广西沉积型铝土矿层中金的富集

李小林

(广西地质勘查总院,广西南宁530023)

广西沉积型铝土矿层中金的富集

李小林

(广西地质勘查总院,广西南宁530023)

通过对广西地区沉积铝土矿成矿所需的地层条件、地理气候条件、地形地貌条件及构造条件的研究,结合铝土矿的成矿过程,分析了金在沉积铝土矿成矿过程中迁移与富集的可能。

沉积铝土矿;红土型金矿;成矿条件;广西

20世纪90年代以来,广西陆续发现了一批红土型金矿床 (点),以其分布广、规模中等、品位较高、易采易选、见效快等特点而成为广西金矿找矿中又一热点。红土型金矿是含金较高的地质体 (即矿源体)在红土化作用下,经过氧化、淋滤、富集而形成的一种表生金矿床。它产于强红土化的铁铝质黏土 (砖红土)层中,还可产于中、弱红土化,甚至高岭土化的黏土层中。地表岩石在有利的气候条件下,经过足够长时间的风化作用,可形成成熟的风化壳,即为红土化过程。近几年,广西进行了广泛的铝土矿勘查,在勘查过程中发现,沉积型铝土矿 (风化壳型)的成矿条件及成矿过程对于红土型金的富集及成矿很有利。本文试图从沉积型铝土矿层的成矿条件及成矿过程上分析金富集成矿的可能。

1 地质概况

广西铝土矿区多分布于桂西南地区,地处北回归线以南,属亚热带雨林气候。区域上位于右江再生地槽的西大明山隆起南缘,崇左复式向斜北翼。断裂较发育,为一系列近东西向压性断裂及其配套的北北西、北北东向张扭性断裂。崇左复式向斜是一个平缓开阔复式向斜,北翼形成平缓的单斜岩层。经历了黔桂运动、东吴运动、苏皖运动、印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动。黔桂运动为晚石碳世末的地壳抬升运动,在区内表现为桂东北抬升为陆相,而在桂西南为沼泽、浅海相。东吴运动为中、晚二叠世间的地壳运动,区内表现为上二叠统合山组平行不整合覆盖于中二叠统茅口组之上,两者间具古风化壳,对沉积型铝土矿的形成起了关键的作用。

广西沉积型铝土矿基本上分布于石碳系、二叠系地层中,该含矿层系不整合于碳酸盐岩地层之上。如在广西柳桥-扶绥地区一带,沉积铝土矿层位于二叠系合山组地层底部,与下伏二叠系茅口组碳酸盐岩地层呈平行不整合接触。该类铝土矿层面积大,分布广。矿体呈层状、似层状、透镜状,沿本区褶皱的两翼产出。含矿层系中从下到上地层为铝质泥岩、铁铝质泥岩、铁质岩、黏土质岩。局部与此不同。铝质岩主要为铝土矿、高铝黏土,主要上铝矿物组成,其次为铁质矿物、黏土质和少量其它碎屑物。铝矿物中以一水铝石为主。铁质岩包括铁质黏土岩、赤铁矿等,主要由铁质矿物组成,少量铝质矿物和其它碎屑物。铁质矿物主要为赤铁矿、针铁矿,少量黄铁矿、菱铁矿、磁铁矿等。黏土矿物以高岭石、鲕绿泥石为主。沉积型铝土矿赋矿层位稳定,分布广泛,产状与围岩一致,矿层 (体)厚度0.5～6.5m,一般1～3m;长500～6000m,一般500～1500m;宽30～800m,一般200～500m。

2 铝土矿的成矿条件

(1)地层条件

石碳纪在桂西南地区发育较完全,地层厚度从几百米到数千米。下统沉积环境为海相、海陆交互相沉积类型。岩性多为厚层状碳酸盐岩、硅质岩夹中薄层的砂岩、泥岩等。中、上统沉积环境多为海相,岩性为一大套厚层的碳酸盐岩。在上统地层中,局部见到基性喷出岩类,为后期铝土矿的沉积及金的富集提供了丰富的物源。

(2)气候、地理条件

廖士范曾经比较全面、系统地论述了风化作用或古风化作用是形成风化壳铝土质的主要因素。基于此因素,沉积铝土矿形成的气候、地理条件要有以下两点:①处于低纬度,即在南北纬23°～25°以内,属热带、亚热带雨林气候。②要在大陆靠近海洋,潮湿多雨,每年降雨量要在1000～2000mm。在以上在这两个条件下,水分才不易蒸发,有利于风化作用进行。这种风化作用,在红土型金的形成过程中也是必备条件。

(3)地形、地貌条件

在地形上,海拔及高差都不能过大,多处于低山丘陵的地区。海拔高度过大,气候较寒冷,不利于原始物质的化学风化。高差过大,易使原始物质末充分风化,就被流水带走,而过分平坦的地形,由于水流缓慢而不利于淋滤作用进行,化学风化作用不能进行彻底,不利于铝土矿的形成。而这样的地形条件,与红土型金矿床的形成地貌条件相似。

(4)构造条件

沉积铝土矿床的形成过程,必须伴随地壳的抬升。铝土矿床的形成,要经过四个阶段:初期的风化壳铝土质的形成阶段;前期的风化、剥蚀、迁移及沉积阶段;中期的上覆地层的掩盖、深埋及压实作用阶段;后期的原始铝土矿层的随地壳抬升阶段。而后期的地壳抬升,使之前形成的铝品位低且致密的铝土矿层上升进入浅层地层或地表,经过偏酸性的地表水或地下水的淋滤作用,形成土状、半土状富铝土矿层。而这种地壳的抬升、淋滤作用,也是形成红土型金矿床的必要条件之一。

3 沉积铝土矿形成过程中金的迁移和富集

广西地区在石碳纪经历了多期的地壳升降运动。其中,晚石碳末,受黔桂运动的影响,地壳抬升较大,海水退却,形成北东高、南西低的总体地势。因风化作用,岩石以碳酸盐岩为主夹碎屑岩被剥蚀的厚度较大,为铝土矿的形成提供了丰富的物质来源。廖士范提出,若以源岩为中含金2×10-9(碳酸盐岩类岩石平均含量)计算,在风化过程中,释放出的金是非常多的。但是,在对现有的铝土矿石样品化验分析后发现,广西铝土矿中含矿岩系中以铝、黏土矿物为主,金的含量并不高,这说明,金可能在铁质黏土岩石中发生了富集。例如澳大利亚博丁顿红土金矿床,金在含铁带中含量较高,平均为2.54g/t,而在黏土层和腐泥岩中金平均含量为1.48g/t和0.66g/t。

杨冠群等使用扫描电镜加能谱分析研究四川南川、贵州修文铝土矿时,发现了自然金、含氯和金的颗粒,证明了上述搬运方式的存在。涂光炽认为,红土金矿一般发育在红化作用很深透的地方,而红土化作用的程度可以用“氧化分异作用”进行的程度来评价。高度发育红土化作用的地区,主要是一些单一氧化或含水氧化矿物的大量堆积,如 Fe2O3、MnO2、A l2O3等,这是红土化作用深透的表现。在勘查过程中发现,桂西南地区古生代沉积铝土矿含矿岩系底部为一套红色、褐红色的铁铝质泥岩,主要为铁、锰的氧化物或其含水氧化矿物及铝的含水氧化矿物,并且规模较大,说明其形成初期红土化作用是非常深透的,因而金有可能因“氧化分异作用”而富集。

铝土质物质在搬运、沉积过程中,金也可因其特殊的性质及环境的变化而富集。由于金的比重大,以碎屑形式搬运的过程中,金的搬运距离不能很远,即在较近物源区的位置、盆地边部水动力条件变化较大的地方发生沉积,与其一同沉积的应为粒度较大的碎屑物质。铝土质沉积前后,由于风暴浊流等作用的影响,物质也会因比重、粒度不同而发生分异作用,金可能会在风暴浊流沉积的中后部发生富集。

以络合物的形式搬运的金在中性、碱性水突然而取代酸性水的地段 (碱性障)将与氢氧化铁、蛋白石和其它表生矿物一起富集,吸附障积作用会与Fe(OH)3、Mn(OH)4等一起形成堆积。金还可以被 Fe2O3以及高岭石、多水高岭石、伊利石、水云母等黏土矿物吸附而富积,其原因主要是黏土矿物表面常因断键带负电,而金常呈带正电的离子。范宏瑞、李兆麟认为,Fe2O3、高岭石在PH值为4.01、6.80、8.00的溶液中对金的吸附率都在94%以上。广西古生代沉积铝土矿含矿岩系底部为一不整合面,下伏岩石为碳酸盐岩,形成一天然的碱性障,不但可以造成Fe2(OH)3、Al2O3的沉积,也可造成金的沉淀。同时不整合面上的Fe2O3以及高岭石、水云母等黏土矿物还形成吸附障,可以造成金的富集。在后生及表生阶段,由于地下水的淋滤作用,特别是铝土矿含矿岩系中黄铁矿和有机质的氧化形成硫酸和有机酸,可造成金的向下迁移,并在不整合面附近,由于水的性质发生变化及Fe2O3、黏土矿物的吸附造成富集。

4 结论

(1)石碳纪在桂西南地区发育完全、地层沉积厚、分布面积广、中统地层中基性火山岩类岩石的发育,这保证了金的早期在地层中沉积量,为后期金的释放量提供了丰富的物源。

(2)广西大部地处北回归线以南,属亚热带雨林气候。年均气温 21.5℃,年均降雨量为1500mm。在地理环境上以及石碳纪末的地壳的抬升,都有利于岩石的风化、剥蚀、迁移,为铝土质的沉积提供了丰富的物源碎屑及水动力,这也为早期金的释放量提供了保证。

(3)在地形上,海拔及高差都不大,多处于低山丘陵的地区。这为铝土质及金的富集提供了理想的沉积环境。

根据以上几点,作者认为,在桂西南二叠系的沉积铝矿层中,或者其富含铁质的红色围岩中,很有可能找到富集金的矿层。

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Enrichment of gold in sedimentary bauxite in Guangxi

LI Xiao2lin
(Guangxi Geological Exploration General Institut,Nanning 530023,China)

Based on the research of formation conditions,geographical and climatic conditions,terrain conditions and structural conditions that were required for deposition of sedimentary bauxite in Guangxi Province,in combination with the bauxite ore2forming process,the paper reaches the result that the migra2 tion and enrichment of gold in the deposition process of sedimentary bauxite is exist.

sedimentary bauxite;lateritic gold deposit;ore2forming conditions;Guangxi

P618.51

A

1004-4051(2010)02-0114-03

2009-09-21

李小林 (1972-),男,河南汝南人,工程师,主要从事地质、矿产勘查工作。