新疆庫車縣巴西克其克一帶砂巖銅礦地質(zhì)特征及成礦機理淺析

王波 郭凡

（1.新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院，新疆烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701隊,新疆昌吉 831100）

庫車縣巴西克其克一帶砂巖型銅礦大地構(gòu)造位置處于庫拜盆地、庫車褶皺-沖斷帶內(nèi)，成礦帶劃分屬塔里木盆地Fe-V-Ti-U-Sr-Au 成礦帶內(nèi)的庫車坳陷Cu-Fe-U-Au-鹽類(鉀鹽)。構(gòu)造上屬于塔里木盆地中央地塊，為中—新生代斷陷盆地。該成礦帶地層主要為巨厚的新生界沉積，砂巖型銅礦床的形成具有明顯的時代專屬性，主要聚銅期為新近系中-上新統(tǒng)。砂巖型銅礦床集中分布于庫車山前拗陷，主要有卡克瑪克其銅礦、庫蘭康銅礦、皮羌布拉克厄肯銅礦點、克孜力坎銅礦等。

1 礦床地質(zhì)特征

礦床內(nèi)賦礦地層主要為新近系康村組第二巖性段（N2k2），近東西走向，巖層整體南傾，傾角在26°～86°。巖石片理化較強，局部破碎。中粗粒巖屑砂巖為含礦巖性，長數(shù)百米到數(shù)千米，寬約1～5 米，巖石灰白-灰綠色，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由巖屑、長石、石英、細砂等膠結(jié)而成，其中巖屑成分主要為砂粒。巖石局部具褐鐵礦化、碳酸鹽化。巖石裂隙較發(fā)育，局部有孔雀石、銅藍，孔雀石呈浸染狀、星點狀發(fā)育在巖屑砂巖中，偶見輝銅礦等金屬礦物。

礦床受區(qū)域喀桑托開西背斜控制，背斜在區(qū)域上長幾十千米，寬幾十米，近東西走向，兩翼產(chǎn)狀較緩，傾角30°左右，遠離兩翼地段傾角逐漸變陡，傾角在45°～88°之間。

礦床內(nèi)地表出露礦體5～20條不等，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體長40～1500 米，厚度在0.30～2.34 米之間，礦床品位在0.52%～2.32%之間。礦體總體傾向北，局部倒轉(zhuǎn)，總體產(chǎn)狀335°～15°∠10°～85°。地表巖石風化破碎，蝕變有褐鐵礦化、碳酸鹽化，其中褐鐵礦呈薄膜狀分布于巖石裂隙面，碳酸鹽呈細脈狀分布，局部見有銅藍，巖石及裂隙中可見浸染狀、薄膜狀或星點狀孔雀石；深部主要是星點狀、薄層狀的孔雀石及斑點狀藍銅礦和黑銅礦。

2 礦石質(zhì)量特征

銅礦石主要為巖屑砂巖，礦石結(jié)構(gòu)主要為砂質(zhì)結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要為細脈狀、浸染狀構(gòu)造，少量團斑狀構(gòu)造和零星浸染狀構(gòu)造。

細脈狀構(gòu)造：是礦區(qū)內(nèi)少見的構(gòu)造類型。金屬氧化物主要是孔雀石呈細脈產(chǎn)于巖石裂隙中，構(gòu)成細脈狀礦石。

細脈浸染狀構(gòu)造：是礦區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造類型，金屬氧化物主要是孔雀石呈細脈狀、浸染狀分布于巖石裂隙中，構(gòu)成細脈浸染狀礦石。

團斑狀構(gòu)造：是礦區(qū)內(nèi)次要的構(gòu)造類型，金屬氧化物主要是孔雀石、藍銅礦呈團塊狀產(chǎn)于巖石中，構(gòu)成團斑狀礦石。

零星浸染狀構(gòu)造：是礦區(qū)內(nèi)常見的構(gòu)造類型，分布最為普遍。金屬氧化物主要是孔雀石呈零星的浸染狀分布于巖石中，構(gòu)成零星浸染狀礦石。局部可見星點狀輝銅礦。

3 成礦規(guī)律及成礦機理

該區(qū)域砂巖型銅礦床的形成具有明顯的時代專屬性，主要聚銅期為新近系中-上新統(tǒng)。通過對該區(qū)砂巖型銅礦床成因的綜合研究，礦床的形成主要有以下幾個階段。

（1）成礦物源沉積作用

中生代以來天山造山帶就一直向南推覆擠壓，導致造山帶前緣地殼下沉，形成了近EW 向的庫車前陸坳陷盆地。在古近系晚期沉積了蘇維依組(E3-N1)s棕色、淺紅褐色泥巖，粉砂巖類膏鹽層建造，吉迪克組(N1j)淺灰色粉砂質(zhì)泥巖和強石膏化和鹽化泥灰?guī)r建造。隨著山體強烈抬升，盆地面積進一步擴大，在新近紀中新世(16.9～5.3Ma)時期，物源區(qū)剝蝕加劇，含銅古老基底巖系遭到剝蝕，沉積了康村組(N1-2k)紅色碎屑巖含銅建造。在康村組上整合沉積了庫車組(N2k)棕褐色砂巖、泥巖夾薄層狀泥灰?guī)r。

（2）成巖作用

在沉積期，隨著各沉積巖系沉積作用的發(fā)生，特別是形成于河流相、河湖交替相沉積中的碎屑巖中，以溶解態(tài)、懸浮顆粒態(tài)、絡(luò)合物態(tài)隨河水遷移的銅源物質(zhì)隨沉淀作用分布于其中，形成成礦物質(zhì)的最初來源。在一定地溫與壓力梯度下，紫色砂巖中的氧化性建造水發(fā)生運移，該流體富含各種硫酸根與氯離子，含礦地層中的銅、銀等離子可以被該流體溶濾出來，并形成絡(luò)合物離子發(fā)生搬運、遷移。還原性流體則在遷移過程中將沿途硫酸根還原為硫氫根離子。總之，氧化性流體搬運銅、銀、鈷等金屬元素，還原性流體攜帶還原硫，二者沿透水砂巖層中對流，在流體接觸界面發(fā)生沉淀。還原性流體流經(jīng)紫色砂巖，使其蝕變?yōu)闇\色砂巖的同時，還發(fā)生了銅的沉淀。因此，具還原性的淺色砂巖是作為銅沉淀而存在的，在淺-紫交互帶（即流體前鋒）形成礦體。

（3）成礦元素的改造、富集機制

由于喜瑪拉雅造山運動的影響，該區(qū)中新生代地層褶皺、沖斷、推覆滑脫形成了一系列近EW 向的斷裂和線狀背斜構(gòu)造。在構(gòu)造運動期，銅質(zhì)以銅氯絡(luò)合物遷移，氧化還原電位較高的早階段（即紫色砂巖中），銅以[Cu+Cl2]-、[Cu+Cl3]2-形式遷移為主，隨著氧化還原降低及S2-濃度增加，銅氯絡(luò)合物發(fā)生分解并開始沉淀；在改造成礦期，銅質(zhì)以銅的硫氫絡(luò)合物([Cu(HS)2]-、[Cu(HS)3]-)形式遷移。

含銅的堿性氧化流體遇到含H2S 的酸性還原流體而發(fā)生流體混合，因此，氧逸度降低、硫逸度升高的物理化學界面成礦作用是成巖期發(fā)生絡(luò)合物失穩(wěn)和成礦元素沉淀的主要機制。酸性-富有機質(zhì)的還原流體沿砂巖層中擴張運移，溶解早期碳酸鹽膠結(jié)物與鐵質(zhì)膠結(jié)物，同時溶解硫酸鹽礦物并還原為HS-，形成溶蝕粒間孔隙，為礦質(zhì)沉淀提供空間及硫源；該流體與堿性-氧化的含銅流體相遇并形成穩(wěn)定對流，在氧化-還原、酸-堿的界面發(fā)生銅硫化物的沉淀作用。

改造期源于賦礦的地層富銅、硫的還原性流體沿斷裂上涌到有利的構(gòu)造部位，發(fā)生降溫、降壓沸騰作用，使揮發(fā)分進入氣相而導致pH 升高及溶液過飽和；特別是進入紫色砂巖的氧化性圍巖環(huán)境或遇到氧化性的下滲大氣水，導致氧逸度升高，均可使絡(luò)合物失穩(wěn)及礦質(zhì)沉淀。

4 結(jié)論

通過對該區(qū)砂巖型銅礦床成礦規(guī)律及成礦機理綜合分析，該區(qū)砂巖銅礦經(jīng)歷了典型的“沉積-成巖-改造”成礦模式：即成礦物質(zhì)在沉積（新近紀中新世16.9～5.3Ma）時期富集；在成巖期通過氧化性流體搬運，還原性流體攜帶還原硫，使銅等金屬礦物發(fā)生沉淀；后期地殼運動通過銅氯絡(luò)合物遷移、沉淀、改造形成砂巖型銅礦床。