時(shí)文革，姚玉增，鞏恩普，褚亦功，張永利，趙純福

1.東北大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)110004；2.山東招金集團(tuán)，山東招遠(yuǎn)265400

新疆滴水陸相砂巖型銅礦成因淺析

時(shí)文革1，2，姚玉增1，鞏恩普1，褚亦功2，張永利1，趙純福1

1.東北大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)110004；2.山東招金集團(tuán)，山東招遠(yuǎn)265400

新疆滴水銅礦床位于庫(kù)車拗陷盆地西南緣，為典型新生代陸相砂巖型銅礦床.礦體呈層狀，主要產(chǎn)于上覆灰色泥灰?guī)r與下伏灰白色中粗粒/中細(xì)粒砂巖接觸部位.礦體品位與Fe2+呈顯著正相關(guān)而與Fe3+呈負(fù)相關(guān).礦石礦物以赤銅礦為主.綜合研究認(rèn)為，新疆滴水銅礦形成經(jīng)歷了原生沉積—成巖期改造—表生氧化淋濾幾個(gè)階段，礦床應(yīng)屬于沉積改造型陸相砂巖銅礦床.

砂巖型銅礦；陸相；礦床成因；滴水銅礦；新疆

0 引言

砂巖型銅礦（包括砂巖型、頁(yè)巖型及碳酸鹽巖型）約占世界銅產(chǎn)量及探明儲(chǔ)量的23%［1］，僅次于斑巖型銅礦而成為世界第二大銅礦床成因類型［2］，特別是西伯利亞古元古代Kodaro-Udokan盆地、非洲中部新元古代Katangan盆地和中歐二疊紀(jì)Kupferschiefer盆地內(nèi)均賦存有超大型礦床［1，3］.我國(guó)以東川銅礦為典型代表的康滇銅礦帶［4］、新疆塔里木盆地西南邊緣沉降帶［5-6］、中條山地區(qū)［7］等地亦發(fā)育有該類型礦床.這些礦床規(guī)模巨大，均產(chǎn)于海相雜色砂巖系，形成年代以元古宙和泥盆紀(jì)—二疊紀(jì)為主［7］.陸相砂巖型銅礦在世界范圍內(nèi)所占比例甚小，國(guó)外相關(guān)的報(bào)道極少，而我國(guó)該類型礦床主要分布于南方中新生代沉積盆地（如云南滇中-滇西盆地、四川會(huì)理盆地、湖南衡陽(yáng)-沅麻盆地［7］等），探明儲(chǔ)量占我國(guó)全部銅儲(chǔ)量的2.4%［8］.該類礦床品位較高，多伴有Ag等有用組分，成礦年代以中生代為主，規(guī)?？蛇_(dá)大型且多已開(kāi)采利用［7-8］，已成為近年來(lái)我國(guó)重點(diǎn)勘查目標(biāo)之一.

近年來(lái)，新疆塔里木盆地周邊的中新生代凹陷盆地中相繼發(fā)現(xiàn)了一系列新生代沉積型砂巖銅礦床，以庫(kù)木庫(kù)里盆地［9-10］、庫(kù)車盆地［10-11］及喀什東西向構(gòu)造帶［10，12］最為典型.在已發(fā)現(xiàn)的銅礦床（點(diǎn)）中，庫(kù)車盆地滴水銅礦床發(fā)現(xiàn)最早，開(kāi)發(fā)歷史悠久且規(guī)模較大（中型規(guī)模），在本區(qū)陸相砂巖型銅礦床中具有良好的代表性，因此前人對(duì)該礦床關(guān)注較多.目前，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為滴水銅礦是“同時(shí)沉積-成巖期改造”成因［13-16］.隨著近年來(lái)庫(kù)車盆地有機(jī)礦產(chǎn)勘查工作的不斷進(jìn)行，亦在礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有黑色巖層/礦層，有些學(xué)者認(rèn)為滴水銅礦的形成與下伏有機(jī)礦產(chǎn)存在內(nèi)在聯(lián)系，淺色層是有機(jī)流體還原而成，故該礦床應(yīng)屬于改造成因［17］.鑒于庫(kù)車盆地內(nèi)廣泛發(fā)育的膏鹽建造及其與砂巖銅礦床間密切的時(shí)空關(guān)系，部分學(xué)者認(rèn)為該礦床應(yīng)是后期含銅熱鹵水改造成因［18-19］.滴水銅礦目前開(kāi)采的工業(yè)礦體以赤銅礦為主，因此該礦床應(yīng)經(jīng)受過(guò)表生期的改造作用［20］.上述研究從不同方面論述了礦床的成因機(jī)制，但多是套用國(guó)內(nèi)外同類礦床的成因模式，缺乏詳細(xì)的巖石學(xué)及礦床地球化學(xué)方面的論據(jù).本文在詳細(xì)研究礦床地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)礦石學(xué)及成礦元素空間分布特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，認(rèn)為滴水銅礦主要形成于成巖期，后經(jīng)過(guò)了表生氧化淋濾作用，應(yīng)屬于沉積改造型銅礦床.

1 成礦地質(zhì)背景

滴水銅礦位于新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)，大地構(gòu)造位置屬塔里木盆地北緣，處于拜城-庫(kù)車新生代拗陷盆地銅礦山背斜北翼，是典型的新生代陸相砂巖型銅礦床（圖1）.

區(qū)域范圍內(nèi)地層比較簡(jiǎn)單.古近系地層以膏鹽層發(fā)育為特征，包括庫(kù)姆格列木群和蘇維依組，與下伏白堊系地層之間為不整合接觸關(guān)系，其中在庫(kù)姆格列木群底部發(fā)育有一套海相沉積.新近系地層發(fā)育較好，包括吉迪克組、康村組和庫(kù)車組，以礫巖、砂礫巖、粉砂巖和泥巖為主，表現(xiàn)出明顯的陸相沉積體系特點(diǎn)，普遍為一套含膏鹽的河湖相雜色碎屑巖建造，滴水銅礦即位于康村組沉積地層內(nèi)，該層是區(qū)內(nèi)主要含礦地層.

圖1 滴水銅礦區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Regional geological schetch map of Dishui copper deposit1—深灰色泥砂質(zhì)膠結(jié)的不等粒砂巖（dark grey sandstone）；2—洪積-坡積沉積（pluvial-diluvial sediment）；3—風(fēng)積沉積（aeolian sediment）；4—棕色砂質(zhì)礫巖與砂質(zhì)泥巖、泥巖互層（brown sandy conglomerate with interbedded sandy mudstone）；5—棕色砂巖、砂礫巖與泥質(zhì)粉砂巖互層（interbedded brown sandstone,sandy conglomerate and argillaceous siltstone）；6—磚紅色、褐紅色砂巖、含礫砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層夾A、B、C三層淺色含銅砂巖、泥灰?guī)r（sandstone and conglomeratic sandstone with sandwiched A,B and C layers of Cu-bearing sandstone and marl）；7—褐紅色與灰綠色條帶狀砂泥巖與厚層狀灰綠色泥巖互層夾石膏層（banded sandy mudstone and interbedded thick bedded mudstone with gypsum layer）；8—褐紅-棕紅色泥巖、砂巖與灰-褐黃色砂巖、粉砂巖互層夾鹽巖層沉積（interbedded mudstone,siltstone and sandstone with salt rock layer）；9—地質(zhì)界線（geologic boundary）；10—斷層（fault）；11—地層產(chǎn)狀（attitude of stratum）；12—傾伏背斜（plunging anticline）；13—礦區(qū)位置（orefield area）

庫(kù)車盆地總體呈東西向展布，主要受天山山麓深大斷裂和塔里木河深大斷裂所控制.橫向上，庫(kù)車盆地總體呈階梯狀斷陷帶，受南北兩個(gè)方向強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力影響，形成一系列的褶皺和斷裂.古近紀(jì)受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)疊加影響，形成了天山山前大型逆沖褶皺系及一系列逆沖斷層，構(gòu)成北部單斜帶、克拉蘇-依奇克里克構(gòu)造帶、秋里塔格背斜帶、前緣隆起帶、拜城-陽(yáng)霞盆地和烏什盆地的總體格局.滴水銅礦區(qū)位于秋里塔格前鋒帶西段近東端，地層呈單斜狀.礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，可分為北東東向、近南北向、北西向和北東向4組.其中北東東向和近南北向斷裂構(gòu)造屬于庫(kù)車前陸逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)，以左行扭動(dòng)為主；北西向壓扭性斷裂和北東向張性斷層相伴產(chǎn)生，切割了北東東向壓扭性斷裂及北東東向展布的地層條帶，但對(duì)礦體連續(xù)性影響不大，特別是深部礦體幾乎沒(méi)受影響.

礦區(qū)范圍內(nèi)基本沒(méi)有發(fā)生變質(zhì)作用，也無(wú)任何巖漿活動(dòng).

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

滴水銅礦床礦體產(chǎn)于康村組三段與四段之中，主要含礦層位有3個(gè)（A、B、C）.平面上含礦層位呈條帶狀，產(chǎn)狀與礦區(qū)地層基本一致，傾向北北西，傾角約20°.各層位之間距離基本穩(wěn)定，A層距B層180 m左右，B層距C層17 m左右.

A層礦體礦化不均勻，銅品位0.46%～0.85%，厚度0.3～0.88 m.頂部圍巖為紅褐色泥質(zhì)粉砂巖與黃褐、暗灰色中粒砂巖，底部為褐黃、灰褐色泥質(zhì)砂巖夾薄層細(xì)砂巖，具有水平層理、包卷構(gòu)造.金屬礦物主要富集在灰綠色、灰褐色薄層條帶狀泥灰?guī)r及薄層狀細(xì)砂巖和頁(yè)巖中，礦體底部有生物遺跡和植物殘存體，地表含銅礦物主要為星點(diǎn)狀、薄層狀的孔雀石及斑點(diǎn)狀藍(lán)銅礦和黑銅礦.

B層礦體規(guī)模最大、最穩(wěn)定，銅的品位0.98%～2.36%，平均1.11%，厚度0.71～2.10 m，平均厚度1.23 m，金屬儲(chǔ)量約為20×104t，是礦區(qū)主要開(kāi)采對(duì)象.金屬礦物多富集于深灰色泥灰?guī)r或雜色細(xì)砂巖中，在地表主要為星散浸染狀構(gòu)造的孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦，深部則以輝銅礦為主，其次有黃銅礦、斑銅礦和銅藍(lán).

C層礦體規(guī)模較B層稍小，銅的品位0.61%～ 2.28%，平均1.03%，厚度1.53～2.14 m，平均1.43 m，儲(chǔ)量約17×104t，亦是礦山開(kāi)采對(duì)象之一.C層與B層礦體特征基本一致，主要區(qū)別在于品位及厚度變化較B層礦體要大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值稍小.

2.2 含礦層巖性特征

滴水銅礦3個(gè)主要含礦層位的巖性稍有差別，且每個(gè)含礦層位在平面上和剖面上也非完全一致，但總體上含礦層位及其上下巖性基本一致.從下至上巖性為：紅褐色泥質(zhì)砂巖、灰褐色中砂巖、紅褐色泥質(zhì)粉砂巖、灰綠色/黃綠色中砂巖、紫紅色含礦砂巖、灰色與褐色雜色灰?guī)r含礦層、灰色含礦中砂巖、青灰色泥灰?guī)r（普遍含有0.05%~0.3%的銅，有時(shí)在底部有礦化現(xiàn)象為礦層）、灰色泥巖.其中底部黃綠色砂巖與灰白色含礦砂巖間的巖性基本一致（圖2），區(qū)別在于黃綠色砂巖泥質(zhì)含量稍高、硬度稍小，且二者間的界限并非截然，多呈漸變過(guò)渡，表現(xiàn)出一定的后期改造特征.

圖2 C層礦地表出露情況Fig.2 The outcrop of C ore layer

2.3 礦石特征

滴水銅礦中礦石礦物相對(duì)簡(jiǎn)單，但經(jīng)地表風(fēng)化后礦石礦物多轉(zhuǎn)變?yōu)殂~鐵的氧化物或氫氧化物.經(jīng)鏡下觀察、掃描電鏡等分析，滴水銅礦礦石礦物主要有赤銅礦、赤鐵礦、針鐵礦、孔雀石、硅孔雀石、藍(lán)銅礦、黑銅礦、銅藍(lán)、自然銅、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、斑銅礦和黃鐵礦，其中赤銅礦、孔雀石、硅孔雀石、藍(lán)銅礦、黑銅礦、銅藍(lán)及黃鐵礦等銅和鐵的氧化物主要分布于地表礦脈中，而地下礦脈中礦石礦物中除上述氧化礦物外，還有輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、斑銅礦、黃鐵礦等原生硫化物.原生硫化物多呈細(xì)粒浸染狀分布，硫化物間未見(jiàn)相互交代，說(shuō)明不存在多期次礦化作用的相互疊加.各種金屬礦物及其含量見(jiàn)圖3.

圖3 滴水銅礦主要銅礦物含量分布Fig.3 The main copper mineral content distribution in Dishui copper deposit

礦石中的脈石礦物成分比較復(fù)雜，按照含量多少，主要有石英（燧石、玉髓）、斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石、黑云母、方解石及白云石，另外有少量綠泥石、綠簾石、絹云母等礦物（圖4）.

圖4 滴水銅礦主要脈石礦物含量分布Fig.4 The main gangue mineral content distribution in Dishui copper deposit

長(zhǎng)英質(zhì)脈石礦物多呈棱角狀、次棱角狀，偶見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象；黑云母經(jīng)輕微改造可成水云母（圖5），部分長(zhǎng)石顆粒及膠結(jié)物具有輕微的絹云母化.但除地表附近礦石礦物表現(xiàn)出比較明顯的表生氧化外，總體看礦體及其附近并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的蝕變，說(shuō)明上述蝕變應(yīng)發(fā)生于成巖期，與后期流體改造無(wú)關(guān)［21］.

礦石結(jié)構(gòu)主要為砂狀結(jié)構(gòu)、泥狀結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、皮殼狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、似層紋狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造，沉積巖特征比較明顯.

2.4 沉積環(huán)境

基于對(duì)滴水銅礦區(qū)內(nèi)沉積環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的野外觀察及室內(nèi)研究［22］，認(rèn)為區(qū)內(nèi)吉迪克組、康村組和庫(kù)車組總體上為陸相沉積體系，主要包括沖積扇-扇三角洲沉積體系和湖泊沉積體系兩大類型.沉積相可進(jìn)一步劃分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣、前扇三角洲、濱淺湖和膏鹽湖亞相及若干沉積微相.康村期主要發(fā)育扇三角洲沉積，礦區(qū)主要含礦層位于康村組上部紅色巖系向灰色巖系轉(zhuǎn)變部位，沉積環(huán)境為從扇三角洲前緣到濱淺湖的過(guò)渡環(huán)境.

3 成礦地質(zhì)特征分析

滴水銅礦作為典型的陸相砂巖型銅礦床，其成礦地質(zhì)條件與國(guó)外海相型砂巖銅礦及我國(guó)南方地區(qū)中生代陸相砂巖型銅礦床有著明顯的區(qū)別，至少在探明資源量空間分布范圍內(nèi)，未見(jiàn)明顯的硫化物分帶以及成巖期后流體疊加的痕跡.

3.1 “草莓狀”黃鐵礦

圖5 黑云母的水云母化Fig.5 The damouritization of biotite

在滴水銅礦工業(yè)礦體附近系統(tǒng)采集并磨制、鑒定的50余片樣品，結(jié)果表明滴水銅礦區(qū)內(nèi)“草莓狀”黃鐵礦廣泛分布（圖6）.在平面上，從西礦區(qū)8勘探線至東礦區(qū)70勘探線附近均發(fā)現(xiàn)有“草莓狀”黃鐵礦存在；剖面上，地表樣品及井下6中段（目前礦山開(kāi)采最深部位）亦有該類型黃鐵礦存在.從產(chǎn)出巖性講，球粒狀黃鐵礦主要產(chǎn)于灰白色或雜色（紅層向灰層過(guò)渡部位）砂巖/泥質(zhì)巖及頂板泥灰?guī)r下部，且泥質(zhì)含量越高，“草莓狀”黃鐵礦產(chǎn)出概率越大，但少量紅層礦內(nèi)亦有少量分布（球粒狀黃鐵礦氧化嚴(yán)重，圖6f）；從黃鐵礦產(chǎn)出狀態(tài)來(lái)看，既有呈浸染狀（圖6b）或團(tuán)塊狀（圖6d）產(chǎn)出的，亦有沿裂隙充填（圖6e）狀產(chǎn)出的.該現(xiàn)象說(shuō)明“草莓狀”黃鐵礦在礦區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)該是廣泛存在的.

滴水銅礦區(qū)內(nèi)“草莓狀”黃鐵礦顆粒細(xì)小，粒徑多小于5 μm（圖6c），多以浸染狀或沿沉積巖原生裂隙分布，故礦區(qū)內(nèi)“草莓狀”黃鐵礦的形成應(yīng)為同生沉積作用的結(jié)果［23］，說(shuō)明滴水銅礦灰白色砂巖是同生沉積作用的產(chǎn)物，而非后期流體還原而成.

3.2 礦體原生沉積構(gòu)造

通過(guò)對(duì)滴水銅礦地表及井下出露地質(zhì)特征進(jìn)行的詳細(xì)觀察與描述，在西礦區(qū)0勘探線二中段（圖7c）及東礦區(qū)副井二中段（圖7b）發(fā)現(xiàn)有典型原生沉積構(gòu)造，巧合的是這些構(gòu)造正好處于B/C層工業(yè)礦體兩端.這些構(gòu)造說(shuō)明工業(yè)礦體應(yīng)為同生沉積作用的產(chǎn)物.

圖7 滴水銅礦體原生沉積構(gòu)造Fig.7 The primary sedimentary structure in Dishui copper deposit

圖6 滴水銅礦“草莓狀”黃鐵礦Fig.6 The framboidal pyrites in Dishui copper deposit

3.3 膏鹽發(fā)育特征

目前，蒸發(fā)巖與金屬礦產(chǎn)之間的關(guān)系得到了國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者的重視［18-19］.滴水銅礦區(qū)內(nèi)存在大量膏鹽建造，按其產(chǎn)出形態(tài)可大約分成兩類.一類基本順層發(fā)育，產(chǎn)狀與地層基本一致（圖8b）；另外一類則與地層產(chǎn)狀明顯不同，與地層斜交或近于垂直（圖8a、c）.說(shuō)明膏鹽建造與地層/礦體之間的關(guān)系是比較復(fù)雜的，至少存在一期成巖后的膏鹽層.井下膏鹽層發(fā)育特征與地表類似.

我國(guó)西北干旱—半干旱地區(qū)，地表或近地表膏鹽發(fā)育往往與“太陽(yáng)泵吸”作用［24］關(guān)系密切.在滴水銅礦區(qū)內(nèi)確實(shí)發(fā)現(xiàn)有綠銅礦等礦物存在，但目前為止尚未發(fā)現(xiàn)石膏、方解石等細(xì)脈與工業(yè)礦體之間的內(nèi)在聯(lián)系.

3.4 微量元素特征

滴水銅礦區(qū)內(nèi)巖性主要為礫巖、砂巖及泥質(zhì)巖，但顏色差別較大.為了了解各巖性間微量元素差別，根據(jù)鏡下鑒定結(jié)果，共選擇90塊樣品測(cè)試Fe2+和Fe3+，結(jié)果見(jiàn)表1.

表1 滴水銅礦區(qū)不同顏色礦/巖石微量元素特征統(tǒng)計(jì)表

對(duì)礦石中銅含量及其與不同價(jià)態(tài)鐵相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 滴水銅礦礦石元素相關(guān)性分析結(jié)果表

由表1和表2可以看出，礦石、紅色及灰白色巖石全鐵含量相差不大，顏色差別主要是由Fe3+和Fe2+的比值差異所致，考慮到二者呈明顯負(fù)相關(guān)，可認(rèn)為巖石中Fe3+是由Fe2+氧化而來(lái).礦石品位（銅含量）與全鐵，特別是Fe2+呈明顯正相關(guān)而與Fe3+負(fù)相關(guān)，說(shuō)明銅礦化形成于相對(duì)還原環(huán)境，目前近地表赤銅礦應(yīng)是硫化物氧化而來(lái).

3.5 工業(yè)礦化發(fā)育情況

為了更好地厘定滴水銅礦工業(yè)礦化發(fā)育情況，在西礦區(qū)外圍選取典型剖面（圖9a）并系統(tǒng)分析其中成礦及伴生元素含量，結(jié)果見(jiàn)圖9b.

由圖9可以看出，底部淺褐色砂質(zhì)礫巖和淺黃綠色中細(xì)粒砂巖中銅含量極低，基本為本區(qū)背景含量；從黃白色、黃綠色中細(xì)粒砂巖開(kāi)始，成礦元素銅開(kāi)始逐漸升高，從底部0.04%過(guò)渡到0.57%，至頂部具明顯孔雀石化/赤銅礦化中粗粒砂巖時(shí)升至1.35%，形成工業(yè)礦體；其上至黃綠色中粗粒砂巖銅為0.52%，再向上逐漸過(guò)渡為薄層/中薄層黃綠色泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r，銅含量由0.41%逐漸降低至檢出限以下.如果按照我國(guó)現(xiàn)行的勘查規(guī)范，銅邊界品位以0.4%計(jì)，則真正銅礦化部位為灰白色砂巖上部與頂板泥灰?guī)r（或相當(dāng)層位）下部，說(shuō)明銅礦化主要發(fā)生于灰色/灰白色中細(xì)粒/中粗粒砂巖頂部與頂板泥灰?guī)r或相當(dāng)層位的下部，特別是二者相接觸部位為成礦的最有利部位.

圖8 滴水銅礦區(qū)內(nèi)石膏薄層發(fā)育特征Fig.8 The gypsum thin layer in Dishui copper deposit

圖9 滴水銅礦西礦區(qū)外圍典型剖面成礦及伴生元素測(cè)量結(jié)果Fig.9 The ore-forming and associated elements of typical section in Dishui copper orefield

3.6 紅層礦特征

滴水銅礦目前開(kāi)采的主要工業(yè)礦體是以赤銅礦為主的“紅層礦”，其中主要的金屬礦物有褐鐵礦（赤鐵礦、針鐵礦等）、赤銅礦、硅孔雀石、藍(lán)銅礦、藍(lán)輝銅礦，及少量原生硫化物（以黃鐵礦為主，含少量輝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)等）.紅層礦多順層展布，但其形態(tài)并非嚴(yán)格平行于層理，相反在多數(shù)情況下，紅層礦表現(xiàn)為飄帶狀、波狀起伏（圖10a、b），在某些情況下，紅層礦內(nèi)尚含有部分夾石（圖10c、d），但二者的巖性基本相同.個(gè)別情況下，紅層礦呈雜色（圖10e），表現(xiàn)出漸變過(guò)渡的性質(zhì).在東部輔井一中段B層礦內(nèi)裂隙較為發(fā)育，沿著裂隙具裂隙水的下滲，結(jié)果導(dǎo)致沿裂隙局部砂巖變紅（圖10f）.在極短的距離內(nèi)砂巖由紅變成黃褐色或灰色，應(yīng)該是現(xiàn)代條件下紅層礦形成機(jī)制的最好說(shuō)明，即紅層礦應(yīng)該是原生硫化礦石經(jīng)后期表生氧化、淋濾而成.

圖10 滴水銅礦區(qū)“紅層礦”發(fā)育形態(tài)Fig.10 Occurrence of the red layered ore in Dishui copper orefield

4 礦床成因

通過(guò)上面的綜合分析，滴水銅礦為典型的陸相砂巖型銅礦床，工業(yè)礦化主要形成于頂板泥灰?guī)r與下部中粗粒/中細(xì)粒砂巖接觸部位的砂巖一側(cè)，礦床為沉積環(huán)境作用下的產(chǎn)物，后期受地表或近地表環(huán)境下硫化物氧化淋濾而形成的工業(yè)礦體.

綜上所述，滴水銅礦的形成經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段：（1）原生沉積階段，主要表現(xiàn)為“草莓狀”黃鐵礦形成階段.該階段以還原環(huán)境下沉積作用為主，伴有極少量星點(diǎn)稀疏浸染狀銅礦物生成，如輝銅礦.（2）成巖期改造成礦作用階段，主要的成礦作用階段.砂巖層上覆粉砂質(zhì)、泥質(zhì)、灰?guī)r質(zhì)沉積物顆粒細(xì)小、孔隙度高、水含量大，處于相對(duì)還原環(huán)境，而砂巖下伏紅色泥質(zhì)巖性質(zhì)與上覆巖層類似，但環(huán)境為相對(duì)氧化環(huán)境.在成巖期壓實(shí)固結(jié)過(guò)程中，上覆及下伏巖層中孔隙水向孔隙度相對(duì)小但貫通性良好的中細(xì)粒/中粗粒砂巖排泄，下部為紅色相對(duì)氧化鹵水形成泥質(zhì)含量稍高的黃綠色砂巖，而上部則以相對(duì)還原鹵水為主形成泥質(zhì)含量少的灰白色砂巖，在氧化-還原界面，即上部泥灰?guī)r與灰白色砂巖過(guò)渡部位形成工業(yè)礦體，具體表現(xiàn)為浸染狀或沿裂隙充的硫化物大約沿一定層位呈層狀或似層狀分布，而脈石礦物中的黑云母則部分轉(zhuǎn)變?yōu)樗颇?（3）表生氧化階段，先期形成的硫化物主要富集于泥灰?guī)r與灰白色砂巖相接觸部位，在地表或近地表環(huán)境下，在大氣水及氧氣、二氧化碳等物質(zhì)的直接參與下，黃鐵礦等鐵的硫化物被氧化成赤鐵礦、針鐵礦等暗色礦物，而輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦等銅的硫化物被氧化成赤銅礦.在靠近頂板泥灰?guī)r部位，在巖層中方解石、大氣CO2及水的參與下，銅更多地被氧化成藍(lán)銅礦、孔雀石、硅孔雀石等銅的碳酸鹽類礦物.

總之，滴水銅礦床應(yīng)屬于同生沉積-成巖期改造型礦床.礦床的成礦模式如圖11所示.

5 結(jié)論

（1）滴水銅礦屬新生代陸相砂巖型銅礦，工業(yè)礦體主要產(chǎn)于上覆泥灰?guī)r與下伏灰白色中粗粒/中細(xì)粒砂巖接觸部位，沉積環(huán)境為從扇三角洲前緣到濱淺湖的過(guò)渡環(huán)境；

圖11 滴水銅礦成礦模式圖Fig.11 The metallogenic model for Dishui copper deposit1—中粒砂巖（medium-grained sandstone）；2—粉砂質(zhì)泥巖（silty mudstone）；3—泥灰?guī)r（）；4—泥質(zhì)粉砂巖（marl）；5—粉砂巖（siltstone）；6—含礫粗砂巖（conglomeratic sandstone）；7—“草莓狀”黃鐵礦（framboidal pyrite）

（2）工業(yè)礦體品位與Fe2+呈顯著正相關(guān)而與Fe3+呈負(fù)相關(guān)，各巖性中全鐵含量基本一致，說(shuō)明礦床形成于相對(duì)還原環(huán)境，紅層礦為后期氧化淋濾作用的結(jié)果；

（3）滴水銅礦床的形成經(jīng)過(guò)了原生沉積—成巖期改造—表生氧化淋濾幾個(gè)階段，礦床成因應(yīng)屬沉積改造型陸相砂巖銅礦床.

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SHI Wen-ge1,2,YAO Yu-zeng1,GONG En-pu1,CHU Yi-gong1,ZHANG Yong-li1,ZHAO Chun-fu1

1.Northeastern University,Shenyang 110004,China;2.Shandong Zhaojin Group Co.,Ltd.,Zhaoyuan 265400,Shandong Province,China

The Dishui copper deposit in Xinjiang Uygur Autonomous Region,a typical Cenozoic lacustrine sedimentary rock-hosted deposit,lies in the southwestern margin of Kuqa depression basin.The ore bodies occur as stratiform,between the overlying grey marl and the underlying greyish white medium-grained sandstone.The copper grade is positively related to Fe2+while negatively to Fe3+.Cuprite is the major ore mineral.The synthetic research indicates that the Dishui copper deposit experienced several genetic stages such as syn-sedimentary,diagenetic reformation and oxidation leaching.The depositbelongs to sedimentary transformation lacustrine sedimentary rock-hosted copper deposit.

sedimentary rock-hosted copper deposit;lacustrine;metallogeny;Dishui copper deposit;Xinjiang

2015-07-24；

2015-11-03.編輯：張哲.

山東地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目（編號(hào)：魯勘字2010061號(hào)）.

時(shí)文革（1966—），男，博士研究生，主要從事金礦勘查及深部勘查技術(shù)方法研究工作，通信地址山東省招遠(yuǎn)市盛泰路198號(hào)，E-mail// 13853566318@163.com