用上二叠统合山组碎屑岩地球化学特征示踪桂西地区铝土矿的物质来源

本项目在对桂西地区上二叠统合山组进行野外地层学、沉积学和矿床学研究的基础上，选择若干典型剖面对合山组碎屑岩（包括铝土矿和粘土质铝土岩）进行系统的矿物成分、主微量分析、Nd同位素示踪和碎屑锆石U-Pb定年及其微区Hf和O同位素测定，确定合山组碎屑岩与铝土矿的成生联系，利用合山组碎屑岩的元素-同位素特征示踪桂西上二叠统古风化壳型铝土矿的物质来源，这不仅可能为该区争论不休的铝土矿物源问题提供新证据，为铝土矿进一步勘探提供科学依据，而且可能对特提斯北缘火山弧演化的研究积累资料

喀斯特型铝土矿作为世界铝土矿的第二大矿床类型, 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, 先后提出了4种不同的物源区，但一直未得到合理解释。本课题对桂西那豆矿区合山组5个铝土矿和13 个碎屑岩样品进行了系统的矿物学、主微量、Nd同位素和碎屑锆石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(260.4±0.4 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，主微量元素和同位素特征显示源区岩石表现出酸性岩浆岩的特征, 碎屑岩和铝土矿中的锆石的εHf(t)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, 本课题提出了桂西铝土矿的物源主要来自古特提斯二叠纪岩浆弧，否定了前人的观点。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。