新疆花园铜矿床地质特征及及找矿标志

赵路通 马忠美

（①北京矿产地质研究院北京100012 ②新疆鑫汇地质矿业有限责任公司乌鲁木齐 830000）

0 引言

花园铜矿是塔里木盆地西缘典型的产于陆相砂岩中的铜矿床，规模虽然为小型，但近年来在其外围找矿成果突出，在矿区东南部已发现吉勒格铜矿[1]，西北部探明吾合沙鲁铜矿[1]、杨叶[2]及阿克套铜矿[3]，显示出巨大的区域找矿潜力。本文通过对花园铜矿进行详细的野外地质调查和矿相学分析，总结其矿床地质特征，分析了矿床成因，以期为区域上砂岩型铜矿找矿勘查工作提供参考。

1 区域地质特征

花园铜矿在地理上位于新疆乌恰县康苏镇西南约4 公里处，面积约2km2。矿区在大地构造位置上处于塔里木盆地西南缘，位于喀什凹陷北部次级构造乌拉根向斜的南翼（图1）。

1.1 地层

区域上地层主要由中元古界结晶基底和中-新生界盖层两部分组成。中元古界结晶基底长城系阿克苏群（Chak）为一套低角闪岩相沉积变质岩系，属碎屑岩-碳酸盐岩建造，中生界大面积出露，包括侏罗系（J）和下白垩统克孜勒苏群（K1kz），其中侏罗系为一套断陷盆地内的陆源碎屑沉积建造，下白垩统克孜勒苏群为一套辫状河-三角洲相沉积建造，其顶部厚层状砂砾岩、含砾砂岩夹泥岩为乌拉根铅锌矿赋矿层位。新生界在研究区分布广泛，其中古近系为一套正常浅海间泻湖相沉积，新近系为一套红色为主的陆相碎屑沉积。

图1 新疆乌拉根地区区域地质图

1.2 构造

区域主要的褶皱为乌拉根向斜，其轴向近东西向，向东扬起，向西变宽缓慢散开，东西长近100km，南北宽15～30km。向斜南翼地层北倾、倾角50～60°，北翼地层南倾、倾角65～80°，局部倒转。向斜内发育有小的次级背斜或倒转背斜，使北翼地层褶曲形成箱状构造。

区域上断裂主要乌拉根断裂和吾合沙鲁断裂，分布于乌拉根向斜的南北两翼。乌拉根断裂呈北东-南西向延伸约15km，断面北倾，倾角45～85°，为一犁式断裂。吾合沙鲁断裂呈近东西向延伸约28km，断裂断面北倾，倾角65～85°，其穿越乌拉根铅锌矿的北矿带，并于断裂上盘形成牵引褶皱。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区地层较为简单，主要为渐新统-中新统克孜洛依组（（E3-N1）k）、中新统安居安组（N1a）、帕卡布拉克组（N1p）及第四系，各地层岩性简述如下：

渐新统-中新统克孜洛依组：岩性以紫红色泥岩为主，夹薄层状褐灰-灰黄色粉砂岩及细砂岩，下部膏泥岩及石膏较发育。

中新统安居安组：本组为砂岩型铜矿赋矿层位，岩性主要为湖盆相砂泥岩互层，可细分为二段：下段（N1a1）为一套滨浅湖相灰绿、紫红色砂岩夹泥岩，该段为铜矿化的赋矿层位；上段（N1a2）为一套浅－半深湖夹滨湖相褐红与灰绿色等杂色泥岩为主夹砾岩、砂岩。

帕卡布拉克组：主要为砖红色泥岩夹薄层褐灰-灰黄色钙质砂岩、砂砾岩。

第四系：沿河谷及其两岸分布，为古河流阶地冲积物及现代河床冲积物、洪积物。

含矿层整体由紫色层和灰绿色层交替的韵律层组成，其中灰绿色层即为含铜砂岩层（图3a），由灰绿色细粒钙质砂岩夹有薄层浅灰色微粒钙质砂岩及浅灰色细粒砂岩组成，总体呈相对稳定的条带状产出。一般而言，在砂岩中含植物化石较多的部位普遍产有条带状、团块状、浸染状矿化，矿化呈不规则瘤状、蠕虫状，形状各异（图3b），局部集中呈结核状，表面为孔雀石，内部为辉铜矿。灰绿色主要是由于砂岩中浸染状孔雀石矿化引起，随着孔雀石含量的增加，砂岩颜色由灰绿→翠绿→深绿色逐渐加深（图3c）。紫红色层由紫红色-砖红色泥岩、粉砂质泥岩和紫红色含钙质铁质微粒砂岩、粉砂岩的混合层组成（图3d），构成含铜砂岩的上下盘，一般为较规则的层状，层厚从几米到几十厘米不等，最薄0.5cm，局部呈透镜状，向两边可见复合尖灭分叉等现象。

图2 新疆花园铜矿矿区地质图（据文献[4]修编）

图3 花园铜矿矿区含矿层及矿化特征

2.2 矿体特征

矿区目前控制铜矿化带呈近东西（75～255°）走向，出露范围东宽西窄，最宽处约500m，长约3500m，产状北倾，倾向一般为320-350°，倾角一般17～27°。

表1 花园铜矿区矿体特征

矿区地表目前共圈定10 层含铜砂岩，均与紫红色泥岩层互层产出，每层厚度在走向上变化大，从几十厘米到十几米。钻孔资料显示目前在垂向上只有两层矿体延伸较好，厚度1.0～2.5m 不等，平均品位1.04～3.05%。地表矿化以氧化矿物为主，局部可见少量原生硫化物矿化。共圈定出10 条矿体，各矿体特征见表1。

2.3 矿石特征

花园铜矿矿石中矿物组合比较简单，金属矿物以氧化物为主，主要有孔雀石、硅孔雀石和氯铜矿及少量自然赤铜矿，局部可见到少量的原生金属硫化物，主要为辉铜矿。脉石矿物主要为石英、长石、方解石、白云石、石膏、云母以及钙质、泥质物质。

矿石结构以粒状结构为主（图3e），孔雀石等呈半自形-他形粒状星散状均匀地分布于砂岩颗粒的间隙中，当砂岩胶结物完全被金属矿物取代时，构成胶结结构。此外，矿石中还多可见氯铜矿、孔雀石交代辉铜矿、赤铜矿等构成的交代结构（图3f）、交代反应边结构、交代残余结构等，局部还可见孔雀石呈胶状结构。

矿石构造以浸染状构造和条带状构造为主，可见少量细脉状和结核状构造。浸染状构造主要指孔雀石、氯铜矿等呈它形粒状或集合体分布于矿石中（图3g），矿石矿物含量一般为1%～5%，局部含量超过30%，构成稠密浸染状构造。条带状构造指孔雀石、赤铜矿、辉铜矿等呈条带状沿砂岩层理分布（图3h），条带一般厚0.5～2mm，部分厚度可达1.0～2.5cm。细脉状构造主要表现为赤铜矿呈脉状分布于砂岩裂隙中（图3i），脉宽一般0.5～2.0cm，延伸一般5～15cm。结核状一般多集中分布在灰绿色含铜砂岩的顶板，结核直径一般0.5～2cm。

2.4 围岩蚀变

矿床围岩蚀变类型简单，主要表现为碳酸盐化（褪色化），局部发育褐铁矿化、黄钾铁矾化等，整体属低温蚀变。褪色蚀变主要发育在紫红色泥岩层中，泥岩的胶结物主要由铁质、钙质物质组成，紫色由其中氧化铁质引起，褪色是泥岩中高价态铁被还原成亚铁所致，表明矿床成矿过程中经历了流体的还原作用。其余蚀变范围相对较小，与矿化基本一致，局限于矿体附近或矿石中。

3 矿床成因分析

花园铜矿矿体严格受控于中新统安居安组下段（N1a1）灰绿色砂岩中，产状与地层一致，矿化主要沿砂岩中的层理或斜层理分布，局部呈瘤状、蠕虫状，树枝状、结核状等构造，显示成矿物质与地层同沉积的成因特点。铜矿化强度与砂岩中所含的植物化石的多少呈正比关系，尤其在植物化石的周缘矿化明显富集，植物化石碎片一方面形成炭质具有较强的吸附Cu作用，另一方面利于成岩期有机质发生还原作用形成还原硫，为铜二次富集提供了物质基础。铜矿化强度向灰绿色砂岩靠近紫红色层的一侧逐渐增强，反映出成矿作用受到氧化还原障的控制，因此矿床属于同沉积砂岩型铜矿，局部沿裂隙发育的细脉状矿化反映出成矿后期可能受到热液改造，但强度不大。

4 结论

花园铜矿赋存于塔里木盆地西缘乌拉根向斜内，以中新统安居安组（N1a）灰绿色砂岩为主要容矿岩石，矿体呈层状、透镜状，矿石矿物主要孔雀石和氯铜矿为主，少量辉铜矿和赤铜矿，矿石组构以粒状结构、浸染状和条带状构造为主，围岩蚀变较弱。矿床为同沉积砂岩型铜矿。