方維萱，賈潤幸，王 磊

(有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100012)

塔西陸內(nèi)紅層盆地中盆地流體類型、砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的大規(guī)模褪色化圍巖蝕變與金屬成礦

方維萱，賈潤幸，王 磊

(有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100012)

在塔里木盆地西部—北部地區(qū)中—新生代陸內(nèi)紅層盆地中，具有銅鉛鋅-鈾-煤-石油天然氣同盆共存富集規(guī)律。采用地球化學巖相學和構造巖相學研究方法，對盆地流體類型、褪色化圍巖蝕變機制和金屬富集成礦關系進行了研究。本區(qū)盆地流體可劃分為天然氣型、油氣型、鹵水型、熱水沉積型、富烴類還原型、富CO2非烴類流體型、構造流體型、巖漿熱液型和層間水-承壓水型等9種。其熱水沉積型、高鹽度鹵水型、富Fe-Mn-CO2流體型、巖漿熱液型和富烴類還原型等5種成礦流體在盆地后期變形過程與碎裂巖化相之間，發(fā)生了強烈的構造-巖相-巖性物性多重耦合作用和大規(guī)模水巖耦合反應。在地球化學巖相學機制上，大規(guī)模低溫圍巖蝕變機制為強烈的成礦流體蝕變作用，地球化學巖相學標志為“一黑(瀝青化蝕變相)二白(碳酸鹽化蝕變相)三褪色(褪色化-綠泥石化蝕變相)”。瀝青化蝕變相可劃分為黑色強瀝青化蝕變帶、灰黑色中瀝青化蝕變帶和灰色弱瀝青化-褪色化蝕變帶。碳酸鹽化蝕變相可劃分為強碳酸鹽化蝕變帶、中碳酸鹽化蝕變帶和弱碳酸鹽化蝕變帶。這些圍巖蝕變作用將大量Fe3+還原為Fe2+，使紫紅色鐵質(zhì)碎屑巖類發(fā)生了大規(guī)模的褪色化-變色化蝕變作用，而且形成了砂礫巖型-砂巖型銅鉛鋅-鈾礦床。在上述多重耦合機制過程中，含烴鹽水-液烴-氣烴-氣相CO2、含烴鹽水-氣烴-液烴-氣液烴-輕質(zhì)油-瀝青等多相態(tài)流體不混溶作用導致礦質(zhì)沉淀富集。氣相CO2逃逸與熱水解作用導致帶狀碳酸鹽化蝕變帶形成和礦質(zhì)沉淀富集。富烴類還原型成礦流體和Ca-Mg-Fe-Mn-CO3酸性還原型成礦流體、以赤鐵礦-鐵輝銅礦為標志的地球化學氧化-還原相作用界面導致礦質(zhì)沉淀。強酸性氧化相Ca-Sr-Ba-SO4型熱水沉積作用形成了含鉛鋅石膏天青石巖等，為砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床礦質(zhì)大規(guī)模沉淀富集成礦機制。

盆地流體；地球化學巖相學機制；褪色化；瀝青化；碳酸鹽化；氧化-還原相作用界面；銅鉛鋅-鈾礦床；塔里木盆地

0 引 言

沉積盆地中地質(zhì)流體包括石油-天然氣-瀝青-油田水等多相有機質(zhì)流體[1-8]、富H2S酸性天然氣型流體[9-12]、富CO2天然氣型流體[12-15]、富烴類還原型成礦流體[15-17]、低溫熱鹵水型流體等[18-21]。不同成分和性狀盆地流體可因流體系統(tǒng)減壓和降溫等地球化學巖相學作用，導致盆地流體系統(tǒng)失穩(wěn)而大量卸載成礦物質(zhì)[18-21]；也可因多期盆地流體異時同位疊加，發(fā)生大規(guī)模水巖反應，形成大規(guī)模褪色化蝕變帶；或因流體-巖石間多重耦合作用導致成礦流體系統(tǒng)失穩(wěn)，從而卸載成巖成礦物質(zhì)和疊加成巖成礦作用[20]，如烏拉根大型砂礫巖型鉛鋅礦床熱水噴流沉積成礦作用[21]、油田鹵水與富含有機質(zhì)的還原性流體反應導致礦質(zhì)沉淀[22]等。而在塔里木盆地西部(簡稱“塔西”)地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中發(fā)育大規(guī)模褪色化蝕變，這些褪色化蝕變形成機制、盆地流體地質(zhì)作用和成礦流體導致圍巖蝕變之間的區(qū)別、成礦流體類型和特征等成為科學難題，砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的區(qū)域成礦規(guī)律不清晰，直接制約了如何建立找礦預測標志、區(qū)域找礦預測、砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床深部和外圍找礦預測。

圖2 拜城—庫車陸內(nèi)前陸盆地構造帶與砂巖型銅礦帶關系Fig.2 Relationships Between Tectonic Belt of Intracontinental Front Basin and Sandstone-type Copper Ore Belt in Baicheng-Kuche

在塔西—塔里木盆地北部(簡稱“塔北”)地區(qū)中—新生代盆山耦合與轉(zhuǎn)換區(qū)(圖1、2)內(nèi)，以華里西期末—印支期西南天山造山帶為核心，形成了銅鉛鋅-鈾-煤-石油天然氣等同盆共存富集成礦，如托云后陸盆地系統(tǒng)、烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)、庫車—拜城遷移前陸盆地系統(tǒng)等。金屬富集成礦不但與這些中—新生代陸相紅層盆地形成演化有關，也與它們在燕山期—喜山期陸內(nèi)造山過程中盆地流體地質(zhì)作用和成礦流體圈閉構造樣式有密切關系?？傮w來看，石油-天然氣-煤炭等能源礦產(chǎn)形成于塔里木疊合盆地中部和周邊，而塔西—塔北地區(qū)盆山耦合與轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)形成了銅鉛鋅-鈾-煤-巖鹽礦床集中區(qū)(帶)。這些金屬礦床受前陸沖斷褶皺帶、后期構造變形樣式和構造組合顯著控制，形成于大陸擠壓收縮體制下，與其他沉積巖型銅鉛鋅礦床形成于大陸伸展體制中明顯不同。這種多種礦產(chǎn)同盆共存富集成礦過程中的盆地流體系統(tǒng)和成礦流體的協(xié)同耦合成礦機制不明，因此，從砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床大規(guī)模褪色化蝕變帶研究入手，有助于提升塔西—塔北地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的區(qū)域成礦學認識水平，探索該類型礦產(chǎn)區(qū)域找礦預測、深部和外圍找礦預測的新方法組合和高效勘查技術組合。其中，圖1中圖例為：1為中上更新統(tǒng)+全新統(tǒng)；2為中更新統(tǒng)烏蘇群；3為下更新統(tǒng)西域組；4為上更新統(tǒng)阿圖什組；5為中新統(tǒng)帕卡布拉卡組；6為中新統(tǒng)安居安組；7為漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)克孜洛依組；8為始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)巴什布拉克組；9為漸新統(tǒng)；10為始新統(tǒng)齊姆根組；11為古新統(tǒng)阿爾塔什組；12為上白堊統(tǒng)吐依洛克組；13為上白堊統(tǒng)依格孜亞組；14為上白堊統(tǒng)烏依塔格組；15為上白堊統(tǒng)庫克拜組；16為上白堊統(tǒng)庫克拜組、烏依塔格組；17為上白堊統(tǒng)英吉莎群；18為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群、上白堊統(tǒng)英吉莎群；19為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群；20為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組；21為中侏羅統(tǒng)塔爾尕組；22為中侏羅統(tǒng)楊葉組第一、二巖性段；23為中侏羅統(tǒng)楊葉組和塔爾尕組；24為下侏羅統(tǒng)康蘇組；25為下侏羅統(tǒng)莎里塔什組；26為未分上三疊統(tǒng)；27為下中三疊統(tǒng)俄霍布拉克群；28為下二疊統(tǒng)比尤列提群；29為上石炭統(tǒng)康克林組；30為下石炭統(tǒng)喀拉治爾加組；31為下石炭巴什索貢組；32為中泥盆統(tǒng)托格買提組；33為下泥盆統(tǒng)薩瓦亞爾頓組；34為未分上志留統(tǒng)；35為上志留統(tǒng)塔爾特庫里組；36為中志留統(tǒng)合同沙拉群；37為二疊系黑云母花崗巖；38為中元古長城系阿克蘇群；39為晚志留世—早泥盆世超美鐵質(zhì)巖石；40為輝綠巖脈；41為逆斷層；42為隱伏斷層；43為平移斷層；44為性質(zhì)不明斷層；45為推測斷層；46為角度不整合；47為平行不整合；48為大中型銅礦床、銅礦點；49為大型鉛鋅礦床、鉛鋅礦點；50為大型金礦床；51為中型鍶礦床；52為鐵礦床和鐵礦點；53為鋁土礦點；54為鉛鋅銅礦點；55為煤礦床和煤礦點；56為大型鈾礦床、鈾礦點。

在銅鉛鋅-鈾-煤-石油天然氣同盆共存富集規(guī)律上，塔里木疊合盆地的盆內(nèi)中心部位和邊部屬油氣資源富集區(qū)[23-28]，塔西—塔北地區(qū)前陸盆地和后陸盆地系統(tǒng)對于銅鉛鋅礦床和鈾-煤礦床具有顯著控制作用(圖1、2)。①在南天山盆山耦合轉(zhuǎn)換帶區(qū)，托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)分布在南天山陸內(nèi)造山帶內(nèi)部和北側(cè)，受中天山華里西期—印支期島弧造山帶分割并圍限了該后陸盆地系統(tǒng)北界。托云后陸盆地系統(tǒng)由薩熱克巴依NE向山間拉分斷陷盆地、庫孜貢蘇NW向山間拉分斷陷盆地和托云NE向后陸盆地等組成，薩熱克巴依NE向和庫孜貢蘇NW向山間拉分斷陷盆地斜切西南天山造山帶，構成了中生代盆山耦合轉(zhuǎn)換構造帶；而托云中—新生代NE向后陸盆地以斜向斷塊形式疊置在南天山和中天山造山帶之間，白堊紀—古近紀堿性橄欖玄武巖噴發(fā)和侵入作用強烈，它們經(jīng)喜山期陸內(nèi)造山作用，共同組成了中亞天山造山帶西段。托云后陸盆地系統(tǒng)中產(chǎn)出有薩熱克式大型砂礫巖型銅多金屬礦床和煤礦[15-17]。②在南天山造山帶南側(cè)形成了前陸盆地系統(tǒng)，以塔拉斯—費爾干納和阿克蘇—阿瓦提2個NW向斷裂系統(tǒng)分割，分別形成了烏魯—烏拉、托帕—西克爾、拜城—庫車等3個前陸盆地系統(tǒng)。

關于盆地流體分類，目前尚沒有明確的分類體系和分類方法。砂礫巖銅鉛鋅-鈾礦床形成于前陸盆地系統(tǒng)和后陸盆地系統(tǒng)中[15-17]，它們屬大陸擠壓收縮動力學體制中盆山耦合與轉(zhuǎn)換構造區(qū)，其盆地流體類型和水巖耦合反應較為強烈，需要從盆地流體類型和深部地質(zhì)作用等多方面進行深入研究。從石油天然氣地質(zhì)學角度來看[29]，根據(jù)可燃有機巖石(礦產(chǎn))的物理狀態(tài)可將其分為：①氣態(tài)可燃礦產(chǎn)包括純氣田、油藏內(nèi)與石油伴生的油氣田、與煤層伴生氣田和泥火山中氣田等；②液態(tài)可燃礦產(chǎn)以石油為代表；③固態(tài)可燃礦產(chǎn)包括地瀝青、石瀝青等石油衍生物，煤，油頁巖，硫磺等；④在石油天然氣田中，分布有大量油田水等非可燃性液態(tài)流體。根據(jù)天然氣原始物質(zhì)來源，將其劃分為無機成因、有機成因和混合成因等3類天然氣。在成因來源、成藏機理、賦存分布、勘探預測和開發(fā)方式等方面具有特殊地質(zhì)規(guī)律的天然氣統(tǒng)稱為非常規(guī)天然氣；從成藏機理和分布預測角度來看，非常規(guī)天然氣統(tǒng)指不受浮力作用控制的天然氣[30]。劉建明等認為地殼中可劃分出五大類成礦地質(zhì)流體體系[31]：①與大陸地殼中—酸性巖漿熱事件有關的熱液流體體系；②與海底基性火山活動有關的熱液噴流流體體系；③與海相沉積盆地演化有關的盆地流體體系；④與區(qū)域變質(zhì)作用有關 (含與大型剪切帶有關 )的變質(zhì)流體體系；⑤與地幔排氣過程有關的深部流體體系。方維萱采用地質(zhì)類比方法并結(jié)合秦嶺造山帶熱水沉積巖相研究, 提出熱水沉積體系概念，通過現(xiàn)代陸相及海相熱泉和秦嶺熱水沉積巖相對比，按化學成分可將古熱水場劃分為強酸性硫酸鹽型、弱酸強堿碳酸鹽型、以SiO2為酸酐型、堿性富Mg重鹵水型、熱鹵水型及強酸性硼硅酸鹽型等6種類型[19]。從塔里木盆地及周邊構造-巖石-流體多重耦合結(jié)構、金屬成礦、石油天然氣田等角度來看，油氣運移在塔西和塔北地區(qū)金屬礦產(chǎn)形成方面具有重要作用，需要進行盆地流體類型劃分和研究，從地球化學巖相學和構造巖相學角度恢復重建盆地流體類型，以便深入研究盆地流體地質(zhì)作用與成礦流體內(nèi)在關系，為找礦預測提供依據(jù)，進一步探索塔西砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中大規(guī)模褪色化蝕變等形成機理。

本文在研究區(qū)盆地流體類型恢復、典型砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床研究和對比基礎上，以砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的圍巖蝕變相和大規(guī)模褪色化蝕變相的構造巖相學和地球化學巖相學研究為核心，探討塔西中—新生代陸內(nèi)紅層盆地中主要圍巖蝕變類型、區(qū)域性褪色化蝕變帶與砂礫巖型銅鉛鋅-鈾富集成礦機制，研究砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床成礦規(guī)律，為區(qū)域和礦區(qū)深部和外圍找礦預測提供依據(jù)。

1 盆地流體恢復研究方法及成礦流體類型

以塔里木盆地和周緣的中—新生代巖石地層為基準(圖1、2)，本區(qū)構造地層可以劃分為前寒武紀下基底構造層、古生代上基底構造層、中生代盆山耦合與轉(zhuǎn)換構造層、新生代盆山轉(zhuǎn)換和周緣前陸盆地構造層。①在前寒武紀下基底構造層中，下元古界賦存有鐵銅礦床、鐵氧化物銅金型(IOCG)礦床、金銅礦床等。在中元古界阿克蘇巖群中，賦存有受脆韌性剪切帶控制的銅金礦床和銅金鎢礦床，是尋找造山型金礦床的有利地層。②在古生代上基底構造層中，寒武系—志留系和泥盆系—石炭系中賦存有密西西比河谷型(MVT)鉛鋅礦床、陸緣伸展體制下堿性花崗巖-堿性輝長巖有關的稀有和稀散元素礦床，主要為塔里木古生代被動陸緣伸展盆地地層系統(tǒng)，經(jīng)歷了華里西期和印支期造山作用，形成了復合造山帶。③中—新生代砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床主要賦存在侏羅系、白堊系、古近系和新近系中，主要形成于中生代為盆山耦合轉(zhuǎn)換期的陸內(nèi)構造演化過程中，在新生代盆山耦合轉(zhuǎn)換過程中，砂巖型銅鉛鋅礦床主要形成于陸內(nèi)前陸盆地系統(tǒng)中。總之，中—新生代砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床受陸相紅層盆地、后期構造變形和盆地流體改造-疊加作用復合控制。

塔西地區(qū)(圖1)位于帕米爾高原北側(cè)沖斷褶皺帶、塔里木盆地—西南天山造山帶耦合與轉(zhuǎn)換帶，也是現(xiàn)今“盆-山-原”鑲嵌構造區(qū)，先后發(fā)現(xiàn)了薩熱克式大型砂礫巖型銅多金屬礦床、烏拉根式大型砂礫巖型鉛鋅礦床和帕克布拉克中型天青石礦床、巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床和阿莫克木大型天然氣田等。塔北拜城—庫車前陸盆地(圖2)是砂巖型銅礦床(帶)與天然氣田、煤礦床等同盆共存富集成藏成礦的典型區(qū)域。塔西—塔北地區(qū)中—新生代陸內(nèi)紅層盆地顯著特征是砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床與煤炭、油氣田等同盆共存，砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中圍巖蝕變類型、特征與盆地流體和成礦流體作用關系十分密切。在沉積盆地中，單一成因的地質(zhì)流體極少，各種地質(zhì)作用和不同來源盆地流體相互混合并與巖石發(fā)生水巖反應，從而形成新類型盆地流體類型或成礦流體，因此，盆地流體是一種多源復合的復雜地質(zhì)流體系統(tǒng)，主要包括建造水、油田水和變質(zhì)水等，局部深源巖漿水，巖漿水與變質(zhì)水、天水混合來源。

在盆地流體恢復研究方法上，利用地球化學巖相學、同位素和包裹體地球化學等可有效追索盆地流體成分和活動歷史等有關信息。地球化學巖相學[17-19]是在特定的時間-空間拓撲學結(jié)構上，一組巖石類型及其巖石-礦物地球化學成分因成巖成礦系統(tǒng)和環(huán)境變化、 物質(zhì)間相互作用而發(fā)生成巖成礦作用，形成特定的巖石組合類型及地質(zhì)體；或不同時間序次上，不同源區(qū)和成因的成巖成礦物質(zhì)在同位空間上相互疊加改造，最終形成了具有空間拓撲學結(jié)構的特定巖石組合類型及地質(zhì)體。因此，基于對不同類型沉積相和巖石組合、蝕變巖相和巖石組合等巖相學研究，對它們進行常量元素、微量元素和礦物地球化學研究，直接可揭示它們的物質(zhì)組成和化學成分特征，以恢復地質(zhì)歷史時期盆地流體物質(zhì)組成。這些特定的巖石組合類型及地質(zhì)體屬于地球化學巖相學記錄體(地球化學巖相體)，是一組或幾組巖石類型及其物質(zhì)成分形成的地質(zhì)地球化學條件和環(huán)境的綜合反映和物質(zhì)記錄體，在系統(tǒng)研究基礎上恢復重建它們形成的地球化學條件和環(huán)境、構造-古地理環(huán)境和位置。地球化學巖相學分類按照流體地球化學動力學-巖石組合系列或巖相學-地球化學相進行巖相類型劃分，地球化學巖相學的相系統(tǒng)類型分為氧化-還原相(ORF)、酸堿相(Eh-pH F)、鹽度相(SF)、溫度相 (TF)、壓力相(PF)、化學位相(CPF)、同期不等化學位相(HPF)和不等時不等化學位地球化學巖相(HHPF)等[17-19]，因此，從地球化學巖相學角度對塔西地區(qū)盆地流體進行研究，可揭示這些盆地流體的地球化學巖相學信息與成礦作用關系。從構造巖相學角度來看[15-16,20]，塔西薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組含礦褪色化雜礫巖類的原巖沉積相為復合疊加沖積扇相扇中亞相。在后期疊加了碎裂巖化相和低溫富烴類還原性盆地流體作用形成的大規(guī)模褪色化蝕變，在裂隙面上輝銅礦發(fā)育拉伸線理和方解石-硅化蝕變等組成的階步。下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部與古新統(tǒng)阿爾塔什組底部發(fā)育區(qū)域滑脫構造系統(tǒng)(沿不整合面發(fā)育), 這種區(qū)域構造巖相學相變界面有利于盆地流體運移和圈閉。新疆烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床和共伴生的天青石、石膏礦床受似層狀構造流體角礫巖構造系統(tǒng)顯著控制。如何追蹤這些盆地流體類型不但是難點科學問題，同時盆地流體類型恢復和成礦流體特征的示蹤研究也是熱點科學問題之一，這對于特殊成礦地質(zhì)單元中成礦物質(zhì)大規(guī)模聚集成礦研究具有較大啟迪作用。盆地流體類型和成礦流體必然在其運移路徑上保留其痕跡特征，因此，本文采用礦物包裹體、微量元素示蹤、同位素地球化學、礦物地球化學、構造-巖石-流體多重耦合、孔隙度、滲透率、典型礦床解剖等綜合研究方法，進行地球化學巖相學和構造巖相學綜合方法示蹤研究。對研究區(qū)內(nèi)盆地流體類型和成礦流體特征進行恢復的主要依據(jù)為：①區(qū)域性蝕變帶及其蝕變類型特征(如大規(guī)模褪色化分布規(guī)律、物質(zhì)組成和形成機制等)因這些褪色化蝕變帶受區(qū)域構造-巖相帶控制，所以可以揭示區(qū)域性地質(zhì)流體類型和成礦流體特征，如在碳酸鹽化蝕變相中，方解石-白云石化蝕變相一般為沉積成巖期流體地質(zhì)作用形成的產(chǎn)物，而網(wǎng)脈狀—微脈狀鐵方解石-鐵錳白云石化蝕變相多受碎裂巖化相中裂隙—顯微裂隙-裂縫等小型—顯微構造控制，揭示了沉積盆地改造過程中構造-流體耦合作用，即碎裂巖化相與富Fe-Mg-Mn-CO2型盆地流體耦合作用結(jié)果；②熱水沉積巖相、巖石組合類型和特征等是熱水沉積成巖成礦作用直接形成的，可揭示熱鹵水類型和特征，如天青石巖-重晶石巖等空間巖相分布范圍及其礦物包裹體特征等，能夠揭示Ca-Mg-Sr-Ba-SO4型(強氧化—酸性地球化學相)盆地流體類型和成礦流體特征、空間分布范圍；③在輝綠輝長巖脈群和花崗巖侵入巖體等邊部發(fā)育接觸熱變質(zhì)-接觸交代蝕變帶，其蝕變礦物組合和礦物包裹體類型、特征等不但可以記錄巖漿熱液成分和特征，也可以追蹤盆地流體與巖漿熱液之間的流體混合作用信息，而且這些侵入巖體本身也發(fā)育節(jié)理-裂隙和破碎帶(如綠泥石化構造片理化帶)等，能夠揭示其遭受的流體地質(zhì)作用特征；④含礦構造帶構造巖和蝕變礦物類型及其組合(如薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床)中，碎裂巖化相、裂隙—顯微裂隙和裂隙中充填物不但可以揭示成礦流體成分和特征，而且有助于揭示構造-巖性-巖相之間多重耦合與水巖反應作用；⑤對現(xiàn)代盆地鹵水和油田水可以采用直接取樣測試分析其化學成分，因其具有高鹽度等特征，其蒸發(fā)巖和油田水大規(guī)模運移路徑中必然有相應的地球化學巖相學記錄；⑥砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中主要類型礦石、賦礦圍巖組合和圍巖蝕變類型等是盆地流體和成礦流體相互作用形成的直接產(chǎn)物，其巖石地球化學特征和微量元素地球化學特征能夠有效追蹤成礦流體成分和特征，如瀝青化蝕變相強度不同、輝銅礦-瀝青化蝕變相及分布范圍直接揭示了瀝青質(zhì)成礦流體特征和分布范圍；⑦對于砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床，礦物包裹體研究不但可以追蹤成礦流體成分和性質(zhì)，并且可以恢復地質(zhì)歷史過程中盆地流體和成礦流體的氧化-還原相、溫度相和鹽度相等地球化學巖相學類型和特征；⑧礦物地球化學巖相學有助于重建構造-熱事件歷史和盆地熱演化歷史，有助于研究構造-巖漿-熱事件作用和冷卻過程，如綠泥石蝕變相、綠泥石溫度計和黏土礦物結(jié)晶度等礦物溫度計；⑨同位素地球化學研究是進行盆地流體和成礦流體示蹤的有效方法，可以追蹤其流體來源和成礦流體來源等。因此，有必要從構造巖相學角度對盆地流體地質(zhì)作用進行研究。按照盆地流體的主要成分、流體動力學特征、盆地流體成因、主要控制流體運移和聚集地質(zhì)因素，可將塔西—塔北地區(qū)盆地流體系統(tǒng)暫劃分為天然氣型、油氣型、鹵水型、熱水沉積型、富烴類還原型、富CO2非烴類流體型、構造流體型、巖漿熱液型和層間水-承壓水型等9種。

1.1 天然氣型

烏拉根超大型鉛鋅礦床東側(cè)相鄰的阿克莫木天然氣田為塔西地區(qū)典型的天然氣型盆地流體系統(tǒng)，是天然氣成藏聚集的主要控制因素。該氣田的含氣層系為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群，含氣面積為16.9 km2，天然氣組分以烴類(含量(質(zhì)量分數(shù)，下同)為76%～81%)為主，甲烷為主要成分(80%～91%)，乙烷和丙烷含量低(低于0.3%)[32]。非烴氣體含量高(約20%)，N2含量中等(8.0%～11.4%)，CO2含量很高(11.07%～11.44%)。甲烷碳同位素組成(δ13C1)為-25.6‰～-23.0‰，乙烷碳同位素組成(δ13C2)為-21.9‰～-20.2‰，阿克1井天然氣中的烴類氣體屬有機成因。阿克1井天然氣中烴類氣體和非烴氣體(CO2型盆地流體)來源于寒武系含膏碳酸鹽巖、石炭紀—二疊紀碳酸鹽巖、侏羅系康蘇組和楊葉組等3套高演化烴源巖，在早期油藏遭到破壞后，演化為高溫裂解氣。阿克1井儲集層段砂巖中自生伊利石形成年齡分別為38.55 Ma、38.10 Ma和34.60 Ma，與烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床形成時代相近，為始新世末期巴爾通階—普利亞本階(33.9～40.2 Ma)，揭示其氣藏圈閉構造形成于喜山期。劉全有等認為塔里木盆地油型天然氣的烷烴氣碳同位素組成較輕(δ13C2值低于-28‰，丙烷碳同位素組成(δ13C3)低于-25‰)，氫同位素組成偏重，成烴母質(zhì)為海相沉積環(huán)境形成的寒武系—下奧陶統(tǒng)或中—下奧陶統(tǒng)烴源巖，分布區(qū)域主要為臺盆區(qū)[2]。而煤型天然氣的烷烴氣碳同位素組成較重(δ13C2值高于-28‰，δ13C3值高于-25‰)，氫同位素組成偏輕，成烴母質(zhì)主要為陸相沉積環(huán)境形成的三疊系—侏羅系烴源巖，分布區(qū)域主要為前陸區(qū)。庫車前陸盆地的煤型天然氣具有兩期生烴與晚期成藏，成分以CH4、C2H6、C3H8等烴類為主，非烴類為N2和CO2，如樣品YM7-H1中CH4含量達90.14%，主要來源于三疊系和侏羅系腐殖型有機質(zhì)，在漸新世末期(23 Ma)開始生烴，在上新世初期(5 Ma)被保存下來。庫車前陸盆地天然氣藏與古近系漸新統(tǒng)、新近系中新統(tǒng)中砂巖型銅礦床和砂巖型銅礦化帶分布范圍吻合，揭示這些煤層、煤型天然氣與砂巖型銅礦化帶關系尚需深入研究，這些煤-油氣田-氣田-鹽巖-銅礦床等同盆共存與富集成礦內(nèi)在關系涉及有機質(zhì)大規(guī)模運移和有機質(zhì)類盆地流體參與銅鉛鋅-鈾等無機界的金屬富集成礦。

1.2 油氣型

在油氣藏中，油氣主要賦存相態(tài)有吸附態(tài)、游離態(tài)、溶解態(tài)等多相態(tài)，其連續(xù)型、準連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集代表了油氣藏形成的3種基本類型，普遍存在于全球主要含油氣盆地[4]。塔里木盆地發(fā)育寒武系—奧陶系腐泥型、泥盆系—二疊系腐殖型、三疊系—侏羅系腐殖型等3套烴源巖，后期形成了原生油氣藏和次生調(diào)整型油氣藏。次生調(diào)整型油氣藏是重要油氣藏類型，其因原生油氣藏經(jīng)后期構造破壞，油氣發(fā)生蝕變或再次運移聚集所形成的油氣藏[23-28]。楊海軍等認為塔里木盆地凝析油氣資源豐富，其氣油比為600～19 900，凝析油質(zhì)量濃度為40～750 g·m-3[33]。原生凝析氣田為原生腐植型凝析氣藏或煤成型凝析氣藏；陸相油氣經(jīng)多期充注形成次生凝析氣藏，晚期干氣對早期油藏進行混合改造，以牙哈陸相油氣成因的次生凝析氣藏為代表。海相油氣經(jīng)多期油氣充注與晚期干氣氣侵造成蒸發(fā)分餾，在運移-聚集-成藏過程中烴體系分異和富化，發(fā)生反凝析作用后形成了海相次生凝析氣藏。凝析氣成分主要為：甲烷含量為69.00%～92.37%，平均為84.64%；乙烷及以上烷烴含量為1.71%～21.54%，平均為8.11%；在非烴類組分中，CO2含量為1.73%～10.25%，平均為4.30%，H2S質(zhì)量濃度為4.1～93 900.0 mg·m-3。這種凝析氣是否可為砂巖型銅礦床形成提供豐富的富烴類還原性成礦流體，是否具有局部富H2S酸性天然氣型盆地流體條件等，尚需深入研究。

在拜城—庫車遷移前陸盆地中，凝析氣藏、氣田與新生代陸相紅層盆地中砂巖型銅礦成礦帶關系十分密切。新近系中新統(tǒng)康村組陸相紅色碎屑巖系為拜城滴水銅礦床主要賦礦層位[34]，與庫車前陸盆地油氣系統(tǒng)大規(guī)模形成和成藏期具有相似時限。趙靖舟等認為庫車油氣系統(tǒng)由未熟—低熟氣、成熟氣、高熟氣和過熟氣等4種天然氣類型，以及未熟—低熟油、成熟油和高熟油等3種類型原油組成，其低熟—未熟油主要來自侏羅系煤系源巖, 成熟油來源于侏羅系和三疊系[35]。庫車盆地油氣系統(tǒng)具有多期成藏和多階連續(xù)的成藏特點，3個成藏期(新近紀康村早中期(10～17 Ma)、康村晚期—庫車早中期(3～10 Ma)和庫車晚期—第四紀西域期(1～3 Ma))形成了三疊系湖相油藏和侏羅系中低成熟煤成凝析油氣藏。在拜城滴水銅礦床中，銅礦體和近礦圍巖中發(fā)生了大規(guī)模褪色化蝕變、局部油斑和瀝青化蝕變；在拜城—庫車前陸盆地中，這些油氣型盆地流體和天然氣型盆地流體等組成了油氣成藏聚集系統(tǒng)，是能源礦產(chǎn)的成礦流體，但是油氣系統(tǒng)參與金屬成礦作用強度有待進一步研究。

1.3 鹵水型

在庫車—拜城和烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)中，白堊系—新近系發(fā)育厚層石鹽巖、膏泥巖、含膏泥巖、含膏碳酸鹽巖等，鹽丘構造和鹽泉發(fā)育，這些含膏泥巖相及巖石組合揭示存在高鹽度鹵水型盆地流體。按鹽泉鹵水離子組成等，高鹽度鹵水可分氯化物型、硫酸鹽型和碳酸鹽型等3種主要類型[36-38]。庫車前陸盆地中斷裂帶控制了現(xiàn)今鹽泉水出露與分布，鹵水型鹽泉水的礦化度(TDS)較高，為120.216～305.322 g·L-1，氧同位素組成(δ18O)為-9.1‰～4.7‰，氫同位素組成(δ2H)為-75‰～-28‰，鹽泉水的氫、氧同位素組成偏離大氣降水線，可能與深部鹽鹵水沿背斜軸部斷裂帶上升補給密切有關[37]。庫車盆地拜城托克遜地區(qū)DZK01 鉆孔(科探1井)孔深在1 321.39～1 486.62 m 范圍內(nèi)，對古新統(tǒng)庫姆格列木群上石鹽段石鹽巖巖芯的研究表明，在蒸發(fā)巖形成過程中其具有較高的蒸發(fā)濃縮程度，含鹽層系中K+、Mg2+和Li+富集特征指示了鹵水蒸發(fā)濃縮已經(jīng)到達晚期階段[38]。因此，深部鹵水總體處于封閉狀態(tài)，但陸內(nèi)沖斷褶皺帶等在陸內(nèi)造山過程中，在構造動力驅(qū)動下沿庫車前陸盆地中斷裂帶上升補給鹽泉水具有物質(zhì)基礎和構造通道。

在拜城—庫車前陸盆地中，古近紀—新近紀蒸發(fā)巖相系厚度大，古近系含巖鹽巖系最大厚度可達1 447.5 m，新近紀含巖鹽巖系最大厚度達402 m，蒸發(fā)巖相含膏鹽層和鹽丘構造[39-41]等對拜城滴水等砂巖型銅礦床具有明顯控制作用。在古近紀—新近紀陸相蒸發(fā)巖相系中，已經(jīng)識別出5個蒸發(fā)巖沉積旋回，它們與喜山期構造運動有良好的沉積響應關系[39]，鹽巖-膏巖-含膏泥巖-含膏碳酸鹽巖等巖石組合揭示鹵水曾經(jīng)歷了強烈蒸發(fā)沉積作用。銅富集與由含膏泥巖-含膏碳酸鹽巖等組成的鹽丘構造有密切關系，揭示曾發(fā)育含銅鹵水型成礦流體(盆地流體)。曹養(yǎng)同等認為古封存鹵水及大氣降水淋濾地層中的鹽層形成含銅鹵水，氯銅礦、含氯銅礦鹽巖和膏巖為含銅鹵水(成礦流體)沉淀富集主要標志性產(chǎn)物[40]。側(cè)向逆沖推覆構造作用和鹽丘構造垂向底劈作用驅(qū)動了遷移前陸盆地中含銅鹵水型盆地流體沿斷裂帶運移(圖2)，在碎屑巖系中碎裂巖化相發(fā)育部位的構造擴容空間中沉淀富集，如節(jié)理面、裂隙面和部分層理面上富集輝銅礦、氯銅礦、石鹽和石膏等，以及砂巖型、泥巖型和灰?guī)r型銅礦化。在庫車前陸盆地南部秋里塔格構造帶和北部克拉蘇構造帶(圖2)中，新近系砂巖型、泥巖型和灰?guī)r型銅礦帶受沖斷褶皺帶中背斜核部和兩翼地層、近EW向逆沖斷裂帶和構造-巖性-巖相等復合控制，古近系和新近系鹽巖、膏巖、褐紅色粉砂巖-泥質(zhì)粉砂巖-泥巖等為銅礦源層，灰綠色粉砂巖和泥巖、灰白色含礫粗砂巖為含銅礦層。

1.4 熱水沉積型

1.5 富烴類還原型

富烴類還原型盆地流體可能是形成塔西砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床成礦系統(tǒng)的主控因素[15-17]。在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)內(nèi)，在方解石、鐵白云石和石英礦物包裹體中發(fā)育含烴鹽水、氣烴、液烴、氣液烴、輕質(zhì)油、瀝青等包裹體[42]。這些礦物包裹體特征記錄了富烴類還原型成礦流體信息，礦物包裹體、地球化學巖相學和構造巖相學等特征記錄了富烴類還原型盆地流體的現(xiàn)今殘存化學成分特征。

(1)在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中，礦物包裹體均一溫度顯示其富烴類還原型成礦流體為低溫相(81 ℃～207 ℃)、低鹽度和中鹽度兩類含烴鹽水類的成礦流體混合作用形成的。方解石和次生石英中含烴鹽水包裹體均一溫度為81 ℃～207 ℃，平均均一溫度為99.5 ℃～176.0 ℃，含輕質(zhì)油包裹體平均均一溫度為105.7 ℃～143.5 ℃，具有低鹽度和中鹽度兩類含烴鹽水的成礦流體混合特征；在方解石和白云石礦物包裹體中的中鹽度含烴鹽水的平均鹽度為17.47%～23.12%(NaCl當量)，在石英和方解石礦物包裹體中的低鹽度含烴鹽水的鹽度為3.20%～12.28%(NaCl當量)。參照成礦壓力和成礦深度經(jīng)驗公式[43]，計算初始溫度、壓力和深度，然后計算成礦壓力、成礦深度。其表達式為

式中：T0為初始溫度；P0為初始壓力；H0為初始深度；P1為成礦壓力；H1為成礦深度；T1為實測均勻成礦溫度；N為鹽度。

根據(jù)上述公式，薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床的成礦壓力為(225.8～502.6)×105Pa，平均成礦壓力為360.87×105Pa，成礦深度為0.75～1.68 km，平均成礦深度為1.20 km。

(3)在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中，液烴和氣液烴類礦物包裹體說明富烴類還原型成礦流體曾經(jīng)歷了氣液兩相不混溶的相分離作用。烴鹽水、氣烴、液烴、氣液烴、輕質(zhì)油、瀝青等包裹體的存在揭示富烴類還原型成礦流體具有氣相(氣烴類)-液相(液烴-含烴鹽水類)-氣液混合相(氣液烴類)-固相烴類(瀝青類)等多相形式活動。而瀝青類作為固體烴類主要呈脈狀和細脈狀充填在斷裂-裂隙帶中。瀝青不但在鐵白云石和石英礦物包裹體中發(fā)育，而且沿碎裂巖化相雜礫巖類中裂隙和裂縫發(fā)育，并與輝銅礦-斑銅礦-黃銅礦等銅硫化物緊密共生。野外構造巖相學填圖和室內(nèi)構造巖相學研究表明：碎裂巖化相宏觀特征以順層裂隙破碎帶+切層裂隙破碎帶+碎裂巖化+瀝青化+網(wǎng)脈狀銅硫化物為主;微觀裂縫類型主要為礫內(nèi)縫、礫緣縫與穿礫縫,沿裂隙和裂縫充填綠泥石、輝銅礦、瀝青質(zhì)、石英和鐵碳酸鹽等[44]。

(4)在巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床中[45]，油氣包裹體以液烴包裹體為主，含有少量氣液烴類和含烴鹽水類包裹體。富烴類還原型成礦流體均一溫度為71 ℃～193 ℃，鹽度為0.71%～23.05%(NaCl當量)，成礦壓力為(77.90～211.75)×105Pa，成礦深度為0.26～0.71 km，顯示該鈾礦床成礦壓力和成礦深度均比薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床小。有機質(zhì)的氯仿瀝青“A”含量為0.001 9%～0.002 6%，奇偶優(yōu)勢指數(shù)(OEP)為0.72～0.84，平均為0.78，顯示了有機質(zhì)高成熟的特征；碳優(yōu)勢指數(shù)(CPI)為1.16～1.35，平均為1.25，指示熱演化程度較高；姥植比(Pr/Ph)為0.77～1.01，平均為0.89。

(5)構造巖相學特征揭示，富烴類還原型成礦流體與斷裂帶、層間斷裂-裂隙帶、碎裂巖化相、滑脫型脆韌性剪切帶和滑脫構造巖相帶等具有顯著構造-流體-巖石-烴類多重耦合結(jié)構。對于儲集巖層(儲礦構造巖相學層位)而言，這些富烴類還原型成礦流體屬于異源外來成礦流體，與庫孜貢蘇組紫紅色雜礫巖類經(jīng)歷了強烈水巖反應和圍巖蝕變作用，因此，其構造巖相學特征為強烈構造-流體-巖性多重耦合。這些構造巖相帶不但是這類盆地流體運移通道，也是富烴類還原型成礦流體的儲集巖相層；其頂部粉砂質(zhì)泥巖-泥質(zhì)粉砂巖、含膏泥巖-泥巖等為構造-巖相-巖性圈閉層。

1.6 構造流體型

在塔西薩熱克砂礫巖型銅礦床、烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床、花園和滴水砂巖型銅礦床、巴什布拉克砂巖型鈾礦床中，發(fā)育大規(guī)模褪色化和漂白化蝕變，尤其是漂白化砂巖中，主要為硅化、碳酸鹽化和石膏化等，形成強烈的漂白化，主要由淺色礦物石英細脈和微脈、鐵白云石-硅化微脈、方解石-錳方解石化、鐵白云石-錳鐵白云石化等組成，暗色礦物很少，僅見少量綠泥石等。大規(guī)模褪色化和漂白化蝕變帶一般多分布在塔西中—新生代沉積盆地的邊緣斷裂帶、層間滑脫構造帶和輝綠輝長巖脈群等區(qū)域，為富SiO2和CO2型盆地流體大規(guī)模運移的地球化學巖相學和構造巖相學記錄，主要受前陸沖斷褶皺帶、大規(guī)模逆沖斷裂和滑脫斷裂帶控制。在烏魯—烏拉、伽師—托帕、拜城—庫車等前陸盆地系統(tǒng)，構造流體型盆地流體系統(tǒng)發(fā)育位置有西南天山前陸沖斷褶皺帶下盤中生代和新生代地層、古近系底部層間滑脫構造帶以及這些構造巖相學內(nèi)具有盆地流體大規(guī)模運移和層間熱液角礫巖化相帶，揭示了它們與盆山轉(zhuǎn)換過程構造運動有十分密切的關系。

1.7 巖漿熱液型

巖漿熱液型盆地流體系統(tǒng)主要在托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)[16]中十分發(fā)育，如托云鄉(xiāng)、巴音布魯克東側(cè)和薩熱克南礦帶等。在早白堊世末期—古近紀初期((54.1±1.9)～(122.2±1.2)Ma，K-Ar法[46])，堿性玄武巖和堿性輝長巖類侵入巖體周邊以強烈的區(qū)域性褪色化蝕變帶和漂白化蝕變帶發(fā)育為特征，揭示這些盆地流體活動受火山噴發(fā)作用和巖漿侵入構造帶顯著控制。以早白堊世末期—古近紀初期，堿性玄武質(zhì)火山巖、堿性輝綠巖和堿性輝綠輝長巖巖脈群和侵入巖體周邊在蝕變輝綠巖脈群-蝕變砂礫巖-砂巖中，形成了砂巖型銅礦化、砂礫巖型銅鉛鋅礦化帶和Cu-Pb-Zn-Ag-Au-Mo-V-Ni異常帶。以強碳酸鹽化蝕變輝綠巖和含銅鐵白云石化蝕變砂巖為典型的富烴類還原型盆地流體和Fe-Mn-CO2型盆地流體形成大規(guī)模褪色化蝕變帶。這種熱液烴類盆地流體與深源輝綠巖-輝長巖形成的巖漿熱液型盆地流體系統(tǒng)密切相關，這也是托云中—新生代后陸系統(tǒng)與烏魯—烏拉、烏拉根、拜城—庫車等3個前陸盆地系統(tǒng)中區(qū)域成礦地質(zhì)背景和深部大陸動力學背景的主要差別(圖1、2)。烏魯—烏拉、烏拉根、拜城—庫車等3個前陸盆地系統(tǒng)不但分布在西南天山造山帶南側(cè)和塔里木地塊北緣過渡地帶區(qū)域，而且目前尚未發(fā)現(xiàn)與早白堊世末期—古近紀初期堿性玄武巖和堿性輝長巖類侵入事件有關的巖漿熱液型流體系統(tǒng)證據(jù)。

1.8 層間水-承壓水型

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育層間水-承壓水型地下水，發(fā)源于塔里木盆地相鄰中高山區(qū)現(xiàn)代河流和冰川為地下水主要補給源區(qū)，沿山前第四系松散層運移的地下水向塔里木盆地中心補給，在沙漠腹地由深部向淺部頂托排泄；塔里木盆地內(nèi)深層油田水處于高度封閉的滯留狀態(tài), 與上部松散沉積層地下水之間基本沒有聯(lián)系[47]，但局部受構造應力場驅(qū)動的上升鹽泉水與深部鹵水有可能連通，主要為鹵水特征。

2 圍巖蝕變的地球化學巖相學特征、形成機制與金屬成礦

塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床圍巖蝕變總體是以瀝青化蝕變相、褪色化蝕變相、漂白化蝕變、碳酸鹽化蝕變等低溫圍巖蝕變相為特征的低溫熱液蝕變組合。①在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中，圍巖蝕變類型以瀝青化蝕變、褪色化蝕變、綠泥石化、方解石化、鐵錳方解石化、白云石化、鐵錳白云石化、黃鐵礦化、絹云母化、硅化、銅硫化物化等為主，及少量重晶石化。以往對瀝青化蝕變相、綠泥石化蝕變相和鐵錳碳酸鹽化蝕變相研究比較欠缺。以富烴類還原型成礦流體疊加主成礦期為中心，縱向圍巖蝕變分帶為黑色瀝青化蝕變帶→(灰黑色瀝青化+褪色化)蝕變帶→褪色化蝕變帶→褪色化蝕變+淺紫紅色鐵質(zhì)砂礫巖。在垂直方向上，蝕變分帶獨具特點，即褪色化蝕變帶(頂板圍巖)→灰黑色瀝青化+褪色化蝕變帶(礦體頂部)→灰黑色瀝青化(礦體中部)→灰黑色瀝青化±褪色化蝕變帶(礦體下部)→黃鐵礦化-鐵碳酸鹽化-綠泥石化蝕變帶(底板圍巖)→碳酸鹽化-綠泥石化蝕變帶(下盤圍巖)。②在烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床中，圍巖蝕變主要有團斑狀瀝青化、漂白化蝕變、石膏化、天青石化、黃鐵礦化、方解石化、白云石化、細粒白云母化和黏土化蝕變、鉛鋅硫化物等，總體為低溫蝕變相。白鉛礦化-菱鋅礦化-褐鐵礦化-黃鉀鐵釩化為表生蝕變組合。從淺部到深部，垂向蝕變分帶為黃鉀鐵礬化-白鉛礦-菱鋅礦-褐鐵礦→瀝青化-褪色化-方鉛礦-天青石-硬石膏-白云石→瀝青化-褪色化-方鉛礦-閃鋅礦→瀝青化-褪色化-方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦→瀝青化-褪色化-黃鐵礦。早期層紋狀細粒天青石化為層狀相體，與石膏巖和含膏角礫狀白云巖等共生，顯示熱鹵水同生沉積成巖成礦特征；晚期網(wǎng)脈、細脈狀和塊狀天青石化蝕變巖和天青石石膏化的結(jié)晶較粗，天青石和石膏可見呈晶簇狀和脈狀穿層早期天青石巖和天青石石膏巖。③在巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床中，圍巖蝕變類型有黑色瀝青化、褪色化、漂白化蝕變、碳酸鹽化、黃鐵礦化、黏土化蝕變(高嶺石和伊利石化等)和鈾礦化等，主要為低溫蝕變組合。④在滴水和花園等新近系砂巖型銅礦床中，低溫圍巖蝕變組合為褪色化蝕變、瀝青化蝕變、氯銅礦化、石膏化、碳酸鹽化和黏土化(高嶺石化和蒙脫石化等)。從淺部到深部，從上到下金屬礦物組合分帶為氯化銅-黑銅礦-藍銅礦-赤鐵礦(氧化礦石帶)→黃鐵礦-輝銅礦→方鉛礦-斑銅礦-黃銅礦-輝銅礦-黃鐵礦(混合礦石帶)→赤鐵礦-輝銅礦-黃鐵礦(原生礦石帶)。

在塔西中—新生代陸內(nèi)紅層盆地中，砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中普遍發(fā)育大規(guī)模低溫褪色化蝕變，這種構造巖相學記錄了盆地流體強烈活動歷史。通過構造巖相學和地球化學巖相學研究認為，這種大規(guī)模低溫褪色化蝕變帶不但是盆地成礦運移的構造通道，而且在成礦流體-構造-巖相-巖性多重耦合部位，成礦流體多相不混溶作用、地球化學氧化-還原相作用界面、成礦流體-盆地流體混合作用等導致成礦物質(zhì)大規(guī)模沉淀。 在地球化學巖相學機制上，在陸內(nèi)紅層盆地巖石地層系統(tǒng)中發(fā)生了“一黑二白三褪色”等強烈的流體蝕變作用，“一黑”主要為瀝青化蝕變相形成的地球化學還原相作用，可劃分為黑色強瀝青化蝕變巖、灰黑色中瀝青化蝕變相和灰色弱瀝青化蝕變相，將大量Fe3+(紫紅色鐵質(zhì)膠結(jié)物、赤鐵礦等)還原為Fe2+(黃鐵礦、斑銅礦-黃銅礦-輝銅礦等銅硫化物相)，而使紫紅色鐵質(zhì)碎屑巖類黑色化-褪色和變色?！岸住睘榉浇馐自剖?、硅化、重晶石化、鐵錳白云石化和鐵錳方解石化等，在這些圍巖蝕變礦物本身為淺色礦物而且在圍巖過程中大量Fe3+(赤鐵礦等)還原為Fe2+(鐵白云石、鐵方解石、黃鐵礦、綠泥石等)，這也是紫紅色鐵質(zhì)碎屑巖發(fā)生大規(guī)模區(qū)域性褪色化蝕變的地球化學巖相學機制所在?！叭噬敝饕獮轱@示灰綠色和灰色的綠泥石化和輝銅礦化等，同時也將Fe3+還原為Fe2+形成了含鐵綠泥石和黃鐵礦等。這些低溫圍巖蝕變地球化學巖相學過程為陸內(nèi)紅層盆地中巖石-成礦流體大規(guī)模水巖反應所形成，其成礦流體不混溶作用等也導致了銅鉛鋅-鈾富集成礦，為采用遙感色彩異常尋找和圈定找礦靶區(qū)提供了依據(jù)。

2.1 黑色瀝青化蝕變相與銅銀鉬-鈾富集成礦關系

2.1.1 瀝青化蝕變相強度分帶與總有機碳

灰黑色—黑色強瀝青化蝕變相在塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅礦床和砂巖型鈾礦床中普遍發(fā)育，呈現(xiàn)黑色—灰黑色—灰色；總有機碳(TOC)高揭示有機質(zhì)參與了砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的成礦特征?；液谏谏珵r青化蝕變相的強度分帶揭示了富含瀝青類和烴類還原型成礦流體作用和活動的強度中心，灰黑色—黑色瀝青化蝕變相分布范圍揭示了還原型成礦流體為帶狀充注運移中心和區(qū)域面狀褪色化蝕變相為活動中心，也指示了砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的成礦中心部位。這種灰黑色—黑色瀝青化蝕變相與陸內(nèi)紅層盆地中紫紅色鐵質(zhì)粗碎屑巖系之間形成了黑色和紫紅色之間的顯著色斑-色系反差性變化和強烈色差對比。黑色強瀝青化蝕變帶呈帶狀—團斑帶狀等形態(tài)學特征，具有最高總有機碳；隨著瀝青化蝕變強度降低，其逐漸變?yōu)榛液谏嗷疑?，而弱瀝青化蝕變帶為青灰色—褪色化，具有區(qū)域性寬帶狀—面帶狀形態(tài)學特征。①在薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)，按照瀝青化蝕變相強度、顏色、含量和地質(zhì)產(chǎn)狀特征(圖3)，將瀝青化蝕變相劃分為帶狀—網(wǎng)脈狀黑色強瀝青化蝕變帶[圖3(a)～(d)]、網(wǎng)脈狀灰黑色中瀝青化蝕變相[圖3(e)～(h))、面狀和面帶狀灰色弱瀝青化蝕變帶和灰色弱瀝青化-灰綠色褪色化蝕變帶[圖4(a)～(d)]等4個相帶。②在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床的銅鉬銀同體共生礦體中，帶狀黑色強瀝青化蝕變帶[圖4(a)、(b)]總有機碳為3.28%～4.78%，碳同位素組成(δ13C)為-20.79‰～-19.65‰，推測因盆地基底富烴類還原型成礦流體沿切層斷裂充注，形成的黑色強瀝青化蝕變帶總有機碳高(高于1.0%)，導致紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖-紫紅色鐵質(zhì)巖屑砂巖-紫紅色鐵質(zhì)粉砂巖類等發(fā)生了改色化(紫紅色鐵質(zhì)→灰黑色—黑色瀝青化)。③中瀝青化蝕變帶總有機碳為0.30%～1.00%，弱瀝青化-褪色化蝕變相中總有機碳為0.10%～0.30%，未蝕變的紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖-鐵質(zhì)巖屑砂巖中總有機碳低于0.10%。隨著總有機碳降低，富烴類還原型成礦流體作用減弱，最終變?yōu)檎Ｗ霞t色鐵質(zhì)碎屑巖類。

2.1.2 富烴類還原型成礦流體充注相態(tài)(一次運移和二次運移相態(tài))和多相態(tài)不混溶作用

在不同強度的瀝青化蝕變相帶中，烷烴類C10～38含量和ΣC10～20/ΣC21～38值等參數(shù)不同，揭示具有較強遷移和運移能力的C10～20富烴類還原型成礦流體可能以流體擴散機制進行二次運移。

(1)在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)，在黑色強瀝青化蝕變帶中的烷烴類C10～38含量達419.32×10-6(表1、2，圖5中樣品HD2730-1)，其主峰為C23和C25，為后峰型正烷烴系列。(C21+C22)/(C26+C22)值為2.04，指示了有機質(zhì)生物源以陸源高等植物為主。(C21+C22)/(C28+C29)值為1.78，暗示其具有一定海相植物信息。碳數(shù)優(yōu)勢指數(shù)為1.73，說明其屬未成熟有機質(zhì)(碳數(shù)優(yōu)勢指數(shù)高于1.20)，處于生物化學生氣階段，該階段產(chǎn)物主要為CO2、CH4、NH3、H2S、H2O等。這些有機質(zhì)(總有機碳為3.28%～4.78%)可能被構造應力驅(qū)動而沿切層斷裂帶垂向運移，充注在儲集層(儲礦層位)，在儲集層內(nèi)切層斷裂帶和碎裂巖化相帶中形成強瀝青化蝕變帶。

表1 薩熱克銅礦床中銅礦石烷烴類分析結(jié)果Tab.1 Analysis Results of Alkanes of Copper Ores in Sareke Copper Deposit

注：強瀝青化蝕變帶正構烷烴總含量為419×10-6，弱瀝青化-褪色化蝕變帶為16.7×10-6，褪色化蝕變帶為2.3×10-6。

表2 薩熱克銅礦床中銅礦石烷烴類地球化學參數(shù)Tab.2 Geochemical Parametes of Alkanes of Copper Oresin Sareke Copper Deposit

(2)在弱瀝青化-褪色化蝕變帶中(表1、2，圖5中樣品HD2685-5)，C10～38含量為16.67×10-6，主峰為C16和C17，C34和C35為次級弱峰，略顯雙主峰趨勢，推測其與經(jīng)過熱液作用演化的瀝青化蝕變帶中瀝青高蠟質(zhì)貢獻有關。(C21+C22)/(C26+C22)值為1.66，(C21+C22)/(C28+C29)值為5.39，推測其與富烴類還原型成礦流體在儲集層(儲礦層位)中發(fā)生了二次運移作用有密切關系。C21+C22具有較強遷移能力，而C26、C28、C29(與瀝青質(zhì)碳數(shù)相當)與C21+C22(與柴油碳數(shù)相當)相比，遷移能力相對較弱，因弱瀝青化蝕變帶中瀝青含有蠟質(zhì)(C21～38)而遷移能力減弱。碳優(yōu)勢指數(shù)為1.04，說明其具有成熟有機質(zhì)(碳優(yōu)勢指數(shù)低于1.20)特征，揭示有機質(zhì)向成熟方向演化。

(3)原油中烴類可大致分為低分子量(低于15)、中等分子量(15～40)及高分子量(高于40)烴類。其分子量越低，在構造熱應力驅(qū)動或熱裂解作用下其活化遷移和運移能力越強，如石油烴氣(C1+C5)等；與柴油碳數(shù)相當?shù)奶紨?shù)為C10～C20，具有較強遷移和運移能力；與石油瀝青碳數(shù)相當?shù)闹刑紨?shù)為C21～C38，比柴油碳數(shù)相當?shù)腃10～C20遷移和運移能力較差，因此，本文采用ΣC10～20/ΣC21～38值、C10～20含量、C21～38含量和C10～38含量探討和示蹤儲集層(儲礦層位)富烴類還原型成礦流體二次運移的成巖成礦過程。

圖5 薩熱克銅礦床中銅礦石烷烴類氣相色譜Fig.5 Gas Chromatographies of Alkanes of Copper Ores in Sareke Copper Deposit

在黑色強瀝青化蝕變帶中(表1、2，圖5中樣品HD2730-1)，C10～20含量為191.19×10-6，C21～38含量為228.12×10-6，C10～38含量為419.32×10-6，ΣC10～20/ΣC21～38值為0.84。在構造應力驅(qū)動下，這種富烴類還原型成礦流體沿切層斷裂帶充注到儲集層(儲礦層位)中切層斷裂-裂隙帶后，沿儲集層內(nèi)順層斷裂+裂隙帶發(fā)生了二次運移。與石油瀝青碳數(shù)C21～38相當?shù)臒N類含量明顯高于與柴油碳數(shù)相當?shù)腃10～20烴類含量，推測與富烴類還原型成礦流體受構造應力驅(qū)動而呈塑性流體充注在切層斷裂-裂隙帶中[圖3(a)～(f)]的過程有關，而且與黑色強瀝青化蝕變帶的帶狀—網(wǎng)脈狀構造巖相學特征相吻合。在弱瀝青化蝕變相中(表1、表2，圖5中樣品HD2685-5)，C10～20含量為13.56×10-6，C21～38含量為3.10×10-6，C10～38含量為16.67×10-6，但ΣC10～20/ΣC21～38值為4.37，明顯富集C10～20。而且低擴散特征的C21～38相對貧化，顯示二者烷烴類在地球化學巖相學形成過程和形成機制上具有較大差異，暗示弱瀝青化-褪色化蝕變相與揮發(fā)性較高的烷烴類(C21～38)蝕變作用有關(即烴類氣洗蝕變作用)。黑色強瀝青化蝕變相與盆地底源沿基底斷裂上升充注的富含石油瀝青質(zhì)蝕變作用有密切關系，沿盆地基底斷裂帶上升的富烴類還原型成礦流體充注在斷裂帶和強碎裂巖化相帶的斷裂-裂隙帶中后，沿庫孜貢蘇組層間滑動斷裂-裂隙帶-碎裂巖化相(碎裂巖化雜礫巖類)運移。富C21～38烴類還原型成礦流體以側(cè)向滲流作用為主，充注切層斷裂-裂隙中。揮發(fā)性較高的烷烴類(C10～20)以氣-液相擴散作用發(fā)生側(cè)向運移，并可能形成了氣洗蝕變作用。因此，瀝青化蝕變相的強度分帶具有不同地球化學巖相學形成過程和形成機制。C27、C28和C29甾烷相對分布是油源和有機質(zhì)來源的對比指標，在該礦區(qū)內(nèi)黑色強瀝青化蝕變相與灰色弱瀝青化-灰綠色褪色化蝕變相中，其分布型式從大到小依次為C27、C28、C29，說明其具有類似的有機質(zhì)來源。但其與烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床中規(guī)則甾烷分布型式(C27、C29高于C28)不同，暗示薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床與烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床具有不同有機質(zhì)來源和氣洗蝕變作用過程。

(4)在巴什布拉克鈾礦床下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群下段沖積扇相礫巖中，至少發(fā)育兩期及以上油氣和有機質(zhì)運移事件形成的瀝青化蝕變相。氯仿瀝青“A”族組分中總烴占比偏低，“非烴+瀝青質(zhì)”有機質(zhì)占比較大，正構烷烴主峰碳為C17、C18、C20、C24和C25[45]。在烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦區(qū)近礦圍巖和外圍油砂中，有機質(zhì)成分中氯仿瀝青“A”族組分及其飽和烴的主要生物標志物特征均較相似，碳優(yōu)勢指數(shù)為1.11～1.17，姥植比為0.68～1.08，規(guī)則甾烷分布型式為C27、C29高于C28，說明二者有機質(zhì)為同源[22]。

(5)礦物包裹體地球化學巖相學特征記錄了富烴類和非烴類還原型成礦流體成分瞬間特征。①在薩熱克砂礫巖型銅礦床中，方解石-鐵白云石-石英中礦物包裹體主要有含烴鹽水、液烴、氣烴、氣液烴、輕質(zhì)油和瀝青等，揭示了大規(guī)模富烴類還原型成礦流體的地球化學巖相學特征[16,42]，這種還原型成礦流體具有多相態(tài)不混溶作用。②在常溫常壓條件下，氣烴為以C1～4為主的烷烴類，液烴為以C5～15為主的烷烴類，C16+烷烴為固態(tài)或具塑性流動固體烴類，推測薩熱克砂礫巖型銅礦床內(nèi)氣烴和氣-液烴可能以C16-為主。③在石油煉制工業(yè)中，輕質(zhì)油一般泛指沸點范圍在50 ℃～350 ℃的烴類化合物。在煤化工行業(yè)中，在煤焦油和煤直接液化過程中，沸點低于210 ℃的輕餾組分稱為輕質(zhì)油。輕質(zhì)油一般包括汽油、煤油、輕柴油等，而輕質(zhì)油一般由C5～10等組成，而柴油碳數(shù)為C20-。薩熱克砂礫巖型銅礦床內(nèi)，輕質(zhì)油礦物包裹體可能指示了曾存在由C5～10烴類組成的還原型成礦流體。瀝青化蝕變相中，C10～20含量為(13.56～191.19)×10-6，揭示存在殘留的與柴油碳數(shù)相當?shù)臒N類。④瀝青(C21+)是由不同分子量的碳氫化合物和非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物，包括焦煤瀝青、頁巖瀝青、石油瀝青和天然瀝青，本區(qū)主要為瀝青(包括天然瀝青和石油瀝青)。在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中，黑色強瀝青蝕變相為棕褐色—黑色膠凝狀物質(zhì)，現(xiàn)今殘留的石油瀝青(C21+C38)含量為419×10-6。弱瀝青化-褪色化蝕變相中石油瀝青含量為16.7×10-6，而礦物包裹體中瀝青碳數(shù)為C21+。⑤在烏拉根鉛鋅礦區(qū)和巴什布拉克鈾礦區(qū)，瀝青富集C17～29[22，45]；在巴什布拉克砂巖型鈾礦床中也發(fā)育液烴、含烴鹽水、油氣等礦物包裹體，富含有機質(zhì)[45,48]、兩期油氣充注等富烴類還原型成礦流體。

上述系列現(xiàn)象揭示在塔西砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床形成過程中，在構造應力場驅(qū)動下，富烴類還原型成礦流體一次運移相態(tài)充注在儲集層(儲礦層位)。在其成分特征上，以氣相烴類(甲烷、CO2和少量H2O等)、液相烴類(輕質(zhì)油、含烴鹽水)、高流動性固體烴類(瀝青-石蠟等)等多相態(tài)不混溶的還原型成礦流體為主，它們沿盆地基底斷裂-裂隙帶注入儲集層(儲礦層位)。而這些富烴類還原型成礦流體進入儲集層(儲礦層位)后，以氣相(氣相CH4、CO2、N2和H2O)、氣液相(含氣烴-含烴鹽水)和液相(含烴鹽水)等多相態(tài)不混溶還原型成礦流體形成了二次運移。在運移方式上，以孔隙滲流方式為主沿層間滑動斷層-裂隙帶-碎裂巖化相帶等高孔隙度和滲透率的雜礫巖層進行二次運移。而氣烴-液烴-含烴鹽水不混溶作用、液烴-固體烴類不混溶作用、CO2和H2O等非烴類還原型成礦流體不混溶作用等是導致成礦物質(zhì)沉淀富集成礦的主要機制。

2.1.3 瀝青化蝕變相(富烴類還原型成礦流體)形成期次與碎裂巖化相的耦合關系

瀝青化蝕變相為多期瀝青化蝕變作用在空間上異時同位疊加所形成，也是陸內(nèi)紅層盆地砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的成巖成礦中心。以薩熱克砂礫巖型銅礦床為例，論述瀝青化蝕變相異時同位疊加的地球化學巖相學，即不等時不等化學位地球化學巖相學類型(HHPF)形成了異時同位疊加成巖成礦作用。

(1)根據(jù)瀝青化蝕變地質(zhì)產(chǎn)狀，將瀝青化蝕變相劃分為4期。①第一期瀝青化蝕變相呈短細脈狀、薄膜狀和彌漫狀分布在含銅灰色雜礫巖之中[圖4(a)、(b)]，瀝青化蝕變無明確的定向構造，但總體大致沿層分布，呈膠結(jié)物形式分布在礫石間；瀝青短細脈狀和薄膜狀(2～3 mm)圍繞礫石呈弧形分布，局部沿礫石發(fā)育清晰的金屬鏡面結(jié)構，為后期構造變形過程中礫石滑動所形成；第一期瀝青化蝕變相為面型分布，較為廣泛但蝕變強度不大，以灰色弱瀝青化蝕變相和灰色弱瀝青化-灰綠色褪色化蝕變帶為主，主要呈面帶狀分布。②第二期黑色—灰黑色拉伸線理狀含輝銅礦瀝青化蝕變相定向構造明顯[圖3(h)]，Cu含量為3%～5%，局部含Mo可達0.50%；第二期瀝青化蝕變相受裂隙組和碎裂巖化相控制而分布較為局限，多在走向為270°裂隙中分布，為同構造期瀝青化蝕變產(chǎn)物，但該組裂隙在后期再度活動強烈，以斜沖走滑作用為主，形成了輝銅礦-瀝青等組成的拉伸線理，揭示具有顯著的構造-巖石-流體多重耦合作用以帶狀—網(wǎng)脈狀分布為主；第二期瀝青化穿切第一期瀝青化蝕變，常與第三期油狀和粉塵狀瀝青化呈大角度斜交關系，并被第三期脈狀瀝青化所穿切。③第三期和第四期黑色強瀝青化蝕變相受斷裂帶和碎裂巖(碎裂狀蝕變雜礫巖類)控制，多沿切層小型斷裂分布或沿層間裂隙帶分布[圖3(c)～(f)]；因第三期沿切層斷裂和層間裂隙破碎帶分布，黑色強瀝青化-灰黑色中瀝青化蝕變相的分布范圍也較大，寬度可達100 m，鉆孔揭露厚度可達30～50 m；第三期在斷裂帶(寬0.2～0.5 m)可見構造片理化強瀝青化蝕變相，與斷裂帶相鄰的S形裂隙中發(fā)育細脈狀(1～2 cm)瀝青化蝕變脈，并發(fā)育滑動鏡面構造[圖3(c)～(f)]；在第三期瀝青化蝕變相中，沿顯微裂隙組的礦物充填序列為碳質(zhì)→綠泥石+黃銅礦+斑銅礦→輝銅礦→鐵錳方解石；第三期瀝青化蝕變相可沿斷層上升進入克孜勒蘇群中，形成了沿切層斷裂分布的灰黑色瀝青化蝕變相，沿砂巖層面可見灰白色弱瀝青化蝕變相+褪色化蝕變砂巖[圖4(e)、(f)]。④第四期黑色強瀝青化蝕變相主要沿斷裂帶內(nèi)部呈油狀和粉塵狀分布，少見其發(fā)生構造變形現(xiàn)象[圖3(a)、(b)]，主要受斷裂帶控制而呈帶狀和脈狀；在庫孜貢蘇組上段含銅蝕變雜礫巖中，第四期黑色強瀝青化蝕變相常與第三期瀝青化蝕變相疊加，形成了黑色強瀝青化-灰黑色中瀝青化蝕變相帶中心，也是銅礦體成礦中心(Cu品位為1.5%～10.0%)。

(2)在薩熱克南礦帶下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群中以輝綠輝長巖脈群侵位而形成了大規(guī)模褪色化蝕變帶，而在薩熱克北礦帶沿克孜勒蘇群中切層斷裂和順層斷裂也分布瀝青化蝕變相和褪色化蝕變相，為斷裂控制的富烴類還原型成礦流體的斷裂滲漏蝕變礦化異常帶。①在薩熱克北礦帶地表，下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群發(fā)育斷裂帶分布有晚期粉塵狀瀝青化蝕變相和瀝青化構造片巖相；向斷層兩側(cè)瀝青化蝕變相迅速消失，并相變?yōu)橥噬g變巖屑砂巖[圖4(f)]，揭示由瀝青等組成的成礦流體沿切層斷裂帶形成了垂向運移和側(cè)向擴散交代作用，為不等位地球化學相擴散作用所形成。②薩熱克北礦帶鉆孔深部揭露出，在克孜勒蘇群沿含礫粗砂巖-粗砂質(zhì)細礫巖層中順層發(fā)育瀝青化蝕變相，揭示瀝青類成礦流體側(cè)向運移主要受層間構造(層間滑動-裂隙破碎帶)-巖相(河流相粗碎屑巖)-巖性(巖屑粗砂巖-含礫粗砂巖-粗砂質(zhì)細礫巖層)多重耦合結(jié)構明顯控制；在薩熱克北礦帶克孜勒蘇群中瀝青化-褪色化蝕變相規(guī)模較小，形成了沿瀝青化-褪色化蝕變構造帶中發(fā)育Cu等原生地球化學異常。③在薩熱克南礦帶圍繞侵入于克孜勒蘇群輝綠輝長巖脈群分布的大規(guī)模褪色化中，形成了銅礦體、鉛礦體、含銅褪色化蝕變體和含鉛漂白化褪色化-礦化體；這種晚期瀝青化蝕變相和瀝青化構造片巖相形成于晚白堊世—古近紀，推測與輝綠輝長巖脈群侵位事件有密切關系。④總體看來，從薩熱克砂礫巖銅礦床到新近系砂巖型銅礦床，瀝青化蝕變相穿越了侏羅系和白堊系，具有4期以上的富烴類盆地流體運移事件和瀝青化蝕變相疊加特征[15-17]。

瀝青化蝕變相與褪色化(漂白化)蝕變帶具有密切關系，但瀝青化蝕變相屬于與富烴類還原型成礦流體作用密切相關的黑色—灰黑色—灰色瀝青化蝕變相。根據(jù)構造巖相學研究，結(jié)合薩熱克砂礫巖型銅礦床內(nèi)方解石-鐵白云石-石英中礦物包裹體研究以及Re-Os同位素示蹤和定年[16，49-50]等揭示出4期瀝青化蝕變相成分特征和地球化學巖相學作用有一定差異，這些還原型成礦流體可能具有一定差別。

(1)早期(J2-3沉積成巖期)方解石-鐵白云石礦物包裹體中以含烴鹽水、液烴、氣烴和氣液烴為主，揭示中侏羅世末期—晚侏羅世初期輝銅礦主成礦期年齡為(166.3±2.8)Ma，富烴類還原型成礦流體主要形成于早期沉積成巖期((157±2)～(178±4)Ma)。以含烴鹽水-氣液烴(C1～C15～18)與庫孜貢蘇組紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖中氧化相銅、鉛鋅和鉬發(fā)生耦合反應為主，具有強烈還原作用的氣烴、液烴和氣液烴組成的富烴類還原型成礦流體，含烴鹽水中氣液烴不混溶作用和強烈還原作用為礦質(zhì)沉淀機制。在紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖中，氧化相銅、鉛鋅和鉬形成了強烈還原作用，不但使紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖發(fā)生了褪色化，而且形成了輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和硫銅鉬礦等沉淀富集，即紫紅色赤鐵礦中的Fe3+被還原成為黃鐵礦和鐵輝銅礦中的Fe2+。烴類中甲烷氣(圖7)因氧化作用也導致黃鐵礦和鐵方解石化形成，并導致褪色化蝕變和銅富集成礦。可能的水巖化學反應機制為

(赤鐵礦)Fe2O3+2H2S→(黃鐵礦)FeS2↓+

H2O+O2↑

CuSO4+CH4→(輝銅礦)CuS+2H2O+CO2↑

(赤鐵礦)Fe2O3+CH4+ H2S +3O2→(黃鐵

礦)FeS2↓+2H2O+(鐵方解石)

[Fe, Ca]CO3↓

(2)中期(早白堊世碎裂巖化相)方解石-鐵白云石-石英中不但發(fā)育含烴鹽水、液烴、氣烴和氣液烴礦物包裹體，而且形成了輕質(zhì)油和瀝青質(zhì)等礦物包裹體，具有多相態(tài)不混溶含烴鹽水和烴類等特點。氣液烴(C1～C15～18)、輕質(zhì)油(C5～10)和含烴鹽水等組成的富烴類還原型成礦流體因多相態(tài)不混溶作用和烴類還原性作用而導致礦質(zhì)沉淀。這些地球化學巖相學作用與早白堊世碎裂巖相期形成的顯微裂隙和紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖具有高孔隙度，形成了構造-巖相-巖性多重耦合，以細脈狀和顯微脈狀方解石-鐵白云石-石英和相共生的輝銅礦-斑銅礦-黃銅礦等銅硫化物為典型的構造巖相學標志，顯微裂隙類型主要為礫內(nèi)縫、礫緣縫與穿礫縫，多充填有銅硫化物和瀝青質(zhì)微脈[44]，顯微裂隙密度為4～18 條·cm-1。該期輝銅礦Re-Os同位素模式年齡為(116.4±2.1)～(136.1±2.6)Ma。

(3)晚期(古近紀碎裂巖化相)焦油狀瀝青呈脈狀、細脈狀和浸染狀分布在切層斷裂、順層斷裂和強碎裂巖化相部位，形成了沿斷裂帶分布的脈帶狀焦油狀黑色瀝青化蝕變相。切層斷裂帶為焦油狀瀝青等還原型成礦流體運移構造通道，在沿切層斷裂帶進入含銅碎裂巖化相蝕變雜礫巖類之后，沿順層斷裂-裂隙帶層發(fā)生了以側(cè)向滲流方式為主的二次運移，并受層間壓剪性S-L透鏡狀裂隙組明顯控制。這些壓剪性裂隙組為含銅瀝青等組成的成礦流體提供了構造擴容空間[圖3(c)～(f)]。壓剪性S-L透鏡狀裂隙組-切層斷裂-強碎裂巖化相等構造巖相學與多期次黑色強瀝青化蝕變相疊加+網(wǎng)脈狀輝銅化等特征指示了多期次含輝銅礦瀝青組成的成礦流體排泄和疊加聚集中心部位，也是富銅礦體和銅銀鉬同體共生礦體的找礦預測標志。最晚期的黑色強瀝青化蝕變相的瀝青Re-Os 同位素模式年齡為50～57 Ma[50]。

瀝青是烴類生成及演化的產(chǎn)物，原油經(jīng)熱變化、氣體脫瀝青化、水洗和生物降解等作用形成的，與金屬成礦關系密切[51-52]。①在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中，含輝銅礦瀝青化蝕變相的全巖Re-Os同位素模式年齡為(220±3)Ma和(180±3)Ma，指示了其烴源巖形成瀝青和大規(guī)模生烴的時限為晚三疊世—早侏羅世，這與在托云中—新生代后陸盆地出露上三疊統(tǒng)含煤碳質(zhì)泥巖夾煤線、康蘇組含煤碎屑巖系等地質(zhì)現(xiàn)象吻合。②薩熱克巴依陸內(nèi)拉分斷陷盆地屬托云后陸盆地系統(tǒng)的次級NE向盆地，推測其深部存在隱伏上三疊統(tǒng)含煤巖系，下侏羅統(tǒng)康蘇組為薩熱克銅多金屬礦區(qū)主要工業(yè)煤層，上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)含煤碎屑巖系為托云中—新生代后陸盆地中良好烴源巖系。③上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)烴源巖系在中侏羅世末—晚侏羅世初、早白堊世((116.4±2.1)～(136.1±2.6)Ma)和古近紀(50～57 Ma)經(jīng)歷了3期大規(guī)模生烴和排烴，形成了富烴類還原型成礦流體和瀝青，揭示這些瀝青可能來源于隱伏三疊統(tǒng)和出露下侏羅統(tǒng)康蘇組含煤碎屑巖系，并攜帶了輝銅礦-硫銅鉬礦等銅硫化物微粒，沿盆地基底斷裂帶上升運移到碎裂巖化相部位。

(4)在烏拉根和康西砂礫巖型鉛鋅礦床、滴水和花園等古近系和新近系砂巖銅礦中，以區(qū)域性大規(guī)模褪色化蝕變帶、硅化和碳酸鹽化蝕變相為主體。瀝青化蝕變相呈團斑狀和大球形分布，油斑和油跡呈團斑狀分布。瀝青化蝕變相、褪色化蝕變相和漂白化蝕變相在空間上共生并具有清晰的區(qū)域蝕變分帶。硅化以石英重結(jié)晶為主，而碳酸鹽化蝕變相主要為方解石和鐵白云石等熱液碳酸鹽類礦物，以膠結(jié)物形式存在。在銅礦體上、下盤紫紅色泥巖和褪色化泥巖中，黏土化蝕變較強。這是塔西中新生代與陸相紅層盆地發(fā)育區(qū)域性盆地流體強烈蝕變作用的構造巖相學和地球化學巖相學標志。新近紀3期油氣運移事件(10～17、3～10、1～3 Ma)[35]也是塔里木盆地烴類運移和成藏的主要特點。

2.1.4 瀝青化-褪色化蝕變相強度、蝕變組合分帶與銅銀鉬-鈾富集成礦的關系

瀝青化蝕變相和褪色化蝕變相的蝕變組合、蝕變強度與銅銀鉬-鈾富集成礦強度關系密切。①褪色化蝕變相的蝕變組合為灰綠色綠泥石化蝕變相、灰白色絹云母綠泥石化蝕變相、碳酸鹽化蝕變相和硅化蝕變相，一般為低品位礦體和礦化體。②灰色弱瀝青化蝕變帶中，瀝青化呈彌漫狀分布在巖石的顯微—次顯微裂隙和裂縫中，灰色瀝青化與輝銅礦緊密共生，形成了黃鐵礦等礦物，將大量Fe3+還原為Fe2+；灰色瀝青化蝕變帶、鐵錳白云石化-鐵錳方解石化蝕變帶常為砂礫巖型銅工業(yè)礦體。③黑色強瀝青化蝕變帶多為砂礫巖型富銅鉛鋅礦體，并伴有鉬、銀和鈾同體富集，在顯微裂隙中富集輝銅礦、斑銅礦和硫銅鉬礦等；這些微細粒礦物在顯微裂隙(5～60 μm)中多為連生體(圖6)，硫化相鉬以硫銅鉬礦、膠硫鉬礦和輝鉬礦為主。這些微細粒礦物和瀝青共存揭示其曾含烴鹽水(氣烴、液烴和氣液烴)、輕質(zhì)油、固體烴類(瀝青)等多相不混溶作用，導致富烴類還原型成礦流體中成礦物質(zhì)發(fā)生沉淀富集成礦。

圖6 薩熱克銅礦區(qū)黑色強瀝青化蝕變相銅鉬銀共生礦石中銅鉬硫化物面背散射掃描圖像和面掃描圖像Fig.6 BSE and Area Scanning Images of Cu-Mo Sulfides of Paragenetic Cu-Mo-Ag Ores from Black Strong Bituminization Alteration Facies in Sareke Copper Mine

從黑色強瀝青化蝕變相(黑色瀝青化蝕變雜礫巖類)→弱瀝青化-褪色化蝕變相(瀝青化蝕變雜礫巖類+瀝青化褪色化蝕變雜礫巖類)→褪色化蝕變相(褪色化雜礫巖類)，瀝青化蝕變強度不但逐漸減弱，而且蝕變組合也發(fā)生變化，形成了銅銀鉬-鈾→銅銀→銅礦體的成礦分帶。①在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦體底板圍巖中發(fā)育黃鐵礦化-鐵碳酸鹽化-綠泥石化蝕變帶和碳酸鹽化-綠泥石化蝕變帶；上盤圍巖紫紅色粉砂質(zhì)泥巖-泥質(zhì)粉砂巖中，沿斷裂帶形成褪色化蝕變帶和細脈狀瀝青化蝕變帶，形成了富烴類還原型成礦流體滲漏異常帶；薩熱克銅礦床以銅礦體上、下盤圍巖具有不對稱性蝕變分帶為典型特征。②在其側(cè)向蝕變分帶上，弱瀝青化-褪色化蝕變相帶之外為褪色化蝕變帶，一般為低品位銅礦體，而在側(cè)向最外帶為褪色化蝕變+淺紫紅色鐵質(zhì)砂礫巖(地球化學氧化-還原相作用界面)，為銅礦化體和黃鐵礦化帶，銅成礦強度明顯減弱。③從表1、2，圖5中樣品HD2760-4可以看出，在褪色化碳酸鹽化蝕變帶中，烷烴類為后峰型，且具有弱雙峰型。C10～38含量僅為2.36×10-6， (C21+C22)/(C26+C22)值為1.75，(C21+C22)/(C28+C29)值為7.54。C10～20含量為1.80×10-6，C21～38含量為0.56×10-6。ΣC10～20/ΣC21～38值為3.20，揭示烷烴類含量明顯降低，而且以C10～20烷烴類為主，指示褪色化蝕變相中仍具有烴類氣洗蝕變作用，推測與儲集層(儲礦層位)內(nèi)富烴類還原型成礦流體經(jīng)歷了熱成熟演化和水巖反應有一定關系，推測這種褪色化蝕變主要與烴類和富CO2還原型成礦流體的氣洗蝕變作用有密切關系，導致礦質(zhì)沉淀可能與CO2、含烴鹽水兩相不混溶作用有一定關系。在褪色化-碳酸鹽化蝕變帶中，鐵錳碳酸鹽化蝕變作用明顯增強(表3)，碳酸鹽相鐵含量(4.578%)占全鐵含量(7.208%)的63.51%，如果以紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖中Fe3+含量為全鐵含量，約63.51%全鐵含量被還原為碳酸鹽相鐵中的Fe2+，約3.12%全鐵含量被還原為硫化鐵相中的Fe2+，其余硅酸鹽相鐵(含量為6.76%)可能主要賦存在鐵綠泥石化蝕變相中。

2.2碳酸鹽化蝕變相與富Fe-Mn-Ca-Mg-CO2偏酸性還原型成礦流體

2.2.1 碳酸鹽化蝕變相系列

在塔西砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床中，低溫碳酸鹽化蝕變相十分發(fā)育和普遍，也是陸內(nèi)紅層盆地紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類-巖屑砂巖類-粉砂質(zhì)泥巖類發(fā)生褪色化蝕變機制之一。從地球化學巖相學和構造巖相學角度來看，碳酸鹽化蝕變相系可劃分為方解石-白云石化相、鐵錳碳酸鹽化蝕變相、錳碳酸鹽化蝕變相和菱鐵礦化蝕變相，與砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床關系密切。在薩熱克銅礦床，烏拉根鉛鋅礦床，巴什布拉克鈾礦床，滴水、楊葉和花園等砂巖型銅礦床中，碳酸鹽化蝕變相普遍較為發(fā)育，主要為沉積成巖期初期和中期所形成的產(chǎn)物，推測與富CO2等非烴類盆地流體和Fe-Mn-Ca-Mg-CO2偏酸性還原型成礦流體關系密切。

(1)在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)，方解石-白云石化蝕變相形成于沉積成巖期初期(J2-3)，多以膠結(jié)物形式賦存于巖石之中，后期以含鐵方解石細脈和微脈形式賦存在裂隙—顯微裂隙類型中。碳酸鹽質(zhì)膠結(jié)物較純凈的方解石形成于沉積成巖期初期(表3)，呈膠結(jié)物形式的方解石中含烴鹽水包裹體的平均鹽度為19.12%～23.21%(NaCl當量)，平均均一溫度為119.0 ℃～136.8 ℃，形成于低溫相(50 ℃～200 ℃)；方解石和白云石含烴鹽水包裹體中，發(fā)育甲烷(圖7、8中樣品HD2760-5)(氣相烴)和液烴包裹體。沉積成巖期方解石膠結(jié)物中含烴鹽水-氣烴-液烴揭示其存在含烴鹽水的氣液兩相不混溶作用，這種不混溶作用和富烴類還原型成礦流體可能是導致沉積成巖期初期(J2-3)輝銅礦富集的成礦機制。呈膠結(jié)物的方解石FeO、MgO含量低于1.0%(表4)，個別方解石中含有少量F和BaO，主要與沉積成巖期半咸水環(huán)境有密切關系。

表3 薩熱克銅礦床中銅礦石的鐵和銅化學物相分析結(jié)果與地球化學巖相學參數(shù)Tab.3 Parameters of Geochemical Lithofacies and Analysis Results of Chemical Phase of Fe andCu of Copper Ores in Sareke Copper Deposit

注：w(·)為元素或化合物含量;TFe為全鐵；MFe為磁性鐵相鐵；CFe為碳酸鹽相鐵；OFe為氧化相鐵；SFe為硫化物相鐵；SiFe為硅酸鹽相鐵；TCu為全銅；FCu為自由氧化相銅； CuS為次生硫化銅相銅(包括輝銅礦、黝銅礦等)；SCuS為原生硫化銅相銅(黃銅礦)；JCu為結(jié)合相銅。

表4 薩熱克銅礦區(qū)碳酸鹽礦物和重晶石電子探針分析結(jié)果Tab.4 Analysis Results of EPMA for Carbonate Mineral and Barite in Sareke Copper Mine

圖7 薩熱克銅礦床方解石中氣相CH4和硅化石英中氣相CO2激光拉曼譜圖Fig.7 Laser Raman Spectra of Gas-phase CH4 from Calcite and Gas-phase CO2 from Silicified Quartz in Sareke Copper Deposit

注：“-”表示未檢測;g3和g4為電子探針分析編號；重晶石SO3含量為34.49%，SrO含量為2.57%，Na2O含量為0.10%。

圖8 圖7中樣品的測試位置Fig.8 Test Positions of the Samples in Figure 7

(2)在強鐵碳酸鹽化蝕變相中，含銅褪色化鐵碳酸鹽化蝕變雜礫巖的銅品位為2.291%(表3中樣品HD2685-5)，其大部分粒間孔隙被鐵白云石和石英膠結(jié)。鐵白云石膠結(jié)物內(nèi)部分晶間微縫隙中含中、輕質(zhì)油，顯示淺藍色的熒光，發(fā)育兩期次的油氣包裹體。第一期次油氣包裹體發(fā)育白云石膠結(jié)期間，發(fā)育豐度極高(GOI值約為30%)，含烴鹽水包裹體成群分布于白云石膠結(jié)物內(nèi)，主要為褐色、深褐色的液烴包裹體，局部視域內(nèi)較為發(fā)育深灰色的氣烴包裹體，石英可見CO2氣相包裹體(圖7、8中樣品HD2685-5)。揭示存在含烴鹽水-液烴-氣烴-氣相CO2等多相不混溶作用，富烴類還原型成礦流體注入和它們多相不混溶作用耦合，可能是導致礦質(zhì)沉淀富集成礦的機制。第二期次油氣包裹體發(fā)育鐵白云石膠結(jié)期后，發(fā)育豐度較高(GOI值為4%～5%)，含烴鹽水包裹體沿鐵白云石膠結(jié)物內(nèi)的微裂隙成帶狀分布；包裹體中的液烴呈淡褐色、淡黃色、褐色，顯示淺藍色的熒光，氣烴呈灰色，無熒光顯示，輕質(zhì)油包裹體發(fā)育在鐵白云石微裂隙中[16，42]。其中，液烴包裹體約占60%，氣液烴包裹體約占30%，氣烴包裹體約占10%，富烴類還原型成礦流體注入和還原型成礦流體沸騰作用(發(fā)育氣烴-液烴-輕質(zhì)油多相包裹體)，形成礦質(zhì)沉淀富集機制。

2.2.2 鐵錳碳酸鹽化蝕變相的地球化學巖相學

磁鐵礦分子式為Fe2O3·FeO，一般簡寫為Fe3O4，該礦物同時含有Fe3+和Fe2+，并因Fe3+≈Fe2+之間量子糾纏和電子回旋而形成小磁極場，其磁鐵礦大量形成為典型地球化學氧化-還原過渡相。物相分析結(jié)果(表3)顯示，在薩熱克砂礫巖型銅礦床內(nèi)磁鐵礦相鐵含量低于0.05%，沒有提供成礦環(huán)境的地球化學氧化-還原相信息。紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類中鐵質(zhì)為赤鐵礦，因鐵質(zhì)含量不同而顯淺紅色—紫紅色—暗紫紅色。在銅礦石中仍有氧化相鐵殘留(含量為1.558%～2.679%)，硅酸鹽相鐵(含量為0.292%～0.682%)可能主要與鐵綠泥石蝕變相有關。硫化相鐵含量也是地球化學氧化-還原相的還原成礦能力重要指標之一，主要由黃鐵礦和銅硫化物相鐵中含有Fe2+所引起，硫化物相鐵含量為0.111%～0.237%，w(SFe)/w(TFe)值為3.12%～6.58%，揭示有3.12%以上的全鐵被還原為黃鐵礦和銅硫化物中Fe2+。鐵碳酸鹽化蝕變相的蝕變強度以碳酸鹽相鐵含量進行定量標記：①強鐵碳酸鹽化蝕變相的碳酸鹽相鐵含量高于4.50%且w(CFe)/w(TFe)>50%時，菱鐵礦中FeO含量為62.01%，CO2含量為37.99%，折合7.26%的菱鐵礦分子當量，以本文含鐵方解石中FeO含量為8.47%，含鐵白云石中FeO含量為5.74%(表4)，可折合含鐵方解石的分子當量為53.18%，折合含鐵白云石的分子當量為78.4%；w(CFe)/w(TFe)>50%表示在地球化學巖相學形成過程中，還原性成礦流體的還原能力超過50%；②中鐵碳酸鹽化蝕變相的碳酸鹽相鐵含量為1.00%～4.50%且w(CFe)/w(TFe)值為25%～50%；③弱鐵碳酸鹽化蝕變相的碳酸鹽相鐵含量低于1.0%且w(CFe)/w(TFe)<25%。

圖9 薩熱克銅礦床中鐵錳碳酸鹽化蝕變相特征Fig.9 Characteristics of Fe-Mn Carbonatiztion Alteration Facies in Sareke Copper Deposit

(1)強鐵碳酸鹽化蝕變帶[表3中樣品HD2685-5以及圖9(a)～(d)]中銅品位為2.297%。次生硫化銅相含量為2.035%，占全銅88.82%，主要由輝銅礦組成。原生硫化銅相(黃銅礦)含量低(1.96%)，二者合計為90.78%，Cu主要以銅硫化物相存在。結(jié)合相銅含量低(2.14%)，但自由氧化相銅含量為4.81%。碳酸鹽相鐵含量為4.578%，約63.51%全鐵被還原為碳酸鹽相鐵(Fe2+)，而硫化物相鐵占全鐵的3.12%，揭示該強鐵碳酸鹽化蝕變相的地球化學巖相學還原成礦能力超過65%，屬于強還原能力。銅硫化物主要為輝銅礦，輝銅礦呈半自形—他形粒狀集合體與鐵白云石共生，粒徑在0.02～1.20 mm之間，呈不規(guī)則脈狀和浸染狀輝銅礦膠結(jié)物分布于白云石和鐵碳酸鹽化蝕變白云巖角礫邊部[圖9(a)～(d)]，證明銅物相分析結(jié)果的正確性。在角礫和膠結(jié)物中的鐵白云石(含量高于80%)呈全自形粒狀結(jié)構，粒徑在0.1～1.0 mm之間，波狀消光揭示其經(jīng)歷了構造應力變形。礦石具有全自形粒狀結(jié)構、砂礫狀結(jié)構、碎裂狀和塊狀構造。砂礫屑和礫石含量在50%以上，中細粒礫石呈次棱角—次圓狀，以石英巖、變質(zhì)石英細砂巖、絹云母泥質(zhì)板巖、千枚巖、長石石英細砂巖、石英粉砂巖、基性火山巖和輝綠巖為主。

(2)中鐵碳酸鹽化蝕變帶[表3中樣品HD2730-6和圖9(e)、(f)]與碎裂巖化相之間耦合強烈，碎裂狀構造發(fā)育，銅品位為1.463%，以次生硫化銅相(含量為1.134%)和原生硫化銅相(0.193%)為主，占全銅90.68%。次生硫化銅相占全銅77.48%，主要為輝銅礦、斑銅礦和藍輝銅礦等，輝銅礦呈他形粒狀，粒徑為0.02～0.20 mm，有時與黃銅礦伴生；藍輝銅礦呈灰藍色，與斑銅礦與黃銅礦伴生；斑銅礦呈固溶體分離結(jié)構包含在黃銅礦中，斑銅礦(含量約2%)表面形成了藍色錆色膜。原生銅硫化物相占全銅13.21%，黃銅礦含量較高，在裂縫和顯微裂隙中充填了鐵方解石脈并含黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦和鐵白云石；黃銅礦分布在方解石脈中呈不規(guī)則粒狀集合體，或者呈細脈狀分布于變砂巖礫石中，粒徑為0.03～2.40 mm，與方解石和黃鐵礦伴生，含量約為2%。黃鐵礦呈半自形—他形小粒狀，粒徑為0.015～0.200 mm，與黃銅礦伴生于方解石脈中。碳酸鹽相鐵含量為1.51%，約41.89%的全鐵被還原為碳酸鹽相鐵(Fe2+)，而硫化物相鐵占全鐵的6.58%，揭示其地球化學還原相的還原成礦能力超過48%，與鐵方解石化共生的銅硫化物和黃鐵礦含量明顯增高，除鐵碳酸鹽化蝕變相外，還有黃鐵礦和黃銅礦等鐵硫化物(Fe2+-S2-)等同體形成，也佐證了鐵碳酸鹽化蝕變相為地球化學還原相的特征。

(3)弱鐵碳酸鹽化蝕變帶[表3中樣品HD2790-2和圖9(g)、(h)]中銅品位為0.518%，次生硫化銅相含量為0.416%，占全銅84.52%，主要由輝銅礦組成，原生硫化銅(黃銅礦)含量低(0.022%)，二者合計為84.52%，Cu主要以銅硫化物相存在。結(jié)合相銅含量相對增高(5.29%)，但自由氧化相銅為3.71%。碳酸鹽相鐵含量為0.39%，約11.11%的全鐵被還原為碳酸鹽相鐵(Fe2+)，而硫化物相鐵占全鐵的3.66%，揭示弱鐵碳酸鹽化蝕變帶的地球化學巖相學的還原成礦能力僅有14%，推測其成礦流體具有弱還原能力，與其處于地球化學氧化-還原相作用界面特征一致。而赤鐵礦-鐵輝銅礦共生表明，在該礦物對中記錄了曾經(jīng)存在Fe2+-Fe3+的地球化學氧化-還原相作用界面效應，即該赤鐵礦-鐵輝銅礦共生礦物對記錄了地球化學氧化-還原相作用界面。在顯微組構上[圖9(g)、(h)]，該銅礦石中含赤鐵礦方解石微脈穿插分布在石英粉砂巖、變質(zhì)巖屑石英粉細砂巖等礫屑中，赤鐵礦呈針狀和葉片狀分布于輝綠玢巖角礫中，或與輝銅礦伴生于變巖屑石英粉細砂巖中[圖9(g)、(h)]，鐵輝銅礦與赤鐵礦呈共生關系，證明其還原能力明顯較弱。鐵輝銅礦呈他形粒狀，粒徑為0.05～0.30 mm，可能被藍輝銅礦交代，揭示其存在銅表生富集成礦作用，與自由氧化相銅含量(3.71%)較高具有一致性。礫屑(含量為90%)多呈次棱角—次圓狀，包括變巖屑石英粉細砂巖、變長石石英砂巖、長石巖屑石英砂巖、石英粉砂巖、千枚巖、泥質(zhì)板巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英巖、輝綠玢巖。膠結(jié)物為方解石(含量為5%)和赤鐵礦，暗示其富烴類還原型成礦流體作用明顯減弱，仍有較多殘留的鐵質(zhì)(赤鐵礦)膠結(jié)物。

2.2.3 鐵錳碳酸鹽化蝕變相與礦質(zhì)沉淀富集成礦機制

(2)富Fe-Mn-Ca-Mg-CO2偏酸性還原型成礦流體與輝銅礦等銅硫化物富集成礦關系密切。鐵錳碳酸鹽化細脈-銅硫化物充填在顯微裂隙中，鐵錳白云石-鐵白云石形成于銅硫化物之后而充填在顯微裂隙中，揭示它們均受碎裂巖化相明顯控制，具有顯著的構造-流體-巖相-巖性多重耦合結(jié)構，而且鐵錳白云石和鐵錳方解石細脈多為最晚充填于裂隙—顯微裂隙中。①在含銅褪色化雜礫巖中，早期方解石膠結(jié)物被后期錳白云石、鐵方解石和鐵錳方解石交代，或見錳白云石和鐵錳方解石呈細脈狀沿裂隙分布，它們與輝銅礦等銅硫化物緊密共生，揭示細脈狀和微細脈狀鐵錳碳酸鹽化與銅富集成礦關系密切(圖9)。②在灰綠色—斑雜色含銅蝕變雜礫巖(表4中錳白云石g3)中見輝銅礦、石英和錳白云石細脈沿礫石裂隙發(fā)育，巖石具礫狀結(jié)構，礫石具定向性構造。其礫石占95%，砂質(zhì)膠結(jié)物(含量約5%)為粗砂質(zhì)及少量中—細砂質(zhì)。礫石成分主要為粉—細砂巖、碎裂巖化石英巖、硅質(zhì)巖和少量變中基性火山巖，被錳白云石、輝銅礦和少量斑銅礦膠結(jié)，分布不均。裂隙寬0.03～0.20 mm，被細脈狀錳白云石、輝銅礦和斑銅礦等充填或半填；其晶粒狀錳白云石和方解石的粒徑為0.1～2.0 mm，含量約為6%，主要充填在顯微裂隙和原生粒間孔隙。他形粒狀輝銅礦粒徑為0.1～1.5 mm，含量約為3%，見輝銅礦與斑銅礦共生，主要充填礫石間粒間孔或細砂巖巖屑內(nèi)粒間孔。他形粒狀斑銅礦粒徑為0.03～0.10 mm，含量約為2%，見斑銅礦氧化成銅藍。其礦物充填序列為斑銅礦+輝銅礦→輝銅礦→錳白云石。③淺黃褐色—灰綠色—淺紫斑雜色含銅鐵質(zhì)雜礫巖(表4中錳白云石g4)中見石英和鐵白云石細脈，輝銅礦沿礫石裂隙充填，鐵白云石多褐鐵礦化后呈蜂窩狀。巖石具礫狀結(jié)構，礫石具定向性構造，礫石占97 %；礫石成分主要為細砂巖、碎裂巖化石英巖和少量中基性火山巖，被鐵白云石和輝銅礦膠結(jié)，以粗砂質(zhì)(含量約3%)為主，含少量中—細砂質(zhì)，含量約為3%。裂隙寬0.03～0.20 mm，被鐵白云石細脈充填或半充填；晶粒狀鐵白云石(含量約10%)粒徑為0.1～2.0 mm，主要充填在裂隙和原生粒間孔隙中。他形粒狀輝銅礦(含量約5%)粒徑為0.1～1.6 mm，主要充填礫石間粒間孔或細砂巖巖屑內(nèi)粒間孔，其礦物充填序列為輝銅礦→鐵白云石。

2.3 綠泥石化蝕變相與銅鉛鋅富集成礦關系

(1)沉積成巖期綠泥石化蝕變相主要由原巖中泥質(zhì)膠結(jié)物和基性火山巖礫石等發(fā)生黏土化蝕變所形成。以輝綠巖、輝綠玢巖和基性火山巖中綠泥石化蝕變相的強度最大，輝銅礦也相對顯著富集。①在2685中段含銅褪色化中雜礫巖中，礫石類成分以鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖、綠泥石絹云母千枚狀板巖、石英細砂巖、長石細砂巖、長石石英細砂巖、泥質(zhì)板巖、基性火山巖和石英巖等為主，各類礫石含量高于88%，礫石成分成熟度不高，暗示其具有近源快速剝蝕搬運后混雜堆積特征。其綠泥石和輝銅礦等銅硫化物主要在基性火山巖礫石中富集，輝銅礦和方解石呈膠結(jié)物形式膠結(jié)各類礫石，形成于沉積成巖期初期。②長石石英細砂巖礫石的碎屑物以石英為主，含部分斜長石，填隙物為絹云母、綠泥石和泥質(zhì)，絹云母定向分布。③輝綠巖、輝綠玢巖和基性火山巖礫石具有填間結(jié)構，斜長石交織分布，斜長石格架中充填了綠泥石和輝銅礦，輝銅礦(粒徑為0.005～0.450 mm)呈浸染狀分布。③礫石和巖屑間的膠結(jié)物主要為方解石(含量為5%)、輝銅礦(2%)和綠泥石(2%)，輝銅礦呈不規(guī)則粒狀(集合體)，粒徑為0.02～0.60 mm， 與方解石和綠泥石膠結(jié)物伴生。綠泥石-輝銅礦與方解石-輝銅礦共生暗示這種自生粒間狀綠泥石相為沉積成巖期初期的產(chǎn)物。

(2)細脈狀綠泥石化蝕變形成在銅硫化物之前，而綠泥石-銅硫化物同呈網(wǎng)脈狀充填在顯微裂隙中，顯示微細脈狀綠泥石化-銅硫化物形成于碎裂巖化相與成礦流體耦合反應過程中。①綠泥石由黏土礦物和黑云母-輝石等暗色礦物蝕變而成，沉積成巖期中期呈微細脈狀輝銅礦-綠泥石-鐵錳方解石等充填在顯微裂隙中。②在含銅褪色化雜礫巖中，碎裂巖化相發(fā)育，碎裂狀構造的裂縫中充填了鐵錳方解石細脈，具細粒砂狀結(jié)構。碎屑物以石英為主，其次是斜長石和少量巖屑，碎屑物之間呈面接觸-縫合線接觸。熱液膠結(jié)物為方解石、細粒石英、黑云母(綠泥石化)和輝銅礦，鐵錳方解石(含量約為3%)多呈小粒狀集合體。黑云母(含量約為5%)呈小片狀集合體充填在砂粒之間或分布于鐵錳方解石脈兩壁，多數(shù)黑云母被綠泥石不同程度交代。少量不規(guī)則粒狀輝銅礦與鐵錳方解石或綠泥石化黑云母伴生，揭示鐵錳方解石-綠泥石化-輝銅礦緊密共生，推測沉積成巖期中期，輝銅礦可能在黑云母發(fā)生綠泥石化過程中形成。③在碎裂巖化-瀝青化蝕變相耦合部位，綠泥石-碳質(zhì)充填在顯微裂隙中，其礦物充填序列為碳質(zhì)→綠泥石+黃銅礦+斑銅礦→輝銅礦→鐵錳方解石，揭示碳質(zhì)和綠泥石形成于銅硫化物沉淀富集成礦之前。

(3)采用綠泥石礦物溫度計恢復薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)4期古地熱事件。第一期古地熱事件為沉積成巖期((157±2)～(178±4)Ma)，古地溫場為163 ℃～217 ℃；第二期古地熱事件為盆地流體改造富集期((116.4±2.1)～(136.1±2.6)Ma)，古地溫場為188 ℃～219 ℃[16]。在薩熱克北礦帶深部坑道中，鐵錳碳酸鹽化與綠泥石化緊密共生，褪色化和灰綠色的顯色機制與綠泥石化強度有密切關系，強烈綠泥石化蝕變呈現(xiàn)灰綠色特征，較強的綠泥石化和輝銅礦化使礦石和巖石整體呈現(xiàn)灰色—灰綠色特點[圖9(a)、(b)]。

2.4輝綠輝長巖脈群蝕變特征與漂白化-褪色化蝕變相

(1)薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)共有4期古地熱事件，其中第三期古地熱事件為輝綠輝長巖脈群侵入所形成的構造-巖漿-熱事件，古地溫場為236 ℃～238 ℃，第四期古地熱事件為輝綠巖遭受蝕變的古地熱事件，古地溫場為121 ℃～185 ℃。以蝕變輝綠輝長巖脈群+褪色化蝕變相+漂白化蝕變相等為深源構造-巖漿-熱液疊加成礦熱事件的構造巖相學特征不但在薩熱克巴依陸內(nèi)拉分斷陷盆地較為強烈，而且廣泛出現(xiàn)在托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)中，由典型的晚白堊世—古近紀巖漿熱液型盆地流體系統(tǒng)所形成。在薩熱克銅礦區(qū)南礦帶，輝綠輝長巖脈群侵位最高層位為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群，在其周邊形成了大規(guī)模褪色化蝕變帶、褪色化-漂白化蝕變帶、含銅褪色化蝕變帶。在薩熱克南礦帶漂白化-褪色化蝕變帶中，形成了砂巖型銅礦床和鉛鋅礦體。在薩熱克南礦帶深部，上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組中存在隱伏的輝綠輝長巖脈群侵入構造系統(tǒng)，形成隱伏砂礫巖型銅礦體、鉛鋅礦體和鉬礦體，它們?yōu)橥w共生或異體共生礦體。

(2)在輝綠輝長巖脈群侵入構造系統(tǒng)中，從內(nèi)向外的構造巖相學分帶為強硅化-綠泥石化-鐵錳碳酸鹽化蝕變輝綠輝長巖→含銅強硅化-綠泥石化-鐵錳碳酸鹽化蝕變帶→含銅褪色化蝕變帶(蝕變含礫砂巖-砂礫巖-中雜礫巖等)→漂白化蝕變砂巖帶，漂白化-褪色化蝕變帶位于薩熱克南高角度厚皮式逆沖推覆構造系統(tǒng)下盤，以侏羅系—下白堊統(tǒng)中強構造變形的斷褶帶和斷層傳播褶皺最為發(fā)育，富集Cu-Pb-Zn-Ag-As-Sb-Hg組合化探異常，尤其是富集As-Sb-Hg等前緣暈異常，預測其薩熱克南礦帶深部具有巨大找礦潛力。

(3)經(jīng)構造巖相學和巖石地球化學研究認為，輝綠輝長巖脈群為堿性玄武巖系列，其侵位時代可劃分兩期。①第一期為碎裂巖化相含銅蝕變輝綠輝長巖脈群，經(jīng)歷了3期圍巖蝕變組合，揭示伴隨輝綠輝長巖脈群侵位事件，其曾經(jīng)有較大規(guī)模的巖漿熱液作用發(fā)生。早期為黑云母化-角閃石化，以交代輝石而保留輝石假象為特征，伴有磁鐵礦-鈦鐵礦-金紅石等金屬礦物；中期為綠泥石化-硅化-鐵鎂碳酸鹽化蝕變相，伴有稀散星點狀和微細脈狀閃鋅礦-黃鐵礦-磁黃鐵礦等金屬礦化；晚期黏土化蝕變發(fā)育，主要以高嶺石-蒙脫石為主，黏土化蝕變強度大(體積分數(shù)為10%～30%)。其輝綠輝長巖脈群本身和外接觸帶發(fā)育強烈鐵碳酸鹽化蝕變相，以含輝銅礦-黃銅礦鐵白云石脈和鐵白云石硅化脈、X型剪節(jié)理和擠壓片理化帶等為構造巖相學典型標志，明顯富集Cu(含量高于1 000×10-6)、Pb(高于200×10-6)、Zn(高于200×10-6)和Mo(高于5×10-6)等成礦元素，普遍含有閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦-磁鐵礦和少量方鉛礦等副礦物，推測形成于晚白堊世。強烈鐵錳碳酸鹽化蝕變相和周邊褪色化蝕變帶外圍發(fā)育瀝青化等現(xiàn)象，暗示形成了熱液烴類盆地流體和富Fe-Mn-CO2型盆地流體，這種巖漿熱液型盆地流體系統(tǒng)不但直接形成了巖漿熱液疊加成巖成礦作用，而且輝綠輝長巖脈群侵入構造系統(tǒng)在薩熱克巴依陸內(nèi)拉分斷陷盆地中形成了垂向地幔熱物質(zhì)驅(qū)動的盆地循環(huán)對流型疊加成礦作用。②第二期輝綠輝長巖脈群蝕變較弱，構造變形較弱，且Cu、Pb、Zn等元素含量低，并含有鈦鐵礦-磁鐵礦等副礦物，推測形成于古近紀。在薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)，晚白堊世—古近紀堿性輝綠輝長巖脈群形成時代與晚白堊世—古近紀堿性橄欖玄武巖類在托云中—新生代后陸盆地大規(guī)模侵位事件中具有一致性。

(4)薩熱克南礦帶鉬礦體、鉛鋅礦體和銅鉛鋅礦體等與深源堿性輝綠輝長巖脈群的構造-巖漿-熱事件關系密切，為巖漿熱液疊加成巖成礦作用中心位置的構造巖相學標志。在輝綠輝長巖脈群附近褪色化蝕變帶中，在薩熱克南礦帶形成了較為典型巖漿熱液成因的金屬礦化分帶和巖漿熱液疊加成礦中心，也是薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床中銅礦體和鉛鋅礦體為異體共生或同體共生等成礦規(guī)律所在：①中心相為輝鉬礦化-金礦化型，見于ZK001孔；②過渡相為方鉛礦-閃鋅礦型鉛鋅礦體，見于ZK3001孔；③邊緣相為黃銅礦-黃鐵礦型銅礦體，見于ZK405孔和ZK3001孔；④與深源堿性輝綠輝長巖脈群有關的構造-巖漿-熱事件不但驅(qū)動盆地基底構造層中烴源巖發(fā)生生烴-排烴事件，而且本身發(fā)生鐵錳碳酸鹽化蝕變相，揭示有可能攜帶了深源熱液烴參與巖漿熱液疊加成礦作用。深源堿性輝綠輝長巖脈群不但出露在地表，并且形成了大規(guī)模褪色化蝕變帶和薩熱克南礦帶下白堊統(tǒng)中砂巖型銅礦體，而且多處呈隱伏輝綠輝長巖脈群。這種多點式輝綠輝長巖脈群侵位和有關的構造-巖漿-熱事件有待于今后進一步深入研究。

3 討 論

(1)塔西陸內(nèi)紅層盆地中盆地流體可劃分為天然氣型、油氣型、鹵水型、熱水沉積型、富烴類強還原型、富CO2非烴類流體型、構造流體型、巖漿熱液型和層間水-承壓水型等9種。在9種不同類型盆地流體中，與砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床有關的成礦流體類型主要有低溫熱鹵水型(如烏拉根式含鉛鋅石膏天青石巖)、含銅高鹽度鹵水型(滴水式含銅砂巖-含銅泥灰?guī)r型)、富烴類還原型(強瀝青化蝕變相中富銅銀鉬鈾型礦石)、富CO2-H2S非烴類流體型(黃鐵礦鐵錳碳酸鹽化蝕變相)、巖漿熱液型(熱液烴)(含銅蝕變輝綠輝長巖型)等5種主要類型。在陸內(nèi)紅層盆地中，這些類型的成礦流體對砂礫巖型銅礦床和鈾礦床形成十分有利，在巖石物理性破裂面(構造片理化、劈理化、角礫巖化、斷裂和顯微裂隙等)和碎裂巖化相結(jié)構面上，巖石-流體耦合方式為物理性耦合，這些結(jié)構面為盆地流體提供了運移通道和儲集物性層。盆地流體儲集層型運移構造巖相學通道包括高滲透率型、高孔隙度型、高裂隙型、強碎裂巖化相型、層間斷裂-裂隙型、切層斷裂-裂隙型等高滲透率-高孔隙度構造巖相層，在垂向上被低滲透率-低孔隙度型巖性封閉。薩熱克砂礫巖型銅礦床，滴水、花園和楊葉等砂巖型銅礦床等發(fā)育氯銅礦、藍銅礦、赤銅礦、久輝銅礦和自然銅等典型銅次生低溫銅礦物，說明這些銅礦床具有顯著次生富集成礦作用，尤其是滴水銅礦床中，銅品位較高的銅氧化礦較多分布在“次生紅化蝕變帶”。在烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床中，鉛鋅礦體的氧化帶發(fā)育，深度超過180 m，鉛鋅礦石礦物以白鉛礦和菱鋅礦為主，因伴有黃鉀鐵礬化而呈淺褐黃蝕變帶。因此，今后需加強砂礫巖型銅鉛鋅礦床的表生成礦作用和表生成礦流體研究。

(2)富烴類還原型成礦流體、非烴類還原型成礦流體與巖石之間水巖多重耦合反應的地球化學巖相學機制。從有機質(zhì)烷烴類、烴類和CO2類等不混溶的礦物包裹體一系列現(xiàn)象來看，這種還原型成礦流體具有較強的氣洗蝕變作用，以瀝青化蝕變相、蝕變分帶及地球化學巖相學作用過程和形成機制為特征。①含烴鹽水與氣烴、液烴和氣液烴等礦物包裹體共存，揭示曾明顯存在有烴類-H2O不混溶作用，這種富烴類還原型成礦流體不混溶作用可能是成礦物質(zhì)沉淀富集的成礦機制。一般來說，天然氣烴類組成為C1～7，凝析油為C1～14，輕質(zhì)油為C1～25，中質(zhì)油為C1～38，重質(zhì)油為C12～38。碳數(shù)越少，蒸發(fā)溫度越低，因此，無論是烴源巖排烴作用，還是油氣藏被破壞而形成3次以上烴類運移，均具有原地烴類分餾柱效應；經(jīng)分餾后，晚期為殘留的地瀝青(C17～29)，或經(jīng)過強烈構造擠壓驅(qū)動而被擠出，并沿斷裂垂向運移到礦體內(nèi)。在薩熱克銅礦區(qū)內(nèi)，含烴鹽水、氣烴、液烴、氣液烴和輕質(zhì)油揭示，富烴類還原型成礦流體主要為C1～25。②烷烴類分析結(jié)果表明，在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床內(nèi)瀝青化蝕變相中，黑色強瀝青化蝕變帶富集。

從有機質(zhì)成熟度角度來看，鏡質(zhì)體反射率(Ro)低于0.5%，有機質(zhì)為不成熟，以不成熟油和生物化學氣為主；鏡質(zhì)體反射率在0.5%～1.2%之間，有機質(zhì)為成熟，以熱催化生油階段為主；鏡質(zhì)體反射率在1.20%～2.00%之間，有機質(zhì)為過成熟，以熱裂解生凝析油階段為主；鏡質(zhì)體反射率高于2.0%，有機質(zhì)處于變質(zhì)期，為高溫甲烷到破壞階段為主。在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)，下侏羅統(tǒng)康蘇組含煤碎屑巖系的鏡質(zhì)體反射率平均值為0.856%～0.980%，片理化煤巖(構造煤巖)為1.034%～1.068%，均已超過了生油門限而進入熱催化生油階段，康蘇組煤巖能夠提供富烴類還原型盆地流體(油氣類流體)[16]。本文測試康蘇組片理化含煤砂巖(構造煤巖)鏡質(zhì)體反射率分別為1.04%±0.02%～1.18%±0.08%，斷裂帶中片理化褶曲狀煤巖(構造煤巖)為1.30%±0.07%。由此可以看出，隨著煤巖構造變形程度增高，鏡質(zhì)體反射率不斷升高，在斷裂帶中構造煤巖為過成熟而進入熱裂解生凝析油階段。在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)，受薩熱克南、北兩側(cè)對沖式厚皮式逆沖推覆構造系統(tǒng)顯著控制[16]，推測這種構造應力場驅(qū)動康蘇組含煤碎屑巖系發(fā)生了強烈構造變形，構造驅(qū)動生烴作用較為明顯，可以為薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床提供大量的富烴類還原型成礦流體。

(3)富烴類還原型成礦流體改造作用為主成礦期。富烴類還原型盆地流體可能沿切層斷裂上升運移到復式向斜構造之中，成礦流體沿層間滑動構造帶和扇中亞相雜礫巖層，形成了層狀運移并不斷下滲流動，造成了砂礫巖型銅多金屬礦層下盤圍巖蝕變發(fā)育。頂板圍巖以泥質(zhì)粉砂巖為主，這種低滲透率圍巖對于富烴類還原型盆地流體形成了巖性封閉層，因此，頂板圍巖不發(fā)育，僅在局部碎裂巖化相中沿裂隙形成了網(wǎng)脈狀和脈狀褪色化蝕變和黑色瀝青化蝕變。典型砂巖型銅礦床為“輝-斑-黃-黃-赤”，如云南大姚銅礦床中，從銅礦體中心向外礦物分帶為輝銅礦→斑銅礦→黃銅礦→黃鐵礦→赤鐵礦，主要礦石礦物為輝銅礦+黃銅礦，為沉積-改造型銅礦床。薩熱克砂礫巖型銅礦床以輝銅礦為主，在北礦帶地表為孔雀石-氯銅礦-藍銅礦±輝銅礦，顯示了干旱中高山區(qū)銅礦床氧化帶礦物組合特征。從地表和淺部坑道到深部坑道和鉆孔，礦物垂向分帶為孔雀石+氯銅礦+輝銅礦→輝銅礦→輝銅礦+斑銅礦±黃銅礦→輝銅礦±黃銅礦±黃鐵礦→黃鐵礦+鐵碳酸鹽礦物(鐵白云石+含鐵白云石+鐵方解石)，即可簡化歸納為“氯-輝-斑-黃-黃-碳”。藍銅礦分布不穩(wěn)定，多呈明顯的后期細脈，或常沿碎裂狀礦石的裂隙充填，顯示后期表生成礦作用或次生富集作用。輝銅礦型礦石主要分布于淺部(如北礦帶)，氯銅礦-藍銅礦-久輝銅礦等銅次生富集成礦作用明顯。而黃銅礦型礦石分布于向斜深部，靠近南礦帶。在2 800 m水平以上，銅礦物全部為輝銅礦和久輝銅礦，及少量藍銅礦、氯銅礦和孔雀石。在2 600 m水平附近，以斑銅礦-輝銅礦礦石為主，出現(xiàn)少量斑銅礦和富鐵斑銅礦。在2 600 m水平以下，仍以輝銅礦為主，黃銅礦-黃鐵礦分布在復式向斜核部更深部位。以上特征暗示地下水(大氣降水)在久輝銅礦、輝銅礦和斑銅礦形成過程中的貢獻需要深入研究。在礦體縱向上，礦物分帶受層位巖相和盆地內(nèi)古構造洼地、斜坡構造巖相帶復合因素控制。薩熱克北礦帶從古構造洼地→斜坡構造巖相帶→盆地基底隆斷帶→斜坡構造帶，礦物分帶為輝銅礦+斑銅礦±方鉛礦+閃鋅礦→輝銅礦+斑銅礦→輝銅礦→輝銅礦+黃鐵礦→輝銅礦+赤鐵礦→赤鐵礦，即可歸納為“方閃輝→輝斑→輝黃→輝赤→赤”。

(5)在烴源巖大規(guī)模生烴-排烴機制和驅(qū)動機制上，三疊系—侏羅系含煤碎屑巖系和古生代地層為雙重烴源巖系；前陸盆地和后陸盆地在中生代末—新生代構造擠壓收縮體制下，在前陸沖斷褶皺帶中形成了對沖式薄皮型+盲沖式厚皮型逆沖推覆構造系統(tǒng)，為侏羅系含煤巖系等組成的烴源巖大規(guī)模生烴-排烴提供了構造驅(qū)動應力場，如烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)等；在托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)中，對沖式厚皮型逆沖推覆構造系統(tǒng)為主要構造應力驅(qū)動系統(tǒng)，但晚白堊世—古近紀地幔熱物質(zhì)(堿性玄武巖系列)上涌驅(qū)動和熱液烴疊加等構造-巖漿-熱事件組成了地?！貧ぁ憵\部(托云中—新生代后陸盆地)垂向驅(qū)動動力學系統(tǒng)；盆地流體和成礦流體大規(guī)模運移的構造通道類型包括沖斷褶皺帶型、切層斷裂帶型、不整合面型、巖漿侵入構造系統(tǒng)型等；盆地流體圈閉構造包括裙邊式復式向斜構造系統(tǒng)+對沖式厚皮型逆沖推覆構造系統(tǒng)+輝綠輝長巖脈群侵入構造系統(tǒng)(薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床)、倒轉(zhuǎn)復式向斜構造系統(tǒng)(烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床)、鹽底劈-斷褶構造系統(tǒng)(滴水砂巖型銅礦床)、沖斷褶皺帶型構造系統(tǒng)(巴什布拉克鈾礦床)、巖漿侵入構造系統(tǒng)等；在砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床的儲集層內(nèi)，盆地流體側(cè)向運移構造通道的構造-巖相-巖性標志為高滲透率-高孔隙度-強碎裂巖化相等多重因素耦合控制，其上盤圍巖為低滲透率-低孔隙度的砂泥巖-含膏泥巖相，局部因構造破碎可形成盆地流體滲透上涌，從而形成構造破碎蝕變相帶；因富烴類還原型盆地流體向下滲流循環(huán)作用，底盤圍巖蝕變發(fā)育，而礦體上盤圍巖發(fā)育斷裂-裂隙帶控制的富烴類還原型成礦流體的構造滲漏帶和瀝青化-褪色化帶、烴類異常等，為尋找隱伏礦體提供了線索。

4 結(jié) 語

(1)塔西陸內(nèi)紅層盆地中盆地流體可劃分為天然氣型、油氣型、鹵水型、熱水沉積型、富烴類還原型、富CO2非烴類流體型、構造流體型、巖漿熱液型和層間水-承壓水型等9種。其熱水沉積型、高鹽度鹵水型、富Fe-Mn-CO2流體型、巖漿熱液型和富烴類還原型等5種成礦流體在盆地后期變形過程與碎裂巖化相之間，發(fā)生了強烈的構造-巖相-巖性物理性多重耦合作用和大規(guī)模水巖耦合反應。

(2)在地球化學巖相學機制上，大規(guī)模低溫圍巖蝕變機制為強烈的成礦流體蝕變作用，地球化學巖相學標志為“一黑(瀝青化蝕變相)二白(碳酸鹽化蝕變相)三褪色(褪色化-綠泥石化蝕變相)”。瀝青化蝕變相可劃分為黑色強瀝青化蝕變帶、灰黑色中瀝青化蝕變帶和灰色弱瀝青化-褪色化蝕變帶；碳酸鹽化蝕變相可劃分為強碳酸鹽化蝕變帶、中碳酸鹽化蝕變帶和弱碳酸鹽化蝕變帶，這些圍巖蝕變作用將大量Fe3+還原為Fe2+而使紫紅色鐵質(zhì)碎屑巖類發(fā)生了褪色化-變色化蝕變作用，而且形成了砂礫巖型-砂巖型銅鉛鋅-鈾礦床。碳酸鹽化蝕變相在滴水、花園和楊葉等砂巖型礦床中較為發(fā)育，不但形成區(qū)域性褪色化蝕變作用，也是導致砂巖型銅礦床中銅富集成礦的機制。

(3)在上述多重耦合機制過程中，含烴鹽水-液烴-氣烴-氣相CO2、含烴鹽水-氣烴-液烴-氣液烴-輕質(zhì)油-瀝青等多相態(tài)流體不混溶作用導致礦質(zhì)沉淀富集；氣相CO2逃逸與熱水解作用導致帶狀碳酸鹽化蝕變帶形成和礦質(zhì)沉淀富集，富烴類還原型成礦流體和Ca-Mg-Fe-Mn-CO3酸性還原型成礦流體以赤鐵礦-鐵輝銅礦為標志的地球化學氧化-還原相作用界面導致礦質(zhì)沉淀；強酸性氧化相Ca-Sr-Ba-SO4型低溫熱鹵水沉積作用形成了含鉛鋅石膏天青石巖等，為砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床礦質(zhì)大規(guī)模沉淀富集成礦機制。

(4)在今后研究中需結(jié)合微觀、中觀與宏觀尺度進行烴源巖類型和生烴-排烴能力、構造-熱事件生烴-排烴能力、構造-巖石-烴類流體-成礦流體之間的時間-空間-物質(zhì)場多重耦合結(jié)構研究，重視與堿性玄武巖巖漿侵位事件有關的深部熱液烴和深源地幔流體作用，后陸盆地構造反轉(zhuǎn)、富烴類還原型盆地流體耦合方式與金屬成礦機制，前陸盆地構造變形樣式、構造組合與金屬富集成礦的地球化學巖相學機制等的研究。

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TypesofBasinFluids,MechanismofDiscoloredAlterationsandMetalMineralizationsofGlutenite-typeCu-Pb-Zu-UDepositsinIntercontinentalRed-bedBasinoftheWesternTarimBasin

FANG Wei-xuan, JIA Run-xing, WANG Lei

(China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey, Beijing 100012, China)

Co-enrichment of Cu-Pb-Zn-coal-oil-gas deposits in the basin exhibits in Mesozoic-Cenozoic intercontinental redbed basin of the northwestern Tarim Basin. Based on the methods of tectonic lithofacies and geochemical facies, the relationships among the types of basin fluids, discolored mechanism and metal mineralization were studied. Basin fluids may be classified into the nine types of gas, oil-gas, brine, hydrothermal sedimentary, hydrocarbon-rich with extensive reductibility, CO2-rich nonhydrocarbon fluid, tectonic fluid, magmatic hydrotherm and interlayer to confined-water. Five types of hydrothermal sedimentary, high-salinity brine, Fe-Mn-CO2-rich fluid, magmatic hydrotherm and hydrocarbon-rich with extensive reductibility, undergo the extensive physical coupling among tectonics-lithofacies-lithology during the late cataclastic lithification phase and basin deformations. At the same time, the chemical coupling reactions are taken place. “Black-first, white-second, and discolored-third” is named for extensive alterations of the basin fluid in the mechanism of the geochemical lithofacies, resulting in most of Fe3+into Fe2+for the discolored alterations in the amaranthine irony conglomerate. Bituminization alteration facies may be classified into the extensive black bituminization zone, the middle gray-black bituminization zone and the weak bituminization-discolour zone; carbonatization alteration facies may be classified into the extensive, the middle, and the weak carbonatization zones. Nonmiscibility of hydrocarbon-bearing brine, liquid hydrocarbon, gas hydrocarbon and gas-phase CO2, and multiple phases of nonmisciblity for hydrocarbon-bearing brine, gas hydrocarbon, liquid hydrocarbon, gas-liquid hydrocarbon, light oil and asphalt, might have resulted in enrichments and depositing of minerals. The escape of gas-phase CO2could be pyrohydrolysized in carbonatization alteration facies and enrichments and depositing of minerals. Geochemical redox interfaces resulted in mineralizations may be indicated by hydrocarbon-rich with extensive reductibility, Ca-Mg-Fe-Mn-CO3acid reducing metallogenic fluid, and intergrowth of hematite and Fe-chalcocite. However, Pb-Zn-bearing gypsum celestine ores might have been formed by Ca-Sr-Ba-SO4-type hydrothermal sediment with strongly acidic and oxidizing. All of these mechanisms of the geochemical lithofacies could be assumed that the discolored alterations at the large-scale are not only for the amaranthine irony conglomerates to sandstones, but also for glutenite-type Cu-Pb-Zn-U and sandstone-type Cu metallogenic belt in Mesozoic-Cenozoic continental red-bed basin of the western Tarim Basin.

basin fluid; mechanism of geochemical lithofacies; discolored; bituminization; carbonatization; redox interface; Cu-Pb-Zn-U deposit; Tarim Basin

P595；P618；P619.14

A

2017-09-03

國土資源部公益性行業(yè)科研專項項目(201511016-1)；中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(12120114081501)

方維萱(1961-),男,陜西藍田人,研究員,博士研究生導師,理學博士,E-mail:569026971@qq.com。

1672-6561(2017)05-0585-35