方維萱++賈潤幸++郭玉乾++李天成++王磊++黃轉(zhuǎn)盈
文章編號:16726561(2016)06072726
摘要:塔西地區(qū)薩熱克大型砂礫巖型銅礦床和烏拉根鉛鋅礦床進(jìn)入礦山開發(fā)期,今后找礦潛力大但成礦機(jī)制不明,制約了成礦與找礦預(yù)測?;跇?gòu)造巖相學(xué)和地球化學(xué)巖相學(xué),以西南天山造山帶為核心,塔西地區(qū)前陸盆地、山間盆地和后陸盆地對于砂礫巖型銅礦床、鉛鋅礦床和鈾礦床有不同控制作用:①在西南天山造山帶北側(cè)的托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)中,其次級盆地(薩熱克巴依中生代山間拉分?jǐn)嘞菖璧兀┥腺_統(tǒng)庫孜貢蘇組上段為薩熱克式砂礫巖型銅礦賦存層位;②在西南天山造山帶南側(cè)的前陸盆地系統(tǒng)中,烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦賦存在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部與古近系底部,巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床賦存在伽師前陸盆地克孜勒蘇群中;③在前陸盆地系統(tǒng)中,古近系頂部和新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)為砂巖型銅礦床賦存層位。富烴類還原性盆地流體識別構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志為瀝青化蝕變相、瀝青化—褪色化蝕變帶、碎裂巖化相和瀝青化蝕變相多重耦合結(jié)構(gòu);地球化學(xué)巖相學(xué)標(biāo)志包括富含有機(jī)碳,礦物包裹體中含有含烴鹽水、氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴、輕質(zhì)油和瀝青等有機(jī)質(zhì)類包裹體,低鹽度和中鹽度成礦流體,CuAgMo同體共生礦體,氧化相銅、硫化相銅和鉬硫化物等。砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床成礦機(jī)制主要包括:①同生斷裂帶由走滑拉分?jǐn)嘞莅l(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)后,轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓收縮體制,即烴源巖大規(guī)模生烴排烴機(jī)制;②反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、區(qū)域性不整合面、滑脫構(gòu)造帶、高孔隙度和滲透率礫巖等構(gòu)造巖相帶為富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移構(gòu)造通道;③高孔隙度和滲透率礫巖類下部低滲透率泥質(zhì)粉砂巖和上部含膏泥巖為巖相巖性圈閉構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志;④大規(guī)模富烴類還原性盆地流體與含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖(氧化相銅)有多相流體多重耦合結(jié)構(gòu),可能是砂礫巖型銅礦床大規(guī)模富集成礦機(jī)制,低溫鹵水沉積疊加富烴類還原性盆地流體成礦可能是形成砂礫巖型鉛鋅礦床機(jī)制,富烴類還原性盆地流體多期次混合與氧化相鈾被還原可能是砂巖型鈾礦富集成礦機(jī)制。
關(guān)鍵詞:沉積巖型銅礦床;銅鉛鋅鈾礦床;成礦機(jī)制;前陸盆地;后陸盆地;山間拉分?jǐn)嘞菖璧?;?gòu)造巖相學(xué)方法;富烴類還原性盆地流體
中圖分類號:P595;P618.4;P619.14文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Hydrocarbonrich Basin Fluid with Reductibility and Metallogenic
Mechanism for Glutenitetype CuPbZnU Deposits in the Western of Tarim Basin
FANG Weixuan, JIA Runxing, GUO Yuqian, LI Tiancheng, WANG Lei, HUANG Zhuanying
(China Nonferrous Metals Resource Geological Survey, Beijing 100012, China)
Abstract: The important MesozoicCenozoic glutenitetype CuPbZnU metallogenic belts are located at the western of Tarim Basin. The largesize Sareke glutenitetype Cu deposit and Wulagen PbZn deposit are in the development period. They still have highpotential exploration; however, the metallogenic mechanism is not clear, so that it is difficult for metallogenic prediction and prospecting. The tectonic and geochemical lithofacies show that the basin system including foreland, intermountain and hinterland basins around Southwest Tianshan orogenic belt, has different controls on glutenitetype Cu, PbZn and U deposits. Firstly, the Mesozoic intermontane pullapart graben basin in Sarekebayi, which is a secondary basin attached to Tuoyun MesozoicCenozoic hinterland basin, is located at the northern of Southwest Tianshan orogenic belt. The Sareke glutenitetype Cu deposit is hosted by amaranthine irony conglomerate in the upper part of the Upper Jurassic Kuzigongsu Formation in this basin. Secondly, Wulagen glutenitetype PbZn deposit is hosted between the upper part of the Lower Cretaceous Kezilesu Group and the bottom of Palaeogene located at the foreland basin of the southern part of Southwest Tianshan orogenic belt. However, Bashibulake largesize glutenitetype U deposit is hosted in the Cretaceous Kezilesu Group of Jiashi foreland basin. Finally, the glutenitetype Cu deposit is hosted in the OligoceneMiocene and the top of the Palaeogene in the foreland basin system. Tectonic petrography features identifying the hydrocarbonrich basin fluid include bituminization alteration, bituminizationdiscolorous alteration, and multiple coupling patterns between cataclastic lithification and bituminization alteration. Nevertheless, the geochemical petrography features include the rich total organic carbon (TOC), and the hydrocarbonbearing saltwater, gasliquidgas/liquid hydrocarbon, light oil and asphalt from organic matter inclusions in the mineral inclusions, and the oreforming fluids with low and middle salinities, and the orebody of CuAgMo intergrowth, and the oxidized facies Cu, sulfured facies Cu and Mo sulfides. Therefore, the metallogenic mechanism of glutenitetype CuPbZnU deposits is clear. Firstly, the hydrocarbon source rocks have given off the hydrocarbon feeders by the snyfaults after tectonic inversion from the strikeslip sag to compressional deformation. Secondly, the tectonic lithofacies zones, including tectonic inversion zones, regional uncomformity, detachment tectonic belts, conglomerates with high porosity and permeability, are the tectonic tunnels for the largescale migration of hydrocarbonrich basin fluid. Thirdly, the argillaceous siltstones and gypsumbearing mudstones from the conglomerates with high porosity and permeability are the signs of tectonic petrography for lithostratigraphic traps. Finally, largescale hydrocarbonrich basin fluid and Cubearing amaranthine irony conglomerate (oxidized Cu) have multiplephase fluids and multiplecoupling structure, and maybe the mechanism for the largescale enrichment mineralization of glutenitetype Cu deposit; the mineralization of brine with lower temperature superimposed by hydrocarbonrich basin fluid maybe the mechanism for the enrichment mineralization of glutenitetype PbZn deposit; the multiple mixing of hydrocarbonrich basin fluid and the reduction of oxidized U maybe the mechanism for the enrichment mineralization of glutenitetype U deposit.
Key words: sedimenthost stratiform Cu deposit; CuPbZnU deposit; metallogenic mechanism; foreland basin; hinterland basin; intermontane faultingbasin; tectonic lithofacies method; hydrocarbonrich basin fluid with reductibility
0引言
沉積巖型銅礦床(砂礫巖型、砂巖型、頁巖型和白云巖型等)是全球主要銅礦床類型,約占全球銅礦床總含量的30%,僅次于斑巖型銅礦床,深受地學(xué)界和礦業(yè)界高度關(guān)注。從賦礦層位來看,大型—超大型沉積巖型銅礦床為元古宙、石炭系、二疊系—三疊系、白堊系、古近系和新近系等,如贊比亞銅礦省—扎伊爾的中—新元古界沉積巖型銅鈷礦帶、俄羅斯烏多坎砂巖型銅礦床、哈薩克斯坦杰茲卡茲甘石炭系砂巖型銅礦床、中國云南楚雄白堊系砂頁巖型銅礦床、波蘭盧賓銅礦床、德國曼斯菲爾德二疊系銅礦床和格陵蘭—?dú)W洲的二疊系—三疊系中砂礫巖型砂巖型頁巖型銅礦床[13]。在安第斯造山帶中的智利、玻利維亞、阿根廷和墨西哥砂礫巖型銅礦床賦存層位為白堊系和古近系—新近系。
塔里木盆地周緣古近系和新近系發(fā)育砂巖型銅礦床,而薩熱克大型砂礫巖型銅礦床賦礦層位為上侏羅統(tǒng)[46],它們與造山帶沉積盆地耦合轉(zhuǎn)換構(gòu)造系統(tǒng)有密切關(guān)系,以大陸擠壓體系為特點(diǎn),在全球十分特殊。沉積巖型銅礦床分布在云南和新疆,如塔里木盆地周緣古近系—新近系和侏羅系砂礫巖型銅礦床、云南濫泥坪震旦系砂礫巖白云巖型銅礦床、康滇元古宙隆起周緣中生界含銅砂頁巖型銅礦床、湖南麻陽白堊系和古近系中砂巖型銅礦床、六盤山—賀蘭山泥盆系中砂頁巖型和白堊系砂礫巖型銅礦床、玉門—肅南志留系砂巖型銅礦床。但從單個(gè)銅礦床規(guī)模來看,薩熱克砂礫巖型銅礦床規(guī)模最大,其外圍仍具有巨大的找礦潛力,但其成礦機(jī)制尚不明確,制約了深部和外圍進(jìn)一步找礦預(yù)測和勘查。
砂礫巖型鉛鋅礦床是全球主要鉛鋅礦床類型之一,從賦礦層位來看,大型砂礫巖型鉛鋅礦床主要產(chǎn)于元古界(如加拿大喬治湖鉛鋅礦床)、寒武系(如瑞典拉伊斯瓦爾鉛鋅礦床,鉛鋅資源儲量為392×104 t)、石炭系(如加拿大亞瓦鉛鋅礦床,鉛鋅資源儲量為142.4×104 t)、三疊系(如德國Mechernich鉛鋅礦床(儲量為405×104 t)和Maubach鉛鋅礦床(儲量為249.6×104 t))、侏羅系(如摩洛哥澤迪鉛鋅礦床)、古近系(如中國云南蘭坪砂礫巖型鉛鋅礦床,鉛鋅資源儲量為1 500×104 t)。在烏拉根中—新生代前陸盆地中,下白堊統(tǒng)頂部—古近系底部產(chǎn)出烏拉根超大型砂礫巖型鉛鋅礦床,其鉛鋅資源量遠(yuǎn)景達(dá)1 000×104 t,與花園—楊葉砂巖型銅礦帶在空間上同盆共存。
目前,薩熱克砂礫巖型銅礦床和烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床在成因上存在不同觀點(diǎn),形成機(jī)制尚存在較大爭論,但油田鹵水和有機(jī)質(zhì)參與成礦作用的機(jī)理受到關(guān)注[711]。然而,對成礦流體運(yùn)移構(gòu)造通道、盆地流體圈閉類型和圈閉構(gòu)造、盆地流體混合成礦機(jī)制等問題仍需要深入研究,尤其是塔里木盆地西部地區(qū)(簡稱“塔西地區(qū)”)砂礫巖型銅礦床、鉛鋅礦床和鈾礦床的成礦地質(zhì)背景是否有差異等科學(xué)問題研究很少。由于對塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床形成構(gòu)造地質(zhì)背景和成礦機(jī)制等一系列問題認(rèn)識不夠深入,嚴(yán)重制約了區(qū)域成礦預(yù)測、礦區(qū)深部和外圍找礦預(yù)測。本文進(jìn)一步研究解剖富烴類還原性盆地流體[6]形成機(jī)制、運(yùn)移通道、流體混合機(jī)制、野外可識別的構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志和沉積盆地系統(tǒng)內(nèi)在關(guān)系,從地球化學(xué)巖相學(xué)角度探索塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床成礦機(jī)制等問題,有助于提升對該成礦系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成礦機(jī)制的認(rèn)識,預(yù)期提高其區(qū)域成礦預(yù)測、礦區(qū)深部和外圍找礦預(yù)測,降低礦產(chǎn)勘查的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
1砂礫巖型銅鉛鋅礦床分布規(guī)律
在前陸盆地山間拉分?jǐn)嘞菖璧兀ㄔ焐綆?nèi)部)后陸盆地中,塔里木盆地西緣以西南天山造山帶為核心部位,已成為具有世界級規(guī)模的砂礫巖型銅鉛鋅區(qū)域成礦帶(圖1、2)。塔西地區(qū)分布有4個(gè)砂礫巖型銅鉛鋅鈾成礦帶、4個(gè)砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦賦礦層位和一批砂礫巖型銅鉛鋅礦床(點(diǎn))(圖1~3)。主要4個(gè)賦礦層位為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組(薩熱克式礫巖型銅礦床)、下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(烏拉根式砂礫巖型鉛鋅礦床和巴什布拉克砂巖型鈾礦床)、始新統(tǒng)(瑪依喀克砂巖型銅礦)、中新統(tǒng)安居安組(花園式砂巖型銅礦床)等,揭示塔西地區(qū)中—新生代沉積盆地系統(tǒng)中,砂礫巖型銅鉛鋅礦鈾成礦帶以西南天山造山帶為核心,其沉積盆地類型和含礦性仍有局域性特征。
1.1托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)和薩熱克式砂礫巖型銅成礦帶
北部薩熱克式砂礫巖型銅礦帶主要賦存于薩熱克巴依中生代山間拉分?jǐn)嘞菖璧刂?,該盆地屬托云中—新生代后陸盆地的次級盆地,現(xiàn)今殘留面積近100 km2。薩熱克式砂礫巖型銅礦帶賦存于上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組上段紫紅色鐵質(zhì)砂礫巖中(圖1、2)。2012年,新疆匯祥永金礦業(yè)有限公司完成了新疆烏恰縣薩熱克銅礦床北礦段地質(zhì)勘探工作,探獲資源儲量(331+332+333)為:銅礦石量1 33521×104 t,銅金屬量166 804 t,伴生銀金屬量152 263 kg,銅平均品位1.25%。該礦床現(xiàn)已建成大型礦山的生產(chǎn)能力為每天3 500 t,進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn),銅資源量達(dá)大型規(guī)模以上。
在造山帶沉積盆地構(gòu)造高原耦合轉(zhuǎn)換構(gòu)造域中[12],后陸盆地系統(tǒng)對于形成沉積巖型銅礦床[13]和“油氣煤鈾”多種能源礦產(chǎn)[14]同盆共存,具有十分優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件。①西南天山造山帶是在塔里木盆地泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)被動(dòng)陸緣系統(tǒng)[15]基礎(chǔ)上形成的華里西期—印支期造山帶,在二疊紀(jì)末期,西伯利亞古板塊持續(xù)向南漂移,并與塔里木板塊發(fā)生陸
1為礫巖、雜礫巖;2為粗砂質(zhì)細(xì)礫巖類;3為含礫粗砂巖類;4為砂巖類;5為粉砂巖類;6為泥巖類;7為泥質(zhì)灰?guī)r和泥晶灰?guī)r;8為泥灰質(zhì)同生角礫巖類;9為介殼灰?guī)r、含牡蠣生物碎屑灰?guī)r;10為含膏白云巖和含膏白云質(zhì)灰?guī)r;11為角礫狀石膏巖;12為絹云母方解石千枚巖;13為構(gòu)造片巖和糜棱巖;14為火山巖類;15為變基性火山巖類;16為綠泥石千枚巖;17為大理巖化灰?guī)r、大理巖;18為片巖類、石榴黑云母片巖等;19為角度不整合面;20為煤層、含煤碎屑巖系;21為鉛鋅礦床;22為銅礦床
陸碰撞造山,形成了北部中天山闊克沙勒嶺島弧造山帶。在北部中天山島弧造山帶和西南天山被動(dòng)陸緣造山帶之間,形成了位于吐爾尕特山之南托云山間拗陷沉降帶;在這種同造山期的陸內(nèi)山間盆地中,接受了下三疊統(tǒng)磨拉石相→細(xì)碎屑巖相。下三疊統(tǒng)俄霍布拉克組為一套淺灰紅和灰綠色粗礫巖、中細(xì)礫巖、砂巖夾黏土巖,局部含有煤線,厚2 223.0 m,與上石炭統(tǒng)高角度不整合接觸[16],其上被莎里塔什組呈角度不整合覆蓋。俄霍布拉克組發(fā)育后期斷裂帶,侵入有輝綠輝長巖脈群,并形成了斷層角礫巖化相帶,揭示在托云后陸盆地早三疊世就進(jìn)入陸內(nèi)山間拗陷盆地的初始成盆期,其構(gòu)造古地理與早三疊世印支運(yùn)動(dòng)陸陸碰撞造山事件密切有關(guān),因中—晚三疊世末處于持續(xù)造山隆升過程,而缺少中—上三疊統(tǒng)沉積。②在西南天山造山帶的南側(cè)相鄰塔北庫車前陸盆地中,三疊系繼承了晚二疊世前陸盆地構(gòu)造古地理格局,下三疊統(tǒng)由兩套灰綠色細(xì)碎屑巖及一套淺灰紅色、紫紅色中粗碎屑巖組成,厚1180~5410 m。中三疊統(tǒng)克拉瑪依組下部為紫紅色泥巖,上部為灰色泥巖、灰綠色中厚層細(xì)礫巖與灰色泥巖互層,厚200.0~885.0 m。上三疊統(tǒng)黃山街組為厚層塊狀泥巖、中厚層砂巖互層,底部為中厚層塊狀含礫砂巖夾礫巖透鏡體,厚300~5590 m;上三疊統(tǒng)塔里奇克組下部為中厚層礫巖、粗砂巖夾煤層,上部為砂巖、泥巖和礫巖夾煤層,厚260~4970 m[16]。③新疆烏恰縣托云中—新生代后陸盆地現(xiàn)今殘留面積約10 000 km2,其NW—SE向和SW—NE向?yàn)?個(gè)盆地長軸方向,明顯受塔拉斯—費(fèi)爾干納NW向走滑斷裂帶[1719]和次級NE向斷裂帶控制。與西南天山造山帶南側(cè)的烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)存在巨大差別,托云后陸盆地構(gòu)造古地理位置為中天山闊克沙勒嶺島弧造山帶與西南天山被動(dòng)陸緣造山帶之間,薩熱克巴依和庫孜貢蘇兩個(gè)山間拉分?jǐn)嘞荽渭壟璧鼐孕鼻形髂咸焐皆焐綆Х绞叫纬闪伺枭今詈吓c轉(zhuǎn)換構(gòu)造帶。④托云后陸盆地系統(tǒng)發(fā)育早侏羅世—古近紀(jì)幔源玄武巖噴發(fā)事件,形成了相應(yīng)的異常高古地溫場結(jié)構(gòu),受NW向和NE向次級超巖石圈同生斷裂帶控制顯著。⑤晚三疊世—早侏羅世初(137~159 Ma)西南天山造山帶發(fā)生了伸展垮塌,形成區(qū)域差異性構(gòu)造抬升和構(gòu)造斷陷,NW向塔拉斯—費(fèi)爾干納斷裂帶NW向走滑作用強(qiáng)烈[1719],以托云地區(qū)為中心地帶發(fā)生了構(gòu)造斷陷成盆,經(jīng)構(gòu)造抬升的周緣山體發(fā)生了剝蝕去頂作用,在托云后陸盆地系統(tǒng)中形成了中—下侏羅統(tǒng)河湖沼澤相沉積,與下伏下三疊統(tǒng)呈平行不整合接觸,氣候濕潤且植被繁茂,從而形成了侏羅紀(jì)河湖沼澤相含煤系地層。該后陸盆地系統(tǒng)后期受喜馬拉雅構(gòu)造擠壓作用,使盆地中部隆起,將盆地分成東、西兩部分。其構(gòu)造沉積演化過程可劃分為托云后陸盆地系統(tǒng)形成期(P2—T3)、后陸拉分?jǐn)嘞菖璧刂鞒膳杵谂c玄武巖噴發(fā)事件(J1—J2)、拉分?jǐn)嘞菖璧匚s期與幔源玄武巖噴發(fā)事件(J3—K2)、山間拉分?jǐn)嘞菖璧丿B加成盆期(E1)、山間斷陷壓陷疊加盆地轉(zhuǎn)換期(E2—N2)、開流山間盆地地貌景觀定型期(Q)等6個(gè)演化期次。⑥在托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)中,薩熱克巴依NE向山間拉分?jǐn)嘞菖璧睾蛶熳呜曁KNW向山間拉分?jǐn)嘞菖璧匾孕鼻形髂咸焐皆焐綆Х绞綐?gòu)成了沉積盆地造山帶耦合與轉(zhuǎn)換構(gòu)造格局,構(gòu)造古地理和盆地動(dòng)力學(xué)屬于山間拉分?jǐn)嘞菖璧?,具有尋找薩熱克式砂礫巖型銅礦床的良好成礦地質(zhì)條件。庫孜貢蘇NW向山間拉分?jǐn)嘞菖璧匾寻l(fā)現(xiàn)了較多煤礦和化探異常,具有較好的尋找砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床的找礦前景。
1.2烏魯—烏拉前陸盆地與砂礫巖型銅鉛鋅成礦帶
中部烏拉根式砂礫巖型鉛鋅礦—巴什布拉克砂巖型鈾礦成礦帶賦存于烏魯克恰其—烏拉根前陸盆地(簡稱“烏魯—烏拉前陸盆地”)中(圖1、3)。①烏拉根式砂礫巖型鉛鋅礦帶區(qū)域斷續(xù)延伸達(dá)350 km,康西鉛鋅礦床具有中型規(guī)模,其烏拉根北礦帶—達(dá)克鉛鋅礦、江格結(jié)爾鉛鋅礦、加斯鉛鋅礦、硝若布拉克鉛鋅礦、吉勒格鉛鋅礦、托帕鉛鋅礦等具有較大潛力。烏拉根超大型層控砂礫巖型鉛鋅礦床賦礦層位為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第五巖性段和上覆的古近系古新統(tǒng)阿爾塔什組坍塌角礫巖等。低溫圍巖蝕變主要為天青石化、黃鐵礦化、石膏化、瀝青化、褪色化、黃鉀鐵礬化等。紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司于2013年最終提交了(111b+331+332+333)總礦石量為22 23061×104 t,鋅金屬量為5 058 262 t,鉛金屬量為880 089 t,Zn平均品位為253%,Pb平均品位為036%。烏拉根鉛鋅礦床建設(shè)開發(fā)規(guī)模為每天5 000 t原生礦采選系統(tǒng)和每天3 000 t氧化礦采選系統(tǒng),采選規(guī)模達(dá)到每天8 000 t,規(guī)劃建設(shè)了一個(gè)年產(chǎn)10×104 t鋅冶煉系統(tǒng),形成采選冶生產(chǎn)系統(tǒng)閉合大循環(huán)。②以巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床為核心,與同一賦礦層位相鄰4個(gè)鈾礦點(diǎn)等組成了砂巖型鈾成礦帶,賦存于克孜勒蘇群下段褪色化蝕變礫巖和蝕變含礫粗砂巖中。③南部花園式砂巖型銅礦帶位于古近系—新近系中(圖1、3)。烏恰—溫宿—拜城—輪臺地區(qū)的古近系—新近系砂巖型銅礦床(滴水式含銅膏鹽巖砂巖灰?guī)r)和礦化帶東西方向長800 km,寬約40 km。這些砂礫巖型銅鉛鋅礦床和礦化帶在區(qū)域上穩(wěn)定產(chǎn)出,分布有系列中小型礦床(楊葉、花園、吉勒格、伽師銅礦等)、礦點(diǎn)和化探異常,具有世界級砂礫巖型銅鉛鋅成礦帶規(guī)模,顯示出巨大的找礦前景。
1.3帕米爾高原前陸盆地系統(tǒng)與砂巖型銅成礦帶
南部邊緣瑪依喀克砂巖型銅成礦帶位于烏帕爾斷裂帶南側(cè)古近系喀什群頂部(圖1)和新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)褪色化蝕變砂巖中,主要有薩哈爾、瑪依喀克、休木喀爾和喬克瑪克等砂巖型銅礦床等。該砂巖型銅成礦帶長度近500 km,主要形成于帕米爾構(gòu)造高原北側(cè)弧形前陸沖斷褶皺帶;古近系—新近系為典型陸內(nèi)前陸盆地系統(tǒng),新近紀(jì)末期—第四紀(jì),在喜馬拉雅期形成的顯著陸內(nèi)造山作用下,形成了自南向北的疊瓦式逆沖推覆構(gòu)造帶和沖斷褶皺帶,西部走向?yàn)镹E向,中部近EW向呈弧形展布,東部呈NW向并以伽師—喀瓦恰特為弧頂區(qū)域。砂巖型銅成礦帶主要產(chǎn)于沖斷褶皺構(gòu)造帶中。
1.4區(qū)域賦礦層位與盆地構(gòu)造巖相學(xué)特征
劉增仁等厘定了塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅礦床3個(gè)賦存層位[4]。從構(gòu)造高原造山帶沉積盆地耦合轉(zhuǎn)換角度來看,中—新生代沉積盆地的盆地基底構(gòu)造層和原有的礦床類型、沉積盆地構(gòu)造古地理位置、盆地構(gòu)造沉積演化史對于塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅礦床具有一定控制作用。
(1)塔西地區(qū)盆地下基底構(gòu)造層以元古宙為主,現(xiàn)今以殘留的構(gòu)造巖塊和斷隆巖塊形式出露,組成了西南天山造山帶核部帶,具有低麻粒巖相角閃巖相高綠片巖相等中—高級變質(zhì)地體特征,中—新生代到現(xiàn)今仍分割了托云后陸盆地系統(tǒng)和烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)(圖1)。其中,脆韌性剪切帶中發(fā)育多期構(gòu)造變形變質(zhì),早期(格林威爾期期)為順層滑脫型韌性剪切帶,晚期(晉寧期)為切層脆韌性剪切帶,形成了造山型金銅礦床(點(diǎn)),它們?yōu)橄噜彸练e盆地可提供原始成礦物質(zhì)來源。
(2)塔西地區(qū)盆地上基底構(gòu)造以古生界為主,現(xiàn)今以構(gòu)造巖片形式出露在西南天山造山帶外帶中,為華里西期—印支期形成的、以古生界為主組成的沖斷褶皺帶和逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng),它們是西南天山造山帶外帶構(gòu)造地層系統(tǒng)(圖1、2)。在古生代碳酸鹽巖和大理巖中,發(fā)育MVT型鉛鋅礦床,如霍什布拉克和薩里塔什鉛鋅礦床等。烏魯—烏拉前陸盆地均經(jīng)歷了侏羅紀(jì)—早白堊世陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞莩膳琛戆讏资绤^(qū)域構(gòu)造抬升→古近紀(jì)海灣盆地→新近紀(jì)前陸盆地演化歷史,它們以古生代地層為主要蝕源巖區(qū),盆地上基底構(gòu)造層中鉛鋅礦床能夠提供鉛鋅原始成礦物質(zhì)來源。
(3)薩熱克大型砂礫巖型銅礦床賦存在上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組上段紫紅色鐵質(zhì)砂礫巖類,沉積相為旱地扇扇中亞相;受托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)中次級盆地控制,薩熱克巴依中生代次級盆地為NE向陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞菖璧?,?gòu)造古地理位置為斜切西南天山造山帶。薩熱克南和薩熱克北NE向兩個(gè)盆地邊界同生斷裂帶走滑拉分?jǐn)嘞莩膳铻橹骺匾蛩兀谕碣_世初期,兩個(gè)NE向盆地邊界同生斷裂帶發(fā)生了構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用,最終在對沖厚皮式逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)作用下,形成了薩熱克裙邊式復(fù)式向斜構(gòu)造系統(tǒng),后期疊加了幔源堿性輝綠輝長巖脈群上涌侵位和區(qū)域褪色化蝕變熱事件。
(4)烏拉根超大型層控砂礫巖型鉛鋅礦床賦存在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第五巖性段和上覆的古近系古新統(tǒng)阿爾塔什組坍塌角礫巖相層等,烏拉根超大型層控砂礫巖型鉛鋅礦床和康西鉛鋅礦床受烏拉根中—新生代前陸盆地控制。東部托帕砂礫巖型銅鉛鋅礦床受托帕前陸盆地控制,而西部江格結(jié)爾砂礫巖型銅鉛鋅礦床受烏魯克恰其前陸盆地控制;共同特征是以盆地上基底構(gòu)造層為主要蝕源巖區(qū),以盆地下基底構(gòu)造層為次要蝕源巖區(qū)。而烏魯克恰其前陸盆地東部和伽師前陸盆地以盆地下基底構(gòu)造層為主要蝕源巖區(qū),以盆地上基底構(gòu)造層為次要蝕源巖區(qū),但在泥盆系中含銅赤鐵礦床中發(fā)育含銅菱鐵礦體,因此,在下白堊統(tǒng)頂部形成了砂礫巖型銅礦帶和砂巖型鈾礦帶,與前述以砂礫巖型鉛鋅礦床為主的3個(gè)前陸盆地在礦種上有過渡關(guān)系和差異性。
在西南天山造山帶南側(cè)的前陸盆地系統(tǒng)中分布有古近系和新近系砂巖型成礦帶,主要賦存層位是烏恰—溫宿—拜城—輪臺地區(qū)前陸盆地古近系和新近系。在新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)克孜洛依組和中新統(tǒng)安居安組中,賦礦巖系為含銅膏鹽巖砂巖灰?guī)r系,如楊葉、花園、吉勒格、伽師銅礦等。
西南天山造山帶南側(cè)的前陸盆地系統(tǒng)因近EW向山前同生斷裂帶盆地基底構(gòu)造層后期構(gòu)造變形樣式和構(gòu)造差異,其構(gòu)造沉積演化歷史差異(圖1、2)和構(gòu)造流體耦合成礦作用也具有類似性和差異性,在近似的前陸盆地演化過程中仍然具有一些差異,其構(gòu)造演化歷史和礦種差異較為明顯,從西到東區(qū)域構(gòu)造成礦分帶明顯。①烏魯克恰其前陸盆地在庫孜貢蘇運(yùn)動(dòng)期因西南天山造山帶不斷抬升,晚侏羅世山前同生斷裂帶南側(cè)斷陷沉降,形成了半地塹式成盆作用,經(jīng)歷了J3—K1半地塹式斷陷成盆、K2—N1壓陷成盆、N2—Q1壓陷盆地萎縮期,烴源巖發(fā)育,但含煤碎屑巖系不發(fā)育。其西側(cè)為NE向古生代逆沖推覆斷褶構(gòu)造巖片,在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部產(chǎn)出江格結(jié)爾砂礫巖型銅鉛鋅礦床。其前陸盆地北側(cè)和東北側(cè)以盆地下基底構(gòu)造層為主,局部殘留盆地上基底構(gòu)造層,在煉鐵廠含銅赤鐵礦床產(chǎn)于泥盆系中,變粗面質(zhì)凝灰?guī)r發(fā)育,在前陸盆地東北側(cè)下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部河湖三角洲相含礫粗砂巖砂巖中形成了砂礫巖型銅礦床,在古近系中形成了石膏巖和含膏泥巖,為海灣潟湖蒸發(fā)巖相。北側(cè)山前同生斷裂帶后期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),形成了由長城系組成的沖斷褶皺帶,并逆沖推覆到該前陸盆地北側(cè)上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)之上。②伽師前陸盆地在中侏羅世開始形成半地塹式斷陷成盆,受西南天山造山帶山前同生斷裂帶控制顯著;晚侏羅世庫孜貢蘇運(yùn)動(dòng)期間,曾經(jīng)歷了短暫抬升,東部殘留有厚度不大的上侏羅統(tǒng),向西逐漸減薄消失,暗示其西部構(gòu)造抬升較為強(qiáng)烈。中侏羅統(tǒng)為砂巖型鈾礦賦存層位,但尚未發(fā)現(xiàn)砂礫巖型銅鉛鋅礦床。其顯著特征是在伽師中生代前陸盆地中形成了中生代砂礫巖型鈾成礦帶,巴什布拉克鈾礦床賦存在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群下段沖積扇相礫巖中。在伽師中—新生代前陸盆地中,新近系安居安組形成了砂巖型銅成礦帶,以伽師和楊葉砂巖型銅礦床為代表。該前陸盆地南部受帕米爾高原山前向北疊瓦式逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)和沖斷褶皺帶影響較大,為弧形構(gòu)造系統(tǒng)向北突出的弧頂部位。北側(cè)為西南天山造山帶南側(cè)高角度逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)。③烏拉根前陸盆地在前陸盆地系統(tǒng)中最為特殊,其南側(cè)為烏拉根元古宙隆起帶(盆地下基底構(gòu)造層長城系阿克蘇巖群),北側(cè)為大部分已經(jīng)遭受剝蝕而消失的古生代斷褶帶,現(xiàn)今殘留古生代斷褶帶保存了NW向趨勢。賦存在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部的砂礫巖型鉛鋅成礦帶大致呈半環(huán)形分布,繼承了侏羅紀(jì)—下白堊世海灣盆地的特征,晚白堊世經(jīng)歷了區(qū)域性構(gòu)造抬升并缺失上白堊統(tǒng),在克孜勒蘇群頂部形成了古風(fēng)化殼和巖溶角礫巖,古近紀(jì)初期形成了大規(guī)模海侵,古近系阿爾塔什組底部坍塌角礫巖和石膏巖石膏天青石巖天青石巖。它們?yōu)镃aSO4SrSO4式硫酸鹽型盆地鹵水同生沉積作用形成的蒸發(fā)巖相,也是烏拉根鉛鋅礦天青石礦賦礦巖相重要的物質(zhì)組成,古近紀(jì)逐漸發(fā)展為淺—濱海相和瀉湖相,形成了含膏泥巖和石膏礦床。烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦床分布于烏拉根向斜南、北兩翼。鉛鋅礦體底板圍巖(克孜勒蘇群第四巖性段紫紅色粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖)和上盤圍巖(阿爾塔什組底部角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、坍塌巖溶白云質(zhì)角礫巖、含石膏天青石巖和石膏巖)組成了富烴類還原性盆地流體的巖性巖相封閉層[4,7]。烏拉根鉛鋅礦體呈似層狀和層狀產(chǎn)于克孜勒蘇群第五巖性段灰白色塊狀砂礫巖(辮狀河三角洲相),為塔西地區(qū)烏拉根式砂礫巖型鉛鋅礦床主要賦礦層位,低溫圍巖蝕變?yōu)槭嗷?、方解石化、白云石化、天青石化、黃鐵礦化、瀝青化和褪色化(漂白化蝕變)等,具油田低溫?zé)猁u水大規(guī)模運(yùn)移和有機(jī)質(zhì)參于成礦特征[4,710]。
(5)薩哈爾銅礦床位于帕米爾構(gòu)造高原北側(cè)弧形構(gòu)造結(jié)西北側(cè)的NE向沖斷褶皺帶中。新近系帕卡布拉克組以礫巖、泥巖和石英砂巖為主;薩哈爾銅礦床以泥巖、粉砂巖和石英砂巖為主;灰白色褪色化蝕變砂巖為主要賦礦層位,含銅巖相為含膏泥巖和砂巖,形成于前陸盆地中。原生硫化礦以輝銅礦和自然銅為主,氧化礦以藍(lán)銅礦、孔雀石、自然銅和少量硫化銅為主。盆地上基底構(gòu)造層由志留系—泥盆系組成,其志留系塔爾特庫里組上部以石英砂巖、硅質(zhì)板巖和千枚巖類為主,下部以灰?guī)r和玄武巖為主。薩哈爾斷褶構(gòu)造帶為薩哈爾依南和依北兩條斷裂所夾持,不對稱向斜造成其兩翼翹起,受吉根斷裂影響造成南翼緩而北翼陡,北翼局部倒轉(zhuǎn)并發(fā)育次級褶皺;兩翼侏羅系向核部為白堊系,發(fā)育穿盆斷裂并控制了銅化分布和層間斷裂,次級裂隙節(jié)理發(fā)育。礦區(qū)南部發(fā)育輝長巖和輝綠巖脈群,巖脈兩側(cè)伴有褪色化蝕變砂巖,含石英輝銅礦化脈。
(6)新疆烏恰縣東南瑪依喀克山砂巖型銅礦床位于帕米爾構(gòu)造結(jié)的弧頂突刺部位沖斷褶皺帶,總體地形呈現(xiàn)西南高聳而東北漸低趨勢,中部近EW向呈弧形展布,砂巖型銅成礦帶主要產(chǎn)于沖斷褶皺構(gòu)造帶中。該區(qū)域發(fā)育盆地下基底構(gòu)造層和上基底構(gòu)造層,且均發(fā)育銅鉛鋅成礦帶,能夠提供原始成礦物質(zhì)。中—新生代前陸盆地以古近系巴什布拉克組和新近系克孜洛依組、安居安組、帕卡布拉克組為主,古近系巴什布拉克組紫色與灰綠色砂巖和粉砂巖等為砂巖型銅礦床主要賦存層位,新近系克孜洛依組灰色和褐灰色巖屑砂巖次之,砂巖型銅礦床受褪色化蝕變砂巖層位和沖斷褶皺帶復(fù)合控制。Cu、Zn、Pb、Au等化探異常和多處礦化線索圈出了銅、鉛、鋅礦(化)體,限于地形和交通條件,其勘查程度不高。
2富烴類還原性盆地流體與構(gòu)造巖相
2.1烴源巖層位與沉積巖巖相學(xué)特征(源)
在薩熱克銅多金屬金銅鉛鋅鐵煤礦田內(nèi)共有22處礦床(點(diǎn))。①薩熱克大型砂礫巖型銅礦床劃分為北礦帶和南礦帶,深部鉆孔證實(shí)其為一個(gè)整體礦床,受薩熱克裙邊式復(fù)式向斜構(gòu)造系統(tǒng)控制。③烏恰沙里拜、疏勒和鐵熱蘇克等3處小型煤礦,賦存在侏羅系含煤碎屑巖系中,現(xiàn)今出露或隱伏在薩熱克巴依中生代盆地邊緣。③中元古界阿克蘇巖群為盆地下基底構(gòu)造層,其中分布有澤木丹金銅礦點(diǎn)等8處造山型金礦和金銅礦,主要受脆韌性剪切帶控制。盆地上基底構(gòu)造層為古生界,其石炭系中鉛鋅礦化點(diǎn)和金礦點(diǎn)受沖斷褶皺帶和脆韌性剪切帶控制。
(1)早—中侏羅世含煤粗碎屑巖系為主要烴源巖系。①下侏羅統(tǒng)莎里塔什組為沖積扇相粗碎屑巖系,向上為康蘇組扇三角洲相由薄層細(xì)礫巖石英砂巖巖屑砂巖泥質(zhì)細(xì)砂巖等組成的含煤碎屑巖系,最終演化為湖沼相黑色碳質(zhì)泥巖灰黑色粉砂巖煤層??堤K組扇三角洲相為含煤碎屑巖系??堤K期古氣候?yàn)闇嘏睗癍h(huán)境,有利于植物生長和有機(jī)質(zhì)聚集,早侏羅世盆地邊界同生斷裂帶控制的山前濕地扇相扇三角洲相湖沼相體為在康蘇組中形成含煤巖系提供了良好的構(gòu)造古地理?xiàng)l件。②楊葉組下部含煤粗碎屑巖中含2、3個(gè)煤層,單煤層厚度最大可達(dá)2 m。楊葉組上部以紫紅色泥巖與灰綠色泥巖為特征。采用校正硼含量恢復(fù)古鹽度為1494‰~23.73‰,楊葉組形成于半咸水湖泊環(huán)境。古氣候?yàn)闇嘏睗癍h(huán)境,有利于植物生長和有機(jī)質(zhì)聚集,形成了沉積物粒度向上變細(xì)的含煤粗碎屑巖系。總之,康蘇組、楊葉組含煤巖系和富含有機(jī)質(zhì)泥巖組成了烴源巖。
(2)薩熱克巴依盆地侏羅系煤巖烴源巖生烴能力強(qiáng)。在康蘇組和楊葉組中,含煤碎屑巖系和煤層,以烏恰煤礦、疏勒煤礦、鐵熱蘇克煤礦、巴依基底隆起帶南側(cè)隱伏煤礦層和含煤碎屑巖系為代表。烏恰沙里拜煤礦位于薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)以北10 km處,薩熱克巴依次級盆地為良好的中生代成煤盆地,其構(gòu)造古地理特征為盆地的南、北、西側(cè)三面環(huán)山,西北端與托云中—新生代后陸盆地連通。該煤礦賦存于下侏羅統(tǒng)康蘇組中,與康蘇煤礦、烏恰煤礦和反修煤礦賦礦層位相同。康蘇組煤層和含煤碎屑巖系屬湖泊沼澤相砂泥質(zhì)碎屑巖夾煤層沉積。康蘇組巖性為淺灰、灰色薄—中層狀石英砂巖、細(xì)粒巖屑石英砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖、灰黑色粉砂巖、黑色炭質(zhì)泥巖、煤層和煤線,下部見有較多灰色薄層礫巖,煤層主要分布在該組中上部。楊葉組巖性為灰綠色薄—中層狀巖屑砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖夾煤線,為疏勒煤礦和鐵熱蘇克煤礦含煤層位。烏恰沙里拜煤礦床共有煤層和煤線6層,其中可采煤層有4層;可采煤層呈層狀或似層狀產(chǎn)出,斷續(xù)延伸長度4 300~7 700 m,可采厚度0.81~3.23 m。煤質(zhì)均屬亮煤型,凝膠化物質(zhì)含量為94%,屬高硫、高灰分、低磷煉焦煤,變質(zhì)程度屬瓦斯焦肥煤階段,成因類型屬湖泊沼澤相沉積型煤礦。
薩熱克砂礫巖銅礦區(qū)康蘇組煤巖能夠提供大量烴源物質(zhì),富烴類還原性盆地流體來源豐富。①鏡質(zhì)體反射率(Ro)是溫度、時(shí)間的函數(shù),有效記錄了沉積地層經(jīng)歷的最高古地溫[2023],本文選取康蘇組煤巖進(jìn)行煤巖鏡質(zhì)體反射率測試(表1),恢復(fù)該沉積盆地演化史。本文煤巖的最小鏡質(zhì)體反射率(Rmin)在0817%~1201%之間,與塔里木盆地鏡質(zhì)體反射率[24]對比,推測該煤巖埋藏深度在3 500 m左右,古地溫為100 ℃~120 ℃。②與不同母質(zhì)類型烴源巖排氣效率[25]相比,Ro在0.817%~1.201%之間,排烴效率為75%~80%。③一般來說,Ro為05 %~0.7 %時(shí),對應(yīng)生油門限,而Ro為07 %~13 %時(shí)一般對應(yīng)主要生油區(qū),本區(qū)煤巖Rmin在0817%~0953%之間,最大鏡質(zhì)體反射率(Rmax)在0897%~1201%之間,均已超過了生油門限,進(jìn)入主要生油區(qū)范圍,這些煤巖能夠提供富烴類還原性盆地流體(油氣類流體)。④薩熱克砂礫巖型銅礦床石英、方解石和白云石中礦物包裹體發(fā)育相吻合的含烴鹽水、氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴、輕質(zhì)油等3類相態(tài)的礦物包裹體,因此,推測本區(qū)煤巖可以形成以油相、水溶相和氣溶相為主的富烴類還原性盆地流體。⑤從煤熱解試驗(yàn)結(jié)果來看,塔里木盆地煤炭樣品Ro為0.65%,當(dāng)Ro為0.8%時(shí),輕烴開始生成,當(dāng)Ro達(dá)到1.1%時(shí),輕烴進(jìn)入大量生成階段[26]。本文4件煤炭樣品Ro為0817%~1201%,平均值為0.976%,與塔里木盆地侏羅系煤炭樣品基本相似,進(jìn)入輕烴開始生成到大量生成階段,具有良好的烴類初次運(yùn)移基礎(chǔ)[2427]。⑥從有機(jī)組分的碳同位素來看,塔里木盆地三疊系—侏羅系陸相腐殖型烴源巖可溶有機(jī)組分的碳同位素組成(δ13C值)一般大于-28‰[27],薩熱克銅礦石中有機(jī)質(zhì)δ13C值為-20.79‰~-19.65‰[6],兩者也基本相似。上述結(jié)果表明,薩熱克盆地流體中的有機(jī)質(zhì)可能與下伏康蘇組、楊葉組煤層的熱解有關(guān)。⑦總之,本區(qū)煤巖可能經(jīng)歷了埋藏深度3 500 m左右和古地溫100 ℃~120 ℃,已經(jīng)進(jìn)入輕烴開始生成到大量生成階段,能夠形成排烴事件和高效的排烴,具有形成富烴類還原性盆地流體的烴源巖基礎(chǔ)和排烴動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。
2.2富烴類還原性盆地流體與地球化學(xué)巖相學(xué)記錄標(biāo)志
富烴類還原性盆地流體在薩熱克砂礫巖型銅礦床形成過程中具有十分重要的作用,也形成了相應(yīng)的地球化學(xué)巖相學(xué)記錄和標(biāo)志。其總瀝青化和瀝青化褪色化蝕變,總有機(jī)碳(TOC),含烴鹽水、氣液態(tài)烴、輕質(zhì)油和瀝青類烴類礦物包裹體等(圖4)直接記錄了富烴類還原性盆地流體活動(dòng)歷史和地球化學(xué)巖相學(xué)標(biāo)志。
(1)在薩熱克砂礫巖型銅礦床的礦石中,總有機(jī)碳越高,銅礦石品位越高,揭示總有機(jī)碳與銅富集成礦有十分密切的關(guān)系。如在薩熱克北礦帶深部坑道中,賦存在切層斷裂帶的含瀝青斷層泥中,經(jīng)XRF測試,屬于富銅礦石(Cu品位高于1.5%)。這種富銅礦石呈切層產(chǎn)出,屬薩熱克巴依次級盆地在后期改造過程中形成的富銅礦石,疊加在含銅砂礫巖層之中呈現(xiàn)切層產(chǎn)出的特征。經(jīng)采樣分析總有機(jī)碳為328%~478%,銅礦石Cu品位為150%~589%。
(2)在黑色強(qiáng)瀝青化蝕變帶中,瀝青化蝕變巖的δ13C值為-2079‰~-1965‰,Cu品位超過20%,屬于有機(jī)質(zhì)成因的碳質(zhì)。甲烷的產(chǎn)生由兩部分所組成,即重碳甲烷(13CH4)和正常甲烷(12CH4),甲烷δ13C值分別為-20‰~-18‰和-25‰~-20‰[28]。本研究區(qū)東側(cè)庫車前陸盆地中,主要烴源巖為三疊系—侏羅系暗色泥巖及煤系泥巖、煤巖,庫車前陸盆地中克拉蘇構(gòu)造帶的天然氣可能與煤系烴源巖有關(guān),煤成氣的δ13C值為-273‰~-185‰[29]。本區(qū)與庫車前陸盆地侏羅系烴源巖特征相同,δ13C值也與庫車前陸盆地中克拉蘇構(gòu)造帶的天然氣(煤成氣)碳同位素組成相吻合,因此,這些富銅高有機(jī)質(zhì)的銅礦石是在薩熱克巴依次級盆地后期改造過程中,下伏侏羅系含煤泥巖系中形成了大量煤成氣沿?cái)嗔褞Ш土严稁仙瑢⒑~紫紅色砂礫巖中氧化相銅大量還原為銅硫化物相的結(jié)果。
(3)礦物流體包裹體研究證明富烴類還原性盆地流體成分具有明顯的演化趨勢。早期以含烴鹽水、氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴為主;中期以烴類輕質(zhì)油為主;晚期以輕質(zhì)油并出現(xiàn)瀝青化為主(圖4~6)。①薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)第一期石英、方解石和白云石等礦物包裹體以含烴鹽水包裹體為主。對含烴鹽水盆地流體以鹽度劃分為兩類:一類為在方解石和白云石礦物包裹體中的含烴鹽水,平均鹽度為1747%~2312%(NaCl當(dāng)量),為中鹽度; 另一類為石英方解石礦物包裹體中的含烴鹽水,鹽度為320%~1228%(NaCl當(dāng)量),為低鹽度。這兩類流體揭示了盆地流體混合成礦作用的存在。②第二期礦物包裹體也存在兩類鹽度的含烴鹽水,方解石中含烴鹽水包裹體鹽度為2238%(NaCl當(dāng)量),石英中含烴鹽水包裹體鹽度為28%(NaCl當(dāng)量)。突出特征是方解石和石英中存在輕質(zhì)油包裹體,揭示存在兩類不同鹽度的含烴鹽水和輕質(zhì)油,推測其曾存在兩類含烴鹽水盆地和輕質(zhì)油等多相流體混合作用。③在高成熟天然氣藏儲層中,一般缺乏氣液兩相石油包裹體,
而含烴鹽水包裹體在天然氣藏儲層中普遍存在[30]。薩熱克砂礫巖型銅礦床的石英等礦物中氣液兩相包裹體發(fā)育(圖4、5),以CO2和CH4為主,含有少量N2。在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū),早期含烴鹽水中氣態(tài)烴、液態(tài)烴和氣液態(tài)烴等三相態(tài)的存在(圖4)揭示早期富烴類還原性盆地流體以含烴鹽水型盆地流體運(yùn)移為主,以氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴為主要運(yùn)移方式,類似于天然氣藏中烴類運(yùn)移。本區(qū)礦物包裹體中烴類成分與滇黔交界區(qū)玄武巖型銅礦床礦物包裹體具有相似性[31]。④中期在含烴鹽水存在三相態(tài)烴類,而且輕質(zhì)油僅在晚期石英方解石礦物包裹體中發(fā)育(圖5),揭示富烴類還原性盆地流體從三相態(tài)烴類已經(jīng)演進(jìn)到輕質(zhì)油類,即“天然氣石油”烴類流體轉(zhuǎn)變和混合相區(qū)。⑤晚期以黑色瀝青化蝕變相充填在層間斷裂和切層斷裂帶中,形成了黑色強(qiáng)瀝青化蝕變相→灰黑色中瀝青化蝕變相→灰色瀝青化褪色化蝕變相。
2.3礦物地球化學(xué)巖相學(xué)特征與盆地流體混合機(jī)制
富烴類還原性盆地流體與含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖(氧化相銅)因兩類盆地流體(或流體巖石)相互作用,富烴類強(qiáng)還原性盆地流體將含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖中初始富集作用形成的氧化相銅大量還原,形成了輝銅礦沉淀。這種兩類盆地流體之間存在顯著的、氧化還原作用形成的地球化學(xué)巖相學(xué)界面,輝銅礦是薩熱克砂礫巖型銅礦床的主要礦石礦物。這種地球化學(xué)巖相學(xué)界面相互作用在輝銅礦和其他銅硫化物礦物成分中具有礦物地球化學(xué)巖相學(xué)記錄。
(1)經(jīng)人工重砂分析表明,該類富銅礦石礦物主要有輝銅礦、黃銅礦和斑銅礦,輝銅礦約占重礦物的7048%,黃銅礦占1215%,斑銅礦占775%。輝銅礦斑銅礦黃銅礦是銅硫化物相主要組成礦物;輝銅礦是主要礦石礦物,占銅硫化物總量的70%,揭示其成礦環(huán)境為高銅低硫環(huán)境。輝銅礦硫同位素組成(δ34 S值)為-240‰~-190‰,指示S來自地層中大量硫酸鹽的生物還原作用[32]。
(2)電子探針分析揭示,輝銅礦具有3個(gè)不同亞種(表2):①銀輝銅礦,Ag含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)為518%~744%,Cu為7058%~7423%,S為2011%~2309%,F(xiàn)e不高于108%,銀輝銅礦具有富銅銀和低鐵硫特征;②輝銅礦,Ag含量為039%~331%,Cu為7482%~7679%,S為2068%~2298%,F(xiàn)e不高于027%,輝銅礦具有富銅銀和低鐵硫特征;③鐵輝銅礦,Ag含量為075%~3.67%,Cu為6000%~6367%,S為2518%~2637%,F(xiàn)e為889%~1150%,鐵輝銅礦具有低銅銀和高鐵硫特征。本區(qū)輝銅礦Ag含量均較高(0.39%~7.44%),并形成了銀輝銅礦。本區(qū)共伴生銀資源主要富集在輝銅礦中;輝銅礦含As、Sb、Co和Ni均較低,但含有微量Mo、Pb和Zn等。3個(gè)輝銅礦亞種和含銅赤鐵礦揭示了礦物地球化學(xué)巖相學(xué)分帶特征為銀輝銅礦(強(qiáng)還原相)→輝銅礦(還原相)→鐵輝銅礦(氧化還原相)→含銅赤鐵礦(氧化相),也是兩類流體混合的礦物地球化學(xué)巖相學(xué)記錄。薩熱克砂礫巖型銅硫化物類礦物組合和輝銅礦成分特征,與紫金山高硫型金銅礦和二疊系玄武巖銅礦具有明顯不同的特征[3334] 。
3砂礫巖型銅鉛鋅礦床成礦機(jī)制
3.1含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類(初始成礦地質(zhì)體)
薩熱克大型砂礫巖型銅多金屬礦床初始富集成礦地質(zhì)體為庫孜貢蘇組旱地扇扇中亞相含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類。紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖初始富集成礦物質(zhì)Cu含量為(77.3~1 0800)×10-6,Pb為(893~9490)×10-6,Zn為(272~1 049)×10-6,伴有Ag和Mo,而Cu和Mo以氧化相銅和鉬為主。
在薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦區(qū)采用校正硼含量恢復(fù)古鹽度,庫孜貢蘇組古鹽度相對較高,顯示其為半咸水沉積環(huán)境,但尚未達(dá)到盆地鹵水的鹽度水平,且Cu含量為(3519~12430)×10-6,證明其沉積環(huán)境有利于銅成礦物質(zhì)形成初始富集。古鹽度值最低的是下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群,且Cu含量為(332~699)×10-6,相對其他地層來說較低,顯示其為微咸水—淡水沉積環(huán)境;古鹽度值最高的是中侏羅統(tǒng)塔爾尕組,顯示其為咸水沉積環(huán)境。薩熱克砂礫巖型銅多金屬礦床上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組為賦礦層位,且古鹽度相對較高,因此,半咸水沉積環(huán)境更有利于初始富集,對富烴類還原性盆地流體改造富集和輝綠輝長巖疊加成礦提供了良好的初始成礦物質(zhì)。
3.2富烴類還原性盆地流體活動(dòng)歷史與盆地演化之間的關(guān)系
本文選擇輝銅礦和含銅瀝青進(jìn)行ReOs同位素模式年齡、輝銅礦ReOs同位素等時(shí)線年齡進(jìn)行富烴類還原性盆地流體活動(dòng)歷史研究。
(1)含銅瀝青全巖ReOs同位素模式年齡為(220±3)Ma和(180±3)Ma,其輝銅礦ReOs同位素模式年齡為(1834±25)Ma 和(5123±303)Ma,可能揭示了富烴類還原性盆地流體第一次排泄運(yùn)移期,其烴源巖源區(qū)形成年齡為上三疊世—下侏羅世和寒武紀(jì)烴源巖。這些輝銅礦和含瀝青輝銅礦可能以微細(xì)輝銅礦顆粒(或納米級微粒)形式隨富烴類還原性盆地流體一起運(yùn)移。
(2)初始成巖成礦期年齡以第二組輝銅礦ReOs同位素模式年齡((157±2)~(178±4)Ma)為代表,輝銅礦ReOs同位素等時(shí)線年齡為(1663±28)Ma,樣品數(shù)為6個(gè),平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為12,該組數(shù)據(jù)精度高,可能為輝銅礦初始成礦期年齡。該組年齡值與薩熱克巴依次級盆地在中侏羅世末—晚侏羅世初期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件相一致,即富烴類還原性盆地流體初始成巖成礦期為中侏羅世末期土阿辛階到晚侏羅世初期牛津階((183±15)~1556 Ma),薩熱克巴依陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞菖璧匕l(fā)生了構(gòu)造反轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)殛憙?nèi)壓陷體制下的尾閭湖盆,東部基底不斷抬升并將其圍限和封閉,第一期輝銅礦形成年齡為(1663±28)Ma。
(3)富烴類還原性盆地流體改造成礦期以第三組輝銅礦ReOs同位素模式年齡((1164±21)~(1361±26)Ma)為代表,屬于早白堊世,揭示了富烴類還原性盆地流體第二次排泄運(yùn)移期發(fā)生在早白堊世期間,也是薩熱克巴依陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞菖璧匚s期。早白堊世相鄰山體抬升,該盆地沉積范圍迅速縮小,盆地變形強(qiáng)烈,并于晚白堊世迅速抬升,薩熱克巴依地區(qū)缺失上白堊統(tǒng)沉積。
(4)晚白堊世末期—古近紀(jì)深源熱流體疊加成礦期。從下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群發(fā)育的似層狀瀝青化蝕變帶來看,本區(qū)域在古近紀(jì)曾形成了富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移事件,可能與侵入在克孜勒蘇群中堿性輝綠輝長巖脈群密切相關(guān),幔源堿性輝綠輝長巖脈群侵位也形成了區(qū)域性褪色化(漂白化)蝕變帶。晚白堊世末期—古近紀(jì),薩熱克巴依次級盆地內(nèi)可能形成了深源熱流體疊加成礦期,與區(qū)域上托云后陸盆地中晚白堊世—古近紀(jì)深源玄武巖和玄武質(zhì)火山巖大規(guī)模噴發(fā)事件相吻合。
3.3富烴類還原性盆地流體運(yùn)移通道與構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志(運(yùn)儲層)
(1)富烴類還原性盆地流體一次運(yùn)移通道。富烴類還原性盆地流體從烴源巖中大量排烴后,向上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組上段紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類相層(旱地扇扇中亞相)儲集層運(yùn)移,即為烴類含烴鹽水等組成的富烴類還原性盆地流體一次運(yùn)移。早—中侏羅世末期NE向盆地邊界切層同生斷裂帶以同生斷陷沉降,中侏羅世末—晚侏羅世初期構(gòu)造反轉(zhuǎn)為擠壓收縮體制下逆沖推覆作用,它們?yōu)楦粺N類還原性盆地流體運(yùn)移構(gòu)造通道。薩熱克NE向盆地邊界同生斷裂帶在壓陷體制持續(xù)活動(dòng),導(dǎo)致薩熱克巴依次級盆地中形成了富烴類還原性盆地流體并開始了大規(guī)模運(yùn)移。薩熱克同生斷裂帶主要為兩條NE向邊界同生斷裂帶,其次為NNW向基底隆起帶和構(gòu)造洼地之間的構(gòu)造坡折帶。兩條NE向邊界同生斷裂帶從構(gòu)造斷陷作用反轉(zhuǎn)為逆沖推覆作用,不但造成了薩熱克巴依陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞菖璧匕l(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),而且也對烴源巖大量排烴形成了構(gòu)造驅(qū)動(dòng)作用,同時(shí)逆沖推覆構(gòu)造作用對富烴類還原性盆地流體形成了大尺度構(gòu)造驅(qū)動(dòng)和構(gòu)造圈閉,驅(qū)使富烴類還原性盆地流體向圈閉構(gòu)造和巖性巖相圈閉層大規(guī)模運(yùn)移。侏羅系礫巖中大孔隙度和裂隙發(fā)育,揭示孔隙裂隙為烴類流體運(yùn)移的小型構(gòu)造通道。
(2)富烴類還原性盆地流體二次運(yùn)移通道。富烴類還原性盆地流體在進(jìn)入到薩熱克巴依次級盆地后,被庫孜貢蘇組上段旱地扇扇中亞相含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類形成了巖性巖相圈閉層,發(fā)生了以側(cè)向運(yùn)移為主和以下滲運(yùn)移為輔的富烴類還原性流體二次運(yùn)移。①富烴類還原性盆地流體二次運(yùn)移以順層側(cè)向運(yùn)移為主,受層間滑動(dòng)構(gòu)造帶裂隙破碎帶雜礫巖等層間構(gòu)造巖性巖相控制而發(fā)生運(yùn)移,主要沿構(gòu)造裂隙帶碎裂巖化相雜礫巖等高滲透率部位形成側(cè)向運(yùn)移。②以瀝青化蝕變強(qiáng)度為地球化學(xué)巖相學(xué)標(biāo)志,揭示富烴類還原性盆地流體改造富集作用的強(qiáng)度大小,并劃分為3個(gè)瀝青化蝕變帶,即黑色強(qiáng)瀝青化蝕變帶→灰黑色中瀝青化蝕變帶→灰黑色瀝青化褪色化蝕變帶。這種瀝青化蝕變帶在切層斷裂和層間斷裂交匯部位最為強(qiáng)烈,形成了側(cè)向?yàn)r青化褪色化蝕變分帶,即黑色強(qiáng)瀝青化蝕變帶→灰黑色瀝青化褪色化蝕變帶→褪色化蝕變帶→褪色化含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類→含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類。這種側(cè)向蝕變分帶是富烴類還原性盆地流體側(cè)向運(yùn)移構(gòu)造巖相學(xué)記錄和流體巖石氧化還原耦合反應(yīng)的地球化學(xué)巖相學(xué)記錄。
(3)富烴類還原性盆地流體與含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖(氧化相銅富集層位)流體多重耦合結(jié)構(gòu)、氧化還原耦合反應(yīng)的地球化學(xué)巖相學(xué)記錄。薩熱克砂礫巖型銅礦床的圍巖蝕變主要有瀝青化、褪色化、綠泥石化、碳酸鹽化、鐵白云石化、硅化、絹云母化,局部發(fā)育重晶石化等。碳酸鹽化蝕變作用與富烴類還原性盆地流體有密切關(guān)系。①碳酸鹽化蝕變作用(褪色化蝕變)和礦物地球化學(xué)巖相學(xué)特征揭示了其兩類盆地流體的化學(xué)耦合反應(yīng)作用。在初始沉積成巖成礦期((157±2)~(178±4)Ma),碳酸鹽質(zhì)膠結(jié)物以方解石為主,因方解石比較純凈,其他元素含量較低,其FeO和MgO含量也低于1.0%,在沉積成巖期也形成了含有少量FeO、MgO和MnO(018%~150%)的方解石,其主要與沉積成巖期為半咸水環(huán)境有密切關(guān)系。②在盆地流體改造成礦期((116.4±2.1)~(136.1±2.6)Ma),碳酸鹽化蝕變主要表現(xiàn)為含鐵方解石化、含錳方解石化、含鐵白云石化和鐵白云石化,含鐵方解石具有低鈣高M(jìn)gO(含量為310%)、FeO(8.74%)和MnO(868%)的特征,尤其是含錳方解石以玫瑰紅細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀錳方解石含錳白云石分布在銅礦石和大理巖角礫中。這揭示了強(qiáng)還原環(huán)境中形成的低溫?zé)嵋盒丸F錳碳酸鹽化蝕變與沉積成巖期碳酸鹽化蝕變具有較大差異。③薩熱克砂礫巖型銅礦床上盤圍巖、礦體和下盤圍巖的滲透率和孔隙度特征能夠揭示兩類盆地流體巖石之間物理性耦合和對流體巖石之間化學(xué)耦合反應(yīng)的控制。銅礦體上盤圍巖為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群紫紅色泥質(zhì)粉砂巖類,其氣測滲透率為(0002 12~0003 11)×10-3 μm2,孔隙度為1212%~1555%,構(gòu)成了富烴類還原性盆地流體的巖性巖相封閉層,形成了很好的巖性巖相圈閉構(gòu)造。但穿層斷裂仍然構(gòu)成了富烴類還原性盆地流體向上運(yùn)移的構(gòu)造通道。④上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組上段紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖氣測滲透率在(0010 10~0093 54)×10-3 μm2,孔隙度為1798%~2662%,明顯高于上述巖相巖性封閉層,構(gòu)成了富烴類還原性盆地流體的巖性巖相儲集層,為其二次運(yùn)移提供了良好的滲透率和孔隙度。含銅瀝青化褪色化蝕變雜礫巖氣測滲透率為(0003 53~0065 78)×10-3 μm2,孔隙度為1331%~1767%,明顯高于上述巖相巖性封閉層,但低于庫孜貢蘇組中正常未蝕變的紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖,顯示經(jīng)過富烴類還原性盆地流體作用后,銅富集成礦和圍巖蝕變作用導(dǎo)致了滲透率和孔隙度的降低。⑤礦體底盤圍巖為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組下段灰綠色含礫砂巖和砂巖,其氣測滲透率為(0013 64~0025 14)×10-3 μm2,孔隙度為3129%~4819%,滲透率比庫孜貢蘇組上段有所降低,但孔隙度仍然很好,因此,其有利于富烴類還原性盆地流體向下滲流。但富烴類還原性盆地流體將庫孜貢蘇組上段紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖大量還原,同時(shí)富烴類還原性盆地流體也不斷發(fā)生氧化作用,形成了COCO2CO2-3型盆地流體,也導(dǎo)致了在該層位發(fā)育碳酸鹽化綠泥石化黃鐵礦化等組成的褪色化,即碳酸鹽化綠泥石化黃鐵礦化蝕變帶。⑥溫度場耦合結(jié)構(gòu)與耦合作用特征為異常古地溫場結(jié)構(gòu)。薩熱克砂礫巖型銅礦床古地溫結(jié)構(gòu)也是流體多重耦合結(jié)構(gòu)與氧化還原耦合反應(yīng)的地球化學(xué)巖相學(xué)記錄。銅硫化物組合類型可以直接揭示銅富集成礦規(guī)律,采用綠泥石礦物溫度計(jì)可間接揭示其古地溫場和綠泥石化蝕變溫度(褪色化蝕變)。按照銅硫化物礦物組合和綠泥石共生關(guān)系,薩熱克銅礦石可以劃分為
3種類型:輝銅礦型礦石帶,綠泥石礦物溫度計(jì)恢復(fù)古地溫場為188 ℃~219 ℃;斑銅礦+輝銅礦型礦石帶,綠泥石礦物溫度計(jì)恢復(fù)古地溫場為196 ℃~237 ℃;斑銅礦型礦石,綠泥石礦物溫度計(jì)恢復(fù)古地溫場為203 ℃~226 ℃。斑銅礦型礦石和斑銅礦+輝銅礦型礦石可能指示了富烴類還原性盆地流體的成礦中心部位,其綠泥石化形成溫度為196 ℃~237 ℃,而斑銅礦型礦石多分布在斑銅礦+輝銅礦型礦石帶之內(nèi),綠泥石化形成溫度為203 ℃~226 ℃。
(4)通過對薩熱克砂礫巖型銅礦體中不同Cu品位的礦石物相進(jìn)行分析,采用地球化學(xué)巖相學(xué)記錄恢復(fù)其成礦機(jī)制(圖7)。①全銅(TCu)與全鐵(TFe)含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系(判定系數(shù)為0939 9,樣品數(shù)為26個(gè)),全銅與礦石中全鐵含量之間的關(guān)系式為w(TCu)=1108 4w(TFe)-2514 5,揭示了全鐵對銅富集成礦具有明顯的控制作用。②Cu品位與氧化相鐵(OFe)含量呈現(xiàn)密切正相關(guān)關(guān)系(判定系數(shù)為0838 3,樣品數(shù)為26個(gè)),Cu品位與礦石中氧化相鐵含量之間的關(guān)系式為w(TCu)=1226 6·w(OFe)-0639 3,揭示了氧化相鐵對銅富集成礦具有明顯的控制作用。③庫孜貢蘇組含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖吸附Cu形成的初始富集成礦作用與富集鐵質(zhì)密切相關(guān)。碳酸鹽相鐵(CFe)和硫化物相鐵(SFe)能夠揭示盆地流體改造過程中,氧化相鐵被富CO2CO型還原性流體和富S型還原性流體或者二者混合的還原性盆地流體的還原量和被還原的氧化相鐵比例。銅礦化、銅礦石和高品位銅礦石的氧化相鐵被還原量一般都在10%以上,集中分布在10%~55%之間,揭示還原性盆地流體具有一定規(guī)模,達(dá)到了可以將50%以上氧化相鐵進(jìn)行還原的能力,但由于雜礫巖中碎裂巖化相發(fā)育不均勻,裂隙密度、雜礫巖滲透率和孔隙度、構(gòu)造改造作用強(qiáng)度等多因素多重耦合作用,氧化相鐵被還原量和已經(jīng)還原的碳酸鹽相鐵和硫化物相鐵分布極不均勻。
④碳酸鹽相鐵為典型強(qiáng)還原地球化學(xué)巖相學(xué)類型[35]。碳酸鹽相鐵與全銅含量的相關(guān)關(guān)系,明顯與氧化相鐵含量的相關(guān)關(guān)系不同,呈現(xiàn)二項(xiàng)式密切正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為079,樣品數(shù)為25個(gè),這與實(shí)際觀察兩期以上方解石化蝕變現(xiàn)象相吻合,揭示銅富集成礦具有兩期疊加成礦作用,因此,方解石鐵方解石化等碳酸鹽化蝕變與銅疊加成礦作用有十分密切的關(guān)系。從地球化學(xué)巖相學(xué)的相態(tài)轉(zhuǎn)換和平衡角度分析,含銅紫紅色氧化相鐵被還原為碳酸鹽相鐵和硫化相鐵,是初始成礦相體(旱地扇扇中亞相含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖類)經(jīng)歷了強(qiáng)還原地球化學(xué)作用之后,導(dǎo)致紫紅色巖石褪色化的地球化學(xué)巖相學(xué)機(jī)制,為輝銅礦、斑銅礦和黃銅礦等銅硫化物形成提供了成礦地球化學(xué)環(huán)境條件。
3.4富烴類還原性盆地流體圈閉構(gòu)造與構(gòu)造巖相學(xué)特征
由于兩側(cè)邊界同生斷裂帶在晚侏羅世構(gòu)造反轉(zhuǎn),薩熱克巴依陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞菖璧亟?jīng)后期構(gòu)造變形,形成了薩熱克南和薩熱克北兩個(gè)對沖厚皮式逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)了造山帶流體大規(guī)模向薩熱克裙邊式復(fù)式向斜構(gòu)造系統(tǒng)排泄聚集,富烴類還原性盆地流體運(yùn)移帶同生披覆褶皺和基底隆起帶頂部形成了大型構(gòu)造圈閉(圖8)。
K1kz3為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第三巖性段;K1kz2為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第二巖性段;K1kz1為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第一巖性段;
J3k2為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第二巖性段(賦礦層位為旱地扇扇中亞相);J3k1為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組第一巖性段(濕地扇相);
J2y為中侏羅統(tǒng)楊葉組;J2t為中侏羅統(tǒng)塔爾尕組;J1k為下侏羅統(tǒng)康蘇組;J1s為下侏羅統(tǒng)薩里塔什組;
S—D為志留系—泥盆系;Chak為中元古界阿克蘇巖群
(1)庫孜貢蘇組除巖性巖相圈閉外,碎裂巖化相是重要的儲礦構(gòu)造巖相學(xué)特征,也是富烴類還原性盆地流體圈閉構(gòu)造。構(gòu)造巖相學(xué)特征可從肉眼識別、肉眼借助放大鏡和顯微鏡下鑒定研究進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以發(fā)育輝銅礦脈、瀝青化脈、硅化脈、方解石化細(xì)脈和鐵白云石細(xì)脈或者它們組成的網(wǎng)脈為富烴類還原性盆地流體圈閉構(gòu)造的巖相學(xué)標(biāo)志。
(2)小型圈閉構(gòu)造尺度(裂隙和節(jié)理寬度大于01 cm)的碎裂巖化相可肉眼識別。根據(jù)節(jié)理裂隙密度對其進(jìn)行劃分:①強(qiáng)碎裂巖化雜礫巖(裂隙密度大于每米5條),為強(qiáng)碎裂巖化相,一般多為富礦體和黑色強(qiáng)瀝青化蝕變發(fā)育部位;②中碎裂巖化雜礫巖(裂隙密度為每米1~5條),為中碎裂巖化相,一般為銅礦體和灰黑色中瀝青化褪色化蝕變相;③弱碎裂巖化雜礫巖(裂隙密度低于每米1條),為弱碎裂巖化相,一般為褪色化雜礫巖和斑雜色雜礫巖,多為銅礦化體;④紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖(無碎裂巖化,裂隙密度低于每米0.01條),為正常未蝕變紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖。
(3)顯微圈閉構(gòu)造尺度的碎裂巖化相和裂縫標(biāo)志可以肉眼借助放大鏡和顯微鏡下鑒定進(jìn)行顯微裂隙和裂縫(寬度不高于01 cm)統(tǒng)計(jì),以發(fā)育輝銅礦細(xì)脈、瀝青化細(xì)脈、綠泥石化細(xì)脈、方解石化細(xì)脈和鐵白云石細(xì)脈或者它們組成的細(xì)網(wǎng)脈為富烴類還原性盆地流體圈閉構(gòu)造的巖相學(xué)標(biāo)志:①強(qiáng)碎裂巖化相,雜礫巖、含礫砂巖和砂巖等顯微裂隙和裂縫密度高于每米150條;②中碎裂巖化相,雜礫巖、含礫砂巖和砂巖等顯微裂隙和裂縫密度為每米100~150條;③弱碎裂巖化相,雜礫巖、含礫砂巖和砂巖等的顯微裂隙和裂縫密度為每米50~100條;④顯微裂隙和裂縫密度低于每米50條可暫作受碎裂巖化相影響的巖石,不作獨(dú)立建相標(biāo)志。
3.5古地?zé)崾录c盆地?zé)嵫莼瘹v史
采用綠泥石礦物溫度計(jì)恢復(fù)薩熱克砂礫巖型銅礦區(qū)4期古地?zé)崾录旱谝黄诠诺責(zé)崾录﨑D為沉積成巖期((157±2)~(178±4)Ma),古地溫場為163 ℃~217 ℃;第二期古地?zé)崾录﨑D3DE1為盆地流體改造富集期((116.4±21)~(1361±26)Ma),古地溫場為188 ℃~219 ℃;第三期古地?zé)崾录﨑E2為輝綠輝長巖脈群侵入構(gòu)造期,古地溫場為236 ℃~238 ℃;第四期古地?zé)崾录﨑E3為輝綠巖遭受蝕變期,古地溫場為121 ℃~185 ℃。這些古地?zé)崾录赡苁潜緟^(qū)形成異常古地溫結(jié)構(gòu)的原因。而異常古地溫梯度在薩熱克巴依次級盆地因地層裂隙和熱傳導(dǎo)控制因素的不同,形成了異常古地溫結(jié)構(gòu),其上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組對于古地溫?zé)醾鲗?dǎo)較為有利,也是形成薩熱克砂礫巖型銅礦床的古地溫因素。
3.6富烴類還原性盆地流體成礦理論的驗(yàn)證與深化
根據(jù)富烴類還原性盆地流體改造疊加成礦的新觀點(diǎn),對薩熱克砂礫巖型銅礦山坑道進(jìn)行構(gòu)造巖相學(xué)編錄和地球化學(xué)巖相學(xué)研究,以驗(yàn)證富烴類還原性盆地流體疊加改造成巖成礦作用。①對其含銅蝕變雜礫巖進(jìn)行刻槽取樣(表3),Cu品位(144%~589%)明顯增高,銅銀(Ag含量為(104~48.7)×10-6)為同體共生伴生,鉬與銅礦體(Mo含量為0013%~0610%)為同體共生礦體,Ag、Mo、Cu品位具有同步富集趨勢。Mo主要以硫銅鉬礦和膠硫鉬礦等獨(dú)立硫化物相鉬形式賦存。②該類型銅、鉬、銀同體共生礦體中,Pb含量均較低,但局部U含量(0018 7%)達(dá)到了鈾礦化,因此,薩熱克整裝勘查區(qū)需要重視砂礫巖型CuAgMoU組合型銅礦體的尋找和研究,這是一個(gè)值得重視的新找礦方向。③瀝青化斷層角礫巖是最晚期構(gòu)造流體活動(dòng)事件的構(gòu)造巖相學(xué)記錄,斷層角礫巖呈明顯的棱角狀,瀝青化蝕變呈膠結(jié)物形式膠結(jié)斷層角礫,總有機(jī)碳(032%~097%)明顯最高,U含量為(713~1870)×10-6。④在擠壓片理化瀝青化破碎帶中,早期瀝青化蝕變已經(jīng)發(fā)生了構(gòu)造變形,形成了石墨
金屬鏡面構(gòu)造和碳質(zhì)拉伸線理,揭示其經(jīng)歷了后期走滑斷裂作用,強(qiáng)烈構(gòu)造應(yīng)力作用造成了脫碳作用,總有機(jī)碳明顯降低,暗示存在富烴類還原性盆地流體多期次運(yùn)移作用。⑤含銅瀝青化褪色化雜礫巖中,Cu、Ag和Mo品位均較高,揭示強(qiáng)還原—中還原環(huán)境對于Cu、Ag和Mo富集最為有利。
4討論
4.1富烴類還原性盆地流體與砂礫巖型銅鉛鋅礦床成礦機(jī)制
近年來,對于油氣藏破壞和有機(jī)質(zhì)與沉積巖型銅鉛鋅礦床的金屬大規(guī)模成礦備受關(guān)注,有機(jī)質(zhì)參與了銅鉛鋅富集成礦作用[710,3638]。塔西地區(qū)砂礫巖型銅鉛鋅礦床明顯受同生沉積成巖期構(gòu)造巖相學(xué)和盆地改造期構(gòu)造流體多重耦合作用復(fù)合控制。其盆地流體的地球化學(xué)巖相學(xué)類型不同,對于砂礫巖型銅鉛鋅礦床具有不同的控制作用,其成礦機(jī)制也具有較大差異,但含銅鉛鋅氧化相盆地流體和富烴類還原性盆地流體混合是形成不同成礦系統(tǒng)的關(guān)鍵地球化學(xué)巖相學(xué)機(jī)制。富烴類還原性盆地流體系統(tǒng)是最終形成砂礫巖型銅鉛鋅礦床的關(guān)鍵因素。富烴類還原性盆地流體與盆地封存流體(巖石)之間的盆地流體混合作用導(dǎo)致礦質(zhì)大規(guī)模沉淀;這些砂礫巖型銅鉛鋅礦床發(fā)育有機(jī)質(zhì)、含烴鹽水、氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴、輕質(zhì)油和瀝青等富烴類流體包裹體等,揭示曾存在富烴類還原性盆地流體活動(dòng)。瀝青化蝕變帶也是富烴類還原性盆地流體直接可識別的構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志,瀝青化蝕變分帶、瀝青化褪色化(漂白化)蝕變分帶也是富烴類還原性盆地流體與圍巖大規(guī)模水巖耦合反應(yīng)的構(gòu)造巖相學(xué)記錄,揭示在后期構(gòu)造變形和疊加改造過程中,沉積盆地流體與圍巖之間存在大規(guī)模水巖耦合反應(yīng)作用,這也是導(dǎo)致銅鉛鋅成礦物質(zhì)大規(guī)模沉淀的主要機(jī)制。
4.2后陸盆地系統(tǒng)與砂礫巖型銅礦床
在構(gòu)造高原造山帶沉積盆地耦合轉(zhuǎn)換構(gòu)造域中,后陸盆地一般位于兩個(gè)平行的造山帶之間、多造山帶和地塊橫向疊置耦合、或者構(gòu)造高原與造山帶之間。在后陸盆地沉積充填地層體中,下部多發(fā)育含煤碎屑巖系,中部發(fā)育金屬礦床,上部蒸發(fā)巖系發(fā)育鹽類礦床,同時(shí)也是多種能源礦產(chǎn)(石油煤炭天然氣鈾礦等和金屬礦產(chǎn))同盆共存[1214,3943],后陸盆地中煤炭石油天然氣和烴源巖系的存在為富烴類還原性盆地流體提供了良好的烴源物質(zhì)基礎(chǔ),為形成大型砂礫巖型銅礦床提供了大量烴源巖物質(zhì)。
薩熱克南和薩熱克北兩個(gè)NE向盆地邊界同生斷裂帶在中侏羅世末期開始構(gòu)造反轉(zhuǎn),形成了擠壓收縮體系下壓陷盆地疊加復(fù)合扇體,同時(shí)擠壓收縮體制導(dǎo)致了侏羅系等烴源巖發(fā)生了大規(guī)模生烴排烴作用,經(jīng)過構(gòu)造反轉(zhuǎn)的NE向同生斷裂帶為富烴類還原性盆地流體運(yùn)移構(gòu)造通道。薩熱克大型砂礫巖型銅鉛鋅礦床成礦機(jī)制、富烴類還原性盆地流體殘留物(瀝青化和總有機(jī)碳)與銅礦富集有密切關(guān)系,它們具有生物有機(jī)質(zhì)成因特征。在富烴類還原性盆地流體中,瀝青和碳質(zhì)是盆地流體重要的還原劑,這種富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移到上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組中,將旱地扇扇中亞相含銅紫紅色砂礫巖中以鐵氧化物吸附的氧化相銅等成礦物質(zhì)大量還原,形成了輝銅礦、斑銅礦和黃銅礦等銅硫化物相。
庫孜貢蘇運(yùn)動(dòng)期是區(qū)域性富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移期,在區(qū)域燕山早期(庫孜貢蘇運(yùn)動(dòng))垂向構(gòu)造抬升具有局域化特征,在庫孜貢蘇組與下伏塔爾尕組,克孜勒蘇群與下伏塔爾尕組、盆地基底構(gòu)造層之間形成了角度不整合面。而庫孜貢蘇組在康蘇一帶與下伏塔爾尕組呈假整合,在烏魯—烏拉前陸盆地中心呈連續(xù)沉積。反修煤礦南局部抬升明顯,使塔爾尕組遭受剝蝕而呈楔狀。鹽場北因垂向抬升強(qiáng)烈,塔爾尕組被剝蝕殆盡,庫孜貢蘇組直接超覆在阿克蘇群之上??堤K—庫克拜地區(qū)克孜勒蘇群、塔爾尕組和其下地層普遍為角度不整合接觸。
4.3前陸盆地分段構(gòu)造特征與區(qū)域成礦學(xué)特征
在塔西地區(qū)西南天山造山帶南側(cè)的中新生代前陸盆地系統(tǒng)中,構(gòu)造沉積相、盆地構(gòu)造變形樣式和構(gòu)造組合、區(qū)域成礦學(xué)和成礦分帶具有EW向分段特征。
(1)最西部烏魯克恰其中—新生代前陸盆地為砂礫巖型鉛鋅礦床(如江格結(jié)爾鉛鋅礦)、砂礫巖型銅礦床(如煉鐵廠銅礦)和石膏礦床等同盆共存(圖1)。①盆地基底構(gòu)造層最為典型,其西側(cè)盆地基底構(gòu)造層為古生界,現(xiàn)今以NE向疊瓦式逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)和沖斷褶皺帶出露于該盆地西側(cè),局部逆沖推覆于中—新生代地層之上,盆地北側(cè)為長城系阿克蘇巖群,為西南天山造山帶南側(cè)高角度沖斷褶皺帶,也逆沖推覆于中—新生代地層之上,揭示不但盆地基底構(gòu)造層發(fā)育齊全,而且也有來自NW—SE向和NE—SW向不對稱擠壓收縮和逆沖推覆構(gòu)造作用。②該前陸盆地于晚侏羅世開始發(fā)育,為半地塹斷陷盆地。晚侏羅世—白堊紀(jì)沉積發(fā)育齊全,上白堊統(tǒng)與下白堊統(tǒng)為連續(xù)沉積,是塔西前陸盆地系統(tǒng)中最為典型的特征,也是古特提斯海通過阿萊依海峽侵入喀什地區(qū)海峽的通道,形成了由白堊系下部碎屑巖系和上部碳酸鹽巖系組成的兩個(gè)巨厚沉積旋回,白堊系沉積相垂向演化體現(xiàn)出海平面整體上升過程,上白堊統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)的陸表海沉積[44]。③煉鐵廠砂礫巖型銅礦床產(chǎn)于克孜勒蘇群上部河湖三角洲相砂礫巖中,沉積環(huán)境為烏魯克恰其陸表海域中海灣盆地東北緣邊部辮狀河流域,與來自東北側(cè)阿克蘇巖群造山型銅金礦床和泥盆系中含銅赤鐵礦床能夠提供大量原始的銅成礦物質(zhì)有十分密切的關(guān)系。④江格結(jié)爾砂礫巖型鉛鋅礦賦存于克孜勒蘇群上部,其蝕源巖區(qū)主要為盆地上基底構(gòu)造層古生界,造山型鉛鋅礦床和火山熱水沉積改造型鉛鋅礦床被剝蝕后提供了大量原始的鉛鋅成礦物質(zhì)。⑤受帕米爾弧形構(gòu)造結(jié)西側(cè)和弧頂向北推進(jìn)的影響,該前陸盆地在古近系海灣盆地(古特提斯海域北支阿萊因海峽)形成含膏泥巖和石膏后,向周緣前陸盆地演化;受帕米爾構(gòu)造高原和西南天山造山帶雙重?cái)D壓收縮體制的影響,該前陸盆地發(fā)生了較大規(guī)模收縮變形,導(dǎo)致盆地流體大規(guī)模排泄和集聚,為富烴類還原性盆地流體集聚和構(gòu)造圈閉巖相巖性圈閉形成大型砂礫巖型銅鉛鋅礦床提供了優(yōu)越的成礦條件。
(2)伽師中—新生代前陸盆地為砂礫巖型鈾礦、煤礦、銅礦和石膏礦同盆共存。①中侏羅統(tǒng)楊葉組、塔爾尕組(如KS鈾礦點(diǎn))和下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(如巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床)為砂巖型鈾礦有利成礦層位。巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床賦存于克孜勒蘇群下段褪色化蝕變礫巖和蝕變含礫粗砂巖中,圍巖蝕變以瀝青化、褪色化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、黏土化等為主[4548]。侏羅系和白堊系呈低角度超覆在阿克蘇巖群之上,晚侏羅世和早白堊世北側(cè)阿克蘇巖群持續(xù)抬升,造成了盆地基底構(gòu)造層中原始含鈾巖性被抬升后遭受剝蝕,為前陸盆地提供原始鈾成礦物質(zhì)。②西南天山造山帶南側(cè)沖斷褶皺帶在伽師前陸盆地北側(cè)為巴什布拉克沖斷褶皺帶,在砂巖型鈾成礦帶內(nèi)總體有上侏羅統(tǒng)和白堊系組成的單斜地層,局部發(fā)育掀斜構(gòu)造,這種構(gòu)造樣式與砂礫巖銅鉛鋅礦床內(nèi)復(fù)式褶皺構(gòu)造系統(tǒng)差別較大。③油氣和有機(jī)質(zhì)在鈾富集成礦中具有很大作用[4648]。含鈾礦物主要呈浸染狀分布于有機(jī)質(zhì)內(nèi)部和有機(jī)質(zhì)邊緣裂隙,鈾礦物主要為瀝青鈾礦、含鈾地瀝青和鈾黑,次生鈾礦物主要有板菱鈾礦、釩鈣鈾礦、矽鎂鈾礦和銅鈾云母等。含鈾礦物以黃鐵礦最為常見,以及少量方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝鉬礦和膠硫鉬礦等。劉章月等認(rèn)為早期油氣有機(jī)質(zhì)在白堊紀(jì)—古近紀(jì)沿著滲透性較好的巖性段、不整合面和泥巖破碎帶,浸入到下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群砂礫巖中,在上白堊統(tǒng)和古近系巨厚膏巖和泥巖等形成了巖性圈閉,鈾礦化主要受早期油氣有機(jī)質(zhì)地瀝青分布范圍控制,晚期油氣有機(jī)質(zhì)浸入較晚,對鈾成礦影響不大[47]。李盛富等基于含礦層中有機(jī)質(zhì)含鈾性分析和鈾礦物學(xué)研究,認(rèn)為油氣還原過程有兩期,早期有機(jī)質(zhì)不含鈾,晚期有機(jī)質(zhì)富含鈾,其有機(jī)質(zhì)包裹有多種鈾礦物和金屬硫化物,包括黃鐵礦和膠硫鉬礦、瀝青鈾礦、鈾石和含鈦鈾礦物等,膠硫鉬礦本身就包裹了瀝青鈾礦和鈾石,在砂巖粒間碎屑物中存在膠硫鉬礦、瀝青鈾礦、鈾石和含鈦鈾礦物[48]。
伽師中—新生代前陸盆地在新近紀(jì)演化為陸內(nèi)湖泊盆地,楊葉銅礦和花園銅礦賦存在安居安組下段灰綠色巖屑砂巖中,為淺湖相沉積。楊葉銅礦帶分布于硝若布拉克短軸向背斜的兩翼,賦礦層隨地層褶皺而褶曲。由于帕米爾構(gòu)造高原向北推進(jìn),塔西地區(qū)(喀什凹陷)形成了新近紀(jì)坳陷氧化寬淺湖泊盆地,經(jīng)歷了坳陷沉降期(漸新世—中新世克孜洛依期濱淺湖盆)→穩(wěn)定沉降期(中新世安居安期濱湖—半深湖盆)→盆地反轉(zhuǎn)期(中新世帕卡布拉克期沖積扇—濱淺湖—淺湖—半深湖相)→盆地萎縮期(上更新世阿圖什期沖積扇相)4個(gè)演化期。安居安組為烏魯—烏拉前陸盆地系統(tǒng)中砂巖型銅成礦帶主要賦存層位。
喜馬拉雅期造山運(yùn)動(dòng)形成了新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)克孜洛依組與古近系始新—漸新統(tǒng)巴什布拉克組及其下層位的局部不整合面,克孜洛依組與巴什布拉克組呈微角度不整合。在新疆烏恰縣城附近及其以東地區(qū)(克孜洛依、庫孜貢蘇石膏礦等),克孜洛依組底部發(fā)育底礫巖,巴什布拉克組常缺失第四巖性段和第五巖性段。在帕米爾構(gòu)造北側(cè)前陸盆地中,古近系始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)巴什布拉克組和新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)克孜洛依組為砂巖型銅成礦帶主要賦存層位。砂巖型銅成礦帶具有環(huán)形分布趨勢,可能主要與烏魯—烏拉周緣前陸盆地形成演化有密切關(guān)系。同時(shí),伽師前陸盆地也是帕米爾高原北側(cè)逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)的前鋒帶位置。
(3)燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在烏拉根前陸盆地中較為強(qiáng)烈,但在烏魯克恰其前陸盆地和庫孜貢蘇拉分?jǐn)嘞菖璧刂斜憩F(xiàn)不明顯。①以古近系阿爾塔什組超覆在白堊系之上,并發(fā)育角度不整合面為典型構(gòu)造巖相學(xué)特征,但區(qū)域上構(gòu)造巖相學(xué)規(guī)律變化大,古近系阿爾塔什組與上白堊統(tǒng)吐依洛克組及下伏地層間呈角度不整合。②烏拉根前陸盆地康蘇—庫克拜地區(qū),上白堊統(tǒng)缺失吐依洛克組和依格孜牙組,阿爾塔什組常超覆于烏依塔克組、庫克拜組和克孜勒蘇群之上,角度不整合構(gòu)造發(fā)育。庫克拜的阿爾塔什組超覆于烏依塔克組上;康蘇鎮(zhèn)及烏拉根一帶阿爾塔什組超覆于克孜勒蘇群之上,角度不整合面發(fā)育。③巴什布拉克的阿爾塔什組逐層超覆于烏依塔克組、庫克拜組和克孜勒蘇群之上。④烏魯克恰提及庫孜貢蘇地區(qū),阿爾塔什組與上白堊統(tǒng)吐依洛克組為整合接觸。因克孜勒蘇群頂部砂礫巖與古新統(tǒng)阿爾塔什組石膏巖類之間巖石性質(zhì)差異大,喜馬拉雅期形成了大規(guī)模區(qū)域滑脫構(gòu)造帶,疊加在區(qū)域角度不整合面之上,它們共同構(gòu)成了油氣資源(富烴類還原性盆地流體)大規(guī)模運(yùn)移的構(gòu)造通道。⑤燕山晚期在克孜勒蘇群頂部與阿爾塔什組形成了區(qū)域角度不整合面,該構(gòu)造巖相學(xué)界面在喜馬拉雅期為區(qū)域滑脫構(gòu)造帶,形成了構(gòu)造熱流體角礫巖構(gòu)造系統(tǒng)[49]。該區(qū)域構(gòu)造巖相學(xué)相變界面為有利于盆地流體運(yùn)移和圈閉的高滲透率構(gòu)造巖相帶,為富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移構(gòu)造通道。⑥阿爾塔什組底部為石膏礦和天青石礦床主要賦礦層位,這些石膏天青石礦床為古近紀(jì)局限海灣盆地?zé)猁u水沉積所形成,與克孜勒蘇群頂部接觸部位以天青石白云質(zhì)角礫巖相為主,側(cè)向相變?yōu)樘烨嗍瘞r石膏天青石巖石膏巖。在喜馬拉雅期造山過程中,該構(gòu)造巖相帶可能為盆地造山帶流體的大規(guī)模運(yùn)移通道和路徑,也是巖性巖相圈閉構(gòu)造。 烏拉根復(fù)式向斜構(gòu)造系統(tǒng)是富烴類還原性盆地流體圈閉構(gòu)造。
(4)在西南天山造山帶南側(cè)前陸盆地系統(tǒng)中,喜馬拉雅期形成了前陸沖斷褶皺帶,不同地段具有不同構(gòu)造變形樣式和構(gòu)造組合[5052]。它們對新近系砂巖型銅礦床具有不同的控制規(guī)律,但總體上均以瀝青化褪色化為主要圍巖蝕變特征。庫車前陸盆地中新統(tǒng)康村組河湖相灰綠色鈣質(zhì)砂巖砂質(zhì)泥灰?guī)r系為主要賦礦巖相。庫車滴水銅礦床受秋立塔克復(fù)背斜的次級米斯坎塔格背斜控制,并疊加逆沖斷層作用。復(fù)式?jīng)_斷褶皺構(gòu)造系統(tǒng)是富烴類還原性盆地流體的主要圈閉構(gòu)造。
5結(jié)語
(1)以西南天山造山帶為核心,塔西地區(qū)前陸盆地、山間盆地和后陸盆地對于砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床具有不同控制作用。薩熱克式砂礫巖型銅礦賦存在其北側(cè)托云中—新生代后陸盆地系統(tǒng)的次級盆地(薩熱克巴依中生代山間拉分?jǐn)嘞菖璧兀V巖相為上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組上段旱地扇扇中亞相紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖。其南側(cè)的前陸盆地系統(tǒng)具有EW向分段特征,烏拉根砂礫巖型鉛鋅礦賦存在烏拉根前陸盆地中下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群頂部與古近系底部,巴什布拉克大型砂巖型鈾礦床賦存在克孜勒蘇群中。在周緣前陸盆地系統(tǒng)中,古近系頂部和新近系漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)為砂巖型銅礦床賦存層位。
(2)富烴類還原性盆地流體識別構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志為瀝青化蝕變相、瀝青化褪色化蝕變帶、碎裂巖化相和瀝青化蝕變相多重耦合結(jié)構(gòu)。地球化學(xué)巖相學(xué)標(biāo)志包括富含有機(jī)碳,礦物包裹體中含有含烴鹽水、氣態(tài)烴液態(tài)烴氣液態(tài)烴、輕質(zhì)油和瀝青等有機(jī)質(zhì)類包裹體,低鹽度和中鹽度成礦流體,CuAgMo同體共生礦體,氧化相銅、硫化相銅和鉬硫化物等。
(3)砂礫巖型銅鉛鋅鈾礦床成礦機(jī)制主要包括:①同生斷裂帶由走滑拉分?jǐn)嘞莅l(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)后,轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓收縮體制,即烴源巖大規(guī)模生烴排烴機(jī)制;②反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、區(qū)域性不整合面、滑脫構(gòu)造帶、高孔隙度和滲透率礫巖等構(gòu)造巖相帶為富烴類還原性盆地流體大規(guī)模運(yùn)移構(gòu)造通道;③高孔隙度和滲透率礫巖類上、下圍巖為低滲透率泥質(zhì)粉砂巖和含膏泥巖,為巖相巖性圈閉構(gòu)造巖相學(xué)標(biāo)志;④富烴類還原性盆地流體大規(guī)模富烴類還原性盆地流體與含銅紫紅色鐵質(zhì)雜礫巖(氧化相銅)多相盆地流體混合可能是砂礫巖型銅鉛鋅礦床大規(guī)模富集成礦機(jī)制,油田鹵水和富烴類還原性盆地流體多期次混合可能是形成砂礫巖型鉛鋅礦床和砂巖型鈾礦富集成礦機(jī)制。
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