趙德懷，華北，龐波，吳浩，梁東，祁斌年

(1.中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院，烏魯木齊 830011；2.中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300；3.伽師縣銅輝礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 喀什 844300)

0 引言

新疆維吾爾自治區(qū)的伽師銅礦位于塔里木北緣的柯坪塔格Pb-Zn-Cu-Fe-V-Ti-磷礦帶[1]中，為產(chǎn)于新生界古近系蘇維依組中的銅礦床。近年來，在伽師銅礦周邊的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作中，又先后發(fā)現(xiàn)了同類型的通古孜阿格孜、喀什噶爾北和土魯庫木希銅礦點(diǎn)(圖1)，形成了南疆地區(qū)重要的資源勘查基地。

圖1 伽師銅礦區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Regional geological and mineral resources map of surrounding area of Jiashi Cu deposita.新疆板塊構(gòu)造示意圖；b.區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐质疽鈭D；c.伽師銅礦床區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)注釋①，修改)；1.第四系；2.新近系吉迪克組；3.古近系蘇維依組；4.上白堊統(tǒng)巴什基奇克組；5.下二疊統(tǒng)巴立克立克組；6.上石炭統(tǒng)康克林群；7.上泥盆統(tǒng)克茲爾塔格組；8.下-中泥盆統(tǒng)依木干他烏組；9.中-頂志留統(tǒng)塔塔埃爾塔格組；10.下志留統(tǒng)柯坪塔格群；11.輝綠巖脈；12.地質(zhì)界線；13.平行不整合界線；14.逆斷層；15.地層產(chǎn)狀；16.砂巖型銅礦床(點(diǎn))；17.石膏礦；18.圖2(礦區(qū))范圍

通過系統(tǒng)性的地質(zhì)勘查工作，基本查清了伽師銅礦床的地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[2]；對(duì)銅礦石硫化物的S、Pb同位素地球化學(xué)研究，確定了Cu元素來源于沉積盆地周圍的蝕源區(qū)[3]；對(duì)成礦流體及流體包裹體的穩(wěn)定同位素研究，確定了成礦流體屬于地下熱鹵水且有有機(jī)質(zhì)參與成礦過程[4]；研究者大都認(rèn)同礦床屬于沉積層控型砂巖銅礦的基本觀點(diǎn)[2-8]，近年對(duì)成礦過程中有機(jī)質(zhì)和推覆構(gòu)造的控制作用進(jìn)行了研究[4,8]，認(rèn)為礦床存在改造作用，提出沉積-改造型礦床的成因觀點(diǎn)[4]；對(duì)蘇維依組(E3s)進(jìn)行的地球化學(xué)、粒度、鹽度、氣候指數(shù)分析認(rèn)為，賦礦地層物源區(qū)的環(huán)境為靠近活動(dòng)大陸邊緣、古地理相為干熱海退咸化湖相[9]。

目前，伽師銅礦區(qū)巖石的地球化學(xué)特征研究方面還有待深入研究。為此，本文在對(duì)該礦床地質(zhì)特征概述的基礎(chǔ)上，通過礦區(qū)巖石的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化學(xué)特征探討賦礦層的構(gòu)造環(huán)境、成礦物質(zhì)來源及礦床成因分析，以期為塔里木陸塊西北緣尋找該類型銅礦提供參考。

1 區(qū)域成礦背景

伽師銅礦床地構(gòu)造位置位于塔里木—華北板塊西端塔里木微板塊以北的柯坪古生代前陸盆地南部邊緣，柯坪盆地以北以南天山面緣斷裂為界與闊克塔勒晚古生代陸緣盆地毗鄰，其南則以柯坪塔格斷裂為界與塔里木中央地塊相接(圖1b)。

區(qū)域地層發(fā)育較全，從寒武系至第四系基本均有出露，僅缺失三疊系—侏羅系。寒武系—奧陶系為海相碳酸鹽巖建造；志留系為陸源碎屑巖建造；泥盆系為陸源磨拉石-細(xì)碎屑巖建造；石炭系為海相碳酸鹽巖建造；二疊系為海相碳酸鹽巖夾細(xì)碎屑巖建造；白堊系為碎屑巖夾火山碎屑巖建造；古近系為陸源碎屑巖夾石膏沉積，見底礫巖，是區(qū)域砂巖型銅礦的主要含礦層位；新近系為陸源細(xì)碎屑巖沉積。

區(qū)域斷裂以奧茲格他烏、柯坪塔格等斷裂為代表，總體走向近EW，傾向N，具有上陡下緩的鏟式特征；NW走向的斷裂不甚發(fā)育，切割EW向斷裂[2]。區(qū)域褶皺為柯坪塔格背斜，背斜寬約2～15 km，向S側(cè)伏，為不對(duì)稱背斜(圖1c)，北翼地層傾角10°～15°，南翼地層傾角70°～85°。背斜軸向近EW，核部軸線波狀擺動(dòng)，擺動(dòng)角5°～10°。由于柯坪塔格背斜在走向上受柯坪塔格斷裂的影響，其南翼的部分地層變窄或缺失。

區(qū)域巖漿活動(dòng)不發(fā)育，只在二疊系中見少量的輝綠巖脈或巖枝[3]，并具有褐鐵礦化、綠泥石化蝕變。

在柯坪塔格背斜兩翼的古近系蘇維依組(E3s)中發(fā)現(xiàn)了許多砂巖型銅礦(化)點(diǎn)，目前在南翼發(fā)現(xiàn)有通古孜阿格孜、伽師、西克爾等銅礦床(點(diǎn))，北翼發(fā)現(xiàn)有喀什噶爾北、土魯庫木希等銅礦點(diǎn)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

伽師銅礦區(qū)位于柯坪塔格背斜南翼西段靠近轉(zhuǎn)折端的部位，地層呈NW向展布，傾向SW，傾角較大，深部變陡至直立并有倒轉(zhuǎn)。

礦區(qū)地層由北向南依次出露有下-中泥盆統(tǒng)依木干他烏組(D1-2y)：絳紅色粉砂巖夾砂巖，與上覆的克茲爾塔格組呈整合接觸；上泥盆統(tǒng)克茲爾塔格組(D3k)：具交錯(cuò)層理的磚紅色石英砂巖，與上覆的康克林組呈平行不整合接觸；上石炭統(tǒng)康克林組(C2kk)：厚層生物灰?guī)r、灰黑色灰?guī)r，與上覆的巴立克立克組呈整合接觸；下二疊統(tǒng)巴立克立克組(P1b)：生物灰?guī)r、泥灰?guī)r夾泥巖，與上覆的巴什基奇克組呈平行不整合接觸；上白堊統(tǒng)巴什基奇克組(K2b)：紫紅色凝灰?guī)r，與上覆的蘇維依組呈平行不整合接觸(圖2)。

圖2 伽師銅礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Jiashi Cu deposit1.第四系：沖積物、洪積物及坡積物；2.新近系吉迪克組上段：雜色粉砂巖，夾石膏；3.新近系吉迪克組中段：土褐色粉砂質(zhì)泥巖；4.新近系吉迪克組下段：土褐色泥質(zhì)粉砂巖；5.古近系蘇維依組上段：磚紅色泥巖與淺灰綠色粉砂巖互層，夾硬石膏；6.古近系蘇維依組下段：粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、含銅鈣質(zhì)細(xì)砂巖夾石膏；7.上白堊統(tǒng)巴什基奇克組：紫紅色凝灰?guī)r；8.下二疊統(tǒng)巴立克立克組：生物灰?guī)r、泥灰?guī)r夾泥巖；9.上石炭統(tǒng)康克林組：厚層生物灰?guī)r和灰黑色灰?guī)r；10.上泥盆統(tǒng)克茲爾塔格組：交錯(cuò)層理磚紅色石英砂巖；11.下-中泥盆統(tǒng)依木干他烏組：絳紅色粉砂巖夾砂巖；12.銅礦體及編號(hào)；13.地質(zhì)界線；14.平行不整合界線；15.地層產(chǎn)狀

古近系漸新統(tǒng)蘇維依組(E3s)出露在礦區(qū)中部，按照巖性大致分為2個(gè)巖性段：下段(E3s1)為磚紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾薄層淺灰白色泥質(zhì)石膏巖、巨厚層淺灰白色石膏巖、灰綠色含巖屑鈣質(zhì)細(xì)砂巖等，為礦區(qū)主要賦礦巖性段，銅礦賦存于灰綠色細(xì)砂巖中；上段(E3s2)為薄-中厚層磚紅色泥巖與淺灰綠色粉砂巖互層，夾少量薄層硬石膏。

礦區(qū)南部出露有新近系中新統(tǒng)吉迪克組(N1j)，可分為3個(gè)巖性段：下段(N1j1)為土褐色泥質(zhì)粉砂巖，中段(N1j2)為土褐色粉砂質(zhì)泥巖，上段(N1j3)為雜色粉砂巖夾少量的細(xì)脈狀石膏。第四系(Q)分布于礦區(qū)西南部，沿溝谷分布，主要為沖積物、洪積物和坡積物堆積。

礦區(qū)構(gòu)造。礦區(qū)北部發(fā)育一條NW走向的逆沖推覆斷層，另有次級(jí)走滑斷裂、順層走滑斷裂發(fā)育，以NE走向?yàn)橹鳎琋W走向次之，但總體對(duì)礦體連續(xù)性影響不明顯[8]。

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露。

2.2 礦體特征

銅礦體的主要賦存層位為古近系漸新統(tǒng)蘇維依組下段(E3sa)，礦體主要賦存在灰綠色細(xì)砂巖中，少量賦存于中粗粒砂巖中；含礦層總體近NW走向，地表斷續(xù)延長(zhǎng)約18 km，共分為3個(gè)礦段：西部的大山口礦段，中部的拜什塔木—天源騰礦段和東部的西克爾礦段。大山口礦段礦體走向308°，斷續(xù)長(zhǎng)約600 m，圈定2個(gè)礦體(Ⅱ-1和Ⅱ-2)；拜什塔木—天源騰礦段礦體走向296°，斷續(xù)長(zhǎng)約2460 m，圈定3個(gè)礦體(Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3)，其中Ⅰ-1號(hào)銅礦為礦區(qū)的主礦體；西克爾礦段礦體走向290°，長(zhǎng)約5100 m，其中108號(hào)—260號(hào)勘查線間(長(zhǎng)約4500 m)為無礦地段，圈定了2個(gè)礦體(Ⅰ-4和Ⅰ-5)。

礦區(qū)各礦體的主要特征見表1。

表1 伽師銅礦區(qū)礦體特征Table 1 Ore bodies′ characteristics of the Cu deposit

以礦區(qū)主礦體Ⅰ-1號(hào)礦體為例對(duì)礦體特征進(jìn)行簡(jiǎn)述。

Ⅰ-1號(hào)銅礦體呈層狀、似層狀，地表由TC81、TC82、TC2、YD7等4個(gè)工程控制，中深部有1254～640 m共16個(gè)中段的坑道控制，深部0線到59線共有32個(gè)鉆孔控制。在2號(hào)—17號(hào)勘查線間礦體出露地表，出露長(zhǎng)度為603 m，高程為1305～1350 m；在15中段控制礦體的最大長(zhǎng)度為1338 m，礦體最低工程控制高程為356 m，礦體的傾向最大延深為970 m，礦體走向延伸長(zhǎng)度大于傾向延深；礦體厚度在走向上呈紡錘狀，在傾向方向則變化不大，礦體平均厚度為4.62 m，厚度變化系數(shù)為29.36%～50.02%，屬厚度穩(wěn)定型礦體；礦體的銅品位在走向延伸方向上呈現(xiàn)低→高→低的變化特點(diǎn)；沿傾向960～840 m標(biāo)高范圍內(nèi)銅的品位有逐漸增高趨勢(shì)，在840～640 m標(biāo)高范圍內(nèi)銅品位逐漸降低，銅平均品位1.4%，礦體厚度與礦體銅品位具有正相關(guān)關(guān)系；礦體產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，地表至900 m標(biāo)高，礦體傾向196°～203°，平均199°，傾角79°～81°，平均80°，800～900 m標(biāo)高，礦體傾向逐漸變?yōu)?3°～18°，平均16°，傾角55°～87°，平均76°，礦體明顯向NW側(cè)伏，側(cè)伏角40°～50°；在1092 m中段，Ⅰ-1號(hào)礦體被一組NE向逆斷層(傾向120°～134°，傾角45°～55°)切錯(cuò)，呈不等距分布，視水平斷距一般為3～5 m，最大斷距26 m，對(duì)礦體連續(xù)性有一定的影響。

2.3 礦石特征

礦石中金屬礦物主要為輝銅礦(4%～16%)、銅藍(lán)(3%～7%)和零星黃鐵礦、磁鐵礦；氧化金屬礦物有孔雀石(3%～11%)和零星褐鐵礦、微量針鐵礦等。主要非金屬礦物為石英(45%～55%)、鉀長(zhǎng)石(10%～20%)、方解石(5%～15%)、斜長(zhǎng)石(5%～15%)和絹云母等。礦石有益組分是Cu，品位w(Cu)=0.2%～8.99%，平均1.64%；伴生有益組分為Ag和S，礦石中Ag與Cu的消長(zhǎng)關(guān)系不明顯，S與Cu呈同消長(zhǎng)關(guān)系，其它伴生元素均達(dá)不到綜合利用指標(biāo)。

銅礦石的結(jié)構(gòu)為砂狀結(jié)構(gòu)(圖3a)、填隙結(jié)構(gòu)(圖3b)、交代殘余結(jié)構(gòu)(圖3c)等。礦石構(gòu)造為條帶狀構(gòu)造(圖3d)、團(tuán)塊狀構(gòu)造(圖3e)、薄膜狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造等。

圖3 新疆伽師銅礦野外照片及礦石顯微照片F(xiàn)ig.3 Photos of Jiashi Cu deposit taken in the field and microscopic photos of the orea.砂狀結(jié)構(gòu)(薄片，反射光)；b.輝銅礦呈膠結(jié)物分布于碎屑間隙(反射光)；c.輝銅礦被銅藍(lán)交代；d.礦層的條帶狀輝銅礦(混合井8中段)；e.團(tuán)塊狀構(gòu)造；f.輝銅礦與黃鐵礦共生(10中段)；Q.石英；Kf.鉀長(zhǎng)石；Pl.斜長(zhǎng)石；Cc.輝銅礦；Co.銅藍(lán)；Mal.孔雀石；Py.黃鐵礦

表2 伽師銅礦樣品元素含量地球化學(xué)特征值Table 2 Geochemical characteristic values of the element content of the Cu ore samples

3 地球化學(xué)特征

3.1 成礦元素特征

對(duì)伽師銅礦區(qū)井下和地表的巖石進(jìn)行采樣，開展成礦元素分析。共采集218件巖石樣品。

對(duì)樣品進(jìn)行Au、Ag、Ba、Co、Cu、Mn、Mo、Pb、V、Zn、As、Sb等12種元素的測(cè)試，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行計(jì)算并與地殼克拉克值對(duì)比(表2)，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)Cu、Ag、As、Sb、Mo、Pb、Ba元素相對(duì)富集，其中Pb、Cu、Ag、As的富集倍數(shù)較大，分別為11.52倍、9.09倍、4.88倍、3.98倍；Au、Co、Mn、V、Zn元素相對(duì)分散。

對(duì)礦區(qū)銅礦樣品(n=218)、白堊系巴什基奇克組的凝灰?guī)r樣品(n=9)和古近系蘇維依組中不同顏色的非礦石樣品(n=176)Cu元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析(表3)顯示：Cu元素平均值>572.75×10-6，高于土樣(162.8×10-6)，原因可能為在礦區(qū)取的礦石樣品較多，故礦區(qū)Cu背景值以土樣(162.8×10-6)為標(biāo)準(zhǔn)；與Cu的地殼克拉克值(63×10-6)相比，礦區(qū)整體表現(xiàn)為Cu富集，所取土樣Cu含量較高(為地殼克拉克值的2.58倍)；灰綠色細(xì)砂巖為礦區(qū)的含礦層，比褐色、雜色碎屑巖Cu元素相對(duì)富集；雜色砂巖和石膏的Cu元素含量較低；磚紅色、紫紅色細(xì)碎屑巖Cu元素含量穩(wěn)定，接近背景值；斷層泥表現(xiàn)為Cu的超常富集，斷層角礫中Cu元素較低。

表3 伽師銅礦區(qū)巖石Cu元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值Table 3 The average w(Cu) of rocks in the deposit area

3.2 主量元素特征

從礦區(qū)范圍蘇維依組碎屑巖樣品的常量元素測(cè)試結(jié)果(表4)可以看出：礦區(qū)碎屑巖與砂巖均值(佩蒂莊，1972)比較，w(SiO2)值相對(duì)偏低(w(SiO2)=51.64%～74.42%)，其它組分均相對(duì)偏高，其中w(CaO)>w(MgO))；與M. R. Bhatia[10]典型構(gòu)造環(huán)境數(shù)值相比，礦區(qū)碎屑巖的w(CaO)偏高，w(SiO2)與大洋島弧相近，其它元素?cái)?shù)值介于活動(dòng)陸緣與被動(dòng)陸緣之間。

表4 伽師銅礦碎屑巖的常量元素特征Table 4 Major element characteristics of clastic rock in the Cu deposit

將蘇維依組常量元素分析結(jié)果進(jìn)行砂巖類型判別，在砂巖類型判別圖(圖4a)中，樣品主要落入雜量的單位：wB/10-6；n=218；數(shù)據(jù)按濃度克拉克值從小到大排序；克拉克值據(jù)黎彤(1976)。

圖4 砂巖類型判別圖解和砂巖-頁巖分類圖解Fig.4 Discriminant diagram of sandstone type and classification diagram of sandstone-shalea.砂巖類型判別lg(Fe2O3/K2O)-lg(Na2O/K2O)圖解；b.主量元素 lg(Fe2O3/K2O)-lg(SiO2/Al2O3)圖解

砂巖、巖屑砂巖和長(zhǎng)石砂巖區(qū)；在砂巖和頁巖分類圖(圖4b)中，磚紅色泥巖樣品落入頁巖區(qū)，粉砂質(zhì)泥巖和粉砂巖落入雜砂巖區(qū)，灰綠色細(xì)砂巖則落入長(zhǎng)石砂巖區(qū)和石質(zhì)巖屑砂巖區(qū)。

3.3 微量元素特征

伽師銅礦區(qū)蘇維依組碎屑巖微量元素構(gòu)成見表5，微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖見圖5a。

表5 伽師銅礦區(qū)蘇維依組碎屑巖的微量元素特征Table 5 Trace element characteristics of clastic rock in Suweiyi formation

泥巖中的微量元素含量略高于粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖略高于細(xì)砂巖；其中，灰綠色砂巖的Th含量顯著低于泥巖和粉砂巖，其它元素之間含量雖有差別，但不懸殊，反映出蘇維依組不同巖性具有同源性的特點(diǎn)。w(Zr)/w(Hf)值為44.17～ 57.42，平均48.84，高于上地殼(32.76)[11]。另外，蘇維依組碎屑巖具有相對(duì)富K虧P、Ti的現(xiàn)象，富含Ba、U等大離子親石元素和Pb元素，微量元素標(biāo)準(zhǔn)比值蛛網(wǎng)圖呈向右傾斜的狀態(tài)。

3.4 稀土元素特征

礦區(qū)蘇維依組碎屑巖的稀土元素構(gòu)成見表6，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖見圖5b。

圖5 伽師銅礦區(qū)蘇維依組碎屑巖微量元素和稀土元素圖解Fig.5 Trace element and REE plot of clastic rock in Suweiyi formationa.微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(原始地幔數(shù)據(jù), 據(jù)Sun和McDonough, 1989)；b.稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(球粒隕石數(shù)據(jù), 據(jù)Boynton, 1984)

表6 伽師銅礦區(qū)蘇維依組碎屑巖的稀土元素特征Table 6 REE characteristics of clastic rock in Suweiyi formstion

其中，w(ΣREE)為71.46×10-6～131.50×10-6，從元素分布角度分析細(xì)砂巖中的稀土含量相對(duì)較低，泥巖含量相對(duì)較高。δEu=0.57～ 0.59，均值0.58，變化范圍較小，呈現(xiàn)δEu的虧損；Ce表現(xiàn)為弱正異常，δCe=0.9～1.12，平均1.07，含銅巖石與圍巖的δCe具備相似的特點(diǎn)。輕重稀土的比值為6.64～12.02，整體表現(xiàn)為稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)虧損，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖曲線呈右傾，具有明顯的La-Sm段較陡，Dy-Lu段較平緩的特征，與活動(dòng)陸緣物源區(qū)的沉積巖稀土元素配分特點(diǎn)具有相似之處[10]。

測(cè)試單位：長(zhǎng)安大學(xué)成礦作用與其動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室；量的單位：wB/10-6。

測(cè)試單位：長(zhǎng)安大學(xué)成礦作用與其動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室；量的單位：wB/10-6。δEu=2×EuN/(SmN+GdN)；δCe=2×CeN/(LaN+PrN)；N表示球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化。

4 礦區(qū)構(gòu)造環(huán)境及物源區(qū)分析

沉積巖可以將源巖的成分、化學(xué)風(fēng)化環(huán)境及其構(gòu)造背景等信息有效地保存下來[12]。砂巖的化學(xué)組分受物源區(qū)物質(zhì)成分的制約，故而能真實(shí)反映源區(qū)性質(zhì)和沉積盆地的構(gòu)造背景[13-15]；泥巖具有顯著的粒度均一性、成巖后不滲透性和微量元素豐度較高的特點(diǎn)，適宜用于探究沉積物源區(qū)的性質(zhì)及判別物源區(qū)的構(gòu)造性質(zhì)[16]；風(fēng)化、成巖及蝕變作用對(duì)稀土元素的組成影響不大，物源區(qū)巖石的組分對(duì)稀土元素的組成影響顯著，故推測(cè)沉積巖的稀土元素組成可代表物源區(qū)源巖的稀土特征[17]。因此，對(duì)物源區(qū)巖石地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境具有重要的指示意義[18-19]。

4.1 物源區(qū)構(gòu)造環(huán)境分析

目前，利用碎屑巖類化學(xué)組成特征和相關(guān)圖解來判別源區(qū)構(gòu)造環(huán)境的方法被人們廣泛應(yīng)用[20-22]。Bhatia[23]提出了利用主量元素進(jìn)行砂巖源區(qū)構(gòu)造環(huán)境判別的方法，即在w(Al2O3)/w(SiO2)-w(Fe2O3T+MgO)圖解(圖6a)中，灰綠色細(xì)砂巖的JSPB-50樣品落于活動(dòng)大陸邊緣區(qū)中，AJS-16樣品則投在被動(dòng)大陸邊緣區(qū)；在w(TiO2)-w(Fe2O3T+MgO)圖解(圖6b)中，灰綠色細(xì)砂巖的樣品均落入活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境區(qū)。礦區(qū)內(nèi)蘇維依組巖石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線輕稀土元素(La-Sm)較為陡立，重稀土元素(Dy-Lu)相對(duì)平緩，且Eu具弱負(fù)異常的特點(diǎn)，這與活動(dòng)陸緣區(qū)的沉積巖稀土元素配分特點(diǎn)具有相似性[10]；結(jié)合前人研究西南天山拜什塔木地區(qū)蘇維依組砂巖物源區(qū)環(huán)境為靠近活動(dòng)(被動(dòng))大陸邊緣區(qū)[9]的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為伽師礦區(qū)蘇維依組碎屑巖的物源區(qū)為活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。

4.2 物源區(qū)分析

在F1—F2圖解[24](圖7a)中，伽師銅礦區(qū)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖分布相對(duì)集中，分布在中性火成物源區(qū)和長(zhǎng)英質(zhì)火成物源區(qū)；依據(jù)地殼不同巖石類型輕重稀土比值與稀土元素總量w(La)/w(Yb)-w(ΣREE)圖解[25]，伽師銅礦區(qū)各巖性均集中于沉積巖區(qū)(圖7b)，說明伽師銅礦區(qū)各類巖性具有較為一致的源區(qū)特征，均表現(xiàn)為來自沉積巖物源區(qū)，由此推測(cè)蘇維依組巖石組分的物源區(qū)具有火成巖和沉積巖性質(zhì)。綜合區(qū)域資料顯示，只有上白堊統(tǒng)巴什基奇克組的碎屑巖夾火山碎屑巖建造符合這一特征，且巴什基奇克組巖石具有較高的Cu元素豐度(174.73×10-6)，因此推測(cè)古近系蘇維依組巖石中的Cu元素主要來源于下伏地層巴什基奇克組巖石的風(fēng)化、溶蝕與遷移。

圖7 伽師銅礦砂巖-泥質(zhì)巖F1—F2圖解(底圖據(jù)Roser等, 1988)和w(La)/w(Yb)—w(ΣREE)圖解(底圖據(jù)Allegre等, 1978)Fig.7 Plot F1-F2 of sandstone-mudstone and w(La)/w(Yb)-w(ΣREE) plot of Jiashi Cu depositF1=-1.773TiO2+0.607Al2O3+0.76Fe2O3(總)-1.5MgO+0.616CaO+0.509Na2O-1.224K2O-9.09；F2=0.445TiO2+0.07Al2O3-0.25Fe2O3(總)-1.142MgO+0.438CaO+1.475Na2O+1.426K2O-6.861；

4.3 成礦環(huán)境分析

蘇維依組巖石的微量特征和稀土元素特征具有較高的相似度，表明其來源的一致性。灰綠色細(xì)砂巖中Th元素的含量比磚紅色泥巖、粉砂巖明顯虧損，巖石中的U元素含量相差不大。統(tǒng)計(jì)表明，w(Th)/w(U)值為0～2時(shí)為缺氧的環(huán)境[26]，礦區(qū)中灰綠色細(xì)砂巖w(Th)/w(U)=0.41～0.47，平均0.44，顯示為缺氧環(huán)境；磚紅色泥巖w(Th)/w(U)=4.11～4.56，平均4.34，表明為氧化環(huán)境；磚紅色(灰綠色)粉砂巖w(Th)/w(U)=2.30～3.61，平均2.95，指示為氧化環(huán)境。δEu=0.57～0.59，平均0.58，變化幅度較窄，與Sm、Gd元素的富集趨勢(shì)呈反消長(zhǎng)趨勢(shì)，說明弱的Eu異常主要來源Eu2+，代表成礦流體處于還原環(huán)境之中[27]。

5 礦床成因討論

5.1 控礦因素

蘇維依組巖石中富集Cu元素，并在灰綠色砂巖中普遍出現(xiàn)銅的礦化，推測(cè)是由于還原性環(huán)境促使Cu元素在灰綠色砂巖中富集[28]；同時(shí)，砂巖具有良好的孔隙度和滲透性條件，有利于礦液在巖石中的運(yùn)移、沉淀和富集[7]，提供了優(yōu)良的成礦條件；粉砂巖和泥巖雖然也具備較高的Cu豐度，但沒有形成具有工業(yè)意義的礦化，其原因是由于巖石的孔隙度較低，不利于流體的滲濾和成礦物質(zhì)的遷移-交代-萃取[8]，但這種隔阻作用卻有效地使礦液不致散逸，以保證礦質(zhì)的后期富集[2]；砂巖和石膏中Cu元素相對(duì)虧損，其原因可能是由于較強(qiáng)溶濾能力的鹵水將雜色砂巖和石膏中的Cu離子溶濾出來，進(jìn)入較高濃度的含Cu鹵水中，成為銅礦化的物質(zhì)來源[29]；斷層泥出現(xiàn)Cu元素的超常富集，斷層角礫則出現(xiàn)Cu元素的虧損，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育與否與成礦的優(yōu)劣、礦石品位的高低呈正相關(guān)關(guān)系這一特征[7]，推測(cè)層間斷裂為成礦溶液的活動(dòng)提供了重要遷移通道和富集空間。

5.2 礦床成因

6 結(jié)論

通過分析伽師銅礦床地質(zhì)特征、巖石化學(xué)、微量元素、稀土元素地球化學(xué)特征，探索賦礦層的構(gòu)造環(huán)境和成礦物質(zhì)的來源得出以下結(jié)論：巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為伽師銅礦區(qū)富集Pb、Cu、Ag、As元素，擁有良好的銅礦成礦背景；巖石地球化學(xué)特征顯示，蘇維依組的物源區(qū)環(huán)境為活動(dòng)大陸邊緣；蘇維依組中的Cu元素主要源于下伏的上白堊統(tǒng)巴什基奇克組巖石的風(fēng)化剝蝕；伽師銅礦床受地層、巖性、古氣候環(huán)境和斷裂構(gòu)造的共同控制，屬與古近系潟湖相沉積作用和構(gòu)造富集作用有關(guān)的砂巖型沉積-構(gòu)造富集型銅礦床。

注釋：

① 中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院. 新疆西南天山拜什塔木地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告. 烏魯木齊：中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院，2013.