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《礦產(chǎn)與地質(zhì)雜志》2014年第三期
1稀土元素特征
研究區(qū)稀土元素總體富集，稀土特征值總體穩(wěn)定，礦床之間差異較小。稀土總量巖坪大于新民、桃園大于瓦廠坪，呈北東低，南西高的趨勢，可能反映海侵由北東向南西的信息。在垂向上的變化為上小下大，新民鋁土巖大于鋁土礦、瓦廠坪鋁土礦大于鋁土巖，而瓦廠坪與新民鋁土礦中的稀土含量接近，說明稀土總量在礦層中從下至上逐漸減少。顯示準(zhǔn)平原化、物質(zhì)搬運(yùn)距離增加、海水入侵、淋濾加強(qiáng)，分散度增加，流失量增大，稀釋度高，稀土含量減少。稀土配分模式在各礦床具有相似性和一致性，輕稀土元素含量曲線呈負(fù)斜率變化，重稀土元素含量曲線總體呈現(xiàn)平坦型，尤以新民、桃園、瓦廠坪鋁土礦稀土元素含量曲線配分模式最為相似（圖3）。分配模式中瓦廠坪鋁土巖重稀土相對(duì)弱富集、LREE／HREE比值為0．9，其余輕稀土富集于重稀土、LREE／HREE比值在2．52～6．32之間。說明這些礦床具相同的成礦地質(zhì)環(huán)境和物質(zhì)來源。分配模式中Ce的差異較大，Eu的差異較小。瓦廠坪鋁土巖中的Ce呈弱負(fù)異常，其余Ce均為正異常。表明氧化環(huán)境下，Ce3＋→Ce4＋水解沉淀，其它REE被淋失而造成Ce正異常。Eu弱負(fù)異常特征顯示，在缺氧的條件下，Eu3＋被還原成Eu2＋，從而導(dǎo)致沉積物中的Eu發(fā)生分離、虧損。
2沉積環(huán)境地球化學(xué)標(biāo)志
鹽度是劃分沉積環(huán)境，區(qū)分海陸相沉積物的重要標(biāo)志，不同鹽度條件下形成的沉積物，其元素分配不同。在沉積作用過程中，沉積為與介質(zhì)之間存在著復(fù)雜的地球化學(xué)平衡，不同元素在不同環(huán)境中的含量和比值就會(huì)存在差異。研究表明海相沉積物的Rb／K比值往往大于0．05，半咸水沉積物的介于0．03～0．05之間，淡水沉積物的則往往小于0．03。海相沉積物B／Ga比值大于4，而淡水沉積物的則小于3，半咸水沉積物的介于二者之間。Sr／Ba比值與鹽度呈正相關(guān)關(guān)系，據(jù)統(tǒng)計(jì)比值大于1者多為海相沉積，小于1者多為陸相沉積［4］。筆者之前在鋁土礦的研究中論證了K／Na比值也與沉積環(huán)境有關(guān)，比值大于1多為海相沉積，小于1者多為陸相沉積。在不同的沉積環(huán)境中Cr、Cu、Ni、V等元素的含量也有明顯差異，一般情況下，海相沉積物比陸相沉積物高三分之一至一倍。另外氧同位素、稀土中的Ce、Eu虧損可以判別環(huán)境溫度，氧化還原條件的指標(biāo)［4］。根據(jù)表1將判別研究區(qū)沉積環(huán)境鹽度指標(biāo)計(jì)算列于表3，由于表中無元素B的含量（未檢出）。表中B／Ga比值計(jì)算用的硼值引用貴州地質(zhì)科學(xué)研究1986）測試的道真4件鋁土礦中硼的平均值76×10－6計(jì)算［5］，計(jì)算值偏大但不影響沉積環(huán)境評(píng)價(jià)。從表可見：研究區(qū)Rb／K比值：鋁土礦為0．002～0．007，鋁土巖為0．003～0．006，均小于0．03，比值差異不大。B／Ga比值：鋁土礦為1．1～1．7，鋁土巖為1．0～2．5，均小于3，鋁土礦的比值較為穩(wěn)定。計(jì)算的兩項(xiàng)比值都落入陸相環(huán)境的判別值的范圍。Sr／Ba比值：新民、桃園的鋁土礦和瓦廠坪的鋁土巖比值均大于1，巖坪、瓦廠坪鋁土礦的比值均小于。該項(xiàng)比值在海陸相判別值附近波動(dòng)。K／Na比值巖坪鋁土礦大于1，其余礦床鋁土礦和鋁土巖K／Na比值均小于1。新民、瓦廠坪Sr／Ba比值上部大于下部，有自下而上從淡水向咸水逐漸咸化的指示。Cr、Cu、Ni、V沒有明顯的分相差異。稀土元素總體富集，REE中Ce正異常，Eu弱負(fù)異常，顯示氧化還原條件較為復(fù)雜。氧同位素?fù)?jù)對(duì)南川大佛巖鋁土礦的測試，高嶺石的δ18O‰值為18．7‰，小于海水中結(jié)晶高嶺石的δ18O‰值（一般大于23‰），大于熱液高嶺石的δ18O‰值（一般5‰～15‰），全部落在美國現(xiàn)代土壤和我國風(fēng)化高嶺石的δ18O‰值范圍內(nèi)，反映的是大陸氣候條件下的沉積物［6］。
3沉積環(huán)境分析
加里東期奧陶紀(jì)－志留紀(jì)時(shí)，區(qū)內(nèi)西南方向有顯著隆起，形成西南高東南低的古地貌形態(tài)。廣西運(yùn)動(dòng)加劇了古地貌的臺(tái)升，長期遭受剝蝕，直至海西旋回開始后二疊世海侵，顯然產(chǎn)于中二疊統(tǒng)梁山組底部的鋁土礦是在由陸相到海相這一過程中沉積的。現(xiàn)代沉積環(huán)境研究表明，碎屑狀、致密塊狀、土狀－半土狀泥晶鋁土礦沉積于靜水環(huán)境。鮞狀、豆鮞狀以及局部分選性較差的碎屑狀鋁土礦沉積于淺水動(dòng)蕩環(huán)境，證明該區(qū)鋁土礦是靜水或局部短暫動(dòng)蕩環(huán)境的沉積產(chǎn)物。由于鮞粒狀鋁土礦分布較廣，也可以認(rèn)為是準(zhǔn)平原化后深淺變化頻繁的波狀水體環(huán)境的沉積產(chǎn)物。高嶺石大于蒙脫石、伊利石和水云母的礦石組合說明鋁土礦沉積以陸相淡水環(huán)境為主，因?yàn)闇嘏睗窕蜓谉岬拇箨懎h(huán)境有利于高嶺石礦物形成，海洋的堿性條件有利于形成蒙脫石和水云母。沉積環(huán)境地球化學(xué)標(biāo)志鹽度指標(biāo)總體判別為陸相淡水沉積環(huán)境，與鄰近南川大佛巖鋁土礦層中高嶺石氧同位素研究的結(jié)果一致。Sr／Ba比值、K／Na比值表現(xiàn)有局限海相環(huán)境。但Cr、Cu、Ni、V的含量與表現(xiàn)的海相沉積環(huán)境關(guān)系不大，推測在陸相淡水環(huán)境中局部存在咸化沉積環(huán)境、或者物源中Sr含量偏高的現(xiàn)象。這恰恰反映出陸相沉積環(huán)境的復(fù)雜性，與稀土中Ce、Eu異常證據(jù)相符。總之，研究區(qū)鋁土礦的沉積環(huán)境為陸相淡水環(huán)境，不排除炎熱氣候局部存在咸化的可能。
4結(jié)論
（1）貴州北部二疊系中統(tǒng)梁山組底部鋁土礦中地球化學(xué)元素種類豐富，以Al、Si、Fe為主，Ag、Li、W等微量元素相對(duì)富集，Al2O3的含量為45．7％～67．1％，A／S為2．6～6．3；礦石質(zhì)量較好，分布較廣，厚度穩(wěn)定，共伴生元素Ga、Li2O可綜合利用，是重要的鋁土資源基地。（2）礦石中微量元素組分分布特征基本一致，各礦床的微量元素組分成正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0．8，相關(guān)性明顯。表明各礦床的物質(zhì)來源和沉積環(huán)境基本一致。稀土元素分布模式及特征值也證實(shí)了這一結(jié)論。（3）礦床的稀土總量分布由南西向北東逐漸減少，垂向分布自下而上減少。Sr／Ba比值也表現(xiàn)為同一礦床下低上高。指示海水由北東向南西入侵，陸相環(huán)境遭受海侵，沉積環(huán)境由淡水向咸水演化。（4）微量元素、稀土元素特征及沉積環(huán)境地球化學(xué)標(biāo)志等多方面分析認(rèn)為，貴州北部鋁土礦沉積于陸相淡水環(huán)境。（5）研究區(qū)稀土整體較高，表明礦層及其下部存在高背景值集中區(qū)，應(yīng)引起研究重視。
作者：何文君向賢禮金中國單位：貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)局貴州理工學(xué)院