察爾其銅礦（西段）地質特征及成因分析

祁錦鵬

（且末縣邦泰礦業投資有限公司 且末 841900）

1 區域地質背景

礦區大地構造位置位于塔里木盆地北緣，拜城-庫車新生代盆地，銅礦山背斜北翼，構造簡單。隸屬塔里木－南疆地層大區-塔里木地層區-塔里木盆地地層分區-拜城地層小區。主要出露的地層有元古界、中新生界。元古界的結晶片巖系僅見于盆地東部的吐格爾明背斜軸部。中新生界地層發育完整，超覆不整合于元古界和古生界褶皺基底之上。中元古界長城系阿克蘇群僅在圖區西北角出露。新近紀海水退出，盆地為內陸河-湖盆地沉積。

圖1 察爾其銅礦西段區域地質圖

區內構造線總體走向為近東西向，褶皺、斷裂較為發育，其中褶皺多為線型褶皺，斷裂多為逆斷層。巖漿巖不發育。

出露變質巖主要為長城系阿克蘇巖群的區域變質巖，巖性組合為綠泥石絹云母石英片巖、綠簾石石英片巖、石英巖、綠泥石片巖、鈣質石英片巖、綠簾絹云母石英片巖藍閃石陽起石綠泥石片巖、綠泥石化灰巖夾含鐵石英巖。

區域位于塔里木盆地北緣，庫車-拜城新生代盆地，橫跨柯坪塔格（前陸盆地）Cu、Pb、Zn、Fe、U、Sn-煤-鹽類成礦亞帶（IV級）與庫東坳陷Cu、Fe、Au-鉀鹽-石油-天然氣成礦亞帶（IV級），屬塔拉克-康村一帶銅礦成礦遠景區（V級），已發現的礦產種類主要有：銅、煤等礦種。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區由新近系和第四系組成。根據巖性組合及巖相劃分到段至亞段，地層由老到新為：

2.1.1 新近系

礦區出露新近系地層為中-上新統康村組第四段（N1-2）k4，上新統庫車組第一段（N2k1）。

⑴中-上新統康村組第四段（N1-2）k4分6個亞段：

①康村組第四段第一亞段（N1-2k4-1）總體巖性組合由黃綠色、紅褐色薄至中層狀含礫不等粒砂巖構成；

②康村組第四段第二亞段（N1-2k4-2）為黃綠、灰綠色細-中粒砂巖與淡棕色泥質粉砂巖互層；

③康村組第四段第三亞段（N1-2k4-3）為黃綠色、紅褐色粉砂-粗粒狀不等粒砂巖，沉積韻律為粗到細粒，呈漸變關系，有四個沉積韻律。B含礦層位于該亞段頂部，含礦層上部淺紫紅色粉砂巖，中部為淺灰色泥灰巖夾淺灰色中細粒砂巖，下部紅色、雜色中粗粒砂巖。銅礦化主要產于雜色砂巖及其與泥灰巖接觸部位附近。B含礦層是礦區主要含銅層。層位穩定，工業礦體主要產在淺色的底部，屬于湖泊沉積；

④康村組第四段第四亞段（N1-2k4-4）為黃綠、灰綠色中-細粒砂巖（局部含礫）與淡棕色泥質粉砂巖互層，屬于河流相沉積；

⑤康村組第四段第五亞段（N1-2k4-5）為淺黃綠色、紅褐色、雜色細到（含礫）粗粒砂巖，沉積韻律為粗到細粒，呈漸變關系。C含礦層位于該亞段底部，也是本區主要含礦層位。C含礦層上部淺紫紅色粉砂巖，中部為淺灰色泥灰巖夾淺灰色中細粒砂巖，下部雜色中粗粒砂巖。銅礦化主要產于雜色砂巖及其與泥灰巖接觸部位附近，亦屬于湖泊相沉積；

⑥康村組第四段第六亞段（N1-2k4-6）為姜黃色、紅褐色不等粒砂巖，偶夾少量含礫粗砂巖，呈細到粗粒(細礫)結構，塊狀構造，屬于河流相沉積。

⑵上新統庫車組第一段（N2k1）分四個亞段：

①庫車組第一段第一亞段（N2k1-1）為磚紅色、黃綠色、紅褐色雜色含礫不等粒砂巖、泥質粉砂巖互層；

②庫車組第一段第二亞段（N2k1-2）為淺黃綠色、灰綠色、紅褐色雜色含礫不等粒砂巖、泥質粉砂巖互層；

③庫車組第一段第三亞段（N2k1-3）由灰褐色薄～厚層狀礫巖與黃褐色薄至厚層狀不等粒砂巖、泥巖互層，庫車組一段一至三亞段，按其巖性特點，應屬于河流沉積；

④庫車組第一段第四亞段（N2k1-4）由淺灰褐色薄-厚層狀礫巖與淺黃綠色、黃褐色薄至厚層狀不等粒砂巖、泥巖互層，總體屬于河湖三角洲相沉積。

2.1.2 第四系

礦區第四系堆積，按成因主要有洪積-坡積、洪積、風積、人工堆積等類型。就物質成份有碎石、小礫石、砂、洪泥及爐渣等。

⑴全新-更新統洪積-坡積層（Qhpl-sl-Qppl-sl）的上部由強風化的未分選的砂土與礫石的互層組成，下部由碎石組成；

⑵全新統洪積層（Qhpl）分布于洪流形成的干谷之中，由未分選的碎石、礫石夾砂土組成，厚度一般不大；

⑶全新統風積層（Qheol）由分選好的疏松砂組成；

⑷全新統人工堆積層（Qhs）主要分布在靠近礦層的兩側，由爐渣及廢礦堆組成。

2.2 巖漿巖

礦區內未發生火山作用及巖漿侵入活動。

2.3 構造

礦區位于庫車－拜城山前凹陷南緣，銅礦山背斜北翼，呈單斜狀。傾角較為穩定，約在20°左右，南部傾角大，北部傾角緩，呈遞減的規律變化，這種變化很顯然是與礦區南面銅礦山大斷層有關，該斷層多次復活，因此使礦區的地層構造受到一定的影響。

礦區斷層，主要有縱橫兩組，這兩組斷層的產生，是由于南北的壓力而派生的張性、張扭性或壓性、壓扭性斷層，根據其呈現的幾何形態，多為正斷層，少為逆斷層。斷面的傾角多為60°～80°。

斷層通過礦層時，一是破壞礦層的連續性；二是影響了礦層內部礦化的均勻性，一般是下盤含銅量稍高于斷層上盤，使礦體發生貧化，其原因是斷層構成了水的通道而使近地表部分的礦層（體）遭受水的淋失所造成。

區內節理按其性質可分為三組：一組是近于巖層走向的縱節理；另一組是近于垂直巖層走向的橫節理；再一組是斜交巖層走向的剪切節理。

區內節理與斷層的關系是：節理是斷層的行跡，而斷層又是節理受壓應力的變形體，由此可見，論其兩者的性質，分析其兩者的發生與發展，它們都有著極為密切的“血緣”關系。

總體上，礦區構造類型屬簡單型。

2.4 礦化特征

察爾其銅礦（西段）產于新近系康村組一套碎屑巖中。主要有C、B兩個礦層，分別賦存于康村組第四段第五亞段底部及第三亞段頂部，賦礦巖性主要為砂質泥灰巖。含礦層近東西向分布，在地表出露較為穩定，連續性好，東段地表出露較寬，深部含礦層穩定性好，局部地段礦化不強。礦層總體傾向350°，傾角18°～25°。

3 礦體特征

3.1 B礦層礦體

由西向東，礦體編號為B1、B2和B3。

3.1.1 B1號礦體特征

礦體呈層狀，空間上總體呈薄板狀，長度3120 m，控制最大斜深1180m。產狀347°～3°∠18°～20°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.64～3.57m，平均真厚度0.93m，。礦體單樣品銅礦品位0.37%～2.66%，平均品位1.02%。

3.1.2 B2號礦體特征

礦體呈層狀，長度1955m，控制最大斜深460m，產狀345°～355°∠21°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.48～1.31m，平均真厚度0.80m。礦體單樣品銅礦品位0.51%～2.55%，平均品位1.11%。

3.1.3 B3號礦體特征

礦體呈層狀，礦體斷續長度1195m，控制最大斜深140m，產狀345°∠22°～24°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.64～1.61m，平均真厚度0.93m。礦體單樣品銅礦品位0.51%～2.11%，平均品位1.22%。

3.2 C礦層礦體

自西向東分為4個礦體，編號為C1、C2、C3和C4號礦體。

3.2.1 C1號礦體特征

礦體長度為1606m，礦體呈層狀，控制最大斜深824m，產狀355°∠21°～22°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.47～1.89m，平均真厚度0.89m。礦體單樣品銅礦品位0.60%～2.04%，平均品位1.06%。

3.2.2 C2號礦體特征

礦體長50m，礦體斜長79m，透鏡狀。真厚度1.03m，品位0.62%，產狀355°∠21°，賦礦巖石為砂質泥灰巖。

3.2.3 C3號礦體特征

礦體呈層狀，長度為1702m，控制最大斜深1180m，產狀350°～°355°∠19°～24°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.56～3.36m，平均真厚度1.48m。礦體單樣品銅礦品位0.32%～2.72%，平均品位0.96%。

3.2.4 C4號礦體特征

礦體呈層狀，長度為460m，控制斜深159m。產狀345°∠21°～22°。賦礦巖石為砂質泥灰巖。礦體真厚度0.66～1.00m，平均真厚度0.80m；礦體單樣品銅礦品位0.66%～1.43%，平均品位1.02%。

4 礦石質量

4.1 礦石礦物成分

礦石礦物包括黃銅礦、輝銅礦、銅藍、孔雀石、藍銅礦、氯銅礦、赤銅礦和自然銅，但數量上以輝銅礦、孔雀石、藍銅礦和氯銅礦較為常見。

4.2 礦石的化學成分

多元素化學成分分析及其物相分析見表1、表2。

表1 礦石的主要化學成分 %

表2 礦石中銅的化學物相分析結果 %

由表1、表2可以看出：

⑴礦石中元素主要是銅，品位為1.07%，鉛、鋅和銻等其它有價金屬元素均因含量太低價值不大。

⑵為達到富集銅礦物的目的，需要選礦排除的脈石組分主要是SiO2和CaO，次為Al2O3，三者合計含量為67.44%。

⑶礦石中銅的氧化程度較高，原生硫化銅和次生硫化銅的分布率分別為0.94%和44.86%，而自由氧化銅的分布率為49.53%。顯然，次生硫化銅和自由氧化銅是選礦富集回收的重點對象，加上原生硫化銅，合計分布率為95.33%，這即為選礦分選礦石中銅礦物時銅的最大理論回收率。

綜合化學成分特點，可以認為區內礦石屬發生強烈氧化的單一銅礦石。

4.3 礦石結構構造

礦區礦石主要以氧化礦石為主，為砂狀、微片粒狀結構，礦石構造以條帶狀構造、層狀構造、塊狀構造為主。其次有少量的混合礦石，混合礦石為砂狀結構、塊狀構造。礦石具乳滴狀、膠狀、毛發狀結構，網紋狀、條帶狀、塊狀構造。

4.4 礦石類型

4.4.1 礦石自然類型

按自然分類有：雜色含銅砂巖、細-中-粗粒含銅砂巖、不等粒含銅砂巖、含銅泥灰巖及礫質含銅砂巖，以雜色含銅砂巖、細-中-粗粒含銅砂巖兩種為主。

4.4.2 礦石工業類型

根據礦山這幾年采選礦一直對礦石進行混采混選工藝，礦石工業類型屬混采、混選的易選砂巖型礦石。

5 礦床成因分析

察爾其銅礦的形成經歷了如下幾個階段：

5.1 原生沉積階段

該階段主要表現為“草莓狀”黃鐵礦形成階段。“草莓狀”黃鐵礦微晶粒徑小且分布范圍窄，表現出典型硫化水體環境特征，該階段黃鐵礦微晶主要形成于灰白色中細粒/中粗粒砂巖中上部至頂板泥灰巖中下部，該階段以強還原環境下沉積作用為主，同時該階段物源供給亦具有特殊性，主要體現在該期沉積物中含大量長石碎屑并有一定量的云母，與其前后階段存在較為明顯的區別，在該階段除了生成“草莓狀”黃鐵礦之外，尚有少量星點稀疏浸染狀銅礦物生成，如輝銅礦。

5.2 成巖期壓溶成礦作用階段

該階段是主要的成礦作用階段。在硫化環境沉積作用階段形成了富含銅的沉積物，在上覆沉積物及水體壓力條件下壓實、固結成巖，在此過程中具有一定的溫度和壓力，上部泥灰巖顆粒細小、表面積大、孔隙度高、含水量大，在壓實固結過程中其中含有大量層間水開始向孔隙度相對小但貫通性良好的下部中細粒/中粗粒灰白色砂巖排泄，該過程中由于大量厭氧細菌還原、同生沉積有機質及早期“草莓狀”黃鐵礦的作用，在灰白色中細粒/中粗粒砂巖上部及泥灰巖下部形成工業礦化。礦石礦物表現為銅礦物交代早期硫化物、顆粒間膠結物以及有機質，表現為浸染狀或沿裂隙充填的硫化物大約沿一定層位呈層狀或似層狀分布，而脈石礦物中的黑云母開始脫鐵并逐漸演變為白云母/水云母。

5.3 表生氧化階段

先期形成的硫化物主要富集于泥灰巖與灰白色砂巖相接觸部位，在地表或近地表環境下，在大氣、水及氧氣、二氧化碳等物質的直接參與下，黃鐵礦等鐵的硫化物被氧化成赤鐵礦、針鐵礦等暗色礦物，而輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦等銅的硫化物被氧化成赤銅礦；在靠近頂板泥灰巖部位，由于巖層中富含CaCO3，在水的參與下，銅更多地被氧化成藍銅礦、孔雀石、硅孔雀石等銅的碳酸鹽類礦物。

綜上所述，滴水銅礦床應屬于同生沉積-成巖期改造型礦床。