0 引言

新疆西南天山南缘是中国西北地区重要的产于古近纪地层的砂岩型铜成矿带，在区域地质构造中位于以古生界为基底的中—新生界坳陷或断陷盆地中，盆地北以哈拉峻—阿合奇断裂为界；与南天山晚古生代陆源盆地相邻，南到巴楚附近与塔里木盆地相接。伽师铜矿床产于柯坪塔格背斜南翼古近系下部碎屑岩层中，由3个矿段组合而成，矿床中心坐标为北纬 39°50′09″，东经 77°05′49″。近年来，伽师铜矿床的研究不断深入，众多学者总结得到新疆砂岩型铜矿床的相关地质特征及其背景（年武强等，2007；王思程等，2011；王泽利等，2015；丛培章等，2016；赵德怀等，2022），但是针对该成矿带的成矿古环境讨论分析相对薄弱，本文通过对矿床实测剖面测量、路线剖面调查，岩性、岩相等鉴定以及结合古环境背景推断该地区铜矿床的成矿古环境，以期为新疆西南天山伽师砂岩型铜矿床的进一步找矿勘探提供参考。

1 地质背景

（1）地层：区内地层由老到新为下泥盆统塔塔埃尔塔格组（D₁t）、衣木干他乌组（D₁y）、克孜尔塔格群（D₁k），上石炭统康克林群（C₂kn），下二叠统别良金群（P₁bl），白垩系（K），古近系（E），新近系（N）和第四系（Q），其中缺少了三叠系以及侏罗系的部分地层。含矿层多赋存在古近系青灰色砂岩中。

（2）构造：研究区位于西南天山的南坡、塔里木盆地西北缘的柯坪前陆盆地中西段南缘，柯坪倾伏背斜的南翼及倾伏端（王步清等，2009）。矿床区域构造位置位于以古生界为基底的中—新生界坳陷或断陷盆地中。矿床所在盆地北以哈拉峻—阿合奇断裂为界，与南天山晚古生代陆源盆地相邻，南到巴楚附近与塔里木盆地相接。

（3）区域矿产：本区处于西南天山造山带内，构造变形复杂多样，在漫长的大地构造演化史中形成了丰富的矿产资源（图1）。

据不完全统计，区内有矿点、矿化点 250 余处。其中金属矿（化）点近百处，非金属矿产地 150 余处 （白洪海和石玉君，2008）。金属矿产主要有金、铅、锌、铁，其次为稀土、锶、钒、铜、锑、汞、锡等；非金属矿产以石膏、磷矿为主，次为黄铁矿、黏土、冰洲石等（朱红英等，2021；张琪等，2022）。截止目前，已知西南天山产有大型金矿床 1处，矿点 3处，矿化点十余处；中型铅锌矿床 2处，小型 3处；大型稀土、钒钛磁矿床各1处。

2 矿床地质

2.1 地层特征

石炭系（C）：石炭系康克林群（C₂kn）主要分布于矿床北部（图2），岩性主要为厚层状灰黑色灰岩，与古近系—新近系呈断层接触，岩石极为破碎，断层面附近有含铜铅锌沿裂隙充填，与下覆泥盆系克孜尔塔格群（D₁k）呈整合接触。

二叠系（P）：下二叠统别良金群（P₁bl）主要分布于矿床西部以及中东部含矿层北部（图2），岩性以灰白色和青灰色结晶灰岩为主，夹有50~70 cm厚的灰白色致密灰岩与紫色灰岩互层，以及含有化石的青灰色泥岩，其中结晶灰岩劈理发育，与下覆石炭系康克林群（C₃kn）呈整合接触。

白垩系（K）：主要分布在矿床北部（图2），岩性主要为劈理化发育的紫色粉砂岩与紫色致密粉砂岩，与下覆二叠系呈平行不整合接触。

古近系—新近系：（1）古近系（E）包括 2 个岩性段（图2），第一岩性段（E^a）岩性主要为红色砂岩，夹有薄层状青灰色粉砂岩和青灰色泥岩并与紫红色泥岩互层；第二岩性段（E^b）岩性主要为红色泥岩、青灰色砂岩与红色砂岩互层，矿化多赋存于该层位； （2）新近系（N）包括 3 个岩性段，第一岩性段（N^a）岩性主要为浅肉红色砂岩；第二岩性段（N^b）岩性主要为浅肉红色砂岩与青灰色砂岩互层；第三岩性段 （N^c-d）岩性主要为青灰色、紫色、绿色细砂岩互层，夹有薄层状石膏。

1—第四系；2—新近系；3—古近系—新近系；4—古近系；5—白垩系；6—中生界；7—二叠系；8—石炭系；9—泥盆系；10—上古生界；11—下古生界；12—元古宇；13—花岗岩；14—花岗闪长岩；15—霞石正长岩；16—正长花岗岩；17—南天山中、新生代构造体系；18—西昆仑山中、新生代构造体系；19—一级断裂；20—二级构造单元边界；21—断层；22—伽师铜矿床位置（图a）；23—伽师铜矿床位置（图b）；24—金矿床；25—铅锌矿床（点）；26—铜矿床（点）及编号；27—地名

第四系（Q）：主要分布于矿床西部及南部地势低的地带（图2），主要沿沟谷分布，由坡积及冲积物组成。

2.2 构造特征

矿床位于西南天山造山带一系列推覆体的最南端，南临塔里木盆地，矿体产出于柯坪塔格背斜南翼地层中。该地区经历了长期的构造改造，褶皱和断裂构造较为发育。

2.2.1 褶皱构造

柯坪塔格背斜表现为倾斜褶皱（局部地层倒转），由北向南的逆冲推覆所致，推覆体地层包括奥陶系—志留系—泥盆系—石炭系—二叠系—白垩系—古近系—新近系等一系列沉积地层，其内部多发育小型箱状褶皱和膝折构造（图2）。

2.2.2 断层构造

区内断层发育，在推覆体前缘由于逆冲作用地层发生弯折（图2），并形成了不同类型的断层样式。按断层走向大致可分为NNE—NE向、NE—NEE向、 NW向以及NWW向4组断层。

以 NNE—NE 向断层最发育，在地表采场断面二号矿体东端（图3）显示该正断层，并具有一定的错距，断层上盘的青灰色砂岩和红色泥岩明显向下滑动。

1—第四系洪积物；2—新近系第三岩性段层状粉砂质泥岩；3—新近系第二岩性段泥质粉砂岩夹薄层石膏；4—新近系第一岩性段层状粉砂质泥岩；5—古近系泥质粉砂岩；6—白垩系凝灰岩；7—下二叠统别良金群生物石灰岩；8—上石炭统康克林群灰岩；9—下泥盆统克孜尔塔格群石英砂岩；10—下泥盆统衣木干他乌组砂岩；11—下泥盆统塔塔埃尔塔格组泥岩；12—辉绿岩；13—矿段分布位置及编号；14—实测剖面位置及编号；15—路线剖面位置及编号；16—国道

2.3 矿体特征

伽师铜矿床产于柯坪塔格背斜南翼古近系下部碎屑岩层中，主体岩性为：含铜矿化层岩性为肉红色、青灰色、红色中细粒钙质砂岩，沿成矿带断续出露长度 16.70 km，伽师铜矿床由 3 个矿段组合而成，分别是大山口矿段、拜什塔木矿段、西克尔矿段 （图2）。大山口矿段平硐和西克尔矿段斜井浅部矿化均以孔雀石和蓝铜矿为主，仅有少量辉铜矿出现；而拜什塔木矿段深部（六中段以下）则几乎全为辉铜矿，只在极少数地区出现孔雀石等氧化矿；而在更深部位（十中段以下）仍以辉铜矿为主。

含矿层底部见有一层砾岩层，砾岩中可见有铜矿化，矿化发育于胶结物中，呈浸染状和条带状矿化产出（图4a~c），矿物大多以星点状、团块状赋存于砂岩孔隙中（图4d~f）。矿层顶底板岩石均为砖红色黏土岩、细砂岩，未见矿化现象，和铜矿化层分界明显。各矿段均属同一矿化层。

3 岩性岩相分析

3.1 地层岩性分析

以实测剖面和路线调查剖面（203线、260线、43 线、144线）为例（图2），分析研究区的岩性特征。

（1）203线剖面岩性特征

203线实测剖面位于拜什塔木矿床的大山口矿段（图2），根据剖面反映岩性的规律互层变化（图5），该矿段内出露地层从老至新依次为：

白垩系（K）：中细粒紫色砂岩、紫色泥质砂岩和紫色泥岩，在该层发育两层石膏层，其中一层出露在紫色泥质砂岩与红色砂岩的分界处（图5f），另一层发育在紫色泥岩中（图5e），单层厚度约为0.3 m。

古近系：第一岩性段（Ea）为红色中粒砂岩，夹有薄层灰绿色泥岩；同时夹有顺层石膏细脉（图5b），发现明显条带状矿化现象（图5c），成星点状分布在砂岩间隙中（图5d），在该处矿化相对较弱。

新近系：第一岩性段（N^a）为肉红色砂岩、青灰色肉红色砂岩互层，其中肉红色砂岩层中发育浸染状矿化（图5a），矿化明显，厚度约 20 cm；第二岩性段 （N^b）为中细粒青灰色、肉红色砂岩，二者呈互层出现；第三岩性段（N^c-d）为中细粒红、紫、绿色砂岩互层。

（2）260线剖面岩性特征

1 —灰绿色砂岩夹层；2—断层上下盘分界线；3—岩性界线；4—断层上下盘移动方向；5—取样位置及编号

a—巷道浸染状矿化；b—巷道条带状矿化；c—地表出露条带状矿化；d—地表捡块样；e—地表矿化标本；f—巷道矿化标本

260线位于西克尔矿段（图2），依据实测地质剖面，矿段内出露地层从老至新依次为：

白垩系（K）：中细粒紫色砂岩、紫色泥质砂岩、紫色泥岩。

古近系：第一岩性段（E^a）主要为红色砂岩、黄色砂岩、灰绿色砂岩（图6j），夹有薄层砂砾岩层，其中胶结物多为硅质成分，厚约 1 m（图6f）；该层夹有两层矿化特征不同的含矿层，第一含矿砂岩层为中粗粒结构，胶结较松散，矿石呈浸染状构造，主要矿石矿物为孔雀石，星点状分布于砂岩粒间隙中（图6d~e）；第二层含矿层为灰绿色夹红色粉砂岩，层厚 3.6 m（图6b~c），矿石矿物为孔雀石，呈条带状产出 （图6a）。第二岩性段（E^b）为青灰色、肉红色中粒砂岩互层；

a—肉红色砂岩中的浸染状矿化；b—顺层发育的石膏；c—条带状矿化；d—星点状矿化捡块样； e—紫色泥岩夹石膏层；f—岩性分界线处的夹层石膏

1—新近系第一岩性段肉红色砂岩；2—新近系第三岩性段青灰色肉红色、紫色砂岩互层；3—新近系第二岩性段青灰色、肉红色砂岩互层； 4—古近系第一岩性段红色砂岩；5—白垩系紫色砂岩；6—条带状矿化；7—石膏层；8—矿化层

新近系：第一岩性段（N^a）为细粒肉红色砂岩。

（3）43线剖面岩性特征

43 线位于拜什塔木矿段 1 号矿体西侧（图2），根据实测地质剖面（图7），矿段内出露地层从老至新依次为：

二叠系（P）：下二叠统别良金群（P₁bl）为灰白色、青灰色细粒致密灰岩（图7f）。

白垩系（K）：中细粒紫色砂岩、紫色泥质砂岩，其中夹有紫色泥岩。

古近系：第一岩性段（E^a）为红色砂岩（图7e），粒度为中粗粒，胶结物多为松散粉砂与泥质胶结；第二岩性段（E^b）为青灰色、肉红色砂岩互层，且其中夹有泥岩薄层（图7b、d），矿化多发育于泥岩夹层的砂岩中（图7c），多为浸染状矿化，粒度较粗。

新近系：第一岩性段（N^a）为肉红色细粒砂岩；第二岩性段（N^b）为灰绿色、肉红色互层状中细粒砂岩； 第三岩性段（N^c-d）为红、紫、绿色互层的中细粒砂岩 （图7a）。

144线位于拜什塔木—西克尔矿段之间（图2），根据路线调查剖面（图8），矿段内出露地层从老至新依次为：

白垩系（K）：紫色砂岩、紫色泥质砂岩、紫色泥岩，粒度较细（图8d）。

古近系：第一岩性段（E^a）为中细粒红色砂岩，孔雀石矿化发育在红色粉砂岩所夹的灰绿色泥岩中，矿化层位宽约 5 cm，呈条带状多位于红色粉砂岩与灰绿色细砂岩界面处（图8b~c）。

a—带状矿化样品；b—矿化岩层交界处；c—含矿层岩性；d—灰绿色含矿砂岩细节图；e—灰绿色含矿砂岩远景图； f—岩性分界处；j—红色砂岩中夹有浅黄色砂岩层

1—新近系第一岩性段肉红色砂岩；2—古近系第二岩性段青灰色、肉红色砂岩互层；3—古近系第一岩性段灰绿色砂岩；4—古近系第一岩性段红色砂岩；5—古近系第一岩性段黄色砂岩；6—白垩系紫色砂岩；7—岩性界线

新近系：第一岩性段（N^a）为粗粒肉红色砂岩（图8a）；第二岩性段（N^b）为中细粒灰绿色肉红色砂岩互层；第三岩性段（N^c-d）多为红、紫、绿色砂岩互层，粒度为中细粒。

由以上岩性特征描述可知，新疆西南天山拜什塔木地区的古近系渐新统苏维依组（E₃s）是拜什塔木铜矿赋矿层位，其岩性与矿化的关系表现为：浸染状孔雀石化、蓝铜矿化多与粗砂岩关系密切，而细砂岩中多分布条带状矿化，粗粒砂岩矿化明显优于细砂岩。

通过实测剖面、浅部巷道调查和砾岩样品鉴定认为（图9）：

地表以及浅部巷道中出露的砾岩，整体成分较为单一，角砾多硅质成分，粒径分布在 0.1 mm~1. 0 cm，形态多为圆状（图9a）、次圆状（图9b）、椭圆状夹杂部分长条状（图9c），搬运距离远，磨圆分选较好。

矿山深部中段（10中段以下）岩性特征为：砾岩成分较为复杂，粒径分布在0.5 mm~5. 0 cm，大小不一，呈棱角状（图9d）、长条状（图9e）、次圆状（图9f），整体磨圆分选性较差，主要为岩屑砾岩，其胶结物为中细粒杂砂岩和部分泥质充填胶结。

由上述可大致了解研究区内砾岩特征、类型、胶结属性与分布，为复原古环境提供了有效依据支撑。

通过野外路线调查和巷道调查研究发现（图10），石膏层主要赋存于古近系地层中，其下盘岩性主要为砂岩、泥岩；上盘岩性主要为中粗粒砂岩、砂砾岩；在野外调查研究中发现，石膏层与含矿层有明显的时空关系。研究区拜什塔木铜成矿带延伸 18 km，含矿层下部的石膏层稳定延长，在区域上广泛分布。

a—红色、紫色、绿色砂岩互层；b—泥岩；c—浸染状矿化；d—青灰色、肉红色互层中的泥岩夹层；e—红色砂岩；f—灰岩层

1—新近系第一岩性段肉红色砂岩；2—新近系第三岩性段红、紫、绿色砂岩互层；3—新近系第二岩性段灰绿色、肉红色砂岩互层； 4—古近系第二岩性段泥岩；5—古近系第一岩性段红色砂岩；6—白垩系紫色砂岩；7—下二叠统别良金群致密灰白色灰岩； 8—下二叠统别良金群致密青灰色灰岩；9—矿化位置

3.2 岩相分析

根据实测剖面与路线调查剖面的岩性分布特征和代表性，选择了实测剖面 43 线和路线调查 144 线完成了地层柱状剖面图（图11，图12），并进行岩相分析。

依据砾岩分类：凡直径大于 2 mm 的圆粒状、次圆状砾石含量大于 50%，并经胶结而形成的碎屑岩，称为砾岩。砾石之间的胶结物为砂、粉砂和化学沉积物。砾岩根据成因：可分为滨海砾岩和河流砾岩。在滨海地区形成的滨海砾岩的砾石分选性和磨圆度都比较好，成分也比较单一，砾石的长轴往往平行于海岸的方向；在山区附近，由河流搬运、堆积而成的砾岩叫做河流砾岩，河流砾岩的砾石成分比较复杂，分选和磨圆度较差（表1）。

依据实测剖面 43 线（图7）、路线调查剖面 144 线（图8）以及砾岩（图9）、石膏（图10）、砂岩分类，研究区岩相分析如下：

43 线：

白垩系（K）：岩性主要为紫色致密粉砂岩，粒度较细，且劈理化发育（图11），反映了该地区白垩纪为浅海相的岩性组合特征。

古近系：第一岩性段岩性由紫色致密粉砂岩到红色粗粒砂岩，粒度的变化证实该时期研究区及区域上发生海退，岩相以滨海相特征为主。红色粗粒砂岩到青灰色与紫红色泥岩互层，其中红色粗砂岩中夹有砾岩层且含有品位较好的浸染状矿化。反映出该时期研究区及区域上发生海侵，局部砾岩层的存在说明了该阶段局部海退，或局部地壳微弱抬升的发生；由青灰色与紫红色泥岩互层到青灰色细砂岩，粒度由细变粗验证了海退的存在；再由青灰色细砂岩到青灰色、紫红色泥岩互层，再一次证实了海水逐渐侵入陆地的现象。该阶段反映了频繁的局部海侵与海退节律性变化规律，但总体上仍以滨海相特征为主。第二岩性段由泥岩互层到夹有砂砾岩的红色泥岩，推断发生海退现象，该时期以潮坪相特征为主；由红色泥岩到青灰色与红色粉砂岩互层，中间夹有石膏层，粒度由细到粗反映该时期发生了海退，且膏岩层证实了该阶段存在着潟湖相的岩性组合属性。

a—肉红色砂岩层；b—灰绿色细砂岩中的孔雀石；c—红色砂岩中的孔雀石；d—紫色泥质砂岩层

1—新近系第一岩性段肉红色砂岩；2—白垩系紫色砂岩；3—新近系第二岩性段肉红色、灰绿色砂岩互层；4—古近系第一岩性段红色砂岩； 5—新近系第三岩性段青灰色、红色紫色砂岩互层；6—石膏层；7—古近系第一岩性段灰绿色泥岩层；8—铜矿化

a—地表肉红色砂岩层中的砾岩夹层；b—地表红色粗砂岩中的砾岩夹层；c—巷道中出露的砾岩层；d—棱角状砾岩手标本； e—长条状砾岩手标本；f—次圆状砾岩手标本

1 —石膏层界线

新近系：主要岩性为肉红色砂岩，灰绿色肉红色砂岩互层，红、紫、绿色砂岩互层，粒度呈中粗粒。该层层厚变宽，结合岩相分析图（图11），沉积相显露出由海相向三角洲相直至陆相的转变过程。

14 4线：

白垩系（K）：岩性主要为紫色致密粉砂岩（图12），该阶段以浅海相岩性组合为特征。

古近系：第一岩性段为红色中粒砂岩，相对于白垩系粉砂岩，粒度的变化证明了海退现象的发生，沉积相由浅海相向滨海相转变。第二岩性段由红色中粒砂岩到青灰色与红色中细粒砂岩互层的转变，说明了该阶段发生了海侵过程，石膏层的存在，说明在沉积过程中，沉积相由原来的滨海相向潟湖相转变。该层位存在条带状的微弱矿化。

新近系：主要岩性为肉红色砂岩，灰绿色肉红色砂岩互层，红、紫、绿色砂岩互层，粒度大小不一 （图12）。经过不同程度的海侵海退，结合岩相分析图（图12），沉积相由滨海潟湖相向三角洲-陆相特征转变。

综上所述，矿化甚至富矿段与砾岩层关系十分密切；相反，泥岩、粉砂岩等孔隙度小的岩性层位矿化明显偏弱，甚至无矿化；由此可知砾岩的存在预示着矿化的产生，结合上述很大程度证实了铜矿化的理想环境为滨海-潟湖-三角洲相。

3.3 古环境分析

3.3.1 成矿背景古环境分析

如图所示（图13），古近系古新世—始新世塔里木盆地西北段即喀什地区以海相环境为主，主要发育海湾台地相，可划分为开阔台地、局限台地2个大的相单元，其中局限台地还可细划分为近岸局限台地和远岸局限台地，近岸局限台地以粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，夹膏岩和薄层膏岩 （朱如凯等，2002），前人研究表明喀什凹陷及其以西地区为开阔台地沉积环境（邵龙义等，2006）。在古新世—始新世早期，该矿床位于海相开阔台地内，该区南北两侧皆为远岸局限台地，可以确定该区的物源来自于南北两侧，南侧为昆仑山北部的扇状三角洲，北侧为剥蚀区，两侧的碎屑沉积物通过水流进行推移，矿化也发生于该时期晚期（邵龙义等，2006）。

3.3.2 成矿局部古环境分析

根据研究区实测剖面和路线调查剖面结合巷道调查分析认为：

1—盆地边界；2—相界限；3—推测相界线；4—亚相界线；5—尖灭线；6—推测尖灭线；7—物源方向；8—海侵方向；9—矿床位置；10—地名

实测剖面 203 线，其岩性从白垩系细砂岩到古近系含矿的中细粒砂岩再到新近系细砂岩，在古近系砂岩层中夹有石膏层，反映了沉积相由滨海相— 潟湖相—三角洲相的转变，海洋环境—湖泊环境— 陆地环境的转变，水动力条件由弱—强—弱的转变；实测剖面 260 线，其岩性从白垩系粉砂岩、泥岩到古近系中细粒砂岩、粗砂岩再到新近系细砂岩，其中在古近系砂岩层中含有两层矿化层，中细粒砂岩中存在条带状矿化，矿化较弱，粗砂岩中存在浸染状矿化，矿化程度良好；反映了沉积相由滨海相—三角洲相的转变，海洋环境—湖泊环境— 陆地环境的转变，水动力条件由弱—强—弱的转变；实测剖面 43 线，其岩性从白垩系粉砂岩、泥岩到古近系中粗粒砂岩、粗砂岩、砾岩、石膏再到新近系中细粒砂岩，其中在古近系砂岩层中存在浸染状矿化，矿化程度良好；反映了沉积相由滨海相 —潟湖相—三角洲相的转变，海洋环境—湖泊环境—陆地环境的转变，水动力条件由弱—强—弱的转变；实测剖面 144 线，其岩性从白垩系粉砂岩、泥岩到古近系细砂岩、石膏再到新近系中细粒砂岩，其中在古近系砂岩层中存在条带状矿化，矿化程度弱；反映了沉积相由滨海相—潟湖相—三角洲相的转变，海洋环境—湖泊环境—陆地环境的转变，水动力条件由弱—强—弱的转变；石膏层赋存的上下层位多为中细粒碎屑岩和泥岩，说明当时水动力条件较弱，水体平稳。前人研究认为（年武强等，2007；丛培章等，2016）：石膏层在古环境中所处水深要比含矿砂岩层略深；在干热干旱气候和氧化条件下形成了石膏层，石膏层的大量存在，使流经岩层的水可改造成为高盐度矿化水，更有利于淋滤岩层中的矿物质，且矿液的运移受蒸发作用的控制，蒸发作用造成垂直向上的动力梯度，使含矿溶液垂直向上流动，在稳定地带富集成矿。

由此可见，矿化较富地段砂岩粒度较粗，且存在砾岩层，多呈浸染状矿化；相反，矿化较弱地段砂岩粒度较细，多呈条带状矿化；砾岩的存在反映着水动力条件的变化，水动力条件的变化反映古环境的变化，砾岩成分越复杂，分选磨圆性越差，则表现为水动力条件强的河流三角洲环境；反之则为水动力条件较弱的滨海环境；石膏层的存在代表了水体相对封闭，水动力条件平稳的潟湖环境。

根据前人研究（李吉均和方小敏，1998；王茜等，2018；王佳敏等，2022），研究区古近系早期南天山向南强烈挤压，强烈的抬升和沉降形成扇三角洲沉积环境。古特提斯海水继晚白垩世的入侵和退缩后再次进入了研究区（Bosboom et al.，2014）；而后河流携带扇三角洲的大量粗粒碎屑沉积物入海，按照粒度变化形成沉积分带，距离入海口越远的碎屑沉积物粒度越小，分选磨圆性越好；随着海平面的上升，伽师地区被海水淹没，形成了台地、潟湖环境，研究区也在该阶段海平面面积达到最大。当海平面开始下降，研究区环境逐渐变为潮坪环境。在此沉积环境中，海平面波动下降，研究区环境从潮上带逐渐变为潮间带，局部为滨海潟湖环境，由此形成了膏岩与碎屑岩沉积。渐新世开始，海水逐渐退去，辫状河三角洲沉积成为伽师地区主要的沉积相，由原来碳酸盐膏岩沉积转变为碎屑岩沉积，以砾岩、含砾砂岩和砂岩为主（施龙青等，2016）。根据巷道调查发现，垂直方向上由浅入深岩性粒度越粗，成分越复杂（图9），与前人所述吻合。

综上所述，初步推断研究区古环境为滨海—潟湖，夹有辫状三角洲复合沉积环境。

4 成矿古环境演化模式

古近系早期：研究区主要为海洋环境，水动力条件较弱，岩性以细砂岩、泥岩为主（图14）。

1—砾岩；2—石膏；3—砂泥岩；4—细砂岩；5—中细粒砂岩；6—中砂岩；7—灰岩；8—泥岩；9—盆地边界；10—相界线；11—推测相界线；12—亚相界线；13—尖灭线；14—推测尖灭线；15—矿体16—矿床位置；17—物源方向；18—物源方向；19—海侵方向；20—地名

古近系中期：研究区由于经过多次不同程度的海侵、海退的交互作用（Li et al.，2020），海水分别从库车坳陷西部和塔西南地区退出，整个研究区以滨海相为主（图14；邵龙义等，2006；张磊等， 2020），该时期岩性以中粒、中细粒砂岩为主。通过石膏层反映出研究区此后保持了相当一段时间的静水时期，此时研究区所在地区由滨海相转为潟湖相。

古近系晚期：地壳抬升隆起，发生大面积海退，水动力条件较强，辫状三角洲携带大量碎屑物质侵入，该时期岩性以中粗粒、粗粒砂岩、杂砂岩、砾岩为主。研究区由原来被海水占据的区域逐渐演化为湖泊，并且湖泊范围远大于早期海水区域，研究区内部几乎全部被湖水所覆盖（图14）。

喜马拉雅前缘是在晚白垩世—早始新世弧前及弧后盆地基础上发育起来的前陆盆地（Gao et al.，1998；朱如凯等，2002；杜秋定等，2008；王松， 2014），中始新世—早中新世是前陆盆地发育的鼎盛时期，经过中新世（21 Ma）—现今的强烈隆升剥蚀，形成残留前陆盆地（图15）。在此基础上，研究区具体演化过程如下：

所反映的就是在新近纪中新世经过强烈的挤压造山形成褶皱，目前矿化层位（矿体）主要存于褶皱的南翼；根据前人研究（Aitchison et al.，2007；王泽利等，2015；王茜等，2018），发现研究区位于西南天山，该处矿层存在的褶皱是由于强烈的造山挤压而形成（何登发等，2005），通过上述的岩性岩相分析，参考新近纪喜马拉雅前缘俯冲碰撞的地质学动力背景，使得盖层（古近系—新近系）发生褶皱以及发生了明显的陆壳隆升，而使盖层沉积层没有经过典型压实成岩的过程，矿体赋存于古近系的半成岩砂岩、砾岩地层岩性中。

1—活动陆源沉积（志留纪—泥盆纪）；2—海相沉积及岩浆岩（志留纪—泥盆纪）；3—克拉通盆地沉积（志留纪—泥盆纪）；4—海相沉积及岩浆岩（石炭纪—二叠纪）；5—浅海沉积（石炭纪—二叠纪）；6—陆相火山岩（二叠纪早期—二叠纪晚期）；7—陆相沉积岩（二叠纪—新近纪）；8—新近系肉红色中粗粒砂岩；9—古近系红色中粒砂岩；10—古近系青灰色细粒砂泥岩；11—古近系肉红色粉砂岩；12—白垩系紫红色泥岩；13—二叠系灰白色灰岩；14—不整合界线；15—矿体

研究区以二叠纪、白垩纪为基础，先后经过多次的海进海退，由三角洲为物源冲刷沉积最后在古近系早期形成滨海潟湖相，在不断的剥蚀沉积过程中逐渐演化最终形成古近纪含铜矿层，并赋存于古近纪地层中；后又经过喜马拉雅前缘的强烈俯冲碰撞，导致沉积地层在新近纪发生挤压造山形成褶皱；这便是研究区的大致沉积环境的演化。

5 结论

（1）经过路线剖面和巷道调查，总结出新疆伽师砂岩型铜矿床岩性控矿规律：含矿砂岩层粒度粗、孔隙度大，铜品位较高，矿化越明显；反之，粉砂岩、泥岩，孔隙度越小，矿化品位越低。

（2）伽师铜矿床成矿在古近纪其成矿古环境为滨海—潟湖相，夹有辫状三角洲复合沉积环境特点。

（3）研究区在新近纪后期经历喜马拉雅强烈挤压造山，由于区域性的推覆构造使含矿层位发生褶皱变形，并且局部发生倒转，致使当下含矿层位赋存于褶皱的翼部。

致谢 论文在成稿与修改过程中审稿专家、编辑部老师提出了宝贵修改意见，在此表示真诚的谢意！

参考文献