新疆乌恰吾合沙鲁铜矿地质特征及成因探讨

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第38卷第2期GEOLOGY OF SHAANXI2020年12月文章编号：1001—6996（2020）02—0018—07
新疆乌恰吾合沙鲁铜矿
地质特征及成因探讨
白胜利
（中陕核工业集团地质调査院有限公司，西安710100）
摘要：新疆乌恰县吾合沙鲁铜矿床位于乌恰中新生代前陆盆地北缘，矿体赋存于
新近系克孜洛依组与安居安组之中，经初步工作，发现七个含矿层位，圈出铜矿体
数十条，矿床规模可达中型。

含矿层长数百米一数千米，视厚度数十一百余米，产
状与地层基本一致；矿体受含矿层中砂体控制，矿体长数十米一数百米，厚度数十
厘米一数米，具有尖灭再显或侧显特征；主要矿石矿物为孔雀石，其次为辉铜矿、
铜蓝，少量硅孔雀石、自然铜等。

研究认为，矿体分布受地层层位、岩性及岩相控
制，矿化具有沉积、成岩改造的特征，为同沉积矿床。

关键词：吾合沙鲁铜矿；地质特征；矿床成因；新疆
中图分类号：P61&410文献标识码：A
0区域地质特征
新疆乌恰县吾合沙鲁铜矿位于塔里木成矿省之塔里木板块北缘阔克沙勒岭Fe—Cu—Pb —Zn—Sn铝土矿成矿带；大地构造位置属于塔里木地块（H）—喀什坳陷（Ih）—天山前陆逆冲区（ILJ;区域出露地层由老至新有：长城系、泥盆系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系；未见岩浆岩出露；区域矿产较为丰富，以铅、锌、铜、金、锡、铝土矿为主，并有铁、猛、稀有、稀土、镣、铀、萤石等多种矿产。

铅锌矿以沉积改造型为主，有乌拉根铅锌矿床；铜矿以砂岩型、沉积改造型为主，有杨叶铜矿、杨树沟铜矿、花园铜矿等。

1矿区地质特征
1.1地层
矿区出露地层为白垩系、古近系、新近系及第四系，介绍如下：
1.1.1下白垩统江额结尔组
收稿日期：2020—10—31
作者简介：白胜利，男，57岁，硕士，教授级高级工程师，主要从事区域地质、矿产调査工作.
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岩性为灰红、紫红色中厚层一巨厚层状细粒岩屑长石砂岩、中厚层状含砾中粒岩屑长石砂岩、灰色中层状复成砾岩。

1.1.2下白垩统乌鲁克恰特组
可分为上中下三部分，下部浅灰白色厚一巨厚层状含砾不等粒岩屑长石砂岩、浅黄灰色石英质细砾岩；中部为浅灰白色中层状细砾岩、岩屑长石砂岩；上部为灰白色、灰红色厚一巨厚层状细砾岩、岩屑长石砂岩，夹浅灰绿色薄层泥质粉砂岩。

本组沉积构造发育，下部多见楔状斜层理、板状斜层理，上部则多为平行层理，为滨岸海滩沉积环境。

1.1.3上白垩统库克拜组
主体为灰一浅灰色薄一厚层状含生物碎屑灰岩、粉砂质泥晶灰岩，紫红色、灰绿色细粒长石石英砂岩，夹杂色粉砂岩和白色石膏层、膏质泥岩等。

泥岩、粉砂岩发育水平层理，沉积环境为滨岸一泻湖一潮下环境。

1.1.4古新统一始新统齐姆根组
划分为2个段，下段具下红上绿特征，为一套棕红色粉砂质泥岩、黄绿色泥晶灰岩，夹薄层介壳灰岩，顶部为灰绿色钙质砂岩、泥灰岩及薄层石膏层；上段为灰白色巨厚层石膏层，夹薄层绿灰色粉砂质泥晶灰岩、浅黄色粉砂质泥岩。

本组以艳丽的红绿色调为识别特征，泥岩发育水平层理，代表台缘浅滩一泻湖相沉积。

1.1.5始新统卡拉塔尔组
主要为一套碳酸盐岩沉积，岩性为牡蛎灰岩、介壳灰岩、生物屑泥晶灰岩、鲫粒灰岩等。

下部夹少量灰绿、灰红色泥岩。

颜色由灰白色过渡为浅灰黄、土黄色、灰色。

纵向上为湖进序列，高能开阔台地边缘地带介壳滩沉积环境。

1.1.6渐新统巴什布拉克组
底部为十余米一数十米的白色石膏层。

向上岩性为紫红色泥岩、细粒长石石英砂岩、红灰色钙质石英粉砂岩夹少量石膏薄层或网脉状石膏，上部夹灰绿色粉砂岩、泥岩。

砂岩中发育平行层理，泥岩中可见有波痕，为泻湖一滨岸沉积环境。

1.1.7中新统克孜洛依组
下段：灰、浅灰红色巨厚层一块状中细粒岩屑长石砂岩，夹浅灰红色薄层粉砂质泥岩，底部发育大套灰色一灰绿色巨厚层一块状岩屑长石砂岩。

是Cu6、7铜矿层的赋存部位。

上段：浅灰红色薄层粉砂质泥岩夹灰色、灰红色中薄层细粒岩屑长石砂岩、长石石英砂岩，中部可见浅灰红色薄层粉砂质泥岩与灰色、灰红色中薄层细粒岩屑长石砂岩互层。

含铜砂岩底部发育冲刷构造、槽模、沟模及包卷层理等，中部发育楔状交错层理，具有由下向上粒度变细的不典型的正粒序层理，总体反映水动力条件较强、堆积速度较快的沉积特征，应为水下分流河道沉积环境。

1.1.8中新统安居安组
下段：灰色、浅灰绿色中厚层状细粒岩屑长石砂岩与浅灰红色薄层状泥质粉砂岩，夹灰绿色块状中粒岩屑长石砂岩，三者层厚比近1：2：2；向上变为浅灰红色薄层泥质粉砂岩与浅黄绿色、浅灰绿色中厚层状中粒岩屑长石砂岩互层，二者之间层厚比2：1〜3：1,夹多层 巨厚一块状中粒岩屑长石砂岩，部分为砂岩透镜体。

其底部砂岩透镜体为含铜矿化层位，为
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Cu3、4、5铜矿层的赋存部位。

中段：由2〜4个小的沉积旋回组成，每个旋回由下至上为：灰色中厚层石英细砾岩、含砾粗砂岩-灰绿色中粒岩屑长石砂岩-浅灰红色薄层状泥质粉砂岩与浅灰绿色细粒岩屑长石砂岩互层。

灰色含砾粗砂岩、灰绿色中粒岩屑砂岩中见有铜矿化，是Cui、2铜矿层的赋存部位。

上段：浅灰红色薄层状泥质粉砂岩与细砂岩互层，夹多层巨厚层中粒岩屑长石砂岩。

含铜砂岩主要发育沉积旋回的底部，以灰绿、灰色厚层状产出，粒度由含砾粗砂岩过渡到砂岩、细砂岩，当出现颜色紫红色、粒度变细为泥质粉砂岩或者粉砂质泥岩时则不含矿;其中发育楔状交错层理、板状交错层理，总体反映水动力条件较强、堆积速度较快的河流相沉积特征。

1.1-9中新统帕卡布拉克组
下段：灰色复成分砾岩、灰红色细粒长石石英砂岩不等厚互层。

向上砾岩层变薄，砾石变小，对下伏岩层多具冲刷、底蚀现象。

中段：灰红色细粒长石石英砂岩夹含砾粗粒岩屑石英砂岩及少量暗红、灰绿色薄层泥岩夹互薄层石膏。

上段：细粒岩屑石英砂岩与暗红、紫红色泥岩互层夹砾岩层或透镜体，及少量灰绿色泥岩。

泥岩发育水平层理，砂岩发育平行层理、大型交错层理，层面见波痕等构造，为陆源滨湖一浅湖沉积环境。

1.1.10第四系
可划分为下更新统西域组复成分砾岩，夹粗砂岩、细砂岩薄层或透镜；上更新统冲洪积层；全新统冲积层。

1.2构造及岩浆岩
矿区内构造不甚发育，吾合沙鲁铜矿体产于吾合沙鲁复向斜南翼，地层整体小角度向北缓倾，倾角15〜30；在向斜的北翼分布有阿克套铜矿，矿化规模、强度较吾河沙鲁铜矿相对较弱。

区内断裂构造为吾合沙鲁断裂，沿吾合沙鲁乡硝尔布拉克托一带展布，走向近东西向，向西没入克孜勒河，向东延出图外，全长18km,发育宽3〜6m断层破碎带。

断层下盘地层发育牵引褶皱。

断层走向330。

〜5。

，倾角50。

〜60。

，为北倾南推的逆冲断层；此外，沿含矿层可见小规模的北西、北东向的剪切断裂。

区内未见岩浆岩出露，脉岩少见，热液活动较弱。

2矿体地质
2.1含矿层位分布及岩性岩相特征
吾合沙鲁铜矿区发现含矿层7层，其中克孜洛依组含矿层2层，安居安组含矿层5层。

含矿层长数百一数千米，视厚度数十一百余米。

2.1.1克孜洛依组
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克孜洛依组中下段主要发育冲刷一充填构造、平行层理、楔状交错层理，代表了辫状河三角洲前缘沉积。

其中，Cu7层位为灰色中粗粒含砾岩屑砂岩，发育冲刷一充填构造，可见包卷层理，铜矿化主要沿层理分布，也可见成含铜砂岩碎屑分布，总体代表了一种搬运物质快速沉积的水下分流河道沉积环境。

Cu6层位主要为灰色中粗粒岩屑砂岩，发育平行层理，偶可见单向楔状交错层理，反应了水动力较强的分流河道沉积环境。

在两层铜矿层之间，为灰红色砂质泥岩、泥质粉砂岩，主要发育水平层理，偶尔可见斜层理，总体代表了水动力条件相对稳定分流涧湾沉积环境。

克孜洛依组中上段，主要为一套灰红色调的细碎屑岩，其中以水平层理为主，偶尔可见到波状层理、波痕构造、虫迹构造，应为滨浅湖相沉积环境。

2.1.2安居安组
Cu5、Cu2层位，主要为灰绿色块状一厚层砂岩，其中Cu5层位发育槽模构造，槽模平面上呈细长形、三角形，为侵蚀成因、河流冲刷所致，代表了河流环境；Cu2层位，发育平行层理、楔状交错层理。

交错层单元的上、下界面为不平行的平面，向一端收敛相交，呈单层楔状，反应了较强的水动力条件的河流环境。

Cu4层位为灰色中细粒岩屑砂岩、含砾粗砂岩，发育板状交错层理，交错层单元的上、下界面为相互平行的平面，表现单层呈板状，反应较强的水动力条件的河流相沉积环境。

Cu3层位发育平行层理，反应砂岩沉积时较强的水动力条件，为河流沉积环境。

Cui层位位于中段中部，为灰色中细粒岩屑砂岩与灰红色粉砂质泥岩交互层沉积，发育波状层理，透镜状层理，代表水动力条件强、弱交替的河流沙坝沉积环境。

位于含铜层位间沉积岩石，以灰红色、颗粒较细的粉砂岩或者砂质泥岩为主，发育水平层理、虫迹构造等特征，总体代表了一种低能的滨湖一浅湖相沉积环境。

2.2矿体特征
2.2.1含矿砂体特征
尽管含矿层位在克孜洛依组及安居安组具有相对稳定层位，但矿化体又受含矿层位中断续相连的含矿砂体控制。

含矿砂体以灰色、灰绿色为主，颗粒相对较粗，以中粗砂为主。

含矿砂体成似层状、透镜状分布与含矿层位（图1）,表现为断续相连，尖灭再显或尖灭侧显的特征。

含矿砂体长数十一数百米不等，个别可达千余米，厚度数十厘米一数米，最厚可达数十米。

含矿砂体间为颗粒相对较细的泥质粉砂岩或粉砂质泥岩组成，亦表现出透镜状分布的特征。

2.2.2矿体特征
矿体分布受灰、灰白色含矿砂体控制，部分矿体与含矿砂体一致，多数矿体小于含矿砂体。

在含矿砂体中一般皆有一定的矿化，矿化强度与含矿砂体中的有机质含量、粒度、单层厚度成正相关，当颜色变化较快、粒度较细、层薄时，矿化相对较弱。

单个矿体长数十一数百米不等，厚度数十厘米一数米，严格受含矿砂体控制，产状与地层（含矿砂体）一致。

2.3矿石特征
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图1安居妥组含矿层、含矿砂体野外宏观特征
Fig.1Field macroscopic features of ore-bearing strata and
sands in the Anju'an Formation
区内矿石大部分为氧化矿石。

主要矿石矿物为孔雀石，其次为辉铜矿、铜蓝，少量硅孔雀石、自然铜、赤铜矿，微量黝铜矿、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿及磁铁矿，脉石矿物主要为石英，其它有方解石、绢云母、长石、黑云母、石膏、粘土等矿物。

另在裂隙中充填有白色颗粒状可溶盐类。

矿石结构主要为粒状结构、胶状结构。

粒状结构：辉铜矿、孔雀石、铜蓝等呈它形粒状结构，粒径0.01-5.0mm不等，是矿 石中最常见的结构。

胶状结构：辉铜矿与钙质矿物在矿石中一起构成砂岩中碎屑矿物的胶结物，矿物颗粒较为细小。

矿石构造：矿石中最常见的构造是层状、条带状、浸染状、团块状，见少量薄膜状、柱状、星点状构造、结核状构造和细脉状构造等。

3矿床成因探讨
3.1矿床产于一定的大地构造环境
吾河沙鲁铜矿位于塔里木地块一喀什坳陷一天山前陆逆冲区，属塔里木成矿省之塔里木板块北缘阔克沙勒岭Fe-Cu-Pb-Zn-Sn铝土矿成矿带，该成矿带自西而东展布的喀什盆地、柯坪盆地、库车盆地等中新生代坳陷盆地，陆续发现一系列砂岩型铜矿床，充分说明该构造单元具有形成砂岩铜矿的丰富物质来源，具有携带含铜物质的搬运、沉积及保存的条件。

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3.2矿床产出受一定的层位控制
区内铜矿赋存在克孜洛依组和安居安组砂岩之中，受一定层位控制。

克孜洛依组中铜矿化层主要赋存在该组底部浅灰绿色细粒岩屑砂岩之中，安居安组中铜矿化主要发育在该组下部和中部，含矿岩性主要为呈巨厚一块状产出的浅灰绿色、浅灰黄色中一细粒岩屑长石砂岩、灰绿色中一细粒岩屑砂岩、含砾砂岩中。

从层位看，含铜砂岩均产于沉积间断后的灰色砂岩层中，从含矿岩组总体颜色分析，含铜砂岩产出于干旱环境中相对潮湿环境。

分析认为：在该套含矿地层的下部的上白垩统库克拜组、古新统一始新统齐姆根组、渐新统巴什布拉克组均发育丰富的石膏沉积，在干旱背景下，不易形成铜的硫酸盐溶液，主要以机械风化为主，形成了丰富含Cu元素的物质，而当相对潮湿环境时，铜元素以硫酸盐的形式被溶解到水中，被河流带入湖盆，由于沉积环境迅速改变，被快速沉积下来。

因此，铜矿化总是伴有较长风化后、具有沉积间断界面之上，伴随着灰色层、迅速堆积的河流相沉积，具有相对稳定的层位，受控于古气候条件。

3.3矿床产出受岩相控制
岩相对于矿床的形成和产出具有重要的控制作用。

克孜洛依组和安居安组总体为一套紫红色粉砂质泥岩夹互灰绿色、灰色含砾砂岩、细砂岩，为陆相辫状河一三角洲一湖泊相沉积环境。

含矿层仅发育灰绿色、灰色含砾砂岩、细砂岩中，在紫红色泥岩、粉砂质泥岩中很少见到矿化。

灰绿色、灰色含砾砂岩、细砂岩，沉积颗粒相对较粗，发育河流相粒序层理，成分成熟的及结构成熟均较低，其间发育沉积构造主要为楔状层理、板状层理，层位底部冲刷构造、槽摸、沟模发育，有机质碎屑丰富。

总体反映了快速沉积的河流相沉积特征，其中有机质碎屑，应为河流发育初期河水携带植物碎屑、碎片迅速沉积的结果。

进一步环境分析认为：含铜砂岩应为水下分流河道或者河道沙坝沉积环境。

其控制了含铜砂体及铜矿的分布。

3.4矿床后期改造特征清楚
尽管矿床受一定层位控制，也受一定的岩相控制，层控特征明显，但矿石后期改造特征清楚，表现有机质吸附矿化，矿化切层等，反映了在后期的成岩作用中，矿化具有机质吸附，在有机质边缘沉积再富集等特征。

而且，矿化较强部位，均显示后期改造的特征，但矿化又具有不超出含矿层的特点，因此，后期改造主要发生在成岩阶段的物质再分配，而不具有物质的较大迁移，应是成岩阶段改造的特征。

这也与含矿层颗粒较粗，便于成矿物质运移有关。

而期间的紫红色为主的粉砂质泥岩构成隔水层，阻碍了成矿溶液隔层运移。

总之，吾河沙鲁铜矿经历了沉积成矿及后生成岩改造两个阶段，其中沉积阶段为主要的成矿阶段，因此矿床的成因应为同生沉积矿床。

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GEOLOGY AND GENESIS OF THE WUHESHALU COPPER DEPOSIT IN WUQIA COUNTY OF XINJIANG
Bai Sheng-li
(Geological Survey Institute Co.,Ltd.,of China Shaanxi Nuclear Industry Group,Xi'an710100)
Abstract:Wuheshalu copper deposit is located in the northern margin of the Mesozoic-Ceno­zoic Foreland Basin in Wuqia County of Xinjiang,in which the orebodies occur in Neogene Kiziloy Formation and Anju^an FormatioPreliminary exploration work has discovered sev­en ore-bearing strata,from which tens of copper ore-bodies are delineated,forming a middle-sized ore deposit.The ore-bearing strata are hundreds to thousands meters long with appar­ent thickness tens to hundred meters wide,basically consistent with the attitude of strata・Controlled by sand bodies in ore-bearing strata,the ore-bodies are generally dozens to hundreds of meters long with a thickness of tens of centimeters to several meters,and char­acteristics of pinch out reappearance or lateral display・The main ore minerals are malachite, followed by chalcocite,copper blue,a small amount of malachite,natural copper,etc.It is considered that the distribution of ore bodies is controlled by stratum horizon,lithology and lithofacies・The mineralization is characterized by sedimentation and diagenetic transforma­tion,which is a synsedimentary deposit・
Key words:Wuheshalu copper mine；geology；ore genesis；Xinjiang。