1) 泥盆系

泥盆系为一套白云质灰岩、白云岩、生物屑灰岩等岩性组合，颜色多为灰、灰黑色、米白色等多颜色，白云质灰岩常呈泥晶–细晶结构，灰岩多为生物碎屑结构、细晶结构，白云岩、灰岩均呈中层–厚层状以及块状等产出。灰岩层中偶含燧石结核。主要分布于矿区东部、东北部和西南部。

2) 石炭系

石炭系主要为一套灰岩夹泥质条带灰岩，颜色以深灰、灰黑色为主，岩石结构多为微晶或细晶，总体呈中–厚层状产出，总体岩层表现出一定的分层性，底部主要为深灰色、灰黑色薄层泥质条带灰岩及燧石结核，岩层中部为深灰色中–厚层砂屑灰岩，上部为深灰色厚层状微晶细晶灰岩，属于台地内部相。岩石以色深、层理清晰、含铁质泥质为特征，具水平层理、正粒序层理、压溶缝合线构造。产假乌拉珊瑚、泡沫内沟珊瑚、凯苏木珊瑚等化石。

3) 二叠系

二叠系为含矿岩系层，其中二叠系中统栖霞组主要为灰岩，颜色多呈深灰色，岩层又薄至中层状泥产出，岩层上部为中厚层泥晶灰岩，含泥质条带、硅质条带及结核，局部含磷，属于台地内部相。层厚0~250 m，主要分布于矿区西南部。

二叠系中统茅口组：岩性为一套生物碎屑灰岩，颜色为浅灰、灰白色，多为生物碎屑结构和微晶结构，呈中层状产出，少呈薄层或厚层状，岩层表现有粒序层理、平行层理、水平层理，灰岩中压溶缝合线构造明显。岩层属台地内部相，总体岩层中有夹少量白云岩、白云质灰岩。该组地层由于东吴运动等地质构造活动，导致地层被抬升剥蚀，顶部表现为凹凸不平的古侵蚀面，控制了沉积型铝土矿的分布与规模。该组生物化石繁多，以䗴类最为丰富，珊瑚、腕足次之，䗴类局部富集呈䗴灰岩。其他生物见海百合茎、藻类、腹足类、有孔虫、角石等。䗴类主要为费伯克䗴、新希瓦格䗴。地层厚度150~450 m。以茅口组灰白色生物屑灰岩与上覆合山组下部含碳质泥岩(煤层)、灰色、灰黄色、褐红色铁铝岩、含铁质泥岩、铝土矿(以上几层局部可能会缺失某一层或几层)分界，局部地区茅口组灰白色生物屑灰岩直接与上覆合山组下部深灰色燧石条带灰岩接触。总体二者呈平行不整合接触。

二叠系上统合山组：属于台地内部相，由上往下依次为深灰、灰黑色鲕粒灰岩、疤痕状灰岩、薄层钙质页岩、花斑状白云质灰岩、含生物屑燧石灰岩、含炭质泥质灰岩或煤层，底部为铁铝岩或铝土矿层。产南京䗴、古纺锤䗴、梁山珊瑚等化石。平行不整合于茅口组之上。厚度80~180 m。分布于陇练背斜两翼，呈北西向布展。该组地层是沉积型铝土矿唯一赋矿层位，是本次主要研究对象。其按岩性及特征可划分为两段：

合山组下段：底部为灰黑色铁铝岩，层状产出，砂屑状、碎屑状结构，致密块状构造，主要由黏土矿物、含铁绿泥石、黄铁矿及少量一水硬铝石等组成，该部分可能在部分地区缺失或较少出现。部分地区在铁铝岩之上存在铝土岩，呈褐黄色、灰黄色，层状(似层状)，厚0~2 m，主要由含铁泥岩、黄铁矿、一水硬铝石等组成。中部为灰色、青灰色、灰黑色、褐黄色铝土矿，呈似层状、层状产出，碎屑状结构，豆状、鲕状构造，剖面上的特点为：上部以豆状、假鲕状矿石出现较多，铁质较高，岩质坚硬；下部多见泥晶、砂屑等，以细粒状及胶状结构矿石为主，岩质较软，易风化成泥土状。本层在北部主要为铁铝岩，厚0~5 m。顶部为煤层或碳泥岩、碳质灰岩，为本区的含煤岩组。主要为碳质泥岩、碳质灰岩，煤层夹含碳灰岩及铝土矿小透镜体。煤质为亮煤、半亮煤、含有结核状、散点状黄铁矿，厚度欠稳定，厚0~3 m不等。对于该层的“铁–铝–煤(碳质泥岩)”这种含矿建造，部分地区表现出不稳定性，经常会缺失某一层或几层。可能由于茅口组与合山组的平行不整合接触面凸起处，以上相应层位相对较薄或容易缺失，接触面低凹处相对较厚、较稳定。

合山组上段：属台地内部相，深灰、灰黑色含生物碎屑燧石结核灰岩，浅灰色鲕粒灰岩，亮晶鲕粒结构。成分以方解石及玉髓为主，其次为碳质及白云石，少量高岭石与绢云母。具水平层理、底冲刷构造、压溶缝合线构造。生物有藻类、䗴类、珊瑚类、腕足类、有孔虫及少量海绵。燧石结核分布普遍，结核体为胶状玉髓。层中夹碳质页岩、煤线、黏土岩及少量黄铁矿。岩相变化大。厚10~120 m。以合山组上段含(假)鲕粒微晶灰岩(底具冲刷面)、灰色含燧石条带微晶灰岩与上覆三叠系马脚岭组深灰色泥质条带灰岩分界，二者呈整合接触。

二叠系上统领薅组：分布于矿区外围东侧福旦及南西方向东平一带，岩性主要为紫褐色、黄褐色、灰褐色中厚层状沉凝灰岩夹薄层状泥岩、泥岩、局部可见少许硅质岩，可见水平层理，层面平直，沉凝灰岩以中厚层状为主，泥岩厚度常底部较厚，向上变薄，该地层中沉凝灰岩较厚，为后面佐证矿物质来源于火山岩提供了较为直接的证据。

4) 三叠系

矿区内分布有下统马脚岭组、北泗组，中统果化组下段及中段。地层比较连续，沉积环境较为稳定。

下三叠统马脚岭组：属台地内部相，性为浅灰色薄板状灰岩、深灰–浅灰色凝质灰岩、鲕状灰岩，泥质条带灰岩夹泥岩，局部夹鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、凝灰岩。具波状层理、交错层理。产双壳类、牙形石、以及腹足类、腕足类、介形虫等化石。层厚80~170 m。整合于二叠灰岩之上。以马脚岭组(T1m)浅灰色中–薄层状泥质条带灰岩(鲕粒灰岩)与上覆北泗组灰白色厚–中层状白云岩分界，二者呈整合接触。

下–中三叠统北泗组：岩性为浅灰色白云岩，属台地内部相，下部为浅灰色、灰色鲕粒灰岩、含豆粒鲕粒灰岩、含砾屑鲕粒灰岩夹白云岩化灰岩、白云岩。中部为灰白色、白色、浅肉红色中–厚层状白云质灰岩夹白云岩、白云岩化鲕粒灰岩、鲕粒砂屑灰岩、深灰色泥质条带灰岩中部夹一层凝灰岩。上部为灰色、灰红色、褐红色中薄层状角砾状灰岩、微晶灰岩、砂屑灰岩、藻屑微晶灰岩，局部为含泥质条带砂屑灰岩。地层产菊石，牙形石等化石。地层厚度为300~1000 m。部分地区上部以白云质灰岩与果化组微晶灰岩整合接触或相变为百逢组泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩。

中三叠统果化组下段：岩性为上部灰岩、鲕状灰岩泥质灰岩、局部以白云岩为主，下部为浅灰色白云岩间夹一层凝灰岩，矿区背斜北东翼底部为火山碎屑岩(以凝灰岩为主)，背斜南西翼，底部火山碎屑岩缺失。

矿区外围北面，果化组相变为百逢组，底部为火山碎屑岩，其上部为页岩、粉砂岩、细砂岩。

矿区内构造发育，构造变形复杂，褶皱主要为NW向、近EW向背斜或向斜，如旧城背斜、太平向斜、那豆背斜和果化向斜等，大多发育平缓。在平果地区，地层倾角一般在10˚~20˚，褶皱两翼局部可达40˚，靖西地区的褶皱较平果地区稍陡，大多在30˚左右，仅局部地可见70˚左右的地层。断裂主要为NW-SE向和NE-SW向，也有少量近EW向断裂发育，断层纵横交错，使得本区地层被切割破碎，铝土矿矿体的规模、形态也因此受到影响。

构造活动对沉积型铝土矿矿体形貌影响很明显。在铝土矿及顶底板灰岩地层中，只有底板茅口组灰岩出现了古风化壳，这是在东吴运动的作用下形成的沉积间断，从晚三叠世到中三叠世，桂西地区的地层一直处于连续沉积、整合接触的状态，说明东吴运动的作用在本区仅表现为地壳抬升和下降以及海水的反复进退，没有形成明显的褶皱和断层。中三叠统之上以角度不整合的形式沉积有白垩系或古近系地层，说明本地区在印支期发生了陆内变形，从褶皱的角度来看，总体上变形稍弱，局部地区受挤压程度较高。

1) 褶皱

矿区主要发育有旧城背斜、太平向斜、那豆背斜和果化向斜。下面简述这几个褶皱的基本特征。

旧城背斜：位于太平–旧城、坡造–巴合之间。总体为近矩形、似穹窿状的箱状背斜，长约25 km，宽20 km。西南翼较完整，东南翼和轴部被断层破坏，轴线靠近东北翼，轴向走向为NW-SE，走向约320˚左右，两端向西弯转。轴部为上泥盆统融县组，翼部为石炭系和二叠系碳酸盐岩。背斜总体对称，西南翼较宽，东北翼稍窄。轴部较宽缓，岩层倾角多在10˚左右，呈微波状起伏；两翼自内而外逐渐变陡，最外缘为40˚~50˚，宛如箱状。

太平向斜处于旧城背斜与那豆背斜之间，在右江复式向斜构造背景影响下，整体构造线呈SE-NW方向展布。走向约300˚左右。向斜核部为三叠系早–中统北泗组和中统板那组地层，两翼为二叠系中统合山组和茅口组地层。

那豆背斜主体呈NW-SE，走向约310˚左右，基本属于对称褶皱，发育次一级的褶皱，基本呈NE向排列，背斜核部为泥盆系上统融县组地层，两翼为石炭系上统黄龙组、马平组、下统英唐组及二叠系中统合山组和茅口组地层。

背斜的转折端及两侧沉积铝土矿已被风化剥蚀，下部的碳酸盐岩通常受后期地表水作用溶蚀，破碎明显。背斜中的沉积铝土矿主要分布于两翼地层中，由于背斜两翼宽缓，因此保存下来的原生铝土矿仍然较多。向斜则呈现狭长紧闭形态，原生铝土矿基本得以较完整保存。那豆背斜和太平向斜被NW向右江断裂分隔。

2) 断裂

在右江复式向斜构造背景影响下，整体构造线呈SE-NW方向展布。岩层倾向210˚~235˚，倾角25˚~40˚，剖面上局部地层有揉皱现象。矿区内主要有NE和NW两组方向断裂较为发育，其中，NE组为张性断裂，陡倾角，发育规模不明，断距20~70 m，为破坏沉积型铝土矿层的断裂构造。NW组在野外出露较少，其发育情况有两种，一种为层间滑动，另一种为倾向北东的正断层，倾角60˚左右，断距一般6~20 m。该组断层也对矿体的连续性造成一定的破坏作用，但不太发育，对矿层的影响不大。

沉积型铝土矿矿石颜色多为青灰色，受风化程度影响呈现为红褐色、黄褐色等，受黄铁矿含量影响可表现为灰黄色，部分矿石含有少量碳质，表现为暗黑色。一水铝石主要呈长柱状自形结构、碎屑状结构、交代结构等，黄铁矿多呈半自形–自形结构和细粒草莓状结构，黏土矿物则呈细小鳞片状、泥状结构。

碎屑结构：主要由一水铝石组成，一水铝石呈泥晶状或结晶细小粒状，粒度变化较大，常伴有黏土矿物及隐晶质，多呈半自形－他形粒状、椭圆状、棱角状及不规则状分散布(图2(a))，部分碎屑磨圆较好，分选较差，碎屑颗粒大小在0.02~0.1 mm之间，含量约30%~40%。碎屑多见被黏土矿物胶结，碎屑间充填有黄铁矿，含量约15%。部分矿石中可见碎屑充填于豆(鲕)粒矿物当中，说明其存在重结晶过程，后期经历过压实或挤压构造变形，矿石中的矿物在后期被重新结晶充填于原始具豆(鲕)粒的矿石或结合体之中。

图2. 平果沉积型铝土矿镜下结构特征

自形–半自形结构：矿石主要由一水铝石、黄铁矿及黏土矿物组成。一水铝石呈长柱状或簇状(图2(b))，粒度多在0.1~0.3 mm之间。黄铁矿呈自形–半自形粒状，粒度多在0.04~1 mm之间，聚集成不规则状和团块状或呈星点状分布于铝土矿之中。少量黏土矿物呈片状，粒度0.05~0.1 mm，相对聚集成不规则团块状、条带状分布。一水铝石含量大于85%，黄铁矿5%~15%。

交代结构：镜下鉴定可见矿石中发育有石英细脉和方解石(图2(c))，宽度为0.02 mm左右，沿一水铝石边缘交代，石英细脉多穿插于方解石和一水铝石、黏土矿物之间，表明铝土矿经历过后期热液活动的改造。还见有一水铝石沿黄铁矿裂隙交代以及黄铁矿呈现交代残余现象。

细粒草莓状结构：黄铁矿主要呈分散细粒状分布于一水硬铝石之中，硬水铝石呈泥晶状或结晶细小粒状，粒度多小于0.03 mm，结晶细小粒状硬水铝石相对集中分布，或呈细小团块状、或呈扁平状。少量黏土矿物呈细小鳞片状，聚集成条带状分布(图2(d))。具黄铁矿假象的粒状褐铁矿呈长条状或团块聚集状零星分布。硬水铝石含量高于80%，多为致密状、土状铝土矿。

构造：矿石构造主要有豆状、鲕状、土状或半土状、砂屑状。

豆状构造：矿石中豆粒多为青灰色至深灰色，局部呈暗黑色，椭球状、扁椭球状，粒径大小约5 mm，最大可达20 mm，分布在铝土矿层的中上部，含量约20%~30%，多者可达40%左右。粒间常伴有黄铁矿以及黄铁矿流失孔洞，部分黄铁矿颗粒结晶较好，呈正立方体或五角十二面体，多呈星点状、聚集型分布，含量5%~10%，多者可达15%。其核部为一水硬铝石，长条柱状，具有一定的定向排列。核部周围被黏土矿物胶结，部分豆粒核部被黄铁矿或黏土矿物充填(图3(a))。

图3. 平果沉积型铝土矿构造特征

鲕状构造：矿石中鲕粒呈青灰色，粒径较小，含量约40%~55%，多者可达60%。形态呈浑圆状、球粒状或椭球状(图3(a))，集中于铝土矿层中下部，粒间伴有黄铁矿细小颗粒，多呈星点状分布，局部可见黄铁矿聚集成团块，含量约10%~20%，多者可达30%。鲕粒核部为一水硬铝石，多为不规则排列的柱状，镜下局部可见泥质胶结环带或黄铁矿充填。

豆、鲕状在铝土矿含矿岩系中上部常并存出现，部分粒径较大的豆粒中可见鲕核发育。矿石中鲕粒含量较豆粒含量稍多。豆、鲕核部可见有同心层状构造，常充填有黄铁矿或黏土矿物，充填的黄铁矿以星点状分布为主，呈亮黄色。

土状或半土状构造：青灰色、浅灰–灰黑色，可见有黄铁矿或铁矿物流失孔洞，结构疏松，多孔质轻，吸水性强，具2种结构(粒屑、泥–微晶)，结构中含基质成分较少，为氧化带中主要矿石类型(图3(b))。

砂屑状构造：深灰色–青灰色，铝矿物多聚集成呈不规则圆形、椭圆形、长条形的砾屑或团块等碎屑产出，碎屑粒径0.1~2 mm，胶结物为粒径小于0.004 mm的矿土矿物，断口粗糙(图3(c))。黄铁矿含量较少，多呈流失状态残留在孔洞中，部分聚集团块状分布。

致密块状构造：矿石中矿物分布均匀、集合紧密，一般含铁矿物较多。主要分布在铝土矿的底部或顶部，表明铁矿物一般风化较强，主要受在成矿成岩作用时元素的聚集经后期的压实成岩作用造成(图3(d))。

通过对铝土矿结构构造的研究分析，对野外具豆(鲕)状构造的铝土矿的形成和认识有进一步的提高，这对铝土矿的成因分析及富集规律具有重要的意义。由于地形差异，物质准原地风化形成了这些古红土型铝土矿，由于受湿润多雨的气候条件和平原地貌的控制，红土的铝土化过程较为彻底，大部分铁元素从古红土中淋失到临近洼地底部，在进一步的分异作用、成岩作用等作用下，形成黄铁矿聚集体。在这些沉积物中，古红土的机械搬运作用是豆(鲕)形成的关键，豆(鲕)的形状跟搬运的方式和次数有关。其主要成分为一水铝石(通过风化压实成岩作用形成一水铝石)＋高岭石或其他基质。湿润、多雨的气候条件下，起伏不定的古地形促使红土向岩溶洼地和漏斗迁移。由于受到古地形和地下水的影响，红土的铝土化程度很小，铁的淋失作用也比较弱，所形成的铝土矿中多见铁质矿物。由于海侵、压实、成岩等作用，平果地区古红土型铝土最终形成古岩溶型铝土矿。

在向古岩溶型铝土矿沉积的过程中时，经历了不同的地质改造。由于地形平坦，铝土矿矿床在海侵初期表现出较强的还原性，由于微生物的厌氧活动，赤铁矿/针铁矿被还原成大量的铁离子。分异后期及成岩期，铁离子与高岭石反应生成绿泥石，三水铝石在成岩期逐渐转化为硬水铝石。这种地质作用使大部分豆鲕的成分由三水铝石+高岭石变为硬水铝石+绿泥石。将球形、椭球型的豆鲕压缩成扁圆形、扁纺锤形的豆鲕，即压实作用对矿体的影响较大。总之认识矿石结构构造对矿化机制与过程具有重要意义。

通过室内显微镜等观察发现，沉积型铝土矿矿石主要矿物组分由铝矿物、钛矿物、铁矿物和黏土矿物组成。铝矿物主要为一水硬铝石，钛矿物主要为锐钛矿，铁矿物主要为黄铁矿，黏土矿物主要有高岭石、叶腊石、绿泥石等。

在区域内，地壳经历了大陆边缘裂谷盆地(早泥盆世晚期–石炭纪)、弧后盆地(二叠纪–早三叠世早期)、弧后前陆盆地(早三叠世晚期–中三叠世)的构造演化阶段。在右江褶皱系内，地壳运动以较稳定的台地隆升或槽盆沉降为主调，沉积盖层巨厚 [ 19 ] [ 20 ]，具岩浆活动及变质作用弱等地槽特征 [ 21 ]，按其断褶及隆升差异，区内的四级构造单元可分为隆林凸起、富宁–那坡断褶带、右江凹陷、都阳山凸起、靖西–田阳凸起、灵马断褶带、天等–大明山凸起及十万大山断陷等八大区，结构走向由西南部的北东向经东南部转向中–东北部的北偏西向，弧形特征明显。区内断裂发育，以北西及北东向两组为主，其中西部北西向较发育，东北部则是北东向较多，南部多有东偏北向。

在加里东运动时期，桂西地区大面积抬升成陆，遭受长时期的风化剥蚀。而泥盆纪至三叠纪基本上都是“台–盆相间”的古地理格局，沉积作用主要是海相沉积为主，浅水台地区以碳酸盐为主，深水盆地区除了中三叠世沉积厚度巨大的浊积岩以外，基本是以泥质岩、硅质岩为主，并夹有火山碎屑岩。晚二叠世早期的东吴运动则造成碳酸盐台地抬升成陆，发生风化剥蚀，晚二叠世晚期地壳沉降，碳酸盐台地又沉没水下接受碳酸盐沉积。就是由于东吴运动短暂的活动，造就了桂西地区中二叠统茅口组古岩溶风化面之上的上二叠统合山组沉积铝土矿的大面积分布。印支运动北东–南西方向的挤压应力使得平果地区下三叠统及其之下的地层发生折曲变形，形成轴向北西–南东、倾角较缓的旧城背斜、新圩南矿段向斜、那端背斜及该轴向的断裂，这些褶皱控制了沉积铝土矿的保存和风化剥蚀变为堆积铝土矿的范围和程度，断裂也在一定程度上改变铝土矿层的空间位置。燕山期由于新圩南矿段洋板块自东向西的俯冲及压力释放后的伸展，形成该区北东向或北东东向的褶曲和断裂，并可使印支期形成的北西向压性断裂发生张裂，对铝土矿层进一步改造。由于本区离新圩南矿段洋俯冲带较远，俯冲的远程效应相对较弱，因此本区燕山运动的强度不如印支运动强度大，印支运动基本上奠定了该区的构造格局，燕山运动在其上有叠加改造。

通过上述分析，结合野外调查、地层学分析及矿体地质特征研究发现，沉积型铝土矿的成矿和改造过程始终伴随着区域性构造运动的作用。桂西地区自晚古生代至早中生代经历东吴运动(地壳抬升)、印支期(挤压变形)和燕山期(拉张断裂)三期构造活动，构造运动改变了古地形地貌，控制了矿体形态和规模，并在成矿后对矿体进一步改造，表现为矿体形态和空间位置上的变化。

基底岩类为碳酸盐岩的地区对成矿最为有利，因为在古气候的酸性风化条件下，碳酸盐岩最容易被强烈的红土化，即碳酸盐岩基底易于发生喀斯特化，形成很多喀斯特洼地、漏斗等负地形，形成了含矿岩系的堆积空间，利于地表水及地下水的活动，继而导致红土化作用向深部发展，使沉积在基底上面的物质(如凝灰岩)风化形成古红土后堆积。另外，由于遭受过风化剥蚀后的碳酸盐岩，岩溶发育，孔隙率高，渗滤条件好，古红土再堆积覆盖在这样的岩类之上，对古红土的反复淋滤过程进行顺利，脱硅排铁的通道十分畅通，有利于铝土矿的形成。

沉积型铝土矿严格受成矿古基底形态的制约。古岩溶地貌，即准平原化的微凹凸地形，给矿床形成奠定了良好的成矿物质堆积场所。因此古基底的地形对矿体的形态、产状、规模及矿石质量都具有严格的控制作用。如果古岩溶基底凹陷深、范围大，则含矿岩系就会沉积厚、分布范围广，所形成的铝土矿就厚度大、矿体规模大、质量佳；如果古岩溶基底凹陷浅、范围小甚而凸起，那么含矿岩系就沉积薄以至尖灭、分布范围窄，形成的铝土矿就厚度薄、矿体小、质量差，甚至无矿。

根据对含矿岩系及沉积相的研究表明，合山组沉积时研究区为海陆交互相的古地理环境。合山组岩性为灰岩、泥质灰岩夹炭质页岩和煤层，底部有厚度不等的铁铝岩或铝土矿层。其岩性由纯灰岩相变为铁质黏土岩或铁铝岩、铝土质泥岩或铝土矿、煤层或碳质泥岩，显示潮坪相及陆相特点。合山组地层沉积厚度的变化表明其沉积时区域地貌古基底面存在起伏，但起伏不大，和准平原地貌的基本特点差别不大，说明了合山组沉积前研究区已经历了较长期的陆相表生地质过程，而合山组地层空间分布特点也显示了沉积型铝土矿的区域分布。

关于台地沉积型铝土矿的形成，既要求有高的降雨量，又要求有良好的淋滤条件。表生条件下铝的富集是被动的，良好的淋滤条件保证了风化壳中最易被淋溶的盐基离子能够充分地迁移到地下，促进了表层土壤碱性离子的贫化和表层土壤的酸化。在酸性土壤中，难溶硅可以形成硅酸，并向下迁移。很明显，台地的存在对于垂直输水淋滤冲洗具有重要地位，只有台地地形和下伏岩石的高孔隙度结合，才能保证铝铁分离和铝硅元素被动富集的过程能够继续进行 [ 22 ]。台地岩石裂隙发育程度高，延深大，淋滤冲洗延伸也大，矿层较厚。因此，稳定的台地保证了化学风化作用的长期进行和富铝过程的完全发育。