新疆烏恰縣喀什煉鐵廠銅鉛鋅礦床地質特征與成礦潛力探討

王玉杰，賈潤幸，張琪，魯佳，王磊，張沛

(1.有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012；2.北京市地質工程設計研究院，北京 101500)

0 引言

喀什煉鐵廠銅鉛鋅礦位于新疆烏恰縣烏魯克恰提鄉以北約1 km，產于塔里木盆地喀什凹陷內，賦礦地層為下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)(劉增仁等，2014b；劉志強，2018)。與江格結爾鉛鋅礦床(賈潤幸等，2018)、烏拉根鉛鋅礦床賦礦層位相同，該地層在區域上延伸較為穩定。江格結爾鉛鋅礦床和烏拉根鉛鋅礦床均以克孜勒蘇群五段(K1kz5)的灰白色褪色化含礫砂巖及砂礫巖段為礦源層和容礦層(祝新友等，2010；劉增仁等，2011)，且本區褪色化砂礫巖和含礫砂巖地層大規模出露。烏拉根鉛鋅礦床南礦段和北礦段分別位于烏拉根向斜的南翼和北翼，江格結爾鉛鋅礦床位于煉鐵廠向斜西翼，喀什煉鐵廠銅鉛鋅礦床位于煉鐵廠向斜東翼。喀什煉鐵廠所在區域礦產豐富，銅、鉛、鋅成礦規律清晰，成礦地質條件較好，具銅、鉛、鋅找礦潛力。

本文從區域成礦地質背景、礦區地質特征、礦(化)體特征、礦石特征等方面分別闡述喀什煉鐵廠礦床地質特征，通過成礦條件分析，對本區成礦潛力進行簡單評價探討。

1 地質背景

喀什煉鐵廠位于塔里木盆地西段塔西南坳陷西部的喀什凹陷北緣，蘇魯鐵列克隆起區的南部地區(田培仁和施培春，2008；許桂紅等，2014)。其北部為西南天山造山帶，南部為塔里木地塊的北部邊緣。造山帶以逆沖—逆掩斷層和緊閉—倒轉褶皺為主要形式，地塊邊緣以坳陷—隆起—斷陷為主要形式(王磊等，2019)。區域上可進一步劃分出東阿賴褶皺帶、托云坳陷、巴什索貢復背斜、邁丹塔格復向斜、闊克沙勒嶺復背斜及塔西南坳陷喀什凹陷等次級構造單元。區域內烏拉根式層控砂礫巖型鉛鋅礦和薩熱克式礫巖型銅礦(方維萱等，2015)位于蘇魯鐵列克隆起的南翼。主要區域性斷裂構造為吉根斷裂，為深源物質交換、運移、聚集、儲存成礦創造了條件(王偉等，2018)。

區域上主要出露地層有：元古界長城系阿克蘇群(Chak)；志留系塔爾特庫里組(S3-4t)；下泥盆統薩瓦亞爾頓組(D1s)、中泥盆統托格買提組(D2t)；下石炭統巴什索貢組(C1b)、上石炭統康克林組(C2k)；上侏羅統庫孜貢蘇組(J3k)；下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)、上白堊統厙克拜組(K2k)、上白堊統烏依塔克組(K2w)；古近系喀什群(Eks)：阿爾塔什組(E1a)、齊姆根組(E1-2q)、卡拉塔爾組(E2k)、烏拉根組(E2w)、巴什布拉克組(E2-3b)；漸新—中新統克孜洛依組((E3-N1)k)、中新統安居安組(N1a)、帕卡布拉克組(N1p)、上新統阿圖什組(N2a)。

區域上未見大面積巖漿巖出露，且巖漿巖與該區礦產無關。

區內發現的礦床(點)主要有烏拉根鉛鋅礦床、薩熱克銅礦床、江格結爾鉛鋅礦床、吉勒格鉛鋅礦床(趙路通等，2020)、加斯鉛鋅礦點、達克鉛鋅礦點、硝若布拉克鉛鋅礦點、托帕鉛鋅礦床、花園銅礦床、楊葉銅礦點、吾合沙魯銅礦床(柳坤峰等，2020)、江格結爾銅礦點、薩哈爾銅礦床、薩瓦爾頓金礦床、紅山鐵礦床等(圖1)。

圖1 研究區大地構造位置圖(a)及區域地質圖(b)(據賈潤幸等，2017修改)1—第四系；2—新近系；3—漸新—中新統克孜洛依組；4—古近系；5—白堊系；6—侏羅系；7—三疊系；8—二疊系；9—石炭系；10—泥盆系；11—志留系；12—長城系；13—上志留統—下泥盆統基性巖；14—輝綠巖脈；14—整合地質界線；15—不整合地質界線；16—斷層；17—推測斷層；18—逆斷層；19—平移斷層；20—銅礦床；21—銅礦點；22—鉛鋅礦床；23—鉛鋅礦點；24—金礦床；25—鐵礦床；26—銅鉛鋅礦點；27—行政區；28—河流；29—研究區位置

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內除第四系外，出露地層單元及其巖性組合特征如下。

(1)元古界長城系阿克蘇群(Chak)：以淺灰色絹云石英巖夾輝綠巖為主。

(2)中泥盆統托格買提組(D2t)：主要巖性上部為灰巖，下部為硅質泥質巖和灰巖互層，夾碎屑巖。

(3)上石炭統康克林組(C2k)：主要巖性為白、灰、淺黃、玫紅色灰巖。

(4)上侏羅統庫孜貢蘇組(J3k)：地層多直接超覆于長城系之上或與石炭系地層斷層接觸。巖性主要為暗紫紅、棕紅色礫巖，上部夾黃灰、棕紅色砂巖及黃紅色砂質泥巖。其中庫孜貢蘇組上段(J3k2)的砂礫巖為薩熱克式砂礫巖型銅礦的賦礦層位。

(5)下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)：與下伏侏羅系地層為整合接觸，局部直接超覆于石炭系或泥盆系之上，與之不整合接觸。克孜勒蘇群主要為一套色澤較鮮艷的紫紅色砂巖夾灰白色砂巖、礫巖及少量粉砂質泥巖，中上部夾少量灰綠色薄層狀細砂巖。該地層根據巖性組合特征可進一步劃分為5個巖性段，各巖性段之間均為整合接觸。其中克孜勒蘇群五段(K1kz5)的灰白色砂礫巖層為烏拉根式砂礫巖型鉛鋅礦的賦礦層位；

(6)上白堊統庫克拜組(K2k)：主要為灰綠及棕紅色泥巖、膏泥巖夾介殼灰巖、石膏、砂巖等；

(7)上白堊統烏依塔克組(K2w)：為灰綠色鈣質泥巖夾介殼條帶及泥灰巖條帶，局部見石膏。

(8)古近系阿爾塔什組(E1a)：主要為白色石膏；齊姆根組(E1-2q)：下部為灰綠色鈣質泥巖夾灰巖、砂巖等，上部為暗紅色泥巖夾砂巖及石膏；卡拉塔爾組(E2k)：主要為一套碳酸鹽巖；烏拉根組(E2w)：主要為灰綠色泥巖夾灰巖；巴什布拉克組(E2-3b)：主要為紫紅色泥巖夾砂巖。

2.2 構造

受推覆構造影響，礦區北部上侏羅統地層與老地層之間見逆斷層F1，為本區最大的斷層。白堊系地層在喀什煉鐵廠地區出露較完整，地層總體呈向斜形態出露于整個工區(圖2)。向斜軸北東—南西向；東翼地層產狀自北向南由北西傾至西傾；西翼地層產狀自北向南由西傾至南西傾，隨延伸逐漸向南傾。沿此向斜西翼向北西為江格結爾鉛鋅礦，其賦礦層亦為白堊系地層。本區南部受小斷層F3影響，礦化蝕變帶消失。

3 礦(化)體地質特征

3.1 礦(化)體規模

喀什煉鐵廠銅鉛鋅礦(化)體位于喀什煉鐵廠向斜東翼，賦存于下白堊統克孜勒蘇群五段(K1kz5)的灰白—淺灰綠—灰黃色砂礫巖、含礫砂巖、砂巖中。地表砂礫巖具褐鐵礦化、孔雀石化等礦化蝕變特征，風化面多呈淺灰褐—淺灰黃—灰白色。礦化蝕變帶總體近南北走向沿地層展布，南北長約 5 km，地表寬50～200 m，整體西傾，傾角25°～29°(圖2)。地表見4層孔雀石化砂巖、砂礫巖，銅品位達到0.2%；88號勘探線上鉆孔揭露地下僅見一層礦體(圖3)，見礦厚度5.2 m，鉛平均品位0.57%，最高品位1.08%。

圖2 礦區地質簡圖(據王玉杰等，2020)

圖3 喀什煉鐵廠P1實測地質剖面圖1—下白堊統克孜勒蘇群第五段；2—下白堊統克孜勒蘇群第四段；3—礫巖；4—砂礫巖；5—含礫砂巖；6—砂巖7—泥質砂巖；8—泥巖；9—礦(化)體；10—孔雀石化；11—地質界線；12—產狀；13—鉆孔位置；14—剖面方位

礦(化)體具有沿地層層狀分布、厚度變化小、傾向平緩穩定、礦化連續、埋藏淺、品位變化大等特點，頂底板均為較細顆粒的粉砂巖和泥巖等，界線清晰，有用組分分布較均勻。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石礦物成分

礦石中金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、自然銅、磁黃鐵礦，輝銅礦、毒砂等次之。其中孔雀石、方鉛礦、自然銅是本區礦石中最常見和主要的金屬礦物；脈石礦物有石英、白云石、長石、方解石，少量絹云母、綠泥石等。

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構主要有自形、半自形粒狀結構、他形粒狀結構、不規則粒狀結構、交代結構等。

自形、半自形粒狀結構：黃鐵礦呈自形、半自形粒狀結構，以星點狀分布于砂礫巖裂隙或膠結物中，以微細粒為主，局部顆粒大(圖4a)。

他形粒狀：黃銅礦呈他形粒狀結構，以星點狀分布于巖石膠結物中，粒度較小。

不規則粒狀結構：黃銅礦、自然銅、方鉛礦、閃鋅礦呈不規則粒狀結構，分布于巖石膠結物中，粒度大小不一。

交代結構：磁黃鐵礦多交代黃鐵礦，多分布于膠結物和裂隙中(圖4b)，局部可見黃銅礦交代黃鐵礦現象(圖4c)。

礦石構造主要有星點狀、浸染狀、細脈狀等構造。

黃鐵礦、自然銅、黃銅礦等多呈星點狀分布于巖石膠結物中(圖4a)，局部可見自然銅細脈狀分布于裂隙中；方鉛礦、閃鋅礦呈浸染狀分布于裂隙及脈石礦物之間，局部可見方鉛礦與閃鋅礦共生(圖4d)；磁黃鐵礦多呈不規則狀膠結脈石礦物，局部見細小不規則狀自然銅顆粒殘留。

圖4 喀什煉鐵廠銅鉛鋅礦區礦石鏡下照片a—黃銅礦呈顆粒產于裂隙中；b—磁黃鐵礦和黃鐵礦分布于裂隙或礫間膠結物中；c—黃鐵礦邊部有黃銅礦交代現象d—方鉛礦和閃鋅礦產于礫石膠結物中，二者為共生關系

3.3 礦石類型

礦石中孔雀石最為常見，其次為自然銅、黃銅礦、方鉛礦等。根據物相分析結果與其他相關資料分析，按礦石自然類型分類，認為本區以氧化礦石為主，硫化礦石較少。

3.4 礦石微量元素特征

微量元素分析結果顯示(表1)，Cu元素與Pb、Zn、Ni、Sr、Cs、W、Bi元素正相關；Pb、Zn元素與Co、Ni、Mo、Sb元素正相關，與Sr、W元素負相關。

表1 喀什煉鐵廠巖礦石微量元素分析結果表

4 成礦條件分析

4.1 地質條件

喀什煉鐵廠位于蘇魯鐵列克隆起區的南部地區，喀什凹陷的北緣，下白堊統克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)透水性較好的砂巖、砂礫巖在該區穩定出露。克孜勒蘇群五段上部泥巖和下伏地層克孜勒蘇群四段的泥巖、泥質粉砂巖等不透水巖層，為克孜勒蘇群五段底部的砂巖、砂礫巖提供密閉空間，是盆地鹵水(油田鹵水)運移聚集的有利部位。根據巖相古地理環境推測區內灰白色砂巖、砂礫巖的褪色蝕變為盆地鹵水還原作用所致，而大規模盆地鹵水(油田鹵水)對鉛鋅的遷移與富集有著重要作用(方維萱等，2016)。

喀什煉鐵廠處于北東向吉根斷裂與克孜勒蘇右行走滑斷裂和近東西向北側推覆斷裂構成的向斜的切割交匯處，受區域構造影響還存在一系列的次級褶皺和小斷層。喀什煉鐵廠整體地層展布為向斜構造，軸部為北東向。這些構造對銅、鉛、鋅等礦起到富集作用。

目前發現的礦(化)體出露處地表見孔雀石、自然銅等富集礦石礦物，鉆探揭露礦(化)體深部礦石礦物以黃銅礦等硫化礦為主，圍巖蝕變主要表現為碳酸鹽化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化和褪色化等。

4.2 地球物理與地球化學條件

地球物理激電異常帶與克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)分布一致，異常峰值與銅鉛鋅礦(化)體(點)基本疊合。低阻高極化激電異常具似層狀特征，異常位于克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)地層上，鉆探驗證深部礦(化)體具有明顯的層控特征。地表礦化主要為孔雀石化，蝕變主要表現為褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化。根據激電異常特征及地表地質情況認為低阻高極化異常帶與克孜勒蘇群五段(K1kz5)地層蝕變帶中金屬硫化物有關。

區域地球化學工作顯示Au、Pb、Zn、Fe為本區的主成礦元素，As、Sb、Ag、Ba為重要的伴生和找礦指示元素。而喀什煉鐵廠的化探異常元素組合主要為Au-As-Sb-Cu-Ni-Pb-Zn-Co-Mo-Ag-Ba等，與區域化探異常特征類似。該綜合異常呈南北向帶狀展布，在測區內延伸長約6 km，寬約0.5～1 km。異常帶主要在克孜勒蘇群(K1kz)地層分布區，其延展方向與地層走向基本一致。原生暈異常中心區與克孜勒蘇群五段(K1kz5)蝕變帶基本吻合，具有層控型銅鉛鋅礦體異常特征。

5 成礦潛力探討

塔里木盆地西緣中新生代砂礫巖型銅鉛鋅礦的主要特點為：受地層層位控制、受一定巖相古地理限制、大面積蝕變褪色、品位變化大并且與巖漿巖無關(劉增仁等，2014a)。喀什煉鐵廠所處的巖相古地理位置、地層分布、構造、蝕變等特征與烏拉根鉛鋅礦成礦規律基本相同：

(1)二者均位于蘇魯鐵列克古隆起周緣。

(2)成礦均受向斜構造控制，烏拉根鉛鋅礦產于烏拉根向斜南北兩翼，喀什煉鐵廠位于喀什煉鐵廠向斜東翼。

(3)喀什煉鐵廠與烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦的賦礦層位相同，均為下白堊統克孜勒蘇群五段(K1kz5)。區別為含礦層的巖石組合不同，烏拉根為克孜勒蘇群五段砂礫巖與上覆的阿爾塔什組的坍塌角礫巖，喀什煉鐵廠為克孜勒蘇群五段中下部砂礫巖、含礫砂巖、砂巖。

(4)二者均存在大規模的褪色蝕變，喀什煉鐵廠褪色蝕變帶發育，烏拉根也有大規模褪色蝕變。二者蝕變帶內均有黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化等特征。

喀什煉鐵廠除了以上與烏拉根鉛鋅礦相同外，也存在不同之處。烏拉根鉛鋅礦未見銅礦化，而喀什煉鐵廠除了鉛鋅礦化以外，銅礦化亦較好，地表孔雀石化發育，鉆孔內黃鐵礦化發育。對比鄰區江格結爾鉛鋅礦(位于喀什煉鐵廠向斜西翼)發現，江格結爾鉛鋅礦除鉛鋅產于克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)地層外，在斷裂疊加部位也有銅礦體產出。

根據典型礦床對比研究，認為喀什煉鐵廠具有與烏拉根鉛鋅礦相同的地層、構造、蝕變、控礦條件，類型相同，并處于同一成礦帶，成礦條件有利，具備銅鉛鋅找礦潛力。