新疆庫車縣巴西克其克一帶砂巖銅礦地質特征及成礦機理淺析

王波 郭凡

（1.新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院，新疆烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區有色地質勘查局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造位置處于庫拜盆地、庫車褶皺-沖斷帶內，成礦帶劃分屬塔里木盆地Fe-V-Ti-U-Sr-Au 成礦帶內的庫車坳陷Cu-Fe-U-Au-鹽類(鉀鹽)。構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。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 礦床地質特征

礦床內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，長數百米到數千米，寬約1～5 米，巖石灰白-灰綠色，砂質結構，塊狀構造，巖石主要由巖屑、長石、石英、細砂等膠結而成，其中巖屑成分主要為砂粒。巖石局部具褐鐵礦化、碳酸鹽化。巖石裂隙較發育，局部有孔雀石、銅藍，孔雀石呈浸染狀、星點狀發育在巖屑砂巖中，偶見輝銅礦等金屬礦物。

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

礦床內地表出露礦體5～20條不等，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，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，總體產狀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 礦石質量特征

銅礦石主要為巖屑砂巖，礦石結構主要為砂質結構。

礦石構造主要為細脈狀、浸染狀構造，少量團斑狀構造和零星浸染狀構造。

細脈狀構造：是礦區內少見的構造類型。金屬氧化物主要是孔雀石呈細脈產于巖石裂隙中，構成細脈狀礦石。

細脈浸染狀構造：是礦區內主要的構造類型，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，構成細脈浸染狀礦石。

團斑狀構造：是礦區內次要的構造類型，金屬氧化物主要是孔雀石、藍銅礦呈團塊狀產于巖石中，構成團斑狀礦石。

零星浸染狀構造：是礦區內常見的構造類型，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，構成零星浸染狀礦石。局部可見星點狀輝銅礦。

3 成礦規律及成礦機理

該區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。通過對該區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)淺灰色粉砂質泥巖和強石膏化和鹽化泥灰巖建造。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、泥巖夾薄層狀泥灰巖。

（2）成巖作用

在沉積期，隨著各沉積巖系沉積作用的發生，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、懸浮顆粒態、絡合物態隨河水遷移的銅源物質隨沉淀作用分布于其中，形成成礦物質的最初來源。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，并形成絡合物離子發生搬運、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，在流體接觸界面發生沉淀。還原性流體流經紫色砂巖，使其蝕變為淺色砂巖的同時，還發生了銅的沉淀。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造。在構造運動期，銅質以銅氯絡合物遷移，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，銅氯絡合物發生分解并開始沉淀；在改造成礦期，銅質以銅的硫氫絡合物([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生絡合物失穩和成礦元素沉淀的主要機制。酸性-富有機質的還原流體沿砂巖層中擴張運移，溶解早期碳酸鹽膠結物與鐵質膠結物，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定對流，在氧化-還原、酸-堿的界面發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造部位，發生降溫、降壓沸騰作用，使揮發分進入氣相而導致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境或遇到氧化性的下滲大氣水，導致氧逸度升高，均可使絡合物失穩及礦質沉淀。

4 結論

通過對該區砂巖型銅礦床成礦規律及成礦機理綜合分析，該區砂巖銅礦經歷了典型的“沉積-成巖-改造”成礦模式：即成礦物質在沉積（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，使銅等金屬礦物發生沉淀；后期地殼運動通過銅氯絡合物遷移、沉淀、改造形成砂巖型銅礦床。