新疆烏恰縣阿克套銅礦區(qū)地質(zhì)特征及成因探討

田孝光，王海軍，張欣鋒

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于塔里木板塊-華北板塊的塔里木中央地塊中，成礦區(qū)劃屬塔里木成礦省之塔里木板塊北緣(復(fù)合溝弧帶)闊克沙勒嶺(陸緣盆地)Fe-Cu-Pb-Zn-Sn鋁土礦礦帶，該帶以鉛、鋅、錫、銅、鋁土礦、金為主，并有鐵、錳、稀土、稀有、鈾、銻、螢石等多種礦產(chǎn)。其中烏拉根式超大型砂礫巖型鉛鋅礦床、薩熱克大型砂礫巖型銅礦、吾合沙魯銅礦和鈾礦床，構(gòu)成了砂(礫)巖型鉛鋅-銅-鈾區(qū)域成礦帶，具有獨特的砂礫巖型鉛鋅銅礦床區(qū)域成礦背景，具有巨大的找礦潛力。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層主要為：下白堊統(tǒng)烏魯克恰特組（K1w）、古新統(tǒng)阿爾塔什組（E1a）、古新統(tǒng)-始新統(tǒng)齊姆根組（E1-2q）、始新統(tǒng)卡拉塔爾組（E2k）、漸新統(tǒng)巴什布拉克組（E3b）；中新統(tǒng)克孜洛依組（N1k）、安居安組（N1a）、帕卡布拉克組（N1p）；下更新統(tǒng)西域組（Qp1x）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層(Qp3alp) 及沖積層（Qhal）。其中中新統(tǒng)安居安組（N1a）為砂巖型銅礦的主要賦存層位。

（1）下白堊統(tǒng)烏魯克恰特組（K1w）：下部淺灰白色厚-巨厚層狀含礫不等粒巖屑長石砂巖、淺黃灰色石英質(zhì)細礫巖；中部為淺灰白色中層狀細粒巖屑長石砂巖；上部為灰白色、灰紅色厚-巨厚層狀細粒巖屑長石砂巖，夾淺灰綠色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖，厚度大于179.4m。

（2）古新統(tǒng)阿爾塔什組（E1a）：該組下部主體為白色塊狀硬石膏巖，局部夾少量灰?guī)r，上部為含雙殼類生物屑泥晶灰?guī)r。

（3）古新統(tǒng)-始新統(tǒng)齊姆根組（E1-2q)：該組依據(jù)其巖石組合特征可劃分出2個巖性段，總厚度大于1854.09m。下段（E1-2q1）具下紅上綠特征，為一套為棕紅色粉砂質(zhì)泥巖、黃綠色泥晶灰?guī)r，夾薄層介殼灰?guī)r、頂為灰綠色鈣質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r及薄層石膏；上段（E1-2q2）為灰白色巨厚層石膏，夾薄層綠灰色粉砂質(zhì)泥晶灰?guī)r、淺黃色粉砂質(zhì)泥巖。

（4）始新統(tǒng)卡拉塔爾組（E2k）：主要為一套碳酸鹽巖沉積，其巖性及組合特征：為穩(wěn)定延伸及標志性的清水潮坪相牡蠣灰?guī)r、介殼灰?guī)r，厚度大于64.23m。

（5）漸新統(tǒng)巴什布拉克組（E3b）：巖性組合為紫紅色泥巖、細粒長石石英砂巖、紅灰色鈣質(zhì)石英粉砂巖夾少量石膏薄層或網(wǎng)脈狀石膏，上部夾灰綠色粉砂巖、泥巖，厚度大于281.37m。

（6）中新統(tǒng)克孜洛依組（N1k）：根據(jù)其巖性組合特征可分為兩段，總厚度大于620.57m。下段（N1k1）：灰、淺灰紅色巨厚層塊狀中細粒巖屑長石砂巖，夾淺灰紅色薄層粉砂質(zhì)泥巖，其底部大套灰色巨厚層塊狀砂體。上段（N1k2）：主體為淺灰紅色薄層粉砂質(zhì)泥巖夾灰色、灰紅色中薄層細粒巖屑長石砂巖、長石石英砂巖，中部可見淺灰紅色薄層粉砂質(zhì)泥巖與灰色、灰紅色中薄層細粒巖屑長石砂巖呈互層出現(xiàn)。

（7）中新統(tǒng)安居安組（N1a）：據(jù)其巖性及組合特征可分三段，總厚度大于730.4m。下段N1a1：為灰色、淺灰綠色中厚層狀細粒巖屑長石砂巖與淺灰紅色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖互層，夾灰綠色塊狀中粒巖屑長石砂巖，其底部大套砂巖透鏡體為一套含孔雀石礦化層。中段N1a2：由2～4個小的沉積旋回組成，每個旋回由下至上為：灰色中厚層石英細礫巖、含礫粗砂巖→灰綠色中粒巖屑長石砂巖→淺灰紅色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖與淺灰綠色細粒巖屑長石砂巖互層。上段N1a3：為淺灰紅色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖與細砂巖互層，夾多層巨厚層中粒巖屑長石砂巖。

（8）中新統(tǒng)帕卡布拉克組（N1p）：據(jù)其巖性及組合特征可分三段，總厚度大于554.63m：下段N1p1：灰色復(fù)成分礫巖、灰紅色細粒長石石英砂巖不等厚互層，彼此夾有對方的透鏡體，走向上也易相變。向上礫巖層變薄，礫石變小。中段N1p2：一大套灰紅色細粒長石石英砂巖夾含礫粗粒巖屑石英砂巖及少量暗紅、灰綠色薄層泥巖夾互薄層石膏巖；上段N1p3：細粒巖屑石英砂巖與暗紅、紫紅色泥巖互層夾礫巖層或透鏡體，以及少量灰綠色泥巖。

（9）下更新統(tǒng)西域組（Qp1x）：該組主要為一套褐灰色、灰色厚～塊狀復(fù)成分礫巖，夾紫紅色、灰紅色粗砂巖、細砂巖薄層或透鏡。

（10）上更新統(tǒng)沖洪積層（Qp3alp）：零星分布于礦區(qū)各大谷地及其支溝岸側(cè)，或為階地或為沖洪積扇體。據(jù)地形地貌不同，其出露形態(tài)各異，大小不一。上更新統(tǒng)垂向上見典型二元結(jié)構(gòu)，下部多為褐黃、灰黃色礫石層，礫石次棱—次圓狀，大小混雜；上部為褐黃、土黃色粘土層、亞砂土層。

（11）全新統(tǒng)沖積層（Qhal）：為現(xiàn)代河流的河床、河漫灘及I級階地沉積物，具二元結(jié)構(gòu)。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)發(fā)育斷裂為阿爾恰爾恰斷裂（F3），位于礦區(qū)東北角。阿爾恰爾恰斷裂沿蘇庫塔什-恰爾阿爾一帶展布，為三級構(gòu)造單元托云-康蘇中新生代拉分盆地與烏恰中新生帶前陸盆地的分界斷裂。斷裂全長24.5km，向西掩沒于第四系，向東延至圖外，平面上呈向北東凸出的弧形彎曲。衛(wèi)星影像上呈線形構(gòu)造，地貌上為一地形陡變帶，形成陡崖、陡坎及負地形。斷裂走向為北東東，向北陡傾，傾向5°～22°，傾角51°～67°。

3 礦區(qū)地球物理特征

該區(qū)銅礦體厚度較小，部分礦體位置具有一定的極化率異常反應(yīng)。測區(qū)內(nèi)視極化率峰值為2.3%，大致以視極化率1.1%作為異常下限，共圈定了視極化率異常5處，異常編號DJ1至DJ5。具體激電異常特征分別如下：

（1）DJ1號異常，異常形態(tài)呈面狀北西向展布，長約540米，最寬處約400米。視極化率在1%～2.4%之間，最高幅值2.4%，視電阻率約為150～350歐姆米。地表主要出露中新統(tǒng)安居安組（N1a）巖屑砂巖+泥巖，區(qū)內(nèi)Cu1、Cu3北西向從該異常西北緣穿過，異常總走向與地質(zhì)推斷砂巖型銅礦化帶一致，推斷本處激電異常為砂巖型銅礦化引起。

（2）DJ2號異常，異常形態(tài)呈橢圓狀，長軸走向北西向，長約180米，最寬處約80米。視極化率為1.1%～2.0%，對應(yīng)視電阻率為280歐姆米左右。地表主要出露中新統(tǒng)安居安組（N1a）巖屑砂巖+泥巖和上更新統(tǒng)沖洪積層（Qp3alp）。該異常與區(qū)內(nèi)地質(zhì)推斷Cu1、Cu3隱伏礦體的延伸方向一致，推斷為砂巖型銅礦化引起。

（3）DJ3號異常, 呈帶狀北西向展布，長約860米，最寬處約180米。視極化率在1.1%～1.9%之間，最高幅值為1.9%，對應(yīng)視電阻率約為100～320歐姆米。該異常位于含礦地層新統(tǒng)安居安組（N1a）地層當中，走向與地層走向一致，具有一定規(guī)模、連續(xù)性較好，推斷為隱伏砂巖型銅礦（化)體引起。

（4）DJ4號異常，異常形態(tài)為橢圓狀，走向北西向，長約190米，最寬處約110米。視極化率一般為1%～1.7%，最高幅值為1.7%，對應(yīng)視電阻率為130歐姆米左右。地表主要出露中新統(tǒng)安居安組（N1a）巖屑砂巖+泥巖和中新統(tǒng)帕卡布拉克組（N1p）復(fù)成分礫巖+泥質(zhì)粉砂巖+巖屑砂巖。區(qū)內(nèi)Cu1、Cu3北西向從該異常中部穿過，推斷為砂巖型銅礦（化)體引起的反應(yīng)。

（5）DJ5號異常, 異常形態(tài)為長條狀，走向北西向，東西長約610米，南北最寬約130米，視極化率最高幅值為2.1%，異常區(qū)對應(yīng)視電阻率為210歐姆米左右。地表主要出露中新統(tǒng)安居安組（N1a）巖屑砂巖+泥巖。區(qū)內(nèi)Cu1、Cu3礦化體該異常中部穿過，推斷為該砂巖型銅礦（化)體向東延伸的反應(yīng)。

4 礦區(qū)地球化學特征

阿克套銅礦區(qū)內(nèi)圈定Cu類綜合異常3個，各重點異常特征描述如下：

4.1 Hs-28號異常

（1）地理位置及地質(zhì)概況。異常位于阿克套銅礦區(qū)西部，異常地段出露地層包括下更新統(tǒng)西域組（Qp1x）、中新統(tǒng)安居安組（N1a）長石石英砂巖、粉砂巖，中新統(tǒng)克孜洛依組（N1k）長石巖屑石英砂巖、鈣質(zhì)石英粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖、暗紅色厚層狀泥巖夾少量灰綠色粉砂巖以及古近系喀什群（EK）。

（2）異常特征。異常元素以Cu、Sr元素為主，伴生元素相對較少，Cu、Sr兩元素異常規(guī)模較大，其中，Cu元素異常強度較高，具有三級濃度分帶以及明顯的濃集中心，其峰值為227×10-6，呈北東東向展布，大致與地質(zhì)界線相垂直；Sr元素異常相對于Cu元素向北偏移，可能與Cu元素更易遷移有關(guān)，其規(guī)模相對較大，但僅具有二級濃度分帶，其峰值為6053×10-6，呈不規(guī)則面狀展布。

（3）異常推斷與解釋。該綜合異常呈北西向展布，異常的濃集中心及異常高值點位于各地層的接觸帶附近，表明該異常的形成可能與地層沉積有直接聯(lián)系，另外，通過與區(qū)內(nèi)典型礦床進行對比，與托哥喬爾含銅砂巖1032、吐拉布拉克含銅砂巖礦點1033、卡巴加特含銅砂巖1034等沉積型（含銅砂巖）具有相近的地質(zhì)特征，因此該異常具有尋找沉積型銅礦的找礦前景。

4.2 Hs-29號異常

（1）地理位置及地質(zhì)概況。異常位于阿克套銅礦區(qū)西南部，異常地段出露地層包括下更新統(tǒng)西域組（Qp1x）和中新統(tǒng)帕卡布拉克組（N1p）。

（2）異常特征。異常元素包括Cu、Sr、Au、As、Sb等元素，其中以Cu、Sr兩元素異常規(guī)模較大，強度較高，Cu元素異常具有三級濃度分帶以及明顯的濃集中心，其峰值為147×10-6，呈北西向展布，與地層展布方向相一致；Sr元素異常位于Cu元素北側(cè)，呈北西向展布，由于地層展布方向一致，異常強度相對較弱，僅具有二級濃度分帶；Au元素異常呈不規(guī)則面狀展布，與Cu元素異常套合較好，異常強度較低，僅具有一級濃度分帶。

（3）異常推斷與解釋。該綜合異常呈北西向展布，異常的濃集中心及異常高值點位于各地層的接觸帶附近，表明該異常的形成可能與地層沉積有直接聯(lián)系，另外，通過與區(qū)內(nèi)典型礦床進行對比，與托哥喬爾含銅砂巖1032、吐拉布拉克含銅砂巖礦點1033、卡巴加特含銅砂巖1034等沉積型（含銅砂巖）具有相近的地質(zhì)特征，因此該異常具有尋找沉積型銅礦的找礦前景。

4.3 Hs-30號異常

（1）地理位置及地質(zhì)概況。異常位于阿克套銅礦區(qū)南部，異常地段出露地層包括古近系齊姆根組（E1-2q）棕紅色粉砂質(zhì)泥巖、黃綠色泥晶灰?guī)r、中新統(tǒng)安居安組（N1a）長石石英砂巖、粉砂巖，中新統(tǒng)克孜洛依組（N1k）長石巖屑石英砂巖、鈣質(zhì)石英粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖、暗紅色厚層狀泥巖夾少量灰綠色粉砂巖以及古近系喀什群（EK）。

（2）異常特征。該異常以Sr元素異常為主，伴生有Mo、Pb、As、Sb等元素特征，其中Sr元素異常規(guī)模較大，強度較高，具有三級濃度分帶，3個明顯的濃集中心，其峰值分別為7667×10-6、10495×10-6和11825×10-6，異常呈北西向帶狀展布，其展布方向與地層相一致；其余元素異常強度相對較弱，僅具有一級濃度分帶，且分布較為零星，無明顯的展布特征。

（3）異常推斷與解釋。該綜合異常呈北西向展布，異常的濃集中心及異常高值點位于各地層的接觸帶附近，表明該異常的形成可能與地層沉積有直接聯(lián)系，另外，通過與區(qū)內(nèi)典型礦床進行對比，與托哥喬爾含銅砂巖1032、吐拉布拉克含銅砂巖礦點1033、卡巴加特含銅砂巖1034等沉積型（含銅砂巖）具有相近的地質(zhì)特征，因此該異常具有尋找沉積型銅礦的找礦前景。

5 礦床地質(zhì)特征

5.1 礦化體特征

在阿克套礦區(qū)共圈出2條含銅礦帶，圈定4條銅礦體。礦體長約120-525米，厚0.79-3.14米，平均品位1.55%。具體情況如下：

（1）Ⅰ號含銅礦帶。Ⅰ含銅礦帶，長度約2.3千米，礦帶主要賦存于中新統(tǒng)安居安組下段N1a1。目前已圈出2條銅礦體，編號Cu1、Cu2。具體礦體特征如下：

①Cu1銅礦體：礦體連續(xù)性一般，規(guī)模較小，近東西向展布，巖性為安居安組底部淺灰綠色中-厚層狀巖屑砂巖，礦石礦物為主要為輝銅礦、孔雀石以及銅藍。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，順層產(chǎn)出，礦化較均勻，向兩側(cè)延伸穩(wěn)定。頂板巖性為灰色厚-巨厚層狀細粒巖屑砂巖，底板巖性為灰紅色薄層泥巖，礦體與底板呈整合接觸。礦體出露長度約240m，產(chǎn)狀210°～225°∠73°～85°，礦體單層真厚度0.79～1.00m，Cu平均品位1.32%。

②Cu2銅礦體：礦體連續(xù)性較好，規(guī)模一般，近東西向展布，巖性為安居安組底部淺灰綠色中-厚層狀巖屑砂巖，礦石礦物為主要為孔雀石及輝銅礦。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，順層產(chǎn)出，礦化較均勻，向兩側(cè)延伸穩(wěn)定。礦體出露長度約117m，產(chǎn)狀220°～245°∠70°～85°，礦體平均厚度0.75m，Cu平均品位3.41%。

（2）Ⅱ號含銅礦帶。Ⅱ含銅礦帶，長度約2.7千米，礦帶主要賦存于中新統(tǒng)安居安組下段N1a1。目前已圈出2條銅礦體，編號Cu3、Cu4。具體礦體特征如下：

①Cu3礦體：礦體連續(xù)性較好，規(guī)模一般，近東西向展布，巖性為安居安組底部淺灰綠色中-厚層狀巖屑砂巖，礦石礦物為主要為孔雀石及輝銅礦。礦石呈浸染狀發(fā)育于砂巖空隙之中，呈條帶狀、層狀構(gòu)造。礦體出露長度約525m，產(chǎn)狀215°～230°∠76°～88°，礦體單層厚0.47～3.14m，平均厚度1.81m，Cu平均品位0.50%。

②Cu4礦體：礦體連續(xù)性較好，規(guī)模一般，近東西向展布，巖性為安居安組底部淺灰綠色中-厚層狀巖屑砂巖，礦石礦物主要為孔雀石及輝銅礦,巖石層理面上可見孔雀石化薄膜，新鮮面多見孔雀石化及輝銅礦。礦石呈浸染狀發(fā)育于砂巖空隙之中，呈條帶狀、層狀構(gòu)造。砂巖中見少量植物根莖化石，礦石礦物具有圍繞植物化石富集的特征。礦化較均勻，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，順層產(chǎn)出，向兩側(cè)延伸穩(wěn)定，礦體出露長度約208m，產(chǎn)狀210°～225°∠75°～88°，礦體單層厚1.00～2.01m，平均厚度0.99m，Cu平均品位0.95%。

5.2 礦石特征

（1）礦石成份特征：

自然銅：顯微～他形粒狀，0.01～0.34㎜，集合體呈團塊狀、膠狀分布，團塊周圍分布鐵質(zhì)。

赤銅礦：顯微～他形粒狀，0.01～0.16㎜，集合體呈團塊狀、膠狀、條帶狀分布于碎屑間黝銅礦周圍。

黝銅礦：顯微～他形粒狀，0.01～0.15㎜，集合體呈團塊狀、膠狀分布。

孔雀石：顯微～他形粒狀，集合體直徑0.01～0.22㎜，個別可達0.36mm，集合體呈團塊狀、條帶狀分布。具顯著的雙反射顏色，灰色帶點紅，內(nèi)反射色為綠色，硬度低，作孔穴充填構(gòu)造于砂巖之中。

（2）礦石結(jié)構(gòu)：粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)。

粒狀結(jié)構(gòu)是礦石中最常見的結(jié)構(gòu)，輝銅礦、孔雀石、藍銅等呈它形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.01～5.0毫米不等。

膠狀結(jié)構(gòu)在礦石中輝銅礦與鈣質(zhì)礦物一起構(gòu)成砂巖中碎屑礦物的膠結(jié)物，礦物顆粒較為細小。

（3）礦石構(gòu)造：浸染狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、柱狀、鮞狀構(gòu)造。

浸染狀構(gòu)造：以輝銅礦、孔雀石為主，呈它形粒狀或集合體分布于礦石中，有稠密浸染狀和稀疏浸染狀，含量不等。

細脈狀構(gòu)造：以輝銅礦為主，脈寬2～5厘米不等，在礦層中任意分布。一般靠近頂?shù)装迥鄮r圍巖附近有富集現(xiàn)象。含量較高，一般約為0.5～1×10-2左右﹙目估﹚。

柱狀構(gòu)造：工區(qū)內(nèi)常見的構(gòu)造，主要以輝銅礦及孔雀石為主，呈柱狀集合體分布于礦石中，且長軸面平行于層理面，柱徑在0.5～2cm不等。

鮞狀構(gòu)造：以輝銅礦、孔雀石為主，呈鮞狀或豆狀集合體分布于礦石中，集合體在0.5～1.5cm不等，含量約為0.3～1×10-2﹙目估﹚。

（4）礦石類型：礦石自然類型一般按其氧化銅和硫化銅的比例不同劃分為三種類型：硫化礦石(含氧化銅在10%以下)、氧化礦石(含氧化銅在30%以上)、混合礦石(含氧化銅在10%～30%)。工區(qū)的礦化體處于海拔2400～2900m的高山上，暴露于地表經(jīng)氧化作用形成氧化礦石，因此礦區(qū)地表氧化礦石所占比例很大。礦石的自然類型按組成礦石地表的主要成分以氧化礦石為主，硫化物礦石次之。

6 礦床成因探討

6.1 礦床成因分析

含銅老風化殼不斷接受表生作用，不停地受到侵蝕，物質(zhì)在經(jīng)歷風蝕之后，就會不斷向盆地內(nèi)部轉(zhuǎn)移，最終與碎屑物一同沉淀。此后銅元素在地下鹵水中不停地流動，并被不停地遷移，在氧化還原界面富集成礦，形成含礦砂巖，最終銅硫化物沉淀之后經(jīng)過長期的成礦期。阿克套銅礦屬沉積成因的砂巖型層控礦床：

礦體分布在塔里木古陸塊附近，為水體較淺并相對穩(wěn)定的新生界盆地，接受長期的陸源物質(zhì)沉積。含銅風化殼在表生環(huán)境下，銅以真溶液形式搬運向盆地運移，中新世在區(qū)內(nèi)形成了包括克孜洛依組和安居安組在內(nèi)的一寺辮狀河-湖泊相沉積地層。中新世中晚期在成巖期由于鹵水的改造作用，通過不斷活化，萃取礦體中的銅質(zhì)，滲透性較好的砂巖層在成礦的有利位置析出富集成礦，開成銅礦體，或在原來礦體上疊加成礦。早更新世未，盆地南北分別向西 昆侖和南開山同下部俯沖，在早更新未在盆地北緣形成了一系列北傾南推的逆沖推覆構(gòu)造，控制了礦體的產(chǎn)出形態(tài)，使原體近水平的含礦層和礦體，發(fā)生塑性變形，并伴隨有層間滑動變形，導(dǎo)致含礦層和礦體局部的加厚或減薄。早更新世未之后，山體快速隆升，局部剝蝕礦體裸露地表，含銅礦物主要為輝銅礦在近地表遇水、空氣和CO2演變成赤銅礦、孔雀石、藍銅礦等不同銅礦物。

阿克套銅礦賦存于安居安組砂巖之中，并且受巖性控制。安居安組中礦體主要賦存于該組下段，含礦巖性主要淺灰綠色中-厚層狀巖屑砂巖。礦體均分布在氧化還原過渡帶，淺灰色、淺灰綠色砂巖、含礫砂巖為銅礦的成礦地球化學障，控制了砂巖型銅礦體的發(fā)育。

6.2 找礦標志

（1）地表出露的銅礦(化)及孔雀石化及古采硐是找礦的直接標志；

（2）地層找礦標志,如安居安組的灰色-淺灰綠色厚層-巨厚層巖屑長石砂巖為找礦的最有利層位。

（3）激電組合異常，高激化率、低電阻率是尋找銅礦的間接標志。

（4）區(qū)內(nèi)灰藍色泥質(zhì)粉砂巖夾互粉砂巖條帶連續(xù)性強，色彩鮮明，野外極易分辨，且全區(qū)出露，為區(qū)內(nèi)重要的找礦標志。