王 磊，方維萱*，魯 佳，劉增仁

(1.有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012； 2.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

0 引 言

薩熱克銅礦床為砂礫巖型銅多金屬礦床，位于新疆烏恰縣城西北68 km處，大地構造位置為西南天山復合造山帶中元古代蘇魯鐵列克隆起區(qū)及托云中—新生代山間斷陷盆地的盆山耦合轉換部位[1-5]，西部毗鄰東阿賴NE向逆沖推覆-褶皺造山帶，東部為中—新生代托云盆地。在早—中侏羅世NE向費爾干納右行走滑拉張作用下[6]，構成NW向庫孜貢蘇斷陷盆地及NE向薩熱克巴依楔形拉分斷陷盆地格局[7-9]。薩熱克巴依次級盆地在早—中侏羅世經歷快速充填→緩慢沉積→快速堆積的演化過程后[10-11]，晚侏羅世受西南天山對沖構造系統(tǒng)影響，形成SN向逆沖推覆構造帶[12-13]，形成薩熱克銅礦床現(xiàn)今構造-地貌特征。

薩熱克銅礦床在晚侏羅世初期對沖式逆沖推覆構造系統(tǒng)作用下發(fā)生構造反轉，形成了南、北兩個礦帶，其中北礦帶開發(fā)及礦床學研究程度較高。薩熱克銅礦與塔里木盆地西南地區(qū)砂礫巖型鉛鋅礦、砂巖型銅礦的成礦具有一致性，是盆地鹵水多期活動的產物[14-19]。方維萱等對薩熱克銅礦的成礦機制研究，認為本區(qū)同生斷裂帶由走滑拉分斷陷發(fā)生構造反轉后，經歷了異常古地場演化和古地熱事件[5,20]，導致大規(guī)模富烴類還原性盆地流體與含銅紫紅色鐵質雜礫巖(氧化相銅)有多相流體多重耦合結構[2-4]，這種還原性盆地流體與下伏中—下侏羅統(tǒng)煤層等烴源巖有關，沿NE向構造裂隙上侵，與盆地中封存的地層水混合后淋濾含銅赤鐵礦質礫巖類，導致礦質大量沉淀富集成礦[21-23]。碎裂巖化-裂隙構造等提供了成礦流體的運移通道和儲礦空間，因此，薩熱克銅礦床具有構造-巖性-巖相多重耦合特征[24-25]。本文在前人研究基礎上對薩熱克銅礦床北礦帶4勘探線和南礦帶30勘探線、鉆孔及坑道進行大比例尺(1∶1 000～1∶200)構造巖相學填圖，結合構造巖相學測量和斷裂幾何要素測量，研究薩熱克銅礦床儲礦構造樣式和控礦規(guī)律，旨在為該礦山開發(fā)及綜合地質找礦提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

薩熱克銅礦區(qū)出露地層主要為中生界下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz)，中生界下侏羅統(tǒng)莎里塔什組(J1s)、康蘇組(J1k)，中生界中侏羅統(tǒng)楊葉組(J2y)、塔爾尕組(J2t)，中生界上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組(J3k)，古生界下石炭統(tǒng)巴什索貢組(C1b)，中元古界長城系阿克蘇巖群(Chak)，其次為古生界中志留統(tǒng)合同沙拉群(S2h)(圖1)。其中，長城系阿克蘇巖群為薩熱克巴依陸內拉分斷陷盆地的下基底構造層，下石炭統(tǒng)巴什索貢組及中志留統(tǒng)合同沙拉群為盆地的上基底構造層，侏羅系和下白堊統(tǒng)陸相碎屑巖系為盆地中沉積充填地層體。巖漿巖為輝綠巖，主要分布在南礦帶[26]，以順層及切層巖脈形式產出于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(圖1)。

區(qū)內斷裂走向以NE向(F1、F2、F3、F4、F5)為主，NW向斷裂帶是以右行走滑構造帶(F6)為代表，多形成格子狀次級構造(圖1)。NW向構造控制中—新生代盆地的形成，NE向逆掩推覆和褶皺逆沖構造對盆地形成、充填沉降以及對富含銅鉛鋅金屬的陸源碎屑物質初步富集作用顯著。

2 礦床地質特征

薩熱克銅礦床分南、北兩個礦帶，含礦地層為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第二巖性段(J3k2)礫巖、砂礫巖，上覆下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群泥質粉砂巖和粉砂質泥巖，構成了巖性-巖相盆地流體圈閉。北礦帶地層受一系列NW向穿層構造作用，形成左行位錯，礦體沿NE向呈S型展布。南礦帶受輝綠巖侵入作用，地表礦體多分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群的褪色化蝕變帶中(圖2)。

圖1 新疆烏恰地區(qū)薩熱克一帶區(qū)域構造綱要圖Fig.1 Regional Structure Outline Map of Sareke in Wuqia Area of Xinjiang

圖2 新疆薩熱克銅礦區(qū)地質圖Fig.2 Geological Map of Sareke Cu Mines in Xinjiang

Gn為方鉛礦；Cp為黃銅礦；Sph為閃鋅礦；Bn為斑銅礦；Cc為輝銅礦

北礦帶以砂礫巖型銅礦為主，主要賦存于上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第二巖性段礫巖、砂礫巖中，礦體產狀為(133°～167°)∠(0°～60°)，沿走向長650～1 050 m，沿傾向寬725～1 975 m，礦體厚度為0.60～32.78 m，平均品位為1.06%。含礦巖相為疊加復合扇旱地扇扇中亞相，礦石結構主要有砂礫狀結構、細粒砂狀結構。金屬礦物主要有輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦和少量的藍銅礦。輝銅礦呈脈狀、稠密浸染狀或他形粒狀集合體分布于方解石脈中，或與方解石伴生產于膠結物中，或呈細脈狀穿插到基性火山巖礫屑中[圖3(a)]；黃銅礦多呈細脈、粒狀集合體圍繞著礫屑和礫屑間縫隙充填，部分黃銅礦與斑銅礦呈固溶體分離結構[圖3(c)]，斑銅礦表面形成藍色錆色膜，與方解石伴生；藍銅礦分布不穩(wěn)定，多呈細脈沿裂隙充填，為后期表生成礦作用或次生富集作用所形成[圖3(b)]。

南礦帶以銅鉛鋅礦為主，賦存于上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第二巖性段礫巖、砂礫巖，礦體產狀為(313°～347°)∠(0°～6°)，沿走向長60～222 m，沿傾向延伸較穩(wěn)定，寬50～500 m，礦體厚度為0.99～18.39 m，Cu平均品位為0.85%，Pb平均品位為0.42%，Zn平均品位為0.66%。與北礦帶砂礫巖型銅礦體彼此平行產出，相距1 500 m左右，銅礦體基本呈透鏡狀順層產出，部分沿輝綠巖脈產出[圖3(d)]。金屬礦物以輝銅礦、斑銅礦、方鉛礦為主，含少量的閃鋅礦。輝銅礦呈不規(guī)則狀、微脈狀嵌布于角礫與碎屑間隙；斑銅礦呈不規(guī)則狀與輝銅礦連生；方鉛礦、閃鋅礦呈不規(guī)則狀、細粒浸染狀分布[圖3(e)]，部分與輝銅礦伴生，分布于礫石的礫間及裂隙中[圖3(f)]。

3 薩熱克巴依復式向斜特征

薩熱克巴依復式向斜面積約95 km2，總體軸線方向為NE向，宏觀軸向NE60°，東端撒開，西端翹起。南、北兩翼為薩熱克巴依南、北斷裂所限定(圖2、4)。西揚起端產狀為58°∠(25°～53°)，東揚起端產狀為245°∠(12°～30°)。向斜核部出露地層為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第二、三巖性段(K1kz2-3)紫紅色泥巖和砂巖，兩翼出露地層為侏羅系碎屑沉積巖，其中，上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第二巖性段砂礫巖為賦礦巖層。該向斜具有東寬西窄、兩翼陡(產狀為335°∠62°、158°∠56°)、核部緩(345°∠6°、165°∠5°)、東西兩頭翹起、南北兩翼為斷層所限的特征[27]。由于后期斷裂的掩壓，向斜南翼地層有所缺失，由中侏羅統(tǒng)塔爾尕組，上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組以及下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第一、二、三巖性段組成。向斜北翼地層完整，由北向南依次為下侏羅統(tǒng)莎里塔什組、康蘇組，中侏羅統(tǒng)楊葉組、塔爾尕組，上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組以及下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第一巖性段。向斜南翼僅在4勘探線見上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組與長城系斷層接觸，其他位置為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群與長城系阿克蘇巖群呈斷層不整合接觸。向斜核部大面積分布下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第二、三巖性段地層，產狀平緩(局部近于水平)。

薩熱克巴依復式向斜和兩側構造組合類型及其構造樣式有利于盆地流體大規(guī)模聚集成礦，對于形成超大型砂礫巖型銅礦床十分有利。其中，薩熱克銅礦床北礦帶構造變形強度較大，其形成的構造樣式和構造組合分帶為長城系逆沖構造→康蘇組層間褶皺→楊葉組倒轉-斜歪-直立褶皺帶→庫孜貢蘇組掀斜構造+順層-切層劈理[圖4(a)]。受掀斜構造作用，形成層間滑動構造和層間裂隙帶的構造樣式，層間裂隙帶上、下界面為層間滑動構造面，它們共同組成了主成礦期的成礦結構面[圖4(a)]。層間滑動和層間裂隙帶為北礦帶的儲礦構造[圖4(b)]。在薩熱克銅礦床南礦帶次級向斜南翼邊緣，受南部邊界逆沖推覆構造系統(tǒng)強烈影響，南礦帶形成的構造樣式和構造組合分帶為高角度逆沖推覆構造[圖4(a)]→輝綠巖侵入構造[圖4(a)、(c)]→克孜勒蘇群傳播褶皺、斜歪褶皺[圖4(c)]。其中，克孜勒蘇群中分布斷層傳播褶皺、輝綠巖脈群和褪色化蝕變帶，為疊加成礦期的成礦構造。

圖5 薩熱克銅礦床地層沉積相柱狀圖Fig.5 Stratigraphic Histogram of Sedimentary Facies of Sareke Cu Deposit

4 儲礦構造樣式與特征

薩熱克銅礦床成礦地質體為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組雜礫巖/扇中亞相[28]，成礦構造以褶皺/斷裂構造系統(tǒng)為主，成礦結構面主要表現(xiàn)為巖性/巖相界面、褶皺成礦結構面、斷裂成礦結構面、氧化-還原過渡界面。巖性/巖相界面為扇中亞相與河湖交替三角洲相、灰綠色中粗雜礫巖(透水層)與紫紅色泥巖(不透水層)組合，褶皺成礦結構面為向斜南、北兩翼坡折帶及傳播褶皺，斷裂成礦結構面為層間滑動帶+碎裂巖化。小規(guī)模切層斷裂-裂隙-節(jié)理帶是盆地流體疊加成礦的構造通道和儲礦構造(圖4)。成礦作用標志北礦帶表現(xiàn)為切層構造+瀝青化耦合，南礦帶表現(xiàn)為輝綠巖上侵+褪色化蝕變帶。

4.1 構造巖相與礦體賦存規(guī)律

薩熱克銅礦床侏羅紀—白堊紀垂向沉積相序列由老到新依次為沖積扇扇根亞相→湖泊沼澤相→濱淺湖相→沖積扇相→陸內河流相(圖5)。成礦流體在孔隙度較高的沖積扇扇中亞相雜礫巖初始富集，可見古沖刷面構造。通過實測剖面及鉆孔編錄，上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組二段旱地扇扇中亞相為銅礦賦礦層位，亦為成礦地質體。盆地沉積旋回構成5個含礦/亞微相層位，由上到下依次為水道微相瀝青化褪色化中—細礫巖(含礦性差)、席狀片流微相紫紅色泥質粉砂巖(不含礦)、扇中亞相瀝青化灰綠色細—中雜礫巖(含礦性最好)、扇中亞相褪色化灰綠色粗—中雜礫巖(含礦性次之)、篩積微相紫紅色鐵質粗雜礫巖(含礦性差)(圖5)。

在橫剖面上，北礦帶銅礦體主要分布在靠近紫紅色泥質粉砂巖一側。在向斜揚起端，銅礦體呈分枝脈狀 “魚頭”雁列式展布[圖4(b)]；靠近向斜核部，礦體呈分支脈狀或“燕尾”狀分支尖滅(圖6)；膝折構造部位礦體厚大[圖4(b)和圖6]，沿斷裂-裂隙帶發(fā)育浸染狀、脈狀斑銅礦-輝銅礦-石英-方解石脈。南礦帶銅礦體主要分布在靠近紫紅色粉砂質泥巖一側，靠近向斜南翼破碎帶礦體厚大，受沿斷裂構造侵位的輝綠巖脈群和巖漿熱液疊加成礦作用影響，在銅礦體中形成了共生富集的鉛鋅礦體，呈舒緩波狀展布[圖4(c)]。

圖6 2730-2790中段沉積亞(微)相巖性組合剖面Fig.6 Lithological Composite Profile of Sedimentary Subfacies and Microfacies for the Middle Section of 2730-2790

4.2 構造與流體耦合作用的控礦規(guī)律

4.2.1 層間和切層斷裂-裂隙帶的儲礦規(guī)律

在薩熱克巴依復式向斜中，深部發(fā)育隱蔽背斜和向斜組成的褶皺群落，砂礫巖型銅礦體受隱蔽褶皺群落+順層斷層+層間連通性復式斷裂-裂隙帶復合控制[圖4和圖7(a)、(b)]，它們?yōu)槌傻V流體與改造期構造耦合作用所形成，即早白堊世盆地流體改造富集成礦期的成礦構造樣式和構造組合。復式向斜的南、北兩翼掀斜變陡翼及向斜核心部位變緩的過渡部位是早白堊世構造變形過程中形成的屈服構造應力場集中區(qū)，也是疊加改造成礦有利構造樣式、構造與流體耦合和疊加成礦部位[圖7(c)]，也是層間和切層斷裂-裂隙發(fā)育最密集構造應力區(qū)[圖7(f)]。

穿層斷裂-裂隙帶儲礦規(guī)律主要表現(xiàn)為：①共軛穿層斷裂在坑道中可觀測和進行構造巖相學測量，儲礦規(guī)律表現(xiàn)為兩組共軛斷裂-裂隙帶[圖7(c)、(e)和圖8]，其產狀分別為70°∠85°、65°∠88°、125°∠85°、185°∠50°；沿切層斷裂帶面向兩側依次為瀝青狀斷層泥[圖7(c)]和碎裂巖化輝銅礦礦石[圖7(f)]；沿切層斷裂發(fā)育彌散狀裂隙，底部上頂部呈“掃把”狀，裂隙中充填瀝青化斷層泥和輝銅礦；受構造應力作用，兩側巖層發(fā)生折曲變形，形成順層剪切裂隙，節(jié)理面產狀為(340°～350°)∠(55°～85°)、(190°～230°)∠(25°～60°)，沿裂隙面可見瀝青擦痕及輝銅礦金屬鏡面[圖7(d)]，最大主應力方向為320°，最小主應力方向為230°；②在切層構造邊部，發(fā)育共軛裂隙組成的構造面理[圖7(e)]；富烴類還原性成礦流體沿切層裂隙帶上涌，以強瀝青化蝕變相為標志，在層間滑動斷層和碎裂巖化相形成了似層狀運移，主要為高孔隙度-高滲透率的構造巖相帶(碎裂巖化紫紅色雜礫巖)提供了成礦流體二次運移的構造巖相學通道；銅礦體在走向上的穿層性質和銅礦體分枝現(xiàn)象，也說明存在一些層間斷裂耦合作用，并制約著成礦溶液的活動；斷裂走向為NW向，表現(xiàn)為一系列左行，錯距一般5～30 m；構造與深部含銅礦剪切裂隙特征一致，具有構造疊加作用[圖7(f)]。

4.2.2 顯微儲礦構造與礦石特征

圖(a)、(e)中左下角小圖為赤平投影圖，σ1、σ2、σ2為不同構造應力

儲礦構造樣式在宏觀上表現(xiàn)為復式向斜+順層剪切構造+共軛穿層斷裂，小型構造和顯微構造(礦石尺度上)上主要表現(xiàn)為礦脈+裂縫+裂紋，揭示銅礦體中發(fā)育連通性小型—顯微裂隙(裂縫)巖相帶。連通性小型—顯微裂隙(裂縫)巖相帶在銅礦石中主要構造巖相學特征以礫間礦脈、穿礫礦脈、穿礫裂縫、穿礫裂紋形式表現(xiàn)。在切層斷層-裂隙巖相帶附近，由近到遠銅礦石特征依次為礫間礦脈+穿礫礦脈→礫間礦脈+穿礫裂紋→礫間礦脈。其中可見細粒浸染狀輝銅礦沿石英質礫石礫間膠結，形成不規(guī)則脈狀，同時發(fā)育側向穿礫裂縫，輝銅礦在流體驅動下又進行裂縫充填[圖3(a)]。穿礫礦脈可見1 mm左右的方解石裂縫，穿礫作用具兩期充填過程。一期為方解石等熱液脈石礦物充填，張力較小，呈微細脈狀；二期為輝銅礦等金屬流體礦物充填，張力較大，呈脈狀，可見裂隙充填的網(wǎng)脈狀藍銅礦石[圖3(b)]，該期礦石受構造擠壓作用形成張開型裂縫，破裂面凹凸不平，呈不規(guī)則網(wǎng)絡狀，后期為熱液充填交代。

4.3 輝綠巖脈群與巖漿熱液疊加成礦特征

薩熱克巴依次級盆地中心部位構造變形較弱，地層平緩，主要出露下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群，表現(xiàn)為寬緩的向斜，東西兩端翹起，為良好的巖性-構造圈閉帶。輝綠巖脈群侵位于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群中，形成了構造-巖漿-熱事件與巖漿熱液疊加成礦作用[5，29]，輝綠巖脈群出露寬度一般0.1～5.0 m，長20～950 m，方向為NW、NE、近SN、近EW向，大多呈斜切地層產出，亦見順層產出(圖2)。輝綠巖脈群與圍巖(砂巖)界線較平直，圍巖中存在普遍的大規(guī)模褪色化蝕變帶及孔雀石化現(xiàn)象，褪色礦化蝕變帶寬一般為1～25 m。因此，薩熱克銅礦床南礦帶的成礦構造樣式和構造組合為輝綠巖脈群侵入構造+切層斷裂-裂隙帶。輝綠巖脈群本身經歷了兩期構造變形，主要為碎裂巖化，網(wǎng)狀裂隙發(fā)育[圖3(d)]。

5 結 語

(1)新疆烏恰地區(qū)薩熱克銅礦床在SN向逆沖推覆構造作用下形成復式向斜，南、北礦帶具有不同的儲礦構造樣式。北礦帶受高角度逆沖推覆型韌性剪切帶下盤傳播褶皺帶及掀斜構造帶屈服應力場中裂隙密度帶控制顯著，穿層斷裂-層間滑動構造帶控制的裂隙破碎帶和碎裂巖化相為盆地流體改造結構面。高品位銅礦體受隱蔽NE向和NW向層間斷裂和次級褶皺群落+瀝青化褪色化帶控制。而南礦帶受南部邊界逆沖推覆構造系統(tǒng)影響強烈，形成的構造樣式和構造組合分帶為高角度逆沖推覆構造→輝綠巖侵入構造→克孜勒蘇群傳播褶皺、斜歪褶皺。輝綠巖脈群發(fā)育部位形成了多層砂礫巖型銅礦層、鉛礦層和鉛鋅礦層，與輝綠巖脈群附近發(fā)育的褪色化蝕變帶關系密切。

(2)上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組二段旱地扇扇中亞相為薩熱克銅礦床的賦礦層位。扇中亞相瀝青化灰綠色細—中雜礫巖、扇中亞相褪色化灰綠色粗—中雜礫巖為主要含礦巖性。南礦帶受輝綠巖侵入作用和巖漿熱液疊加成礦作用影響，銅礦體中形成共生富集的鉛鋅礦體。隱蔽褶皺群落+順層斷層+層間連通性復式斷裂-裂隙帶為富烴類流體及輝綠巖提供了成礦流體二次運移的構造巖相學通道。成礦作用標志北礦帶表現(xiàn)為切層構造+瀝青化耦合，南礦帶表現(xiàn)為輝綠巖上侵+褪色化蝕變帶，總體顯示薩熱克銅礦床具有構造與成礦流體疊加耦合作用特征。