān)系。

鋁土礦成礦的有利地貌條件是能夠充分進(jìn)行化學(xué)風(fēng)化作用，同時(shí)減少機(jī)械剝蝕作用(布申斯基，1984)。礦-土同源的地球化學(xué)證據(jù)說(shuō)明堆積礦在風(fēng)化中得到了完好保存，堆積礦風(fēng)化層是穩(wěn)定的。平果礦區(qū)土與礦風(fēng)化程度同步發(fā)展的關(guān)系指示它們之間沒(méi)有發(fā)生超越分帶的遠(yuǎn)距離分離遷移，這與礦層結(jié)構(gòu)的繼承性特征非常吻合。堆積礦的礦-土成分相關(guān)性特征說(shuō)明風(fēng)化作用下堆積礦中的硅遷移流失，而鋁較少發(fā)生流失，逐步轉(zhuǎn)移到堆積礦的土中。平果礦區(qū)采礦資料表現(xiàn)了堆積礦中土的礦化程度的變化，符合風(fēng)化發(fā)展提高土的礦化含量的趨勢(shì)。礦區(qū)堆積礦發(fā)生明顯的流失出現(xiàn)在太平礦區(qū)南部塔峰區(qū)，這里塔峰分布密度最高，堆積礦發(fā)育塌陷礦層結(jié)構(gòu)(熊康寧，1994;楊明德等，1998)，堆積礦含礦率相對(duì)上升，同時(shí)鋁的含量開(kāi)始下降，表明堆積礦發(fā)生機(jī)械剝蝕作用。

堆積礦風(fēng)化成土過(guò)程與礦區(qū)巖溶地貌的演化過(guò)程是對(duì)應(yīng)的，巖溶地貌發(fā)育過(guò)程中硅始終流失，鋁在丘陵到錐峰階段得到較好的保存，風(fēng)化作用中鋁更多的從礦進(jìn)入土中，鋁含量在礦-土系統(tǒng)中整體保持穩(wěn)定。在塔峰強(qiáng)烈發(fā)育階段鋁發(fā)生流失，導(dǎo)致堆積礦礦化開(kāi)始減弱。

鋁土礦成礦的化學(xué)風(fēng)化作用需要的地貌環(huán)境，是風(fēng)化殼中保持較高的流水速率使硅充分流失，但是又不造成鋁土礦層的剝蝕遷移(崔之久等，1998;李德文等，2002)。平果礦區(qū)因?yàn)樘幵谠焐綆н吘壍貧ぬ沫h(huán)境，堆積礦保存的條件有利是礦區(qū)保持較高的流水速率，同時(shí)避免強(qiáng)烈剝蝕造成堆積礦流失的不利條件。平果礦區(qū)處于區(qū)域剝蝕的大環(huán)境中的小區(qū)域封閉地貌環(huán)境，在外側(cè)邊緣靠礦區(qū)持續(xù)擴(kuò)展封閉堆積礦，在礦區(qū)內(nèi)部地貌分帶間的正地形阻隔堆積礦遷移，形成平面封閉條件，洼地的風(fēng)化前鋒面則形成礦區(qū)深部的封閉邊界條件。這種封閉環(huán)境為礦區(qū)自身地質(zhì)條件所致，因此堆積礦成礦有其必然性。隨著巖溶侵蝕的發(fā)展，封閉環(huán)境會(huì)受到破壞，堆積礦逐漸流失在礦區(qū)已經(jīng)顯現(xiàn)，所以堆積礦的保存具有暫時(shí)性。

4 結(jié)論

(1)堆積礦層劃分為三種結(jié)構(gòu)型式，分別反映了不同的成礦方式;同時(shí)它們間具有繼承關(guān)系，而礦層型式與礦區(qū)地貌分帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系反映了巖溶地貌控制成礦作用，與地貌演化一致的成礦過(guò)程。

(2)地球化學(xué)特征說(shuō)明堆積礦中土來(lái)源于鋁土礦，風(fēng)化中堆積礦沒(méi)有發(fā)生遠(yuǎn)距離剝蝕搬運(yùn)，與礦層結(jié)構(gòu)繼承性特征一致，堆積礦風(fēng)化成土有使土礦化程度提高的趨勢(shì)，使礦區(qū)土具有成礦價(jià)值。

(3)堆積礦結(jié)構(gòu)類(lèi)型反映不同的保存機(jī)制，地表和礦層底部形成封閉邊界條件，在剝蝕為主的區(qū)域環(huán)境中形成了礦區(qū)小區(qū)域三維空間的封閉地貌條件，但在晚期出現(xiàn)了地下溶洞層的開(kāi)放環(huán)境。

(4)地殼持續(xù)上升是堆積礦被保存的內(nèi)動(dòng)力條件，所形成的年青巖溶地貌限制了堆積礦的剝蝕，而水系的發(fā)育有利于化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)行，創(chuàng)造了堆積礦品質(zhì)改善的條件，但是不能避免封閉環(huán)境到后期逐漸被破壞的趨勢(shì)。

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Enclosed Environment for Mineralization of Accumulative Bauxites in Pingguo，Guangxi

ZHU Ruiqin1，2，XI Xiaoshuang1，WU Qianhong1and YANG Zhen1，2
(1.School of Geosciences and Info-Physics，Central South University，Changsha410083Hunan，China;2.Changsha Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy，Changsha410011，Hunan，China)

The study investigates the preservation of the Pingguo accumulative bauxite deposit under intensive denudation condition via the study of the ore-soil composition.The ore beds can be divided into hill-slope，depression and collapse，and inherited karst landforms.The geochemical characteristics of the soil and ore beds indicate that the strong weathering and weak erosion favored the bauxite mineralization.The preserve modes of the bauxites vary with increasing degree of karst development and the shift of drainage pattern from surface to underground.Hence，the enclosed environment resulted in the accumulation of bauxite while the vertical crustal movement and pilot surface erosion may also lead to open condition and cause the loss of accumulative bauxite.

ore beds of accumulative bauxite;material source;enclosed condition of karst landform;Pingguo，Guangxi

P611.2

A

1001-1552(2011)03-0386-008

2010-10-12;改回日期:2011-02-15

項(xiàng)目資助:中國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)重要科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):GX2007CAQB01)。

祝瑞勤(1963-)，男，教授級(jí)高工，中南大學(xué)在讀博士生，礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)。