金濤 姜振寧 王富強

中化地質礦山總局地質研究院，北京 100101

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，形成了近東西向庫車坳陷，廣泛發(fā)育蒸發(fā)環(huán)境下的沉積型多金屬礦床。目前共發(fā)現(xiàn)砂巖型銅礦床(點)60多處，不少礦床中伴生有金、銀等有益元素[1]。庫車坳陷銅成礦作用發(fā)生在新近紀，主要有砂巖型、泥巖型等銅礦化[2]，一般認為庫車盆地銅成礦作用屬于陸相含銅砂巖型[3]。目前，多數(shù)學者認為該類型銅礦是“同時沉積-成巖期改造”成因[4-6]。筆者所在團隊進行野外調查時發(fā)現(xiàn)庫車坳陷依西其開克一帶砂巖型銅礦主要賦存于新近系中新統(tǒng)吉迪克組地層中[7]，結合前人資料對吉迪克組地層沉積特征及分布規(guī)律進行了分析研究，劃分了該組地層沉積相，討論了與本區(qū)砂巖型銅礦成礦的關系，以期為該區(qū)砂巖型銅礦找礦提供參考。

1 地質概況

1.1 區(qū)域地質概況

依西其開克處于塔里木-華北板塊（Ⅲ）北部，塔里木微板塊（Ⅲ1）北緣，庫車山前坳陷（Ⅲ18-1）中北部（圖1）。庫車坳陷平面上表現(xiàn)為中部寬、向東西兩段收斂的NNE向狹長條帶，經歷了多期次構造運動，充填了巨厚的中-新生代陸相沉積物，整體呈北厚南薄的楔狀[8-9]。區(qū)域地層從元古宇至第四系均有出露，北部和中、新生界地層發(fā)育較完整，出露齊全，中生界沉積厚度較大，介于2000～3000m之間[10]。

圖1 區(qū)域地質構造簡圖 Fig.1 Sketch of regional geological structure

林暢松[11]和劉景彥等[12]從構造層序格架角度討論了庫車坳陷的沉積發(fā)育特點，普遍認為庫車坳陷主要發(fā)育了沖積扇/扇三角洲、辮狀河、辮狀河三角洲和濱淺湖相等沉積類型。區(qū)內古近系與新近系較中生界分布廣泛，主要發(fā)育扇三角洲相、三角洲相、氧化咸水寬淺湖相等，北部山前帶以發(fā)育扇三角洲相為典型特征[13]。整個古近系-新進系發(fā)育巨厚的蒸發(fā)巖，并具有東西分帶的特征，反映了庫車盆地沉積和沉降中心從庫姆格列木群沉積時期至吉迪克組沉積時期有由西向東遷移的特點[14]。區(qū)內砂巖型銅礦化主要賦存于新近系吉迪克組（N1j）、康村組（N1k）、庫車組（N2k）中，其中吉迪克組含銅層位穩(wěn)定，是本區(qū)主要的賦礦地層。

1.2 吉迪克組地層地質特征

吉迪克組為一套河（湖）相為主的碎屑巖建造，南北巖性相變較大，東西也存在明顯的巖性相變。地層巖石組合主要以紅褐色、紫紅色（泥質）細-粉砂巖與灰-紫紅色砂礫巖與紫紅色、土黃色（少量灰綠色）泥巖、砂質泥巖互層為主，該組頂部、底部一般以厚層狀礫巖作為標志層與下伏蘇維依組（E2-3s）、上覆康村組（N1k）整合接觸，局部夾有淺灰白色含礫粗砂巖、粗砂巖、灰綠色細-粉砂巖（圖2）。依西其開克北側向斜一帶吉迪克組以砂巖、礫巖為主，由北西至南東粒度逐漸變粗，表現(xiàn)為礫巖增多、變厚且礫徑變大，一般5～25cm，次圓狀為主，礫石中雜基含量不一，局部較高處呈雜基支撐為主，為山前地帶的礫質辮狀河相或沖積扇泥石流相，局部地層產狀近直立，風化剝蝕嚴重。

1.3 銅礦化地質特征

通過野外調查和前人資料分析，依西其開克地區(qū)吉迪克組地層中共發(fā)現(xiàn)9處砂巖型銅礦（化）點，包括小型礦床1處。含礦層巖性主要為淺灰綠色中、厚層狀中-粗砂巖、巖屑砂巖、粉-細砂巖、含礫粗砂巖等，頂、底板多為褐紅色、磚紅色粉砂質泥巖、泥巖、砂巖、巖屑砂巖。銅礦化品位分布穩(wěn)定，絕大多數(shù)礦體平均品位在0.5%～2%，多伴生有Ag。含銅礦化砂巖層厚度0.1～3m，裂隙發(fā)育處礦化體厚度較大，品位高。礦化體多呈透鏡狀、豆莢狀、似層狀，礦層延伸與地層產狀基本吻合，地表斷續(xù)延伸60～800m，產狀190°∠70°。銅礦化的富集不受斷裂構造控制，局部地段節(jié)理、裂隙為銅礦次生富集提供了有利空間。地表氧化礦石中金屬礦物主要為孔雀石、藍銅礦，少量赤銅礦、赤鐵礦，局部偶見自然銅、水膽礬等，脈石礦物為云母、方解石等。深部鉆孔了解到原生礦石中金屬礦物主要為自然銅，另見少量輝銅礦、褐鐵礦，偶見赤鐵礦，脈石礦物為砂屑（長石、石英）、巖屑（硅質巖、凝灰?guī)r、石英、鈣質砂屑等）、膠結物質（鈣質、鐵質及細小石英）[15]。

銅礦化中粗粒巖屑長石砂巖鏡下特征為：由石英、長石及巖屑組成，多呈次棱角-次圓狀，少呈棱角狀，磨圓度一般，碎屑物含量為71%左右，粒徑多為0.5～1.6mm，呈粗砂，部分為0.3～0.4mm，呈中粒，少數(shù)為0.1～0.2mm，呈細粒，分選性一般（圖3）。石英（Qtz）以單晶石英為主，少見多晶，無色透明，無解理，見波狀消光；長石主要為斜長石和鉀長石，斜長石（Pl）粒內見細密的聚片雙晶，長石發(fā)育較強粘土化和絹云母化，表面污濁；巖屑（Det）多呈渾圓狀，含量較多，為25%左右，主要為石英巖、燧石巖、砂巖、泥巖及千枚巖等。陸源砂顆粒呈點、線接觸，顆粒支撐，屬孔隙式膠結。填隙物成分為方解石、孔雀石和鐵質，方解石以亮晶方解石（Cal）為主，呈他形粒狀充填在砂粒間，粒徑為0.1～0.4mm；孔雀石和鐵質均呈充填脈狀，分布在砂粒間隙中；鐵質氧化為褐鐵礦（Lm），呈褐紅色半透明。

圖3 銅礦化中粗粒巖屑長石砂巖（正交） Fig.3 Photomicrographs of medium-coarse-grained debris feldspar sandstone copper in copper mineralization

2 沉積相分析

庫車坳陷為前陸盆地前淵，北高南低的古地形決定了本區(qū)古流向主要為自北向南[16]。吉迪克時期，庫車坳陷進入再生前陸盆地階段，受到區(qū)域擠壓應力的作用，古近紀形成的湖泊開始向南部萎縮，庫車坳陷中西部山前地區(qū)主要發(fā)育扇三角洲。庫車坳陷吉迪克期湖泊總體上為寬淺型湖泊，湖水總體很淺，湖岸線隨氣候和構造活動而頻繁變化，湖水的水動力條件較弱，對扇三角洲搬運來的碎屑物質改造相對不強[17]。該時期氣候干燥，蒸發(fā)強烈，結合吉迪克組（N1j）各處剖面巖性組合、顆粒類型及沉積構造特征，認為依西其開克地區(qū)沉積相由西至東可劃分為礫質辮狀河沖擊扇相-湖泊三角洲相，據此編制了依西其開克地區(qū)吉迪克組（N1j）地層沉積相綜合柱狀圖（圖4），通過巖石組合、顆粒特征、結構構造、剖面對比分析等，系統(tǒng)總結了該組沉積規(guī)律，詳細劃分了吉迪克組（N1j）地層沉積相。

圖4 依西其開克地區(qū)吉迪克組（N1j）沉積相綜合柱狀圖 Fig.4 Column of sedimentary facies of Jidike formation in Yixiqikaike area

本次工作在依西其開克地區(qū)正北方向布設了PM15地質剖面（調查中部北側庫臺克里克以東約6km）。該處吉迪克組地層為巨厚層礫巖建造，磨圓度一般，次圓狀為主，次為次棱角狀，分選性較差，粒徑一般5～25cm不等，礫石中雜基含量不一，局部較高處呈雜基支撐為主，為山前地帶的礫質辮狀河相或沖積扇泥石流沉積相（洪水期），考慮到顆粒類型、磨圓度及沉積規(guī)模，應為礫質辮狀河形成的沖擊扇的前-中扇相（上-中游段）。該處及附近未發(fā)現(xiàn)銅礦化。

在黑英山南-依西其開克地區(qū)西北測量了PM02剖面。該處吉迪克組（N1j）為一套含礫砂巖（夾少量礫巖）建造，普遍不同程度含有礫石，礫石粒徑明顯變小，砂巖中所含礫石粒徑1～5cm不等，礫巖夾層中礫石粒徑可達10cm左右，分選性較差，磨圓度一般，局部見有交錯層理，此處應為辮狀河沖擊扇的中扇相（夾有沖積扇泥石流沉積相）與遠端相的過渡地段。該處及附近偶見微弱銅礦化。

依西其開克地區(qū)中西部一帶的PM02南段主要以棕色、暗紅色、黃褐色粗砂巖、泥巖、（粉）砂巖、含礫粗砂巖等為主，是一套砂泥巖不等厚互層并夾有砂礫巖的不穩(wěn)定碎屑巖建造。礫石一般不大于3cm，部分礫巖夾層中礫石可達5～8cm，反映了洪積或地殼不穩(wěn)定、庫車凹陷相對大幅沉降的結果，砂巖、砂礫巖中見有交錯層理、波痕等沉積構造。該巖性組合以泥巖-粉砂巖-細砂巖為主，泥砂大量淤積，反映了坡降明顯變緩、河道明顯變寬的沉積環(huán)境。結合構造特征及沉積大環(huán)境分析，應為辮狀河沖擊扇遠端相，砂礫巖、礫巖夾層應為扇內河道相或洪積相。

依西其開克地區(qū)中部由北（PM15）至南（PM02南段）依次為山前地帶的礫質辮狀河形成的沖擊扇的前-中扇相（夾沖積扇泥石流沉積相）-辮狀河沖擊扇的中扇相與遠端相的過渡相-辮狀河沖擊扇遠端相。往北（區(qū)外）應為南天山剝蝕區(qū)-近源扇（上游段），往南河流進一步分支變緩，形成湖泊三角洲相、河口沙壩相等河湖交替相，隨后是淺濱湖相。

依西其開克中部偏西的PM02南段為辮狀河沖擊扇遠端相（砂礫巖、礫巖夾層應為扇內河道相或洪積相），往東（PM02南段-PM4-1-PM14）粒度變細、厚度變薄。該處見多個銅礦化點，部分達到工業(yè)品位。

PM4-1位于依西其開克中部偏東、祖來買提農厄肯東部一帶，為一套泥巖、砂巖不等厚互層為主的碎屑巖建造。泥巖占明顯優(yōu)勢，有穩(wěn)定的泥巖（夾粉砂巖）段產出，見交錯層理和少量平行層理，應為湖泊三角洲前緣相，中薄層狀砂巖與泥巖互層，應為湖泊三角洲中的前緣砂席相，而部分較純的長石石英砂巖應為河口沙壩沉積環(huán)境。

PM14位于依西其開克東部、皮羌布拉克厄肯一帶，為一套暗色泥巖夾少量粉砂巖建造。泥巖占絕對優(yōu)勢且見有藍綠色夾層，僅夾有少量粉砂巖，見有水平層理。本處應為湖泊三角洲的前三角洲相。

3 沉積作用與成礦

依西其開克地區(qū)吉迪克組巖性沿東西走向變化較大，顯示了不同的沉積環(huán)境特點。西北部地區(qū)主要沉積物為礫巖、含礫粗砂巖、雜砂巖、泥巖等，礫石磨圓度和分選性較差，反映了沉積物距物源區(qū)較近，搬運距離較短且沉積速度迅速，顯示了沖積、洪積和濱湖相的沉積環(huán)境[17]，東南部地區(qū)巖性以細砂巖、泥巖為主，顯示了濱淺湖相沉積環(huán)境。通過對上述資料的綜合研究，形成本區(qū)吉迪克時期礫質辮狀河沖擊扇相-湖泊三角洲相沉積平面圖（圖5）。依西其開克附近的銅礦點包括本次新發(fā)現(xiàn)的銅礦（化）點多集中產于礫質辮狀河沖擊扇相的遠端相和遠端相與三角洲前緣相的過渡地段。這些沉積相巖性組合中泥巖和砂（礫）巖均沒有絕對優(yōu)勢，均有穩(wěn)定的泥巖夾層或合適厚度的砂（礫）巖沉積，包含利于礦液富集的砂（礫）巖和泥巖，具有一定的厚度和組合比例，其孔隙性和滲透性都是成礦的有利條件。

圖5 依西其開克地區(qū)吉迪克時期巖相沉積平面示意圖 Fig.5 Plan of sedimentary facies of Jidike formation in Yixiqikaike area

區(qū)內最為典型的卡克瑪克其銅礦位于礫質辮狀河沖擊扇遠端相與三角洲前緣相的過渡地段（類似三角洲平原相），與前人分析依西其開克內的卡克瑪克其銅礦產于河湖相交替部位的結論基本一致。時文革等認為[19]，滴水銅礦其銅礦化主要富集在河漫盆地相-河湖交替相中，亦證明了該結論的正確性。

4 結論

（1）依西其開克大部分砂巖型銅礦的形成多具有明顯的時代專屬性，集中分布于中新統(tǒng)，其中以吉迪克組（N1j）中發(fā)現(xiàn)的礦化點最多、礦化程度最高、礦化層相對穩(wěn)定。

（2）依西其開克附近吉迪克組沉積相由西至東可劃分為礫質辮狀河沖擊扇相-過渡相-湖泊三角洲相。

（3）吉迪克組（N1j）在（礫質）辮狀河沖擊扇相的遠端相及其與三角洲前緣相的過渡相（河湖交替相）的沉積環(huán)境中形成了以砂巖、泥巖為主的碎屑巖建造，這種砂泥巖地層組合具有的孔隙性和滲透性為礦液的運移和沉淀富集提供了重要通道，是砂巖型銅礦必要的控礦因素。