廣西宜州裂陷槽晚古生代演化與早石炭世沉積錳礦分布*

黃 恒 顏佳新 余文超

1廣西第四地質(zhì)隊，廣西南寧 530031 2中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430074

1 概述

滇黔桂地區(qū)晚古生代右江盆地不僅是了解華南地區(qū)晚古生代沉積古地理特征和演化的重點地區(qū)，也是了解華南板塊與印支地塊、云開地體等地塊相互關(guān)系，乃至東南亞地區(qū)晚古生代構(gòu)造演化的關(guān)鍵地區(qū)(曾允孚等，1995；吳浩若，2003)。右江盆地內(nèi)淺水碳酸鹽巖臺地和較深水硅泥質(zhì)沉積盆地共存的古地理格局和多樣性的晚古生代地層序列，為認(rèn)識該時期構(gòu)造古地理演化和古海洋環(huán)境提供了重要依據(jù)(侯明才等，2005；陳洪德等，2010)，也是該區(qū)能源和沉積礦產(chǎn)研究關(guān)注的重點(吳詒等，1987；馮增昭等，1999a；梅冥相等，2005；羅勝元等，2016)。

據(jù)廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，2012；廣西地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局,2019。桂中地區(qū)古地理圖根據(jù)本次研究成果有修改圖 1 廣西早石炭世沉積-構(gòu)造古地理圖Fig.1 Sedimentary and tectonic palaeogeography map of the Early Carboniferous in Guangxi

廣西合山—來賓—柳州地區(qū)，即通常所說的桂中坳陷的北部地區(qū)，位于右江盆地東部，主體位于南丹—昆侖關(guān)斷裂帶以東(圖 1)。由于晚古生代深水沉積現(xiàn)象不典型，也缺乏相應(yīng)的火山噴發(fā)沉積，因而對其晚古生代盆地性質(zhì)、盆地范圍和發(fā)育歷史方面的研究程度遠不及其西側(cè)的右江盆地。但是該地區(qū)是右江盆地向東連接湘桂盆地的關(guān)鍵地帶，河池—宜州—柳州一線是廣西北部桂北地層分區(qū)和廣西中部的桂湘贛地層分區(qū)的分界線、新元古代三級構(gòu)造單元雪峰—四堡古島弧與湘桂被動陸緣的分界線(廣西地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局，2019)、古生代—中生代雪峰山南段構(gòu)造體系和桂中坳陷構(gòu)造體系的分界線(劉博等，2009)、華南晚古生代上揚子碳酸鹽巖臺地南部邊緣帶(劉寶珺和許效松，1994)，故該盆地演化歷史研究具有重要的科學(xué)意義。近期地表找礦地質(zhì)調(diào)查表明，河池—柳州早石炭世深水沉積相帶碳酸錳礦具有較好的勘探潛力。但該地區(qū)沉積古地理和構(gòu)造古地理研究工作尚不足，直接影響到了目前在該區(qū)開展的與沉積礦產(chǎn)有關(guān)的找礦工作部署。

在梳理廣西晚古生代“臺-盆并存”沉積古地理資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣西宜州—柳州一帶區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，通過對裂陷槽盆地及鄰區(qū)的地層和沉積相對比，建立了裂陷槽盆地的時空對比格架，明確了宜州裂陷槽晚古生代的分布范圍；通過對裂陷槽的初始形成、演化及充填過程的研究，還原了宜州裂陷槽晚古生代沉積演化歷史；并簡略討論了區(qū)內(nèi)早石炭世碳酸錳礦分布規(guī)律及其與裂陷槽演化的關(guān)系。

2 晚古生代廣西裂陷盆地的構(gòu)造背景

2.1 右江盆地區(qū)域構(gòu)造背景

右江盆地位于上揚子地臺南部，由于其所處的特殊大地構(gòu)造位置、晚古生代獨特的沉積古地理特征以及連續(xù)和多樣的晚古生代地層序列，一直是相關(guān)學(xué)科關(guān)注的重點地區(qū)。最早黃汲清先生將“江南古陸”及其以南的中國南部劃分為加里東褶皺帶(任紀(jì)舜，1990)，但從古生代地層發(fā)育和沉積演化的角度看，右江盆地與上揚子地區(qū)相似性更高，應(yīng)屬上揚子地層大區(qū)(張克信等，2017)。晚古生代右江盆地沉積古地理面貌與上揚子地區(qū)存在顯著差別，最大的特點是淺水碳酸鹽巖臺地和盆地相互共存(曾允孚等，1992；馮增昭等，1999b)，這成為研究該區(qū)盆地沉積演化歷史的主要依據(jù)(陳洪德和曾允孚，1990；劉文均等，1993；夏文臣等，1995；曾允孚等，1995)。隨著超基性巖、海底火山巖在該地區(qū)的發(fā)現(xiàn)，右江盆地古特提斯域構(gòu)造特征研究開始得到重視(張伯友和楊樹鋒，1995；王忠誠等，1997；吳根耀等，2000)，相繼提出了該區(qū)屬于古特提斯多島洋環(huán)境的認(rèn)識(吳浩若等，1994；殷鴻福等，1995；馬文璞，1996；吳根耀等，2000)。通過對欽防海槽下古生界物源分析，認(rèn)為廣西欽防地區(qū)、云南哀牢山地區(qū)和海南島在志留紀(jì)早期古地理位置相近(Xuetal.,2017)，右江盆地海西—印支期是一個在南華系—加里東造山帶基礎(chǔ)上再生裂陷的大陸邊緣盆地，成因上與金沙江—哀牢山古特提斯洋盆關(guān)系密切，淺水碳酸鹽巖臺地與臺間海槽相間的盆地結(jié)構(gòu)與大陸邊緣裂谷作用有關(guān)(Chenetal.,2001；杜遠生等，2013)。

2.2 右江盆地晚古生代“臺—盆并存”古地理格局

右江盆地晚古生代沉積古地理格局的突出特征是淺水碳酸鹽巖臺地與較深水硅泥質(zhì)沉積盆地并存，表現(xiàn)為淺水碳酸鹽巖臺地以淺水碳酸鹽沉積為主，底棲生物繁盛，地層厚度大，臺地邊緣發(fā)育生物礁；而較深水盆地發(fā)育硅泥質(zhì)沉積。這使其成為中國淺水(孤立)碳酸鹽沉積相模式、地層模式(南丹型和象州型)建立的地區(qū)(范嘉松等，1979；馮增昭等，1997；關(guān)士聰?shù)龋?980；劉寶珺和許效松，1994；顏佳新等，2019)。目前已經(jīng)有很多學(xué)者專門針對這些淺水碳酸鹽巖臺地開展過系統(tǒng)沉積學(xué)研究，如平果孤立碳酸鹽巖臺地(羅強和侯方浩，1990)、樂業(yè)孤立碳酸鹽巖臺地(王新強和史曉穎，2008)、高龍孤立碳酸鹽巖臺地(梅冥相等，2003)、天峨孤立碳酸鹽巖臺地(劉超等，2014)、來賓—合山孤立碳酸鹽巖臺地(姚堯等，2012)等，趨向于認(rèn)為基底構(gòu)造背景和臺緣同生斷裂活動對這些臺地演化具有重要控制作用(陳洪德和曾允孚，1990；劉寶珺和許效松，1994；夏文臣等，1995；馬永生等，2009)。

被動大陸邊緣的差異下沉及同沉積斷裂的活動，控制著右江盆地淺水孤立碳酸鹽巖臺地的演化，也體現(xiàn)在研究區(qū)沉積古地理圖的編制工作中(梅冥相等，2004)。但是隨著盆地演化和海平面變化，臺地邊緣位置實際上是在不斷變化中(姚堯等，2012；顏佳新等，2019)，在目前已經(jīng)發(fā)表的右江盆地晚古生代沉積古地理圖中不同時期的孤立碳酸鹽巖臺地規(guī)模、臺地邊緣位置等相差極大，因此各時期古地理圖清理工作仍將是一項極為艱巨的工作，但也是深入認(rèn)識該區(qū)沉積盆地演化的關(guān)鍵所在。為了更清楚地反映廣西晚古生代裂陷盆地的分布范圍，本次研究以廣西1︰50萬大地構(gòu)造相圖(廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，2012)和廣西地質(zhì)志(廣西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，2019)為基礎(chǔ)，主要側(cè)重?fù)P子臺地東南緣碳酸鹽巖臺地相區(qū)和深水臺溝相區(qū)分布，修編了廣西早石炭世沉積古地理圖(圖 1)。

值得指出的是羅甸—南丹—河池深水沉積相帶過河池以后的走向問題。在較早的沉積古地理圖和沉積盆地演化研究中，多數(shù)研究者認(rèn)為該同沉積斷裂相應(yīng)的(裂陷海槽)較深水沉積相延伸至河池南東方向不遠處(陳洪德，1988；陳洪德和曾允孚，1990；夏文臣等，1991)；但在沉積盆地成因分析中，將南丹—河池同沉積斷裂類比右江盆地西部其他的NW向同沉積斷裂(如那坡—龍州斷裂、田林—百色斷裂等)，并將其向SE方向延伸(曾允孚等，1995)，導(dǎo)致現(xiàn)在絕大多數(shù)沉積古地理圖中將來賓—合山孤立碳酸鹽巖臺地西界止于該斷裂，將丹池裂陷海槽的較深水沉積相帶一直向南東延伸，使其分隔泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)東側(cè)的桂中(馬山—合山)碳酸鹽巖臺地和西側(cè)的巴馬—都安孤立碳酸鹽巖臺地。實際上，該帶出露的泥盆系、石炭系、二疊系淺水碳酸鹽巖地層是基本相鄰的，缺乏相應(yīng)的硅泥質(zhì)沉積地層和反映較深水沉積環(huán)境的證據(jù)，表明該深水沉積相帶沒有向南東方向延伸(圖 1)。

2.3 宜州裂陷槽

本次研究表明，泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)羅甸—南丹—河池同沉積斷裂不再向SE方向延伸，而是向東延伸進入宜山—柳州地區(qū)。與羅甸—南丹—河池一帶類似，南丹—宜州—柳州一帶地層厚度和沉積相明顯受到同沉積斷裂的控制，在此稱為宜州裂陷槽。

宜州裂陷槽總體呈EW走向，西起(南)丹(河)池盆地，途經(jīng)宜州，向東在柳州市附近匯入湘桂裂陷槽。宜州裂陷槽北部為桂北臺地，南部為桂中臺地(圖 1)。在大地構(gòu)造研究中，該帶也是2個重要構(gòu)造單元的分界線，分隔其北的雪峰山構(gòu)造體系和南側(cè)的桂中坳陷構(gòu)造體系。劉博等(2009)認(rèn)為河池—宜州斷裂帶是1條長期活動、具有多幕活動歷史的深大斷裂帶，經(jīng)歷了加里東期初始形成階段、海西期伸展裂陷階段、印支—燕山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)—擠壓變形疊加改造階段。

2.4 湘桂裂陷槽

湘桂裂陷槽也稱湘桂海盆，總體呈NE走向，晚泥盆世開始發(fā)育。在中國境內(nèi)南起憑祥，途徑南寧、柳州、桂林后進入湖南。周懷玲等(2014)將其作為劃分西部NW向右江盆地和東部NE向盆地的界線。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為NW向裂陷槽和NE向裂陷槽具有相同的地球動力學(xué)背景。受NW向和NE向2組同沉積斷裂活動的聯(lián)合控制，廣西晚古生代古地理呈現(xiàn)臺地—臺間海槽間列的格局。由于文中側(cè)重于晚古生代宜州裂陷槽發(fā)展歷史，對湘桂裂陷槽不再贅述。

目前仍然未有系統(tǒng)針對宜州裂陷槽的地層學(xué)和沉積學(xué)研究，且已有研究對該深水相帶的規(guī)模和發(fā)育歷史的認(rèn)識相差很大(馮慶來，1994；劉寶珺和許效松，1994；馮增昭等，1999b；梅冥相等，2004；彭中勤等，2014)。文中將通過地層對比和沉積學(xué)研究，逐步展示該裂陷深水盆地的沉積演化歷史。

3 宜州裂陷槽盆地的形成和演化

3.1 地層序列與沉積相時空差異

河池—宜州—柳州一線南北兩側(cè)在地層序列和沉積特征方面存在顯著差異，是廣西北部的桂北地層分區(qū)和廣西中部的桂湘贛地層分區(qū)的分界線，但是其在晚古生代不同時期的表現(xiàn)是不一樣的。

泥盆系在宜州—柳州一帶出露較少，中泥盆統(tǒng)信都組為混積的濱岸陸源碎屑—碳酸鹽沉積，東崗嶺組為淺水開闊臺地碳酸鹽沉積，上泥盆統(tǒng)融縣組為局限臺地相白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。但在中部宜州拉利—北牙一帶，上泥盆統(tǒng)下部為中—薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖，夾生物屑灰?guī)r透鏡體和含錳的硅泥質(zhì)沉積，上部為中薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、扁豆?fàn)罨規(guī)r，夾薄層泥巖，分屬榴江組和五指山組，體現(xiàn)了盆地相—深水陸棚相沉積特征(圖 2)。

圖 2 桂中宜州地區(qū)晚古生代地層沉積序列Fig.2 Sedimentary sequence of the Late Paleozoic in Yizhou area，central Guangxi

宜州—柳州一帶石炭系與二疊系出露較廣，晚石炭世是研究區(qū)地層特征空間差異最大的時期。宜州—柳州一線以南地區(qū)，早石炭世—晚石炭世早期繼續(xù)發(fā)育淺水碳酸鹽沉積。如在宜州北山西南部，下部隆安組和都安組主要為泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖。宜州—柳州一線以北地區(qū)，陸源碎屑物質(zhì)輸入影響明顯，由北向南陸源碎屑物質(zhì)逐漸減少、碳酸鹽沉積逐漸增加，地層包括堯云嶺組、英塘組、黃金組、寺門組、羅城組(圖 2)，其中堯云嶺組、英塘組、黃金組為濱岸陸源碎屑—碳酸鹽巖混合沉積，寺門組為濱海沼澤—海陸交互沉積，羅城組為碳酸鹽巖開闊臺地相帶潮下低能沉積。但是在宜州—柳州沿線，包括西部的拉利—北牙、中部馬泗—里苗—大塘和東部的柳州一帶，石炭系鹿寨組主要巖性為薄層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖和薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，下部泥巖中普遍含碳、磷和錳等礦物；之上的巴平組，下部主要為中薄層泥晶灰?guī)r夾硅泥質(zhì)沉積，中部為中薄層狀含錳泥晶灰?guī)r，上部發(fā)育中—厚層狀礫屑灰?guī)r、礫屑白云質(zhì)灰?guī)r；整體沉積環(huán)境屬于盆地—深水陸棚沉積環(huán)境，且在巴平組內(nèi)明顯表現(xiàn)出向上變淺趨勢。大埔組分布廣泛，為局限臺地相白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，在北側(cè)陸源碎屑影響區(qū)和南側(cè)碳酸鹽巖臺地相區(qū)均有發(fā)育，在宜州—柳州沿線的巴平組中也有表現(xiàn)，代表了該時期的一次區(qū)域性海退。

黃龍組和馬平組分布廣泛，整體為一套較穩(wěn)定的淺水碳酸鹽沉積旋回。在宜州—柳州沿線，與黃龍組和馬平組相對應(yīng)的地層為南丹組，厚度巨大。南丹組在拉利剖面厚1218im，在柳州塘嶺剖面厚度達到2375im，主要巖性為中—薄層泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)條帶或含燧石結(jié)核泥晶灰?guī)r，夾礫屑灰?guī)r。自下而上沉積水深逐漸變淺，上部夾白云巖。

從早二疊世棲霞期開始，沉積空間分異現(xiàn)象消失，全區(qū)依次發(fā)育棲霞組、中二疊統(tǒng)茅口組和上二疊統(tǒng)合山組及大隆組。

上述地層時空格架表明，研究區(qū)在中泥盆世初期開始海侵，至中泥盆世晚期發(fā)展成為淺水碳酸鹽巖臺地，晚泥盆世開始出現(xiàn)沉積相分異。沉積相分異在早石炭世最為明顯，晚石炭世—早二疊紀(jì)早期差異逐漸變小，至棲霞期—晚二疊世全區(qū)地層分布趨于一致(圖 2)。

3.2 沉積盆地演化

3.2.1 南北向地層對比

為了深入了解南丹—宜州—柳州斷裂帶在晚古生代期間的沉積古地理變化，本次進行了近EW向和近SN向2個方向的地層和沉積相對比。近南北向?qū)Ρ绕拭姘?條實測剖面，由南向北依次為：宜州北山弄茶剖面、宜州拉利—北牙剖面、宜州米糧山剖面和融水北高剖面(圖 3)。

圖 3 桂中宜州地區(qū)泥盆系—下石炭統(tǒng)南北向地層對比Fig.3 Correlation of lithology columns of the Devonian-Lower Carboniferous in N-S trend in Yizhou area，central Guangxi

在南北對比斷面中部的宜州拉利—北牙剖面，中泥盆統(tǒng)東崗嶺組以泥晶灰?guī)r為主，雖然中部夾有硅質(zhì)團塊和硅質(zhì)條帶，但是整體碳酸鹽巖臺地相特征還是較為清楚的。上泥盆統(tǒng)榴江組整體以硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖為主，并含有沉積錳礦，顯然已經(jīng)具有盆地相的特征(圖 3)。晚泥盆世晚期的五指山組中薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r和扁豆?fàn)罨規(guī)r，呈現(xiàn)陸棚相特征。進入早石炭世，鹿寨組以硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖為主，普遍含磷質(zhì)和錳質(zhì)，并富含有機質(zhì)，生物化石見放射蟲、海綿骨針和菊石，體現(xiàn)了典型的盆地相特征。整體來看，拉利—北牙剖面為該南北向?qū)Ρ葦嗝娉练e環(huán)境水深最大的部位(圖 3)。上述晚泥盆世—早石炭世的陸棚—盆地相沉積特征，意味著宜州一帶在晚泥盆世已經(jīng)開始形成裂陷盆地(圖 4-①)，至石炭紀(jì)早期已經(jīng)發(fā)展成為較典型的裂陷盆地。

在早石炭世期間，由于來自北側(cè)江南隆起帶陸源碎屑物質(zhì)的輸入，在桂北地區(qū)自北而南呈現(xiàn)砂巖—粉砂巖—泥巖和鈣質(zhì)泥巖、泥晶灰?guī)r的漸變。不過在靠近裂陷盆地的宜州米糧山剖面，下石炭統(tǒng)下部英塘組仍發(fā)育較多的硅質(zhì)泥巖，地層厚度大，可能也反映了大量陸源輸入對裂陷盆地的充填(較大的可容空間)，使得盆地呈現(xiàn)不對稱充填的特點(圖 4-②)。受該裂陷海槽的阻隔，南側(cè)桂中地區(qū)仍保持清水碳酸鹽巖臺地環(huán)境。持續(xù)的陸源碎屑物質(zhì)充填，加上全球海平面下降影響，宜州—柳州一帶與其南北兩側(cè)的淺水沉積區(qū)一樣，在大浦組沉積期間發(fā)育白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，反映裂陷盆地在晚石炭世初期已經(jīng)基本上被填平(圖 4-③)。

①晚泥盆世拉張形成宜州裂陷槽； ②早石炭世江南古陸抬升導(dǎo)致裂陷槽盆地非對稱充填； ③晚石炭世海平面下降造成裂陷槽盆地逐漸萎縮填平圖 4 桂中宜州裂陷槽盆地晚古生代演化Fig.4 Evolution of the Late Paleozoic Yizhou aulacogen in，central Guangxi

3.2.2 東西向地層對比

近東西向?qū)Ρ葦嗝姘?條實(修)測剖面，由西向東依次為：南丹羅富剖面、宜州拉利—北牙剖面、馬泗塘嶺剖面、柳江太陽村剖面和象州運江剖面。該組剖面西連丹池裂谷盆地，向東匯入湘桂裂陷槽，較好地體現(xiàn)了宜州裂陷槽沿EW延伸方向的變化(圖 5)。

圖 5 桂中宜州地區(qū)泥盆系—下石炭統(tǒng)東西向地層對比Fig.5 Correlation of lithology columns of the Devonian-Lower Carboniferous in E-W trend in Yizhou area，central Guangxi

在東西向?qū)Ρ绕拭娴奈鞫藶榈湫偷牡こ嘏璧爻练e，下泥盆統(tǒng)郁江組潮坪鈣泥質(zhì)沉積之上為塘丁組深色細(xì)粒陸源碎屑巖、泥巖和硅質(zhì)巖，再向上為中泥盆統(tǒng)羅富組黑色碳質(zhì)泥頁巖，產(chǎn)竹節(jié)石和浮游介形蟲；上覆上泥盆統(tǒng)榴江組薄層硅質(zhì)巖和硅質(zhì)泥巖，也盛產(chǎn)浮游類竹節(jié)石、介形蟲和菊石，為華南地區(qū)泥盆系南丹型(斷陷海槽型)沉積的命名地區(qū)，被視為中國南方晚古生代海相深水沉積識別的重要參考，其深水沉積開始時間早、持續(xù)時間長。

對比剖面東段的象州運江剖面，中泥盆統(tǒng)東崗嶺組生物碎屑微晶灰?guī)r發(fā)育，反映該區(qū)中泥盆世的碳酸鹽巖臺地特征。但是上泥盆統(tǒng)榴江組主要為薄層狀硅質(zhì)巖，含竹節(jié)石化石，五指山組主要為扁豆?fàn)罨規(guī)r，反映了陸棚與盆地相特征，因此宜州裂陷槽東段在晚泥盆世也應(yīng)該已經(jīng)開始發(fā)育(圖 5)。

對比剖面中段包括拉利—北牙、塘嶺和太陽村3個剖面，從地層序列和沉積特征看，拉利—北牙剖面與南丹羅富地區(qū)上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)相似，但是在羅富地區(qū)，上泥盆統(tǒng)五指山組為中—厚層扁豆?fàn)罨規(guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r和薄層泥晶灰?guī)r，而在宜州拉利—北牙剖面，五指山組主要為中—厚層狀微晶灰?guī)r、扁豆?fàn)罨規(guī)r，這種扁豆?fàn)罨規(guī)r減少、層狀微晶灰?guī)r增加的巖性組合差別可能反映了水體深度向東有所變小(圖 5)。而在塘嶺和太陽村剖面上，上泥盆統(tǒng)融縣組為白云巖、鮞?；?guī)r，屬典型的碳酸鹽巖臺地沉積。因此在晚泥盆世，拉張裂陷地區(qū)可能僅限于裂陷槽的東西兩端(圖 6)。

圖 6 桂中宜州裂陷槽晚古生代古地理演化Fig.6 Palaeogeographic evolution of the Late Paleozoic Yizhou aulacogen in central Guangxi

下石炭統(tǒng)鹿寨組東西兩端地層厚度大,硅質(zhì)巖和碳硅質(zhì)泥巖發(fā)育,體現(xiàn)了典型的裂陷海槽特征。 裂陷海槽中段也發(fā)育硅泥質(zhì)沉積,但是沉積特征略有差異：拉利—北牙一帶沉積物以硅質(zhì)巖為主,陸源物質(zhì)較少,夾多層透鏡狀海百合莖硅質(zhì)巖； 里苗、 塘嶺一帶陸源物質(zhì)較多,沉積物以泥巖為主,頂部夾1套厚數(shù)米的淺綠色、 褐綠色中層狀凝灰?guī)r、 凝灰質(zhì)泥巖,整體也體現(xiàn)了較為深水的沉積背景。

巴平組的沉積特征整體差異較小，至大浦組沉積時基本趨于一致，反映了裂陷海槽的結(jié)束。值得指出的是，在柳州以西的太陽村一帶，早石炭世地層(羅城組)淺水陸源碎屑物質(zhì)較多的沉積特征與桂北類似，但是其南側(cè)發(fā)育較多的淺水碳酸鹽沉積又與其有差別，在此暫且將其視為“孤立臺地”獨立出來(圖 5，圖 6)。

a—宜州裂陷槽晚泥盆世古地理圖； b—龍頭-北牙成礦區(qū)錳礦分布圖；c—馬泗-洛富成礦區(qū)錳礦分布圖圖 7 桂中宜州裂陷槽內(nèi)沉積錳礦分布Fig.7 Distribution of manganese deposits in Yizhou aulacogen，central Guangxi

4 宜州裂陷槽演化與沉積錳礦分布

在宜州—柳州一帶分布著多個早石炭世沉積型碳酸錳礦(圖 7)。含礦層位為石炭系巴平組(C1-2b)中部，最多夾4層碳酸錳礦。含礦層分布不穩(wěn)定，呈透鏡狀向兩端尖滅，其中具工業(yè)價值的為Ⅱ、Ⅳ礦層，品位最高可達24%。區(qū)內(nèi)淺部礦石為氧化錳，深部為碳酸錳。

含礦巖性主要為含錳微晶灰?guī)r、礫屑灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r。礦層底板巖性主要為夾硅質(zhì)團塊或者條帶的微晶灰?guī)r，頂板巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r及角礫狀白云巖。含錳巖系整體處于一個從深水斜坡相向臺地邊緣相快速轉(zhuǎn)變的退積型層序中。含錳巖系之上2～5im處普遍發(fā)育1層厚0.5～1.5im的中厚層狀豆鮞粒灰?guī)r，是研究區(qū)碳酸錳礦的找礦標(biāo)志。

從現(xiàn)有勘探資料來看，該帶的早石炭世沉積錳礦均分布于裂陷槽盆地中。西段龍頭、拉利、同德、山等礦區(qū)呈北西向展布，稱為龍頭—北牙成礦區(qū)；東側(cè)的洛東、洛富、里苗、馬泗、里高礦區(qū)呈北東向展布，稱之為馬泗—洛富成礦區(qū)。兩者成礦分帶性明顯。

在龍頭—北牙成礦區(qū)(圖7-b)，龍頭錳礦和陳村錳礦分布于宜州裂陷槽的龍頭—北牙段，近北牙斷裂分布，錳礦層厚度和品位在靠近北牙斷裂處較大/高，呈透鏡狀向北尖滅，其中龍頭錳礦為桂中地區(qū)早石炭世沉積錳礦代表性礦床。拉利錳礦和同德錳礦分布于裂陷槽北側(cè)，主要為氧化淋濾后富集形成的，其中同德錳礦靠近宜州裂陷槽北緣斜坡處，錳礦厚度和品位滿足工業(yè)指標(biāo)，南側(cè)錳礦品位未達工業(yè)指標(biāo)。山等錳礦主要分布于北西向斷裂兩側(cè)，向四周尖滅，近斷裂處錳礦品位基本達到工業(yè)指標(biāo)，礦點周圍亦有少量氧化淋濾富集后形成的錳礦床。

馬泗—洛富成礦區(qū)(圖7-c)分布于宜州裂陷槽東段。馬泗—里苗錳礦為近年來發(fā)現(xiàn)的大型—超大型礦床，礦層分布穩(wěn)定且品位較好，向桂中碳酸鹽巖臺地方向尖滅，向東受斷層控制埋藏較深。洛富錳礦分布于洛富村西北，受北東向、北西向多組斷層控制，礦層穩(wěn)定且品位較好，但分布較為局限。洛東錳礦礦脈沿南西—北東方向分布穩(wěn)定，分布范圍較大，但品位略低。

由于目前勘探過程中測試的錳礦石品位除與原生沉積環(huán)境有關(guān)以外，還與地表風(fēng)化—水文條件有關(guān)，單純的品位數(shù)據(jù)不足以說明沉積錳礦的原生沉積環(huán)境。但是上述2個沉積錳礦區(qū)內(nèi)的礦點和礦床皆產(chǎn)出于宜州裂陷槽盆地中，且在盆地邊緣斜坡相帶成礦最好，清楚地表明這些沉積型錳礦的成因與宜州裂陷槽盆地演化相關(guān)，可以視為宜州裂陷槽發(fā)育的佐證之一，也為該區(qū)沉積型錳礦的進一步勘探提供了思路。研究區(qū)內(nèi)龍頭—北牙錳礦成礦區(qū)和馬泗—洛富錳礦成礦區(qū)的形成與宜州裂陷海槽之間的成因聯(lián)系，值得在后續(xù)相關(guān)研究中予以高度重視。

5 結(jié)論

1)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對河池—宜州—柳州一帶晚古生代地層系統(tǒng)的地層學(xué)和沉積學(xué)研究，恢復(fù)了宜州裂陷槽在晚古生代的演化歷史。裂陷槽盆地的形成和演化可能受控于揚子地臺南緣晚古生代伸展的大地構(gòu)造背景。從中泥盆世開始，隨著右江盆地(緊鄰的為丹池盆地)和湘桂裂陷盆地的差異下沉，宜州裂陷槽盆地可能從東西兩端開始斷陷下沉，至早石炭世期間成為典型的裂陷盆地。在大量來自北側(cè)陸源碎屑物質(zhì)注入充填的背景下，裂陷盆地呈現(xiàn)南北兩側(cè)不對稱的特征，并于早石炭世后期被逐漸填平。

2)在河池—宜州—柳州一帶發(fā)育多個早石炭世沉積型碳酸錳礦床，其分布均限于宜州裂陷槽內(nèi)。錳礦點分布、含礦地層序列及其斜坡相的沉積背景，均暗示著這些沉積錳礦的成因與宜州裂陷槽發(fā)展存在密切聯(lián)系，值得在后續(xù)研究中予以重視。