察尔其铜矿（西段）地质特征及成因分析

祁锦鹏

（且末县邦泰矿业投资有限公司 且末 841900）

1 区域地质背景

矿区大地构造位置位于塔里木盆地北缘，拜城-库车新生代盆地，铜矿山背斜北翼，构造简单。隶属塔里木－南疆地层大区-塔里木地层区-塔里木盆地地层分区-拜城地层小区。主要出露的地层有元古界、中新生界。元古界的结晶片岩系仅见于盆地东部的吐格尔明背斜轴部。中新生界地层发育完整，超覆不整合于元古界和古生界褶皱基底之上。中元古界长城系阿克苏群仅在图区西北角出露。新近纪海水退出，盆地为内陆河-湖盆地沉积。

图1 察尔其铜矿西段区域地质图

区内构造线总体走向为近东西向，褶皱、断裂较为发育，其中褶皱多为线型褶皱，断裂多为逆断层。岩浆岩不发育。

出露变质岩主要为长城系阿克苏岩群的区域变质岩，岩性组合为绿泥石绢云母石英片岩、绿帘石石英片岩、石英岩、绿泥石片岩、钙质石英片岩、绿帘绢云母石英片岩蓝闪石阳起石绿泥石片岩、绿泥石化灰岩夹含铁石英岩。

区域位于塔里木盆地北缘，库车-拜城新生代盆地，横跨柯坪塔格（前陆盆地）Cu、Pb、Zn、Fe、U、Sn-煤-盐类成矿亚带（IV级）与库东坳陷Cu、Fe、Au-钾盐-石油-天然气成矿亚带（IV级），属塔拉克-康村一带铜矿成矿远景区（V级），已发现的矿产种类主要有：铜、煤等矿种。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区由新近系和第四系组成。根据岩性组合及岩相划分到段至亚段，地层由老到新为：

2.1.1 新近系

矿区出露新近系地层为中-上新统康村组第四段（N1-2）k4，上新统库车组第一段（N2k1）。

⑴中-上新统康村组第四段（N1-2）k4分6个亚段：

①康村组第四段第一亚段（N1-2k4-1）总体岩性组合由黄绿色、红褐色薄至中层状含砾不等粒砂岩构成；

②康村组第四段第二亚段（N1-2k4-2）为黄绿、灰绿色细-中粒砂岩与淡棕色泥质粉砂岩互层；

③康村组第四段第三亚段（N1-2k4-3）为黄绿色、红褐色粉砂-粗粒状不等粒砂岩，沉积韵律为粗到细粒，呈渐变关系，有四个沉积韵律。B含矿层位于该亚段顶部，含矿层上部浅紫红色粉砂岩，中部为浅灰色泥灰岩夹浅灰色中细粒砂岩，下部红色、杂色中粗粒砂岩。铜矿化主要产于杂色砂岩及其与泥灰岩接触部位附近。B含矿层是矿区主要含铜层。层位稳定，工业矿体主要产在浅色的底部，属于湖泊沉积；

④康村组第四段第四亚段（N1-2k4-4）为黄绿、灰绿色中-细粒砂岩（局部含砾）与淡棕色泥质粉砂岩互层，属于河流相沉积；

⑤康村组第四段第五亚段（N1-2k4-5）为浅黄绿色、红褐色、杂色细到（含砾）粗粒砂岩，沉积韵律为粗到细粒，呈渐变关系。C含矿层位于该亚段底部，也是本区主要含矿层位。C含矿层上部浅紫红色粉砂岩，中部为浅灰色泥灰岩夹浅灰色中细粒砂岩，下部杂色中粗粒砂岩。铜矿化主要产于杂色砂岩及其与泥灰岩接触部位附近，亦属于湖泊相沉积；

⑥康村组第四段第六亚段（N1-2k4-6）为姜黄色、红褐色不等粒砂岩，偶夹少量含砾粗砂岩，呈细到粗粒(细砾)结构，块状构造，属于河流相沉积。

⑵上新统库车组第一段（N2k1）分四个亚段：

①库车组第一段第一亚段（N2k1-1）为砖红色、黄绿色、红褐色杂色含砾不等粒砂岩、泥质粉砂岩互层；

②库车组第一段第二亚段（N2k1-2）为浅黄绿色、灰绿色、红褐色杂色含砾不等粒砂岩、泥质粉砂岩互层；

③库车组第一段第三亚段（N2k1-3）由灰褐色薄～厚层状砾岩与黄褐色薄至厚层状不等粒砂岩、泥岩互层，库车组一段一至三亚段，按其岩性特点，应属于河流沉积；

④库车组第一段第四亚段（N2k1-4）由浅灰褐色薄-厚层状砾岩与浅黄绿色、黄褐色薄至厚层状不等粒砂岩、泥岩互层，总体属于河湖三角洲相沉积。

2.1.2 第四系

矿区第四系堆积，按成因主要有洪积-坡积、洪积、风积、人工堆积等类型。就物质成份有碎石、小砾石、砂、洪泥及炉渣等。

⑴全新-更新统洪积-坡积层（Qhpl-sl-Qppl-sl）的上部由强风化的未分选的砂土与砾石的互层组成，下部由碎石组成；

⑵全新统洪积层（Qhpl）分布于洪流形成的干谷之中，由未分选的碎石、砾石夹砂土组成，厚度一般不大；

⑶全新统风积层（Qheol）由分选好的疏松砂组成；

⑷全新统人工堆积层（Qhs）主要分布在靠近矿层的两侧，由炉渣及废矿堆组成。

2.2 岩浆岩

矿区内未发生火山作用及岩浆侵入活动。

2.3 构造

矿区位于库车－拜城山前凹陷南缘，铜矿山背斜北翼，呈单斜状。倾角较为稳定，约在20°左右，南部倾角大，北部倾角缓，呈递减的规律变化，这种变化很显然是与矿区南面铜矿山大断层有关，该断层多次复活，因此使矿区的地层构造受到一定的影响。

矿区断层，主要有纵横两组，这两组断层的产生，是由于南北的压力而派生的张性、张扭性或压性、压扭性断层，根据其呈现的几何形态，多为正断层，少为逆断层。断面的倾角多为60°～80°。

断层通过矿层时，一是破坏矿层的连续性；二是影响了矿层内部矿化的均匀性，一般是下盘含铜量稍高于断层上盘，使矿体发生贫化，其原因是断层构成了水的通道而使近地表部分的矿层（体）遭受水的淋失所造成。

区内节理按其性质可分为三组：一组是近于岩层走向的纵节理；另一组是近于垂直岩层走向的横节理；再一组是斜交岩层走向的剪切节理。

区内节理与断层的关系是：节理是断层的行迹，而断层又是节理受压应力的变形体，由此可见，论其两者的性质，分析其两者的发生与发展，它们都有着极为密切的“血缘”关系。

总体上，矿区构造类型属简单型。

2.4 矿化特征

察尔其铜矿（西段）产于新近系康村组一套碎屑岩中。主要有C、B两个矿层，分别赋存于康村组第四段第五亚段底部及第三亚段顶部，赋矿岩性主要为砂质泥灰岩。含矿层近东西向分布，在地表出露较为稳定，连续性好，东段地表出露较宽，深部含矿层稳定性好，局部地段矿化不强。矿层总体倾向350°，倾角18°～25°。

3 矿体特征

3.1 B矿层矿体

由西向东，矿体编号为B1、B2和B3。

3.1.1 B1号矿体特征

矿体呈层状，空间上总体呈薄板状，长度3120 m，控制最大斜深1180m。产状347°～3°∠18°～20°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.64～3.57m，平均真厚度0.93m，。矿体单样品铜矿品位0.37%～2.66%，平均品位1.02%。

3.1.2 B2号矿体特征

矿体呈层状，长度1955m，控制最大斜深460m，产状345°～355°∠21°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.48～1.31m，平均真厚度0.80m。矿体单样品铜矿品位0.51%～2.55%，平均品位1.11%。

3.1.3 B3号矿体特征

矿体呈层状，矿体断续长度1195m，控制最大斜深140m，产状345°∠22°～24°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.64～1.61m，平均真厚度0.93m。矿体单样品铜矿品位0.51%～2.11%，平均品位1.22%。

3.2 C矿层矿体

自西向东分为4个矿体，编号为C1、C2、C3和C4号矿体。

3.2.1 C1号矿体特征

矿体长度为1606m，矿体呈层状，控制最大斜深824m，产状355°∠21°～22°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.47～1.89m，平均真厚度0.89m。矿体单样品铜矿品位0.60%～2.04%，平均品位1.06%。

3.2.2 C2号矿体特征

矿体长50m，矿体斜长79m，透镜状。真厚度1.03m，品位0.62%，产状355°∠21°，赋矿岩石为砂质泥灰岩。

3.2.3 C3号矿体特征

矿体呈层状，长度为1702m，控制最大斜深1180m，产状350°～°355°∠19°～24°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.56～3.36m，平均真厚度1.48m。矿体单样品铜矿品位0.32%～2.72%，平均品位0.96%。

3.2.4 C4号矿体特征

矿体呈层状，长度为460m，控制斜深159m。产状345°∠21°～22°。赋矿岩石为砂质泥灰岩。矿体真厚度0.66～1.00m，平均真厚度0.80m；矿体单样品铜矿品位0.66%～1.43%，平均品位1.02%。

4 矿石质量

4.1 矿石矿物成分

矿石矿物包括黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、孔雀石、蓝铜矿、氯铜矿、赤铜矿和自然铜，但数量上以辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿和氯铜矿较为常见。

4.2 矿石的化学成分

多元素化学成分分析及其物相分析见表1、表2。

表1 矿石的主要化学成分 %

表2 矿石中铜的化学物相分析结果 %

由表1、表2可以看出：

⑴矿石中元素主要是铜，品位为1.07%，铅、锌和锑等其它有价金属元素均因含量太低价值不大。

⑵为达到富集铜矿物的目的，需要选矿排除的脉石组分主要是SiO2和CaO，次为Al2O3，三者合计含量为67.44%。

⑶矿石中铜的氧化程度较高，原生硫化铜和次生硫化铜的分布率分别为0.94%和44.86%，而自由氧化铜的分布率为49.53%。显然，次生硫化铜和自由氧化铜是选矿富集回收的重点对象，加上原生硫化铜，合计分布率为95.33%，这即为选矿分选矿石中铜矿物时铜的最大理论回收率。

综合化学成分特点，可以认为区内矿石属发生强烈氧化的单一铜矿石。

4.3 矿石结构构造

矿区矿石主要以氧化矿石为主，为砂状、微片粒状结构，矿石构造以条带状构造、层状构造、块状构造为主。其次有少量的混合矿石，混合矿石为砂状结构、块状构造。矿石具乳滴状、胶状、毛发状结构，网纹状、条带状、块状构造。

4.4 矿石类型

4.4.1 矿石自然类型

按自然分类有：杂色含铜砂岩、细-中-粗粒含铜砂岩、不等粒含铜砂岩、含铜泥灰岩及砾质含铜砂岩，以杂色含铜砂岩、细-中-粗粒含铜砂岩两种为主。

4.4.2 矿石工业类型

根据矿山这几年采选矿一直对矿石进行混采混选工艺，矿石工业类型属混采、混选的易选砂岩型矿石。

5 矿床成因分析

察尔其铜矿的形成经历了如下几个阶段：

5.1 原生沉积阶段

该阶段主要表现为“草莓状”黄铁矿形成阶段。“草莓状”黄铁矿微晶粒径小且分布范围窄，表现出典型硫化水体环境特征，该阶段黄铁矿微晶主要形成于灰白色中细粒/中粗粒砂岩中上部至顶板泥灰岩中下部，该阶段以强还原环境下沉积作用为主，同时该阶段物源供给亦具有特殊性，主要体现在该期沉积物中含大量长石碎屑并有一定量的云母，与其前后阶段存在较为明显的区别，在该阶段除了生成“草莓状”黄铁矿之外，尚有少量星点稀疏浸染状铜矿物生成，如辉铜矿。

5.2 成岩期压溶成矿作用阶段

该阶段是主要的成矿作用阶段。在硫化环境沉积作用阶段形成了富含铜的沉积物，在上覆沉积物及水体压力条件下压实、固结成岩，在此过程中具有一定的温度和压力，上部泥灰岩颗粒细小、表面积大、孔隙度高、含水量大，在压实固结过程中其中含有大量层间水开始向孔隙度相对小但贯通性良好的下部中细粒/中粗粒灰白色砂岩排泄，该过程中由于大量厌氧细菌还原、同生沉积有机质及早期“草莓状”黄铁矿的作用，在灰白色中细粒/中粗粒砂岩上部及泥灰岩下部形成工业矿化。矿石矿物表现为铜矿物交代早期硫化物、颗粒间胶结物以及有机质，表现为浸染状或沿裂隙充填的硫化物大约沿一定层位呈层状或似层状分布，而脉石矿物中的黑云母开始脱铁并逐渐演变为白云母/水云母。

5.3 表生氧化阶段

先期形成的硫化物主要富集于泥灰岩与灰白色砂岩相接触部位，在地表或近地表环境下，在大气、水及氧气、二氧化碳等物质的直接参与下，黄铁矿等铁的硫化物被氧化成赤铁矿、针铁矿等暗色矿物，而辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿等铜的硫化物被氧化成赤铜矿；在靠近顶板泥灰岩部位，由于岩层中富含CaCO3，在水的参与下，铜更多地被氧化成蓝铜矿、孔雀石、硅孔雀石等铜的碳酸盐类矿物。

综上所述，滴水铜矿床应属于同生沉积-成岩期改造型矿床。