桂西二叠系沉积型铝土矿鲕粒成因机制探讨.pdf

ETMINERALOGICAPETROLOGICAACTAJan.,20242024年1月石Vol.43,No.1:2136心杂矿岩学物第1期第43 卷Doi:10.20086/ki.yskw.2024.0102桂西二叠系沉积型铝土矿粒成因机制探讨张启连，韦访，邓军，李活松，陈文伦，宫研，覃洪锋，辛晓卫，黄尚恒,王学恒，苏可（广西地质调查院，广西南宁530023)摘要：已有研究表明铝土矿中粒的Al含量普遍高于基质，但粒富集AI过程尚不清楚。本文通过对桂西地区铝土矿进行宏微观观察以及电子探针测试（EPMA）和X粉晶衍射分析，研究了矿石构造和元素地球化学变化规律，试图分析铝土矿中粒生长机制。含矿岩系层序多变特征表明桂西铝土矿为陆相成因；粒内部圈层Al含量大于50%，而Si含量小于1%，Fe含量波动于1%左右，证明矿石中粒Al的含量比基质的高，同时硬水铝石的结晶程度亦较高；与粒生成有密切关系的构造主要为凝胶和裂隙，两者为正反馈关系；胶体在分离过程中出现分凝，主要形成富铝、富硅和富铁凝胶，分凝过程中Fe、Si 亲和性强，两者的迁移能力均高于Al。分析认为粒形成于浅埋阶段，是一种凝胶的反复分凝过程，受控于湿润-干热气候，成可大致分为3个阶段，即充水阶段、湿润阶段和干热阶段，成核机制为脱水收缩，圈层增长机制为成胶-凝胶老化交替。铝土矿型风化壳的物质搬运过程使粒的圈层停止生长,形成天折，若条件有利则形成再生。首次引人磁场的概念解释了粒保持浑圆形习性的原因关键词：铝土矿；凝胶；粒；干裂纹；电负性；老化；磁场；桂西中图分类号：P588.24+1文献标识码：A文章编号：10 0 0-6 52 4(2 0 2 4)0 1-0 0 2 1-16Study of the genetic mechanism of ooids in Permian bauxite ore fromwestern GuangxiZHANG Qi-lian,WEI Fang,DENG Jun,LI Huo-song,CHEN Wen-lun,CONG Yan,QIN Hong-feng,XIN Xiao-wei,HUANG Shang-heng,WANG Xue-heng and SU Ke(Guangxi Institute of Geological Survey,Nanning 530023,China)Abstract:Previous studies have shown that the Al content of ooids in bauxite is generally higher than that of thematrix,but how the ooids enrich Al is still unclear.Basing on the observation of bauxite in western Guangxi,aswell as electron probe microanalysis(EPMA)and X-ray powder diffraction,this paper focus on the ore structureand elemental geochemical behave,and try to unravel the growth mechanism of ooids in bauxite.The variablesequences of ore-bearing rock series demonstrate that the bauxite in western Guangxi is formed on continent.TheEPMA proves that the Al of the ooids is higher than that of the matrix,such as the Al in the inner layer is greaterthan 50%,while the Si is less than 1%,and the Fe fluctuates around 1%,meanwhile the degree of crystallizationof diaspore is also higher.The structures related to the formation of ooids are mainly gel and fissure,and then apositive feedback was set up between gel and fissure.The colloids grew segregating to form mainly aluminum-rich,silicon-rich and iron-rich gels,and during the segregation process,Fe and Si had strong affinity,and their migration收稿日期：2 0 2 3-0 7-2 1；接受日期：2 0 2 3-11-2 7；编辑：郝艳丽基金项目：中国地质调查局项目（KD-2023-XZ-050）；广西地矿局 广西关键矿产资源深部勘查人才小高地项目”作者简介：张启连（19 6 6-），男，教授级高级工程师，主要从事矿产勘查工作，E-mail：2 58 8 39 9 31 q q.c o m；通讯作者：韦访（19 8 5-），男，教授级高级工程师，E-mail：18 40 7 556 7 9 q q.c o m。石22心杂矿岩第43 卷学物ability was higher than of Al.It can be deduced that the formation of ooids was a repeated process of gel-segregationwhen weathered materials were buried slightly,and the the humid-dry-hot climate is the drive for the gel-segregation.The formation of ooids can be roughly divided into three stages,namely,water filling stage,humid stage and dry-hotstage,and the nucleation mechanism is dehydration shrinkage,whereas the growth mechanism of the ring layer is thealternation of gelation and gel aging.The transport of matter from bauxite-type weathering crust stopped the growth ofring to form aborted ooids,and when the conditions are favorable the regenerated ooids would formed.The concept ofmagnetic field is introduced for the first time to explain the reason why the ooids always maintain round shape.Key words:bauxite;gels;ooids;klizoglyph;electronegativity;aging;magnetic field;western GuangxiFund support:China Geological Survey Project(KD-2023-XZ-050);The Small Talent Highland of Deep Explo-ration of Critical Mineral Resources of Guangxi from Bureau of Geology and Mineral Resources of Guangxi ZhuangAutonomous Region桂西二叠系沉积型铝土矿研究近年来取得较大的进展，确立了铝土矿层的沉积环境和模式，在含铝岩系中发现了大量的火山灰，初步厘定了火山灰主要来自西南部的哀牢山-松马造山带（张启连等，2016，2 0 2 0，2 0 2 2）；部分学者研究了成矿环境、物质来源和成矿机制（俞缙等，2 0 0 9；Dengetal.，2 0 10；Liuetal.，2 0 10；余文超等，2 0 14；李洁兰等，2 0 15；戴塔根等，2 0 16；Yu et al.，2 0 16；H o u e t a l.，2017），比较统一的观点认为成矿物质主要来自于古红土，火山灰参与了成矿，淋滤作用是成矿的机制，成矿环境总体由氧化向还原转变；Wang等（2 0 10）和Liu等(2 0 16)在铝土矿石中发现了氟碳钙铈矿和水磷矿，根据它们的分布和形成条件认为晚二叠世铝土矿形成环境十分复杂，pH值变化大；Liu等（2 0 17 a）还发现了与硬水铝石和黄铁矿共生的微生物，认为它们促进了源岩的风化溶蚀和硬水铝石的沉淀。尽管研究涉及内容较广，但某些关键问题仍未解决，如铝土质岩中粒是最广泛的粒屑类型,其成因未解。统计数据显示,欧洲铝土矿床中，铝矿物含量总是比基质的高，而黏土矿物则比基质的少，差值至少10%（巴多西，19 9 0）。我国华北、贵州的铝土矿中粒Al,0，含量绝大多数大于6 0%，高于附近的基质，而Si0，均小于10%，低于附近基质（刘长龄等，19 9 0）。张亚男等（2 0 13）对贵州务正道地区铝土矿的粒进行了微区原位分析，发现粒的Al,O，含量高于基质，而SiO2、Fe,O，含量则低于基质，可见粒比基质具有进一步富集Al的优势，其形成机制亦可以反映铝土矿的成矿作用。巴多西（19 9 0)将粒的形成归因于浅埋藏后一种球粒的球形外壳突然分凝作用，将其诱因归究于一种不可知因素。亦有学者研究认为粒的形成受制于风化和机械搬运的强度，粒的多寡受古地形控制，成发生于同生沉积期（程顺波等，2 0 2 0 a）。总之，粒成因机制研究实例极少，证据链薄弱。笔者认为，现代三水铝土矿床（岩溶型铝土矿床前身）的研究已证明大量的铝矿物已在风化壳阶段通过淋滤形成，成岩阶段已少有新的铝矿物产生，仅仅是环境发生变化而已（巴多西，19 9 0；Chenet al.，2 0 18），而粒是现代铝土矿石的主要组成部分，应看作是同生阶段的产物，粒研究是探讨成矿作用的关键环节。本文即借助桂西二叠系铝土矿调查，在宏微观考察和探针分析的基础上，,试图阐释粒的形成过程，以期对今后的研究有所启发。1地质概况桂西地区晚古生代一早三叠世是一个大陆边缘盆地，它于早古生代褶皱基底上再裂陷，并发展为典型的浅水台地与台间深水海槽间列的“棋盘式”盆地,形成台地碳酸盐岩沉积与深水海盆沉积组合，中三叠世则成为了前陆盆地，印支地块与华南地块拼合后转人大陆演化阶段（杜远生等，2 0 0 9）。台地相区（图1中蓝灰色分布区）以沉积生物礁灰岩、泥晶灰岩、粒灰岩等为特征，台地斜坡则发育钙屑角砾岩、钙屑砾岩、钙质泥质浊积岩夹火山碎屑浊积岩等重力流沉积，沟槽相或盆地相区则以硅质岩、泥岩为主，斜坡相以泥灰岩、硅质岩为主，盆地相及斜坡相均夹基性-中性火山岩建造（侯方浩等，19 8 4；杜远生等，2 0 0 9）。中二叠世晚期，区内碳酸盐台地的台地相区一度上升为陆,接受风化剥蚀,形成含铝土矿岩系，至晚二叠世早期再次遭受海侵。根据已有剖面考察，23第1期张启连等：桂西二叠系沉积型铝土矿粒成因机制探讨E105E106E107E108审图号：GS(2021)5448号二叠系（台地相）断层贵州省界南丹国界河池乐业城市凤山西林。考察点田林铝土矿床云E104E108百色南都安a南丹教美昆明太平那豆N24。折城那坡Q平果个旧那坡平果德保麻栗坡孟麻街盆地天等武鸣扶绥请西.00崇左南宁高平牢河SongChayN22钦州大新O断金龙扶绥南宁断裂东罗裂河内士岭研究区南部铝土矿集区延安江山圩断清化074km050km龙州世板羊裂上思E104E108图1桂西大地构造（a）和二叠系台地与铝土矿床分布图（b）（据张启连等，2 0 16 修改）Fig.1 Tectonic map(a)and distribution of the Permian platform-facies and bauxite deposits(b)of the western Guangxi(mollified after Zhang Qilian et al.,2016)各处分层发育不全，规模和厚度变化大，图2 a和图2 b为分层出露较为齐全的剖面，综合各处剖面仍可恢复完整的含铝岩系层序，含矿岩系序列简述如下(自上而下,图2 d)：炭泥或煤层（线）；泥岩；5铝土岩夹泥岩；铝土矿层；铝土质泥岩、铁质泥岩、铁铝岩；2古土壤层。铝土矿层可分为厚层状矿层和透镜状矿层（图3a、3b），前者为风化壳的残留，矿层呈板状，块状层理，矿石类型以块状铝土矿石为主，基质呈隐晶-半隐晶结构（图3c），后者则为风化壳物质短距离搬运沉积的产物，透镜状，发育小型交错层理、平行层理、韵律层理、粒序层理等各种层理，矿石类型以碎屑状矿石为主，包括砾（砂）屑矿石和砂屑状矿石（图3d），小部分为致密状矿石（即泥质铝土矿）。铝土矿型风化壳受古地形和外营力影响，残留原地或搬迁程度有别而呈现不同的岩相，铝土矿砾石及上下叠置关系（图2 c）表明透镜状矿层物源来自于厚层状矿层层序中相变迅速及矿石中的砾屑构造表明铝土矿层为陆相沉积（曾允孚等，19 8 4），同时也表明铝土矿层是在铁铝质岩的基础上发展而来的。铁质、铝质和粘土质沉积并向下过渡到基岩的沉积序列属于典型的残积类型（杨伟东等，19 9 1）。2样品采集与分析样品采集点位于平果太平、靖西三合、扶绥巴羊等铝土矿区，矿石类型主要有块状、碎屑状沉积型矿石。在岩矿鉴定基础上选择胶体构造和状构造明显的样品送至河北省区域地质调查院实验室开展电石24心杂矿岩岩第43 卷学物ab铝土岩夹泥岩透镜状矿层K厚层状矿层铝土岩夹泥岩透镜状矿层CdP.h2含CC炭泥或煤层（线）泥岩AA岩铝土岩夹泥岩泥岩AA系完整层铝土岩夹泥岩AA体AL透镜状AIAIA厚层状铝土矿（层）ALAI铝土矿AFA铝土质泥岩、铁F质泥岩、铁铝岩一厚层状铝土矿二古工壤层序P.mIm2m图2 桂西地区上二叠统铝土矿层及含矿岩系剖面图Fig.2Characteristics of bauxite layer and bauxite-bearing rock series of the upper Permian in western Guangxia一含矿岩系上部泥岩与灰岩平行接触，泥岩发育波状层理，缺失顶部炭泥或煤层，平果太平；b一含矿岩系层序，底部缺失铁质泥岩、铝土质泥岩及古土壤，平果太平；c一厚层状矿层与铝土岩平行接触，当铝土岩所夹泥岩薄层缺失，即相变为透镜状铝土矿层，向上缺失炭泥或煤层，靖西新圩；d一完整的含矿岩系，透镜状矿层源岩为厚层状矿层athe upper mudstone of the bauxite-bearing rock series is parallel unconformity with limestone,and the mudstone developed wavy bedding,and nothe top carbon mud or coal seam,Taiping of Pingguo City;bthe strata sequence of bauxite-bearing rock series,and the underlying iron mudstone,bauxite mudstone and paleosol are not present,Taiping of Pingguo City;cthe thick layer of bauxite is parallel unconformity with allite,the lattercan be regarded as bauxite when mudstone interlayer are absent,and the carbon mud or coal seam disappear upward,Xinxu of Jingxi City;dthe complete bauxite-bearing rock series,and thick layer bauxite is the source rock of lenticular layer one子探针测试（EPMA），检测设备为日本电子JEOLEPMA8230,加速电压15kV,束流强度2 0 nA,束斑直径1 10 m不等（根据矿物颗粒大小及分析元素而定，一般是5m）。部分样品由中南大学冶金学院扫描电镜实验室进行分析，仪器为岛津EP-MA1720H,束流强度10 nA,束斑直径2 m。岩矿鉴定为河北省测绘院实验室完成。把矿石粉碎至2 0 0 目以下进行X射线粉末衍射测试。部分样品送至中南大学材料科学与工程学院X射线粉末衍射实验室进行分析，仪器为日本RigakuDmax-2500，测试靶CuK,（入=0.1540 56），电压40 kV，电流2 50 mA,20=370,扫描速度为0.15/s，环境温度2 0，湿度30%。后送另一部分样品至中国地质大学（武汉）地质过程与成矿作用国家重点实验室，采用帕纳科XPertProX射线粉晶衍射仪测试,电压40 kV,电流40 mA,Cu靶,Ni滤波，连续扫描方式，步长0.0 17，步进5s/步。3矿石的粒构造和凝胶构造桂西二叠系铝土矿主要具有泥质结构，以微晶（4m）和隐晶（0.1 4m）质矿物为主，粒屑构造、凝胶构造、裂隙构造等只是散布于泥质构造中（刘长龄等，19 8 9；Liuetal.，2 0 10，2 0 17 b；李洁兰等，2 0 15）。X粉晶衍射（XRD）结果表明（图4），矿石主要矿物为硬水铝石、高岭石、赤铁矿（针铁矿），绿泥石也是常见的黏土矿物（蔡书慧等，2 0 12；Yuet al.，2 0 14，章颖等，2 0 15；Houet al.，2 0 17;Li u25张启连等：桂西二叠系沉积型铝土矿粒成因机制探讨第1期abC透镜状矿层厚层状矿层红色暴露层透镜状矿层块状矿石茅口灰岩块状矿石d天折天折稣火山灰豆（）屑状矿石天折铝土矿屑2000um2000umg火山灰凝胶500um500um图3桂西地区上二叠统铝土矿特征Fig.3Characteristics of bauxite ore of the upper Permian in western Guangxia一铝土矿分层特征，厚层状矿层呈块状层理，靖西新圩；b一透镜状矿层发育的交错层理，顶板为一暴露层（红色），扶绥土岭；c一块状矿石，粒与隐晶质基质，靖西三合；d一碎屑状矿石，粒屑为砾，砂屑状基质，扶绥巴土岭；e一碎屑状矿石，弱定向，靖西三合；f一玻屑火山屑（红虚线所限）与铝土矿屑，后者发育干裂纹，扶绥巴土岭；g一胶体对基质细粒化，靖西新圩；h一胶体对岩屑变形或破坏，靖西新圩athe layering characteristics of bauxite,massive bedding of thick layer,Xinxu of Jingxi City;bthe lenticular ore layer with cross bedding,overly-ing an exposed layer(red),Batuling of Fushui County;cthe massive ore,comprised of ooids and cryptocrystalline matrix,Sanhe of Jingxi City;dthe clastic ore with gravel as granular debris and sand-type matrix,Batuling of Fushui County;ethe clastic ore displaying weak orientation,San-he of Jingxi City;fthe hyaloclastic fragment(limited by red dotted line)and bauxite debris,the latter developed dry cracks,Batuling of FusuiCounty;gthe colloids made the matrix to fine grain,Xinxu of Jingxi City;hthe clloid deformed or destroyed detritus,Xinxu of Jingxi Cityetal.，2 0 17 b；程顺波等，2 0 2 0 b），有时绿泥石多于高岭石，反映氧化还原环境互有转换，副矿物为黄铁矿、锐钛矿、金红石、锆石等。原生矿石中常见勃姆石（图4a），在地表日晒和氧化条件下，勃姆石很快转变为硬水铝石，而绿泥石可部分转变为高岭石（Liuetal.，2 0 17 b）。伊利石在矿石中少见，多出现在铁铝质岩中，或者属于后期改造高岭石所致（曹高社等，2 0 16）。衍射分析结果同时显示，从铁铝岩（图4b）到铝土矿（图4a、4c、4d），黏土矿物从叶蜡石+伊利石+蒙脱石组合转变为高岭石，且峰值降低，峰值数量减少，赤铁矿峰值数量亦相对减少，相反，铝矿物相对增多，考虑到铁铝岩向上过渡为铝土矿的空间关系，表明铝土矿化存在一个逐渐加强的过程。矿石中除了主要的泥晶结构外，亦出现晶质结构,多见于粒中,如充填于空隙中的硬水铝石和高岭石。粒构造、凝胶构造、裂隙构造是铝土矿石中较为显著的特征，分述如下：石26心杂矿第43卷岩物学ZK4353-4ZK15-1aB厚层状矿层原生矿石bH铁铝岩7502000DHK1500500KDHBBD1000MDHDHB250HHDKIKHHH500DBDOL10203040506010203040506020/()20/()KL-2MY-3CD）堆积型铝土矿氧化矿石dD透镜状矿层氧化矿石2000200015001500DDDDD10001000DDDDK+CKDRD5005000010203040506010203040506020/()20/()图4铝土矿X衍射分析图谱Fig.4XRD patterns of minerals in bauxite oresB一勃姆石；C一绿泥石；D一硬水铝石；H一赤铁矿；I一伊利石；K一高岭石；M一蒙脱石；P一叶蜡石；a、C、d 一中国地质大学（武汉）地质过程与成矿作用国家重点实验室测试，b一中南大学材料学院X射线衍射实验室测试Bboehmite;Cchlorite;Ddiaspore;H-hematite;Iillite;K-kaolinite;Mmontmorillonite;P-pyrophyllite;a,C,dtested by StateKey Laboratory of Geological Process and Mineralization,China University of Geosciences(Wuhan);btested by X-ray Diffraction Laboratory ofCollege of Materials,Central South University（1）粒构造（图3c、3d、3e，图5a、5b）：粒径介于0.2 5 2 mm之间，当粒径大于2 mm时称为巨（李飞等，2 0 2 2），它们的矿物组成与基质相同，但数量占比有程度不一的改变。铝土矿中的粒通常根据形态分为同心、偏心和复合（刘长龄等，1990），也有根据核心类型分为碎屑核、粘聚核、胶核（邹维雷，19 9 8），它们均被认为主要是胶体凝聚引发成，除胶核外都经历了滚动生长的过程。这些分类很难区分粒的形成演化过程。笔者认为包壳发育与否与粒生长密切相关，因此可将粒分为生长粒和天折粒两大类，前者具有铁质包壳，又可分为雏、初和再生。雏：仅有一个圈层,既是核心亦是圈层,基本保持与基质一致的矿物组成，但发生了一定程度的细粒化，可见明显的铁包壳，并且截切先存的构造如空隙、凝胶等（图5b）；初：至少有两个圈层组成，外圈层完整，铁质包壳明显，部分矿物已显示晶形，光性显著；再生：与初一样具备至少2 个以上的圈层，但内圈层中有某一圈层不完整,有一定程度的磨损迹象，铁质包壳明显。天折粒：此类粒无完整的铁质壳包覆（图3e），与基质相比其细粒化尚可识别，有些已发育深浅相间的圈层，核心中的铁质凝胶已有稀疏的结晶，干裂纹亦可见及。（2）凝胶构造：凝胶构造最主要的外形特征是奶油状、冻融状（图5b、5c、5d、5e、5f），飘带状、絮状亦可见及。颜色有灰色、红色、褐色、黑色等。图5c显示，凝胶构造容易发生相分离，铁质凝胶趋向于向外迁移而包裹于外缘，表明铁质凝胶迁移能力较强，由于Fe(OH)3、Si O,、A l,O,共处于胶体溶液时,Si和Fe电负性更加接近（Fe31.8,Si4+1.9,A13+1.5），导致Fe(OH)，更易与SiO,结合,加上酸性-弱酸性水27第1期张启连等：桂西百二叠系沉积型铝土矿粒成因机制探讨中Fe、Si 溶解度远远大于Al,前两者溶解量为毫克级,后者为微克级（刘英俊等，19 8 4），故Fe、Si 与护胶剂腐植酸络合的量较多，泄水作用（包括蒸发）促使它们与Al,O，分离。然后随着pH值升高（警如有机酸消耗引起）,Fe还可以与Si分离，比如赤铁矿和铝赤铁矿中含Si很低（表1），随着蒸发作用的推进，三者的分离程度进一步提高。凝胶中铁质多呈球形、椭球形微粒状，呈灰白色反射色（图5e）。abC凝胶DSPDA空隙BDspB7BAAE空隙500um凝胶500um2000umABY-1太平ABYB4干裂纹de太平-1:D硬水铝石凝胶BY-I:D空隙BY-I:A太平-1:C空隙磁铁矿100um50 m70um太平一ABY-1ABY-1263-102-1一样品编号+一扫描点图5铝土矿石显微特征(1)Fig.5Microscopic characteristics of bauxite ore(1)a一碎屑状矿石中的再生，外圈层磨损，铁质外壳正生长，扶绥巴土岭（+）；b一雏与胶体，前者截切定向构造和胶体，平果太平（-）；c一空隙（白）与凝胶，铁质凝胶已分离聚集于外缘，扶绥土岭（-）；d一凝胶内部的干裂纹和凝胶，铁凝胶（白）聚集，来自b；e 一初外缘铁壳中的磁（赤）铁矿（白）和空隙（黑），来自a；f 一初核部铁质（白）聚集，数量比外缘铁壳的少，来自aathe regenerated ooids in clastic ore,with the outer circle abraded and ferreous shell growing,Batuling of Fusui County(+);bthe baby ooids andgel,and the former cutting the orientation,Taiping of Pingguo City(-);cthe fissure(white)and gel,and the ferreous gel separated to assembleoutwards,Batuling of Fusui County(-);dthe klizoglyph and gel within ooids,showing the iron gathering,from subpicture b;ethe magnetite orhematite(white)in the outer iron cladding,from subpicture a;f-the ferreous matter(white)was assembling within nucleus of ooids,and the quantity of iron is less than the cladding,from subpicture a凝胶的流动构造展示了胶体由于饱含水，可能在水力梯度的驱动下向空隙发育地段方向发生流动，流动过程中对岩屑、火山屑（图3h）进行浸泡软化并摩擦致裂，使之产生细粒化。生长的最外圈也是细粒化发育的有利部位（图6 a、6 b）。干裂纹在凝胶和粒中均可发育,呈长条状,最易发生于凝胶中，背散射图像中呈黑色（图5d），具典型的“三叉点”交汇型式，单条裂纹鼠尾状，边界锯齿状，不具优势方向，随机密集分布，属于脱水后体积收缩成因。粒除边缘易于发育的圈层状干裂纹外（图6 b），亦发育有垂直圈层的外宽内窄干裂纹（图6 c），粒内部发育的干裂纹呈复杂的网状（图6 c），应是多期次干裂纹叠加所致。干裂纹被认为是干旱气候成因，深埋压实阶段不会形成干裂纹（刘长龄等，19 9 0）。空隙构造是指粒状、短轴状的空间，部分亦显示长条状，与干裂纹的区别是无锯齿状边界，孔径较小，在基质和粒屑中均有发育，总体上均匀分布但又局部集中。有意思的是粒中的孔隙在背散射照片中分布具有规律性，粒边部孔隙口径较大且连通性好（图5e，代表图5a中粒边部的A、B、C探针点位），内部圈层的孔隙口径小连通性稍差（图5f，代表图5a中粒内部的D、E、F探针点位）。空隙可能是某些矿物溶解所致,或者有机质降解，也可能是矿物结晶体积收缩导致，如一水软铝石转变为一水硬铝石（巴多西，19 9 0）。石28心杂矿岩第43卷学物a初老干裂纹DspDsp新干裂纹干裂纹500um500um500umde铝赤铁矿B一水硬铝石B干裂纹赤铁矿水硬铝石100m10um100um2 6 3-10 2-1AZK0281-H1AZK0324-H4263-102-1一样品编号+一扫描点图6 铝土矿石显微特征（2）Fig.6Microscopic characteristics of bauxite ore(2)a一块状矿石中的泥质构造和雏，平果太平（+）；b一初外圈细粒化和铁包壳，扶绥巴土岭（-）；c一天折无铁包壳，内部发育的老干裂纹终止于外圈内侧，新干裂纹穿人内圈，隆林龙艾（-）；d一具干裂纹的铁质凝胶与周缘细粒化基质，扶绥山圩；e一黏土中的硬水铝石，扶绥山圩；f一铁质凝胶，扶绥山圩athe pelitomorphic texture and baby ooids of massive ore,Taiping of Pingguo City(+);bthe fine-grained out ring and iron cladding of primaryooids,Batuling of Fusui County(-);cthe abortive ooids without iron cladding,and the old klizoglyph stopped inner but the new klizoglyph devel-oped inward,Longai of Longlin County(-);dthe iron gel with klizoglyph and peripheral fine-grained matrix,Shanxu of Fusui County;e-the dia-spore in clay,Shanxu of Fusui County;f-the iron gel,Shanxu of Fusui County4主要化学组分的变化针对粒、凝胶、提纯后黏土（相当于基质）进行了电子探针分析，结果见表1。由于铝土矿以泥质结构为主,颗粒极细，胶体结构颗粒更细，介于10-7 10-m之间（刘长龄等，19 8 9；郑明华，19 9 4），因此对于直径为m级的束斑，获得的结果实际上为集合体的平均值，当集合体组成元素少时，表明矿物种类少，晶体粒径较大，占据了束斑面积。对于多圈层的粒（样号BY-1），其内部的Al含量有时是相当高的，可达49.57%51.9 9%，比标准值约为45%从一水硬铝石的标准Al,0，含量8 4.9 8%、H,0含量15.0 2%（王濮等，19 8 4）换算高，此时粒P含量显著增加到0.3%0.5%，比一般铝土矿石P含量0.0 0 8%0.0 3%（张启连等，2 0 2 0，2 0 2 2）增加了约2 0 倍，另一个富含Al,O，的测点P也高（太平-1C点）。P高可能由微生物引起，如Liu等（2 0 17 a）在平果矿区发现了与硬水铝石和黄铁矿共生的微生物；也可能是流体引起，如Wang等（2 0 10）在靖西渠阳矿区发现了普遍存在于基质和粒中的氟碳钙铈矿和存在于粒核心的水磷矿，认为是对应的峨眉山火山爆发引起酸雨，形成富含稀土元素的流体在沉积物中渗透并激活其中的P，先是在碱性环境下沉淀轻稀土矿物，引起轻稀土矿物在基质和粒中均有分布，当演化到富集重稀土溶液时呈酸性，渗人到富AI的空间，而Y通常相对富集于硬水铝石中，这时就沉淀了水磷钇矿。就广泛性而言，本文倾向于火山诱发流体的成因观点。原生矿石XRD测试结果（图4a）显示，矿石中铝矿物的含量尽管占大多数，但其他主要矿物如针（赤）铁矿和黏土矿物含量并不与铝矿物含量相差悬殊，即使处于地表的堆积矿石（图4c、4d）易于氧化，铝矿物与铁、硅矿物之间的含量差别仍不至于悬殊，矿石的化学组成应大致与表1中的SXH3相似。但29张启连等：桂西二叠系沉积型铝土矿粒成因机制探讨第1期表1桂西铝土矿石电子探针分析结果WB/%Table 1 The major element composition(EPMA)of bauxite ores in western Guangxi样号点号点类型AISiTiFePNaKMgCaSCI0总量A铁质凝胶1.310.723.7669.7324.48100.0B一水硬铝石51.830.730.5046.95100.0C一水硬铝石49.570.630.332.76 0.3946.32100.0BY-1D一水硬铝石51.120.441.050.4946.90 100.0E一水硬铝石51.510.360.790.3946.95100.0F一水硬铝石51.990.440.3647.21100.0A凝胶22.0425.941.730.4449.85100.0B富铁凝胶20.1323.490.687.810.5347.36100.0C含铁凝胶23.0926.110.4050.40 100.0BYB4D含铁凝胶21.1725.612.961.0549.22100.0E凝胶21.2025.453.460.7849.11100.0F含铁凝胶20.9125.740.532.451.0349.34 100.0A凝胶19.7926.652.591.250.3649.36100.0B火山玻璃22.68 22.941.500.791.891.010.240.2848.67100.0太平-1C一水硬铝石51.930.420.4247.22100.0D火山玻璃19.3525.390.31 1.922.691.090.410.3848.47100.0A赤铁矿7.223.8681.657.26100.0B一水硬铝石66.5115.2518.24100.0H263-102-1C含铁硬水铝石57.371.551.9412.7126.43100.0D铝赤铁矿20.392.396.3050.4120.51100.0A黄铁矿2.2128.2869.52100.0B铝赤铁矿15.1866.7918.04100.0ZK0324