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新疆庫車縣一帶銅礦

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庫車縣巴西克其克一帶砂巖型銅礦大地構(gòu)造位置處于庫拜盆地、庫車褶皺-沖斷帶內(nèi),成礦帶劃分屬塔里木盆地Fe-V-Ti-U-Sr-Au成礦帶內(nèi)的庫車坳陷Cu-Fe-U-Au-鹽類(鉀鹽)。

  庫車縣巴西克其克一帶砂巖型礦大地構(gòu)造位置處于庫拜盆地、庫車褶皺-沖斷帶內(nèi),成礦帶劃分屬塔里木盆地Fe-V-Ti-U-Sr-Au成礦帶內(nèi)的庫車坳陷Cu-Fe-U-Au-鹽類(鉀鹽)。構(gòu)造上屬于塔里木盆地中央地塊,為中-新生代斷陷盆地。該成礦帶地層主要為巨厚的新生界沉積,砂巖型銅礦床的形成具有明顯的時(shí)代專屬性,主要聚銅期為新近系中-上新統(tǒng)。砂巖型銅礦床集中分布于庫車山前拗陷,主要有卡克瑪克其銅礦、庫蘭康銅礦、皮羌布拉克厄肯銅礦點(diǎn)、克孜力坎銅礦等。

  礦床地質(zhì)特征

  礦床內(nèi)賦礦地層主要為新近系康村組第二巖性段(N2k2),近東西走向,巖層整體南傾,傾角在26°~86°。巖石片理化較強(qiáng),局部破碎。中粗粒巖屑砂巖為含礦巖性,長數(shù)百米到數(shù)千米,寬約1~5米,巖石灰白-灰綠色,砂質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石主要由巖屑、長石、石英、細(xì)砂等膠結(jié)而成,其中巖屑成分主要為砂粒。巖石局部具褐鐵礦化、碳酸鹽化。巖石裂隙較發(fā)育,局部有孔雀石、銅藍(lán),孔雀石呈浸染狀、星點(diǎn)狀發(fā)育在巖屑砂巖中,偶見輝銅礦等金屬礦物。

  礦床受區(qū)域喀桑托開西背斜控制,背斜在區(qū)域上長幾十千米,寬幾十米,近東西走向,兩翼產(chǎn)狀較緩,傾角30°左右,遠(yuǎn)離兩翼地段傾角逐漸變陡,傾角在45°~88°之間。

  礦床內(nèi)地表出露礦體5~20條不等,礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,礦體長40~1500米,厚度在0.30~2.34米之間,礦床品位在0.52%~2.32%之間。礦體總體傾向北,局部倒轉(zhuǎn),總體產(chǎn)狀335°~15°∠10°~85°。地表巖石風(fēng)化破碎,蝕變有褐鐵礦化、碳酸鹽化,其中褐鐵礦呈薄膜狀分布于巖石裂隙面,碳酸鹽呈細(xì)脈狀分布,局部見有銅藍(lán),巖石及裂隙中可見浸染狀、薄膜狀或星點(diǎn)狀孔雀石;深部主要是星點(diǎn)狀、薄層狀的孔雀石及斑點(diǎn)狀藍(lán)銅礦和黑銅礦。

  礦石質(zhì)量特征

  銅礦石主要為巖屑砂巖,礦石結(jié)構(gòu)主要為砂質(zhì)結(jié)構(gòu)。

  礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈狀、浸染狀構(gòu)造,少量團(tuán)斑狀構(gòu)造和零星浸染狀構(gòu)造。

  細(xì)脈狀構(gòu)造:是礦區(qū)內(nèi)少見的構(gòu)造類型。金屬氧化物主要是孔雀石呈細(xì)脈產(chǎn)于巖石裂隙中,構(gòu)成細(xì)脈狀礦石。

  細(xì)脈浸染狀構(gòu)造:是礦區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造類型,金屬氧化物主要是孔雀石呈細(xì)脈狀、浸染狀分布于巖石裂隙中,構(gòu)成細(xì)脈浸染狀礦石。

  團(tuán)斑狀構(gòu)造:是礦區(qū)內(nèi)次要的構(gòu)造類型,金屬氧化物主要是孔雀石、藍(lán)銅礦呈團(tuán)塊狀產(chǎn)于巖石中,構(gòu)成團(tuán)斑狀礦石。

  零星浸染狀構(gòu)造:是礦區(qū)內(nèi)常見的構(gòu)造類型,分布最為普遍。金屬氧化物主要是孔雀石呈零星的浸染狀分布于巖石中,構(gòu)成零星浸染狀礦石。局部可見星點(diǎn)狀輝銅礦。

  成礦規(guī)律及成礦機(jī)理

  該區(qū)域砂巖型銅礦床的形成具有明顯的時(shí)代專屬性,主要聚銅期為新近系中-上新統(tǒng)。通過對該區(qū)砂巖型銅礦床成因的綜合研究,礦床的形成主要有以下幾個(gè)階段。

  (1)成礦物源沉積作用

  中生代以來天山造山帶就一直向南推覆擠壓,導(dǎo)致造山帶前緣地殼下沉,形成了近EW向的庫車前陸坳陷盆地。在古近系晚期沉積了蘇維依組(E3-N1)s棕色、淺紅褐色泥巖,粉砂巖類膏鹽層建造,吉迪克組(N j)淺灰色粉砂質(zhì)泥巖和強(qiáng)石膏化和鹽化泥灰?guī)r1建造。

  隨著山體強(qiáng)烈抬升,盆地面積進(jìn)一步擴(kuò)大,在新近紀(jì)中新世(16.9~5.3Ma)時(shí)期,物源區(qū)剝蝕加劇,含銅古老基底巖系遭到剝蝕,沉積了康村組(N1-2k)紅色碎屑巖含銅建造。在康村組上整合沉積了庫車組(N2k棕褐色砂巖、泥巖夾薄層狀泥灰?guī)r。

  (2)成巖作用

  在沉積期,隨著各沉積巖系沉積作用的發(fā)生,特別是形成于河流相、河湖交替相沉積中的碎屑巖中,以溶解態(tài)、懸浮顆粒態(tài)、絡(luò)合物態(tài)隨河水遷移的銅源物質(zhì)隨沉淀作用分布于其中,形成成礦物質(zhì)的最初來源。

  在一定地溫與壓力梯度下,紫色砂巖中的氧化性建造水發(fā)生運(yùn)移,該流體富含各種硫酸根與氯離子,含礦地層中的銅、銀等離子可以被該流體溶濾出來,并形成絡(luò)合物離子發(fā)生搬運(yùn)、遷移。

  還原性流體則在遷移過程中將沿途硫酸根還原為硫氫根離子??傊?,氧化性流體搬運(yùn)銅、銀、鈷等金屬元素,還原性流體攜帶還原硫,二者沿透水砂巖層中對流,在流體接觸界面發(fā)生沉淀。還原性流體流經(jīng)紫色砂巖,使其蝕變?yōu)闇\色砂巖的同時(shí),還發(fā)生了銅的沉淀。因此,具還原性的淺色砂巖是作為銅沉淀而存在的,在淺-紫交互帶(即流體前鋒)形成礦體。

  (3)成礦元素的改造、富集機(jī)制

  由于喜瑪拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響,該區(qū)中新生代地層褶皺、沖斷、推覆滑脫形成了一系列近EW向的斷裂和線狀背斜構(gòu)造。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期,銅質(zhì)以銅氯絡(luò)合物遷移,氧化還原電位較高的早階段(即紫色砂巖中),銅以[Cu+Cl]-、[Cu+Cl]2-形式遷移為主,隨著氧23化還原降低及S2-濃度增加,銅氯絡(luò)合物發(fā)生分解并開始沉淀;在改造成礦期,銅質(zhì)以銅的硫氫絡(luò)合物([Cu(HS)]-、[Cu(HS)]-)形式遷移。

  含銅的堿性氧化流體遇到含H2S的酸性還原流體而發(fā)生流體混合,因此,氧逸度降低、硫逸度升高的物理化學(xué)界面成礦作用是成巖期發(fā)生絡(luò)合物失穩(wěn)和成礦元素沉淀的主要機(jī)制。酸性-富有機(jī)質(zhì)的還原流體沿砂巖層中擴(kuò)張運(yùn)移,溶解早期碳酸鹽膠結(jié)物與鐵質(zhì)膠結(jié)物,同時(shí)溶解硫酸鹽礦物并還原為HS-,形成溶蝕粒間孔隙,為礦質(zhì)沉淀提供空間及硫源;該流體與堿性-氧化的含銅流體相遇并形成穩(wěn)定對流,在氧化-還原、酸-堿的界面發(fā)生銅硫化物的沉淀作用。

  改造期源于賦礦的地層富銅、硫的還原性流體沿?cái)嗔焉嫌康接欣臉?gòu)造部位,發(fā)生降溫、降壓沸騰作用,使揮發(fā)分進(jìn)入氣相而導(dǎo)致pH升高及溶液過飽和;特別是進(jìn)入紫色砂巖的氧化性圍巖環(huán)境或遇到氧化性的下滲大氣水,導(dǎo)致氧逸度升高,均可使絡(luò)合物失穩(wěn)及礦質(zhì)沉淀。

  結(jié)論

  通過對該區(qū)砂巖型銅礦床成礦規(guī)律及成礦機(jī)理綜合分析,該區(qū)砂巖銅礦經(jīng)歷了典型的“沉積-成巖-改造”成礦模式:即成礦物質(zhì)在沉積(新近紀(jì)中新世16.9~5.3Ma)時(shí)期富集;在成巖期通過氧化性流體搬運(yùn),還原性流體攜帶還原硫,使銅等金屬礦物發(fā)生沉淀;后期地殼運(yùn)動(dòng)通過銅氯絡(luò)合物遷移、沉淀、改造形成砂巖型銅礦床(作者:王波、郭凡)。

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