桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的 新认识 来自合山组碎屑岩地球化学证据.pdf

收稿日期 2013-04-23; 改回日期 2013-07-26 项目资助 国家自然科学基金项目批准号 41173037资助。 第一作者简介 侯莹玲1988–, 女, 硕士研究生, 岩石地球化学专业。Email 593079222 通信作者 何斌, 男, 研究员。Email hebin 卷Volume38, 期Number1, 总SUM140 大 地 构 造 与 成 矿 学 Geotectonica et Metallogenia 页Pages181196, 2014, 2February, 2014 桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的 新认识 来自合山组碎屑岩地球化学证据 侯莹玲 1, 2, 何 斌1, 钟玉婷1, 2 1.中国科学院 广州地球化学研究所, 同位素地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640; 2.中国科学院 大学, 北京 100049 摘 要 作为世界铝土矿的第二大矿床类型的喀斯特型铝土矿, 由于成矿过程的复杂性, 其成矿物质来源研究一直是国 际学术界的难题。我国桂西喀斯特型铝土矿成矿母岩的来源, 虽然经过了几十年的研究, 但也一直未得到合理解释。本 文对桂西那豆矿区合山组 3 个铝土矿和 4 个碎屑岩样品进行了系统的矿物学、主微量、碎屑锆石 U-Pb 定年及其微区原 位 Hf 同位素分析, 结果表明铝土矿和合山组碎屑岩可能来自同一个源区。碎屑岩和铝土矿中锆石 U-Pb 年龄谱均出现单 一的高峰, 峰值分别为 253 Ma 71和 262 Ma 78, 该年龄与合山组和茅口组之间的界限年龄260.40.4 Ma很相近, 暗示合山组铝土矿和碎屑岩的物源可能为二叠纪火山岩。矿物学和主微量元素特征显示源区岩石表现出酸性岩浆岩的特 征, 铝土矿锆石对应 εHft为0.7 26.7, 排除了来自峨眉山大火成岩省的可能性。结合该区岩相古地理特征、Hf 同位素 特征和碎屑锆石的 Th/Nb-Hf/Th 和 Th/U-Nb/Hf 构造判别图解, 推测桂西铝土矿的物源可能主要来自古特提斯二叠纪岩浆 弧。这一研究不仅为该区争论不休的铝土矿物源问题提供了新证据, 而且为研究世界上其他地区喀斯特型铝土矿提供了 新的研究思路。 关键词 那豆; 铝土矿; 碎屑岩; 物源分析; 锆石 U-Pb 年龄; Hf 同位素 中图分类号 P595; P597 文献标志码 A 文章编号 1001-1552201401-0181-016 0 引 言 铝土矿是重要的战略资源, 其形成过程和铝质 来源一直是地学研究的热点课题刘长龄和覃志安, 1999; 王力等, 2004; 李普涛和张起钻, 2008; Deng et al., 2010。地质学家们对铝土矿的形成过程提出 了许多不同的假说和理论, 如红土说包括钙红土 说、红土-沉积说、化学说、胶体说等布申斯基, 1984。 目前, 由于红土-沉积说比较符合现代的地质 资料, 所以最为人们所接受。铝土矿的成矿过程是 一个原岩红土化, 矿物质积累的过程廖士范, 1998; 布申斯基, 1984。红土风化作用是指地表岩石通过 Na、 K、 Ca、 Mg 和 Si 等元素被流动的地表水带走, 使 铝硅酸盐发生分解, 同时 Al、Fe、Ti 和 Zr、Hf、Nb、 Ta 等其他相对稳定元素的氧化物作为残余物堆积在 原地戴塔根等, 2003; 王力等, 2004的过程。红土- 沉积说认为, 铝土矿的形成一般需要两个阶段布申 斯基, 1984, 首先是各种岩石在有利的物理-化学条 件下风化淋滤形成红土风化壳, 然后红土物质以悬 浮物的形式从红土风化壳中被带出, 并沉积在附近 182 第 38 卷 的山坡、河谷和洼地中, 经历进一步的红土化和成 岩作用。 在此过程中, 成矿原岩逐渐黏土化、 脱硅俞 缙等, 2009, 含铝矿物质不断地积累从而形成红土- 沉积铝土矿。 喀斯特型铝土矿是指沉积于碳酸盐岩喀斯特风 化面上的铝土矿矿床, 由于其形成过程非常复杂, 铝质来源问题成为近些年来研究的焦点。在过去的 一个多世纪里, 众多学者从矿物学、岩石学、地球 化学等多方面对喀斯特型铝土矿原岩和成矿演化进 行了研究, 如利用 Cr 和 Ni 的二元散点图Deng et al., 2010, 稀土元素的不同特征图解戴塔根等, 2007; Liu et al., 2010, δEu-TiO2/Al2O3-Ti/Cr三 角 图 Mongelli, 1993; Mameli et al., 2007, 以及各种不活 动元素的比值MacLean and Barrett, 1993; Kurtz et al., 2000; Panahi et al., 2000; Calagari and Abedini, 2007来探讨铝土矿的成矿物源问题。随着同位素定 年技术的发展, 碎屑锆石定年逐步应用到铝土矿原 岩的研究Deng et al., 2010, 使喀斯特型铝土矿的 物源研究有了新的突破。对于喀斯特型铝土矿的物 源, 前人大量研究认为其成矿物质的岩石类型包括 碳酸盐岩MacLean et al., 1997;李普涛和张起钻, 2008、基岩岩屑Bardossy, 1982、火山灰Morelli et al., 2000、风搬运物质Brimhall et al., 1988、铁镁 质岩石Mameli et al., 2007和酸性岩浆岩Deng et al., 2010。 桂西地区迄今已查明的铝土矿资源储量居全国 前列, 是我国重要的铝土矿产地和资源开发基地之 一, 也是我国铝土矿研究的最重要地区之一。桂西 铝土矿的矿床类型, 大致可分为喀斯特型和岩溶堆 积型刘长龄, 1992; 王力等, 2004。 对于该区的岩溶 堆积型铝土矿成因, 绝大多数研究者的观点比较一 致, 均认为是由上二叠统合山组底部的喀斯特型铝 土矿层在表生条件下, 经物理、化学风化作用改造 而形成范长智, 1995; 廖思福, 2000; 戴塔根等, 2003, 2007; 李普涛和张起钻, 2008。而对于中二叠 统茅口组顶部的喀斯特面上的喀斯特型铝土矿的成 因, 大多数学者认为它是以古风化壳为主要矿物质 来源, 经海浸改造而成的海相碎屑沉积矿床, 即“红 土-沉积”模式广西地质矿产勘查局, 1985; 广西地 质研究所, 1982; 刘长龄, 1992。但对喀斯特型成矿 母岩的来源一直未有定论, 至今为止仍然存在着四 种完全不同的认识, 即 茅口组灰岩、古陆、峨眉山 玄武岩和酸性岩浆岩李普涛和张起钻, 2008; Liu et al., 2010。 铝土矿的物源分析主要依赖于地球化学手段, 但由于喀斯特型铝土矿经历了长期的剥蚀、风化、 搬运和沉积过程, 特别是地表各种不同的条件下强 烈的化学风化作用, 甚至可能有微生物和有机质参 与刘长龄和覃志安, 1999; Hao et al., 2010, 传统意 义上的不活动元素和稀土元素也可能发生了一些变 化Maksimovic and Panto, 1991, 导致铝土矿本身的 地球化学特征在示踪其物源时存在多解性和局限性 Karadağ et al., 2009。 与世界喀斯特型铝土矿相似, 桂西喀斯特型 铝土矿与灰岩之间均存在一层碎屑岩, 在地层上 属于合山组。尽管大多数铝土矿处于合山组碎屑 岩之下, 但也有部分铝土矿产于碎屑岩之上或者 之间图 1, 广西地质矿产勘查局, 1985, 这表明 合山组底部的碎屑岩与铝土矿很可能来自同一源 区。 这套含铝碎屑沉积岩系, 主要有黏土岩、 泥岩、 页岩、细砂岩。在野外还发现一些剖面呈泥质岩- 黏土岩-铝土质黏土岩-黏土质铝土矿-铝土矿连 续变化图 1, 暗示着它们具有内在的成因关系。 基于上述地质观察可以推测合山组碎屑岩与铝土 矿可能具有共同的源区。本文通过研究铝土矿和 碎屑岩的地球化学特征, 厘清它们的成因关系, 示踪铝土矿的物源, 希望能对铝土矿物源研究有 新的启示。 1 区域地质背景 桂西喀斯特型铝土矿主要分布于平果、靖西、 德保、田东等地, 构成呈近东西向展布的长大于 200 km 的铝土矿成矿带。在晚古生代, 桂西地区西 北部毗邻峨眉山大火成岩省Chung and Jahn, 1995; Xu et al., 2001, 西南部靠近古特提斯洋北缘Wu et al., 1999; Cai and Zhang, 2009, 这一地区也处在板 块俯冲带附近Veevers and Tewari, 1995; Metcalfe, 2006。区域出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系、 三叠系、古近系和第四系图 1a。中二叠世末期, 东 吴运动引起地壳抬升, 茅口组地层出露到地表, 遭 受风化形成古风化壳。喀斯特型铝土矿赋存于二叠 系茅口组和合山组之间的古风化壳中。区内岩浆岩 出露面积小, 分布零星, 仅在靖西县地州、龙临、孟 麻一带可见晚泥盆世至早石炭世多次小规模海底火 山喷发形成的数十米至百余米厚的中、基性火山岩; 另外, 在德保县钦甲、红泥坡有加里东晚期花岗岩 出露邓军, 2006。 第 1 期 侯莹玲等 桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的新认识 来自合山组碎屑岩地球化学证据 183 图 1 桂西地区区域地质图a, 据 Deng et al., 2010 修改和那豆剖面采样柱状图b, 咘禄剖面据广西地质矿产勘查局, 1985 Fig.1 Regional geological map of the western Guangxi, South China a and stratigraphy section for sampling localities at the Nadou bauxite deposit b 2 样品及地层 本文样品均采自桂西平果县那豆剖面图 1b。 那豆喀斯特型铝土矿产于二叠系茅口组灰岩顶部古 喀斯特面上, 为合山组底部含铝沉积岩系的一部 分。 此次共采集 7 个样品, 分别为 4 个碎屑岩ND-1, ND-2, ND-3, ND-4以及 3 个铝土矿样品ND-5, ND-6, ND-7。碎屑岩样品为粉砂岩、泥岩, 其中一 个样品为泥灰岩ND-4。铝土矿样品为红棕色, 土 状、鲕状结构。采样剖面及样品点位见图 1b, 那豆 184 第 38 卷 剖面从上至下, 岩性总体上有砂岩-泥岩-黏土-黏 土质铝土矿-铝土矿的变化除去薄层泥灰岩 ND-4。 3 样品分析方法 3.1 矿物学分析 全岩粉末样品的物相分析XRD采用中国科学 院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实 验室的 Rigaku DXR 3000 完成, 工作参数为 Cu 靶 Kα 射线, 石墨单色器, 测试电压为 40 kV, 电流为 40 mA, 扫描角度为 5702θ, 步进扫描, 步宽为 0.02, 发散狭缝为 0.5, 接收狭缝为 0.15 mm, 防散 射狭缝为 0.5, 矿物含量是依面积法进行半定量分 析, 结果由 SIROQUANT 程序分析完成Tayor, 1991。 3.2 主量元素和微量元素 全岩粉末样品的主量元素和微量元素含量分析 在中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学 国家重点实验室完成。所有样品主量元素含量均采 用 Rigaku RIX 2000 型荧光光谱仪XRF测定, 元素 分析精度大都高于 1刘颖等, 1996。在样品熔融 制成玻璃片前, 先测定样品的烧失量LOI。利用所 得烧失量对 XRF 分析的主量元素成分进行校正。微 量元素含量使用 PE Elan 6000 型电感耦合等离子质 谱ICP-MS测量, 分析精度和准确度大都高于 5 刘颖等, 1996。 3.3 锆石 U-Pb 定年以及 Hf 同位素测定 部分样品送至河北省廊坊地质研究院挑选碎屑 锆石。挑选好的碎屑锆石送至中国科学院广州地球 化学研究所同位素地球化学国家重点实验室制样。 用环氧树脂将锆石制作成靶后抛磨至锆石平面暴露 约 1/31/2, 经背散射电子BSE 和阴极发光CL 图像分析确定锆石颗粒的内部结构。锆石阴极发光 图像分析在 JEOL JXA-8100 型电子探针仪配备 Gatan MonoCL3上完成, 锆石 U-Pb 分析在该实验 室的配备 RESOlution M-50 型激光剥蚀系统的 Agilent 7500a 型 ICP-MS 联机设备LA-ICP-MS 上进行, 实验过程中剥蚀物质载体为 He 气, 仪器状 态监控标样为硅酸盐玻璃 NIST610 Pearce et al., 1997, 并采用标准锆石 TEMORA 作为测年外标 Black et al., 2003, 激光斑束直径为 31 μm, 频率为 8 Hz。实验数据采用 ICP-MS DataCal 6.7 软件进行 校正处理Liu et al., 2008, 详细的实验流程可参考 涂湘林等, 2011。 锆石 Hf 同位素测定在中国科学院地质与地球 物理研究所的 Geolas 193 nm 准分子激光取样系统 和 Neptune 多接收电感耦合等离子体质谱仪的联 机设备LA-MC-ICP-MS上完成。锆石 Hf 同位素 分析是在 U-Pb 定年的原分析点位上进行, 激光束 直径为 63 μm, 激光剥蚀的脉冲速率为 810 Hz, 激光束的能量密度为 10 Jcm 2, 剥蚀时间为 26 s。 176Lu 和176Yb 对176Hf 的同质异位素干扰通过监 测 175Lu 和172Yb 信号强度、采用175Lu/176Lu 0.02655 和 176Yb/172Yb0.5886 进行校正Chu et al., 2002。 用每一分析点计算出的 Hf 和 Yb 的质量分 馏系数βHf和 βYb校正 Hf 和 Yb 同位素比值, 测定 的 176Hf/177Hf 比值用179Hf/177Hf0.7325 校正。用 标准锆石 91500 与锆石样品交叉分析对仪器漂移 进行外部监控。 详细的实验分析流程可参考Wu et al., 2006。 4 分析结果 4.1 锆石 U-Pb 年龄 桂西那豆剖面合山组碎屑岩和铝土矿中的锆石 CL 图像图 2显示, 大多数锆石自形程度比较高, 具有清晰的震荡环带。 锆石的 Th/U 比值在 0.171.65 之间变化表 1 和表 2, 大多集中在 0.5 左右。在锆 石的 U-Pb 年龄谱中, 样品 ND-1碎屑岩和 ND-5铝 土矿均出现单一的高峰图 2, 峰值分别为 253 Ma 71和 262 Ma 78。 4.2 样品主要矿物组成 桂西那豆剖面合山组碎屑岩和铝土矿的主要 矿物组成见表 3。由表中数据可知, 硬水铝石是铝 土矿中最重要的铝矿物含量高达 68.8。样品中 还有含量不等的黏土矿物, 高岭石、伊利石、绿脱 石、绿泥石、蒙脱石、累托石和叶腊石。合山组碎 屑岩中的石英含量高达 58, 但是铝土矿中并没有 出现石英。尽管合山组铝土矿和碎屑岩中所含的黏 土矿物种类和含量都略有差别, 但是总体来说, 从 那豆剖面的上部至下部, 黏土矿物总含量逐渐增加, 与野外剖面泥岩-黏土-黏土质铝土矿-铝土矿的变 化特征一致。 4.3 全岩地球化学特征 4.3.1 主量元素 从桂西那豆剖面合山组碎屑岩和铝土矿的主量 元素地球化学分析结果可以看出表 4, Al2O3、 Fe2O3、SiO2 和 TiO2 是那豆样品的主要化学成分。 第 1 期 侯莹玲等 桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的新认识 来自合山组碎屑岩地球化学证据 185 图 2 碎屑岩ND-1和铝土矿ND-5锆石 CL 图像及 U-Pb 年龄谱 Fig.2 Cathodoluminescence CL images of representative zircons and histograms of U-Pb ages for zircons from the clastic rock ND-1 and bauxite ND-5 同种元素在不同样品中的含量差别很大, 比如, 碎 屑岩中SiO2含量70.1比铝土矿6.08高10倍多, 但碎屑岩中 Al2O3和 TiO2含量却远远低于铝土矿 的。总体来说, 从碎屑岩至铝土矿, Al2O3的含量逐 渐增加见表 4, ND-4 泥灰岩除外。Al2O3和 TiO2作 为不活动组分, 可以用来示踪沉积岩的源区, 在合 山组碎屑岩和铝土矿 Al2O3-TiO2二元图中图 3, 它 们表现出高度的正相关性, 暗示合山组碎屑岩和铝 土矿可能来自同一源区。碎屑岩的钛率Al2O3/TiO2 和铝土矿的基本一致, 在 18.449.7 之间变化。铝土 矿的化学蚀变指数CIA接近 100, 远远高于碎屑岩 的CIA 小于 85。 图 3 Al2O3-TiO2和 Al2O3-Zr 关系图 Fig.3 Al2O3 vs. TiO2 and Al2O3 vs. Zr diagrams 186 第 38 卷 表 1 碎屑岩ND-1中中锆石 U-Pb 年龄分析结果 Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb results for the clastic rock ND-1 点号 元素含量g/g Th/U 同位素比值 表面年龄Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 206Pb/238U 1σ ND-1-01 21.7 184 428 0.50 0.0562 0.00380.2986 0.01960.0389 0.0007 246 4 ND-1-03 19.1 190 351 0.61 0.0553 0.00400.3146 0.02230.0413 0.0008 261 5 ND-1-04 32.5 436 586 0.86 0.0524 0.00290.2939 0.01590.0406 0.0006 257 4 ND-1-05 23.6 213 472 0.49 0.0577 0.00350.3126 0.01880.0397 0.0008 251 5 ND-1-07 13.6 145 261 0.61 0.0611 0.00460.3249 0.02180.0410 0.0009 259 6 ND-1-11 89.0 653 1753 0.37 0.0555 0.00240.3091 0.01310.0400 0.0005 253 3 ND-1-12 43.0 145 526 0.29 0.0568 0.00310.5152 0.02780.0645 0.0012 403 7 ND-1-13 51.1 404 1017 0.37 0.0508 0.00240.2728 0.01240.0390 0.0005 247 3 ND-1-15 27.0 172 547 0.32 0.0558 0.00380.2962 0.01930.0392 0.0007 248 4 ND-1-16 50.6 506 1003 0.52 0.0530 0.0 0330.2888 0.01850.0393 0.0007 248 4 ND-1-17 25.6 198 502 0.40 0.0538 0.00350.2932 0.01920.0394 0.0007 249 4 ND-1-23 60.7 770 1101 0.70 0.0572 0.00290.3156 0.01530.0400 0.0006 253 3 ND-1-24 81.0 291 1639 0.19 0.0534 0.00220.3156 0.01330.0421 0.0006 266 4 ND-1-25 29.1 227 606 0.39 0.0478 0.00290.2539 0.01530.0381 0.0007 241 4 ND-1-26 49.0 447 1044 0.45 0.0518 0.00260.2657 0.01320.0366 0.0006 232 4 ND-1-27 50.2 383 1039 0.40 0.0499 0.00250.2696 0.01310.0385 0.0005 243 3 ND-1-28 23.8 143 458 0.34 0.0565 0.00360.3332 0.02110.0424 0.0008 267 5 ND-1-29 25.8 343 477 0.76 0.0545 0.00320.2894 0.01570.0391 0.0008 247 5 ND-1-30 25.4 209 466 0.48 0.0586 0.00330.3388 0.01770.0426 0.0008 269 5 ND-1-31 31.7 242 613 0.42 0.0495 0.00290.2916 0.01710.0425 0.0007 268 4 ND-1-32 60.7 446 1266 0.37 0.0471 0.00230.2594 0.01190.0397 0.0005 251 3 ND-1-34 21.5 202 441 0.49 0.0548 0.00370.2943 0.01910.0394 0.0008 249 5 ND-1-35 21.5 224 411 0.57 0.0512 0.00320.2964 0.01790.0423 0.0009 267 5 ND-1-36 26.0 241 500 0.52 0.0563 0.00330.3196 0.01940.0405 0.0007 256 4 ND-1-37 26.0 256 580 0.47 0.0521 0.00330.2577 0.01540.0358 0.0006 227 4 ND-1-38 88.2 471 1898 0.27 0.0532 0.00200.2975 0.01130.0399 0.0005 252 3 ND-1-39 42.6 323 860 0.42 0.0502 0.00260.2920 0.01530.0416 0.0006 263 4 ND-1-40 29.6 256 570 0.45 0.0505 0.00300.3119 0.01790.0447 0.0010 282 6 ND-1-41 39.2 477 808 0.64 0.0588 0.00370.3011 0.01580.0383 0.0007 242 5 ND-1-42 155 209 1378 0.17 0.0633 0.00220.8843 0.03360.0982 0.0016 604 9 ND-1-44 42.0 335 832 0.43 0.0545 0.00290.3052 0.01600.0403 0.0006 255 4 ND-1-47 44.1 324 910 0.38 0.0524 0.00260.2942 0.01570.0400 0.0007 253 4 ND-1-49 30.9 279 641 0.47 0.0549 0.00310.2914 0.01660.0383 0.0006 242 4 ND-1-50 68.6 764 1542 0.52 0.0542 0.00240.2642 0.01170.0349 0.0005 221 3 ND-1-51 27.2 278 538 0.55 0.0493 0.00340.2682 0.01750.0398 0.0006 252 4 ND-1-52 76.5 699 1576 0.47 0.0522 0.00220.2820 0.01190.0386 0.0005 244 3 ND-1-53 54.6 462 1046 0.47 0.0526 0.00250.3095 0.01470.0422 0.0006 266 4 ND-1-54 37.4 385 771 0.53 0.0466 0.00270.2523 0.01370.0394 0.0007 249 4 ND-1-55 26.4 313 485 0.66 0.0533 0.00360.3060 0.02000.0417 0.0008 263 5 ND-1-58 21.7 186 445 0.44 0.0466 0.00300.2613 0.01660.0402 0.0006 254 4 ND-1-59 50.9 408 878 0.46 0.0523 0.00260.3495 0.01800.0477 0.0008 301 5 第 1 期 侯莹玲等 桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的新认识 来自合山组碎屑岩地球化学证据 187 表 2 铝土矿碎屑ND-5中中锆石 U-Pb 年龄分析结果 Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb results for the bauxite ND-5 sample 点号 元素含量g/g Th/U 同位素比值 表面年龄Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 206Pb/238U 1σ ND-5-02 7.20 183 112 1.65 0.0503 0.06540.2840 0.0018 0.0410 0.0006 259 4 ND-5-03 26.7 228 546 0.42 0.0517 0.00880.2947 0.0008 0.0413 0.0006 261 4 ND-5-04 11.0 97.1 229 0.43 0.0505 0.01010.2823 0.0009 0.0406 0.0006 256 4 ND-5-06 17.0 85.3 375 0.23 0.0524 0.00500.2915 0.0008 0.0403 0.0006 255 4 ND-5-07 47.2 482 938 0.52 0.0516 0.00940.2963 0.0005 0.0416 0.0006 263 4 ND-5-08 129 339 577 0.59 0.0725 0.01041.7917 0.0006 0.1793 0.0029 1063 16 ND-5-09 13.4 144 270 0.54 0.0493 0.02160.2807 0.0018 0.0413 0.0007 261 4 ND-5-10 55.0 126 421 0.30 0.0689 0.00621.1054 0.0010 0.1163 0.0018 709 10 ND-5-11 23.2 314 449 0.70 0.0507 0.01660.2856 0.0009 0.0409 0.0006 258 4 ND-5-12 73.0 199 361 0.55 0.0708 0.00931.5993 0.0005 0.1639 0.0025 978 14 ND-5-13 57.9 373 11980.31 0.0516 0.00540.3001 0.0004 0.0422 0.0006 267 4 ND-5-14 17.2 183 345 0.53 0.0520 0.01550.2944 0.0013 0.0410 0.0006 259 4 ND-5-15 10.1 146 191 0.77 0.0534 0.02810.3005 0.0018 0.0408 0.0006 258 4 ND-5-16 9.56 73.6 191 0.39 0.0516 0.01050.3040 0.0012 0.0427 0.0006 270 4 ND-5-17 37.6 118 434 0.27 0.0676 0.00530.6862 0.0008 0.0736 0.0011 458 7 ND-5-18 48.9 99.5 588 0.17 0.0580 0.00300.6036 0.0005 0.0755 0.0011 469 7 ND-5-19 7.08 196 298 0.66 0.0479 0.02250.1250 0.0014 0.0189 0.0003 121 2 ND-5-20 33.0 282 668 0.43 0.0512 0.00810.2950 0.0006 0.0418 0.0006 264 4 ND-5-21 13.2 133 271 0.50 0.0492 0.01450.2761 0.0012 0.0407 0.0006 257 4 ND-5-22 21.3 131 459 0.29 0.0504 0.00660.2843 0.0009 0.0409 0.0006 259 4 ND-5-24 27.1 237 560 0.43 0.0515 0.00850.2911 0.0007 0.0410 0.0006 259 4 ND-5-25 27.0 238 550 0.44 0.0516 0.00940.2961 0.0008 0.0416 0.0006 263 4 ND-5-26 15.5 198 297 0.67 0.0512 0.01900.2933 0.0012 0.0416 0.0007 263 4 ND-5-27 13.2 153 261 0.59 0.0497 0.03440.2863 0.0028 0.0418 0.0007 264 4 ND-5-28 24.7 254 499 0.51 0.0522 0.01150.2967 0.0008 0.0412 0.0006 260 4 ND-5-29 20.9 221 397 0.56 0.0503 0.01400.2993 0.0010 0.0432 0.0007 273 4 ND-5-30 18.6 159 369 0.43 0.0508 0.01140.2990 0.0011 0.0427 0.0006 270 4 ND-5-31 10.1 102 197 0.52 0.0513 0.01970.3004 0.0018 0.0424 0.0007 268 4 ND-5-32 19.8 137 406 0.34 0.0515 0.00760.2994 0.0008 0.0422 0.0006 266 4 ND-5-33 55.3 678 10290.66 0.0502 0.01710.2993 0.0010 0.0432 0.0007 273 4 ND-5-34 58.8 769 584 1.33 0.0551 0.02600.5321 0.0007 0.0700 0.0011 436 6 ND-5-35 11.2 99.4 224 0.45 0.0521 0.01300.3019 0.0013 0.0421 0.0007 266 4 ND-5-36 14.4 150 295 0.51 0.0507 0.01320.2836 0.0011 0.0405 0.0006 256 4 ND-5-37 23.5 166 472 0.35 0.0509 0.00760.3026 0.0008 0.0431 0.0007 272 4 ND-5-38 9.56 82.9 194 0.43 0.0525 0.01750.3017 0.0020 0.0416 0.0007 263 4 ND-5-39 11.1 111 220 0.51 0.0530 0.01370.3072 0.0012 0.0420 0.0006 265 4 ND-5-40 57.9 92.4 203 0.46 0.2190 0.00766.1179 0.0014 0.2026 0.0031 1189 17 4.3.2 微量元素 从微量元素分析结果来看表 5, 铝土矿中的 Zr 含量1493 g/g远远高于碎屑岩的258361 g/g。 在 Al2O3-Zr 二元图解中图 3, 二者表现出高度的正 相关。在微量元素的北美页岩标准化蛛网图中图 4a, 合山组铝土矿和碎屑岩都相对富集 Zr、Th、U, 而相对亏损 Co、Ni、Cr。 稀土元素的分析结果表明, 碎屑岩的稀土元素 总量ΣREE高于铝土矿的, 但是两者的 LREE/ HREE 比值比较接近。从稀土元素球粒陨石标准化 配分模式图中图 4b可以看出, 合山组铝土矿和碎 屑岩呈现高度的相似性, 都表现为 LREE 相对富集, 188 第 38 卷 表 3 桂西那豆合山组样品的矿物学XRD分析结果 Table 3 XRD mineral components of the bauxites and clastic rocks from the Nadou section 样品 石英 高岭石 伊利石 绿脱石锐钛矿 绿泥石硬水铝石石膏蒙脱石 累托石 叶腊石 黏土矿物 碎屑岩 ND-1 58 10.2 19.4 12.4 42 ND-2 36 13 3.4 47.6 64 ND-3 34.2 4.2 12.8 3.9 4.4 40.4 61.3 铝土矿 ND-5 22.2 4.1 7.3 25.2 41.170.6 ND-7 3.70 4.2 13.6 68.8 9.7 27 注 表中的黏土矿物, 系高岭石、伊利石、绿脱石、绿泥石、蒙脱石、累托石和叶腊石的总和。 表 4 那豆铝土矿及碎屑岩主量元素分析结果 Table 4 Major element contents of the bauxites and clastic rocks from the Nadou section 样品 碎屑岩 铝土矿 ND-1 ND-2 ND-3 ND-4 ND-5 ND-6 ND-7 SiO2 70.10 68.80 64.30 15.30 26.30 6.35 6.08 TiO2 0.47 0.32 0.62 0.16 2.93 3.82 3.71 Al2O3 13.80 15.90 22.40 7.16 56.70 73.20 68.20 Fe2O3 3.41 2.45 0.60 1.12 0.14 1.67 7.08 MgO 0.67 0.94 2.03 0.55 0.45 0.50 0.47 MnO 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 CaO 1.05 1.05 0.74 41.52 0.06 0.04 0.09 Na2O 0.32 0.39 1.60 0.80 0.36 0.27 0.35 K2O 1.40 1.48 1.27 0.33 0.09 0.10 0.16 P2O5 0.04 0.03 0.03 0.02 0.03 0.04 0.10 LOI 8.81 8.72 6.28 32.80 13.20 14.30 1