新疆乌恰县托云盆地砂岩型铜铅锌矿产资源特征及成矿作用探讨

张兆杰，王小龙

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队，新疆 吐鲁番 838204）

调查区地处塔里木-华北板块（Ⅲ）塔里木微板块（Ⅲ1），纵跨东阿赖-哈尔克古生代复合沟弧带（Ⅲ11）及阔克沙勒晚古生代陆缘盆地（Ⅲ13）二个Ⅲ级构造单元，阔克沙勒晚古生代陆缘盆地（Ⅲ13）又细分为托云中新生代坳陷盆地（Ⅲ13-1）和琼阿拉别依套晚古生代上叠盆地（Ⅲ13-2）二个Ⅳ级构造单元。

1 区域成矿区（带）的划分

调查区位于塔里木成矿省（IV）塔里木板块北缘Fe-Ti-Mn-Cu-Ni-Mo-Pb-Zn-Sn-Au-Sb-RM-REE-白云母-菱镁矿-铝土矿-石墨-硅灰石-红柱石-白云母-石油-天然气-煤-盐类-玉石成矿带（IV-1），纵跨东阿赖-哈尔克山Au-Sb-Sn-RM-REE-Mn-Fe-铝土矿矿带（IV-1-④）及阔克沙勒岭Fe-Cu-Pb-Zn-Sn-铝土矿矿带（IV-1-⑦）二个四级矿带。

1.1 东阿赖-哈尔克山Au-Sb-Sn-RM-REE-Mn-Fe-铝土矿矿带（IV-1-④）

构造上位于东阿赖-哈尔克古生代复合沟弧带，出露地层主要为奥陶系、志留系，少量石炭系。矿产以金、锑、稀有金属、稀土矿为主，其次为铁、锰、锡、红柱石、宝石等，是新疆金、锑和稀有稀金属重要矿带。带内金矿主要为浅变质碎屑岩型、锑矿为碎屑岩型、稀有稀土金属矿为碱性岩型。

1.2 阔克沙勒岭Fe-Cu-Pb-Zn-Sn-铝土矿矿带（IV-1-⑦）

构造上位于阔克沙勒晚古生代陆缘盆地，地层主要为上志留-上石炭统滨浅海相陆缘碎屑岩-碳酸盐岩建造，侵入岩主要为花岗岩和正长岩。矿产以铅、锌、铜、金、锡、铝土矿为主，其次为铁、锰、稀有、稀土、锑、铀、萤石等。铅锌矿以层控砂页岩型为主、铜矿多为沉积型、金矿为破碎蚀变岩型、铝土矿为石炭纪古风化壳型。此外，还有与碱性花岗岩类有关的稀土矿、卡拉脚古牙锑矿等。

2 研究区矿产概况

调查区矿产调查评价工作程度较低，区内已知的金属矿点为拜西胡同铜铅矿点和托云1∶5万六幅区调项目发现的多处铜矿化线索。依据调查区内已知的矿化线索、化探异常特征，结合遥感异常，本次工作根据找矿潜力在调查区内圈出1个重点评价工作区（苏约克-托云一带重点工作区）和2个一般评价工作区（拜西胡同工作区、塔木其工作区）。

2.1 苏约克-托云一带重点工作区地质特征

苏约克-托云一带重点工作区位于调查区南部，区内出露地层由老到新主要有：中侏罗统杨叶组、下白垩统克孜勒苏群、上白垩统英吉沙群、新近系中新统帕卡布拉克组及第四系洪积物等。

区内侵入岩不发育，主要分布在工作区南部，呈北西西-南东东向展布，呈岩墙或岩株产出，总面积约3km2左右。侵入于下白垩统克孜勒苏群及中侏罗统杨叶组，岩性主要为辉长岩、闪长岩，岩体与围岩接触带发育热接触变质作用或接触交代变质作用，形成宽约1m～3m的热接触变质带。

区内火山岩主要集中分布于调查区中部上白垩统英吉沙群中，为陆相溢流-沉积。以玄武岩为主，岩石组合主要由正常沉积的泥岩、砂岩、砾岩和火山熔岩组成。岩石类型有灰紫色杏仁状玄武岩、紫红色泥岩、灰紫色杏仁状玄武岩、紫红色玄武岩、紫红色泥岩、紫红色含砾泥岩、紫红色含砾粗砂岩，以中—基性组合为特征。是一套以火山熔岩为主火山地层结构类型。

构造主要表现为褶皱和断裂，发育1条断裂构造，褶皱构造残缺不全。F15断裂走向110°～290°，错断上白垩统英吉沙群及下白垩统克孜勒苏群地层，断层部位基岩可见不同程度的破碎现象。根据地层错断形态特征，推测其为右行断层。工作区整体为一向斜，枢纽走向北东—南西向，与区域构造线方向基本一致。核部地层为中新统帕卡布拉克组，两翼地层为上白垩统英吉沙群及下白垩统克孜勒苏群。

2.2 苏约克-托云一带重点工作区矿产特征

通过1∶1万路线地质找矿及地化剖面测制工作，在托云重点工作区内新发现托云铜矿点、苏约克铜矿点。

托云铜矿点：位于重点工作区西南部，距离托云乡约5公里，大部分区域海拔在3000 米以上，地形起伏大，切割深。该工区激电中梯测量电性特征总体呈“不规则面状、团块状、串珠状”平面展布，ρs值于50Ω.m～200Ω.m变化，Fa背景值约为1%左右，局部小于1%。矿点内已圈出两条矿化蚀变带，分别为Ⅰ、Ⅱ矿化蚀变带。

Ⅰ矿化蚀变带位于矿区中部，蚀变带长约6.2km，宽1m～3m不等，走向92°～272°，矿化主要位于克孜勒苏群第二岩性组底部，与第一岩性组红色砂岩、泥岩的接触部位的浅色砂岩中，赋矿岩性黄白色钙质胶结不等粒含砾岩屑砂岩，矿化严格受地层控制，产状与地层相同，整体向北东倾，倾角47°左右。带内孔雀石主要呈条带状、星点状及团块状分布，矿化蚀变不均匀，蚀变带东部矿化较为集中，呈条带状、浸染状及结核状分布；其他地段地表分布较为分散，主要为星点状及小团块状发育。

在Ⅰ蚀变带东部圈出一条矿化体，编号L1，铜品位0.15%～0.23%，视厚0.9m～3.10m，长约120m。

3 成矿规律

3.1 矿点的空间分布及富集规律

调查区内目前已发现的矿点以铜为主，次为铅铜多金属矿点。已知的矿点主要有托云铜矿点、塔尔玛铜矿点、苏约克铜矿点、塔尔玛南铜矿点、拜西胡同铜铅矿点、塔木其铜矿化线索等。以上矿点及矿化线索均产于下白垩统克孜勒苏群地层内，在空间分布上严格受该套地层的分布所限，整体上呈沿托云中新生代盆地东南侧边缘呈环带状分布。总结克孜勒苏群地层中铜矿化的分布规律，自下而上共发育四个矿化层位。具体如下：

第一个矿化层：位于克孜勒苏群底部，与基底地层接触带附近克孜勒苏群的浅色砂岩夹层内。该矿化层主要在塔尔玛矿区内发育，地表矿石矿物主要为孔雀石，呈细脉状、稀疏浸染状、结核状及皮壳状发育。矿化较弱，不能构成工业矿体，最高品位0.10%。

第二个矿化层：位于克孜勒苏群第一岩性段中部，红色泥岩、砂岩层中的浅色砂岩夹层内。该矿化层在塔尔玛矿区、托云矿区均见发育，地表矿石矿物主要为孔雀石，在塔尔玛矿区可见少量蓝铜矿。塔尔玛矿区地表孔雀石主要呈条带状、细脉状、团块状分布，含量相对较高，单工程最高品位0.43%。托云矿区地表孔雀石主要呈团块状分布，分布不均匀，矿化较弱，不具工业价值。

第三个矿化层：位于克孜勒苏群第二岩性组底部，与第一岩性组红色泥岩、砂岩层接触带部位，第一岩性组的红色泥岩、砂岩内不含矿。该矿化层在调查区发育最为稳定，苏约克矿区、托云矿区、拜西胡同矿区、塔尔玛矿区、塔尔玛南矿区均有发育，且构成各矿区最主要的矿化层位。各区矿化特征较为一致，地表矿石矿物主要为孔雀石，次为蓝铜矿、褐铁矿等。矿化从与第一岩性组接触部位向上逐渐减弱，矿石构造由条带状、稠密浸染状逐渐过渡为团块状、结核状、星点状。据槽探工程揭露，各矿区该层Cu含量一般在0.1%～0.3%，单样最高0.85%。

第四个矿化层：位于下白垩统克孜勒苏群第二岩性组顶部，与上白垩统英吉沙群接触带附近的浅色砂岩中，赋矿岩性为灰白色细砂岩。该矿化层主要见于塔木其一带，另外在苏约克矿区北侧局部也有发育。地表矿石矿物主要为孔雀石，呈团块状、浸染状发育，矿化弱，仅具有指示意义，不能构成矿化体。

3.2 成矿时间演化规律

对西南天山一带中新生代的砂岩型铜铅锌等金属矿床目前没有确切的矿床形成时代方面的证据。总结西南天山一带砂岩型铜矿、铅锌矿、铀矿等矿产的赋矿层位：

（1）中-下侏罗统含煤碎屑岩建造中有层间氧化带砂岩型铀矿、砾岩型铜银矿。

（2）下白垩统克孜勒苏群中发育河流相砂砾岩型铜银矿、铀矿。

（3）上白垩统英吉莎群，海相(海陆交互相-亚陆相)具有韵律沉积的砂岩、含砾砂岩、粉砂岩、泥岩、天青石、白云岩，属乌拉根式铅锌矿的含矿层位。

（4）新近纪中新统河湖相沉积建造由下而上依次为：克孜洛依组、安居安组、帕卡布拉克组，安居安组主要是灰绿色泥岩、砂岩，含丰富陆相介形虫化石及孢粉，其下部为区域性陆相砂岩型铜银矿层位，如萨合尔、杨业、吾东、吉勒格、花园以及大山口、拜希塔木等铜银矿含矿层位，在其上部钼铀矿显示良好。帕卡布拉克组为褐红色灰色泥岩与灰绿色砂岩互层，含陆相介形虫化石，底部也有钼铀矿化显示。

由此可见，西南天山一带砂岩型铜矿、铅锌矿、铀矿等矿产的赋矿层位最老为中下侏罗统，最新为新近系中新统，这一类矿产的形成时代应在中生代末期-新生代早期。

调查区内砂岩型铜矿的赋矿层位主要为下白垩统克孜勒苏群，其矿化特征与西南天山一带的砂岩型铜矿对比具有相似性。因此，可以认为调查区内砂岩铜矿的成矿属于整个西南天山中新生代砂岩型铜铅锌矿产成矿的组成部分，在成矿时代上具有一致性。

此外调查区内还有一部分较为特殊的矿化-辉长岩脉中的铅锌、铜矿化，成矿与辉长岩脉关系密切。根据前人对托云盆地内辉长岩脉同位素年龄研究，结果显示其K-Ar同位素年龄为118.2±3.6Ma，时代为早白垩世，成矿时代与脉岩侵入时代同期或稍后。

4 成矿作用探讨

由于区内与辉长岩脉有关的岩浆热液成矿较弱，因此重点分析砂岩铜矿的成矿模式。根据区内砂岩型铜矿化的特征，可将成矿作用分为四个阶段：盆地流体成矿期和表生氧化淋滤富集期。

（1）成矿准备期：克孜勒苏群地层正常沉积，地层中的Cu等成矿有用矿物，为成矿做好准备。

（2）成矿物质活动期：受大地构造活动影响，区内中生代地层沉降，形成托云坳陷盆地。盆地流体运移，使成矿物质开始活化运移。

（3）主成矿期：大气降水，流体活动，萃取地层中的有用矿物质，使其活化运移，并在克孜勒苏群地层内做为隔水层的泥岩上部砂岩中富集。根据对塔尔玛铜矿L1、L2矿化体深部钻探揭露情况，其原生硫化物带金属矿物以黄铁矿、白铁矿为主，未见黄铜矿等原生含铜矿物。可见盆地流体成矿期铜的成矿作用较弱，未能形成工业矿体，仅使Cu在地表及近地表发生初步富集。

5 表生氧化淋滤期

主成矿期后，随着地壳进一步抬升，矿体裸露地表而遭受风化剥蚀。长期的表生氧化淋滤作用，使地表原生硫化物氧化分解，铜从硫化物中析出，进入以大气降水为主的流体中。同时由于砂岩主要为钙质胶结，作为胶结物的方解石含量普遍在20%～30%，流体因溶解CaCO3而富含HCO-，在地表氧化环境下与游离的铜离子结合形成碱式碳酸铜即孔雀石，形成不含原生金属矿物的孔雀石脉、孔雀石团块等。在重力作用下，以大气降水为主的流体从上往下流动，受隔水层阻挡在透水层底部、隔水层之上即覆盖在泥岩层上的砂岩、砂砾岩底部汇集，因而形成孔雀石化砂岩底部从下而上逐渐减弱的现象。

由于盆地流体成矿期成矿作用弱，主成矿期成矿物质供应不足。因此，区内矿化虽经过富集，但品位仍较低，未能形成工业矿体。