0 引言

萨哈尔铜矿床位于新疆乌恰县吉根乡正南偏西约15 km，西距伊尔克什坦口岸约10 km。萨哈尔铜矿床处在塔里木盆地西北缘，位于新疆乌恰—康苏有色金属资源矿集区，矿床产于西南天山中—新生代沉积地层中，赋矿岩性为安居安组（N₁a）褪色蚀变长石石英岩屑砂岩。区域上该地区是新疆重要的铜多金属矿产地（刘增仁等，2022），已发现萨热克铜矿床、江格结尔铜铅锌矿床（贾润幸等，2018）、喀什炼铁厂铜铅锌矿床（王玉杰等，2020，2022）、吉勒格铜铅锌矿床（赵路通等，2020）、花园铜矿床（张子蛟，2020；赵路通和马忠美，2021）、杨叶铜矿床 （辛江，2010）、吾合沙鲁铜矿床、阿克套铜矿床（柳坤峰等，2020b）、吾东铜矿床（康军和贺小鹏，2016） 等（图1）。萨哈尔铜矿床与区域上新生代诸多铜矿床在成矿地质背景、成矿地质条件上多有相似之处，如矿床都形成在新生代凹陷边缘，都位于向斜两翼，矿体都受控于地层，赋矿岩性都是砂岩，围岩都有碳酸盐化蚀变（表现为褪色），主要矿石矿物都有孔雀石等。

前人对萨哈尔铜矿床的研究较少，仅从赋矿地层特征和矿石特征方面一定研究（李鑫林，2015），对成矿规律分析与找矿标志的总结较为薄弱。笔者在开展吉根地区 1∶5 万区域矿产调查过程中，对萨哈尔铜矿的区域地质、矿区地质、矿体地质、矿床成因进行了分析研究，对比区域其他砂岩型铜矿床特征，总结找矿标志，以期对研究区今后勘查和区域找矿提供一定参考。

1 区域地质

萨哈尔铜矿床位于塔里木盆地西北缘，地处伊利地块斯木哈纳中新生代凹陷（塔里木盆地西北缘小型凹陷）与塔里木地块天山前陆逆冲区结合部位。大地构造位置处于南天山造山带、西昆仑造山带与塔里木地块交会部位，该区是西南天山砂岩型铜矿的理想成矿位置。

区域上元古宇、古生界、中生界、新生界均有出露。北部克孜勒苏河、卓尤勒干苏河和康苏河合围区域以元古宇长城系（Pt₂Ch）绢云石英岩夹辉绿岩为主；西北部吉根断裂北西至边界线一带主要分布古生界；东北部康苏河以东则主要分布中生界和少量古生界；南部则广泛分布着新生界。古生界主要出露志留系（S）塔尔特库里组（S_3-4t）千枚岩、硅质板岩、石英变砂岩、灰岩；下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D₁s） 砾岩、砂岩、板岩、硅质岩、含生物碎屑灰岩；中泥盆统托格买提组（D₂t）泥晶灰岩夹粉砂质板岩、砂岩和下石炭统巴什索贡组（C₁b）、上石炭统康克林组 （C₂k）杂色灰岩；局部少量出露二叠系（P）。中生界以大面积出露的上侏罗统库孜贡苏组（J₃k）红色砾岩和下白垩统克孜勒苏群（K₁kz）红色砂岩夹浅色砂岩、砾岩、粉砂质泥岩为主；上白垩统库克拜组（K₂k） 泥岩夹介壳灰岩、上白垩统乌依塔克组（K₂w）钙质泥岩薄层出露；局部三叠系（T）则偶有出露。新生界则由新近系古新统—渐新统阿尔塔什组（E₁a）白色石膏、齐姆根组（E_1-2q）泥岩、卡拉塔尔组（E₂k）碳酸盐岩、乌拉根组（E₂w）泥岩夹灰岩、巴什布拉克组 （E_2-3b）红色泥岩夹砂岩和渐新统—中新统的克孜洛依组（（E₃-N₁）k）、中新统安居安组（N₁a）、帕卡布拉克组（N₁p）、上新统阿图什组（N₂a）（刘增仁等，2014） 长石石英砂岩、石英岩屑砂岩、粉砂岩、泥岩、砾岩组成（图1）。

区域上褶皱构造发育，断层分布广泛，主要有恰特多克—萨喀勒恰提向斜和吉根断裂。恰特多克—萨喀勒恰提向斜轴部呈北东—南西向延伸，向斜核部为新近系，底部为白垩系克孜勒苏群和古近系。向斜整体向南西倾伏，地层出露极不完整，因吉根断裂影响，上盘古生界超覆于北西翼中生界或新生界之上；南东翼地层较完整出露。吉根断裂走向北东，向西陡倾，延伸长约 70 km，为深源物质交换、运移、聚集、储存成矿创造了有利地质条件。

印支—喜山期，区域沉降盆地发育湖相碎屑岩沉积，该期区内以沉积型矿产为主，主要可见沉积型铜矿床、沉积型铅矿床及石膏矿床、岩盐矿床等。且该期矿产具有成群成带分布和在特定的地层层位产出的特征，以花园式砂岩型铜矿床为代表的铜矿具有规模大，品位低的特点。在中新生代以来沉降盆地内形成了系列沉积型铜矿床，大都分布在山前凹陷边缘，均显示近源沉积的特点。区域内矿床多被断裂改造过，造成了矿体的错断或灭失，而较小的次级断裂则起到了富集成矿的作用，褶皱构造主要是对矿体规模的改造，表现为矿体的加厚和变薄。因此区域内分布的铜多金属矿床具有受岩相古地理条件制约、受大地构造环境影响、受构造控制的特点和分布规律（朱红英等，2021）。

1—第四系；2—新近系；3—渐新—中新统克孜洛依组；4—古近系；5—白垩系；6—侏罗系；7—三叠系；8—二叠系；9—石炭系；10—泥盆系； 11—志留系；12—长城系；13—上志留统—下泥盆统基性岩；14—整合地质界线；15—不整合地质界线；16—断层；17—逆断层；18—推测断层； 19—河流；20—铜矿床；21—铜矿点；22—行政区（地名）；23—图1a研究区位置；24—图1b研究区位置

2 矿床地质

2.1 地层

研究区出露地层有属南天山地层分区的志留系塔尔特库里组（S_3-4t）和属塔里木盆地地层小区的新近系渐新—中新统的克孜洛依组（（E₃-N₁）k）、中新统安居安组（N₁a）。区内有较大面积第四系冲洪积、冰碛、冰水堆积等沉积物或松散堆积物覆盖，各组地层出露不完整（图2）。

志留系塔尔特库里组分布于研究区西部，出露上部灰岩，沿吉根断裂推覆于新近系安居安组之上，岩层向西陡倾（图3），OLI遥感影像呈粉黄褐色，可以明确识别。

克孜洛依组分布在研究区东南角，出露不全，主要岩性为灰红色细粒长石石英砂岩与钙质粉砂岩互层、灰红色岩屑砂岩、粉砂岩，向上发育暗红色厚层泥岩，区内北西倾向出露。克孜洛依组局部可见纹层状石膏或网脉状石膏，厚度往往不足 2 mm。 OLI遥感影像呈橘黄色、紫黄色条带，高分 2号卫星影像呈紫褐色、灰紫色，条带状影纹特征，区分于其他地层。

1—第四系；2—中新统安居安组上段；3—中新统安居安组下段；4—渐新—中新统克孜洛依组；5—志留系塔尔特库里组；6—地质界线；7—断层位置及其编号；8—向斜核部；9—矿体位置及其编号；10—灰绿色厚层砂岩；11—产状；12—地质剖面位置；13—河流

安居安组呈北北东向出露于研究区中部，OLI 遥感影像呈粉色、紫褐色，高分2号卫星影像呈灰白色、土黄色，蠕虫状、斑状影纹特征，与其他地层存在明显差异。该组底部主体岩性为钙质长石石英砂岩、棕红色泥岩、粉砂岩，中部发育灰绿色厚层砂岩，厚度 0.4~1.5 m，横向上延伸稳定，在遥感影像上呈白色带状，较明显，可指示安居安组找矿位置。以此岩层为标志将安居安组分为安居安组下段（N₁a¹）和安居安组上段（N₁a²）。安居安组下段（N₁a¹）中部厚度较大的褪色蚀变砂岩为研究区主要赋矿岩性层（图4），该砂岩呈灰白色，宏观上与围岩红色系岩层存在明显颜色差异，是最直观的标志。

1—第四系；2—中新统安居安组上段；3—中新统安居安组下段；4—渐新—中新统克孜洛依组；5—志留系塔尔特库里组；6—冲洪、冰水堆积物；7—砂岩；8—粉砂岩；9—泥岩；10—灰岩；11—地质界线；12—断层；13—矿体及其编号；14—灰绿色厚层砂岩；15—产状

2.2 构造

矿床位于恰特多克—萨喀勒恰提不对称向斜中，该向斜整体向北散开、向南收拢的趋势。南东翼地层出露较完整、产状较稳定，倾向北西；北西翼部分地层被古生界覆盖，残留的安居安组产状倾向南东（图3）。矿体位于向斜北西翼安居安组，多处被后期断裂构造破坏。恰特多克—萨喀勒恰提向斜可作为寻找该矿床的构造标志。

区内断裂较为发育，对成矿影响较大的有3条，分别是 F1、F2和 F3（图2）。（1） F1（吉根断裂），位于伊利地块斯木哈纳中新生代凹陷与塔里木地块天山前陆逆冲区结合部位，为一倾向北西的逆断层，该断裂在区内表现为断层上盘古生界志留系塔尔特库里组灰岩超覆于新近系安居安组粉砂岩、砂岩之上，倾角约 60°，呈北北东向贯穿于矿区中部；（2） F2为推测平移断层，位于研究区中部卡希恰苏恰提西支沟，走向近东西，为吉根断裂之后形成的断层，区内该断层被第四系覆盖，推测依据为南北两侧地层岩性界线发生了明显错动，断层北侧向东平移，南侧向西平移，断距约 60 m；（3）F3 位于研究区北部，发育于安居安组中，是吉根断裂的次级断层，走向近南北延出研究区，断层向东倾，倾角约 60°。该断层为逆断层，对Ⅲ号铜矿体产生了一定的破坏作用，使矿体形态复杂多变。

2.3 蚀变

研究区围岩蚀变类型比较简单，主要蚀变为碳酸盐化（表现为褪色蚀变），绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化等蚀变较弱或仅在局部发育。褪色蚀变主要发育在红色砂泥岩层内颗粒较粗的细（粉）砂岩中，胶结物为钙质、铁质和泥质。红色受岩层中氧化铁影响，褪色是高价态铁被还原成亚铁所引起，表明矿体形成过程中经历了还原作用。褪色蚀变带宽一般数厘米至数米，顺层分布且与地层走向一致，矿化多发育在褪色蚀变带内。其余蚀变分布范围较小，局限于矿体附近或矿石中。赋矿岩层的蚀变褪色为萨哈尔矿床的重要找矿标志。

3 矿体地质

3.1 矿体特征

萨哈尔铜矿床矿体产于恰特多克—萨喀勒恰提向斜北西翼，安居安组下段浅色碎屑岩中。赋矿层位稳定，具有沿地层层状分布的特点，赋矿岩性为灰白—浅灰绿色具蚀变褪色化的长石石英岩屑砂岩，岩性单一。矿体出露长约1.7 km，厚2～6 m，品位变化不大，其顶底板岩性均为颗粒较细的浅红色泥岩或粉砂岩，界线清晰。地表出露矿体见明显的浸染状、团块状孔雀石化，局部见明显褐铁矿化富集，矿化露头是最直接的找矿标志。该矿床主要出露 3 个较大的矿体，分别为 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 号矿体（图2）。

Ⅰ号矿体位于研究区中部，由东、西两个子矿体组成，矿体形态为层状，产状与地层一致。其中，西矿体地表出露长约600 m，厚2.23～8. 03 m，平均厚度 4.40 m，倾向 120°～140°，倾角 50°～75°，铜品位 0.79％～2.86％，平均 1. 06％。受吉根断裂影响，矿体局部发生变形。东矿体长 150 m，厚 8.14 m，倾向 120°～130°，倾角 50°～70°，铜品位平均 1.68％。

Ⅱ号矿体位于研究区南部，I号矿体南西约 600 m 处，与 I号矿体同位于吉根断裂下盘，矿体形态为层状。矿体在地表出露长 630 m，厚 2～6 m，倾向 110°～120°，倾角 50°～65°，铜品位 0.63％～1.49％，平均 0.95％。矿体与围岩产状一致，该矿体与I号矿体属同一矿体，被断层F2错断。

Ⅲ号矿体位于I号矿体以北约200 m左右，矿体产状与围岩产状基本相同，为缓倾斜层状矿体，矿体在地表出露长约130 m，矿体厚0.70～1.58 m，平均厚 1. 01 m，铜品位 0.58％～1.45％，平均品位 1.15％。受吉根断裂影响，含铜砂岩地层在地表发生严重变形，产状紊乱。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

萨哈尔铜矿床矿石的物质组成较为简单，以非金属矿物为主（95％左右），金属矿物含量不高（一般为 1％～5％，最高可达 10％）。金属矿物以孔雀石、辉铜矿、赤铁矿、自然铜、铜蓝为主，少量赤铜矿、黄铜矿、硅孔雀石、钛铁矿、黄铁矿；非金属矿物为石英（35％～40％）、长石（20％～25％）、云母 （5％～15％）、方解石（20％～35％）等。

金属矿物中，孔雀石（Mal）呈纤维状、隐晶状，半自形—他形粒状不均匀稀散状、浸染状分布在砂屑间，局部集合体呈放射状、扇状分布（图4a、4b）； 辉铜矿（Cc）主要呈他形粒状、不规则状，粒径0. 05~0.50 mm，不均匀稀散状、浸染状分布在砂屑间，多与孔雀石、褐铁矿相伴生（图4c、4d）；褐铁矿（Lm）形状不规则，多星点状分布，可能为黄铜矿蚀变形成，少量与铜蓝相伴生，多与孔雀石、辉铜矿相伴生；铜蓝（Cv）则呈鳞片状、星点状分布，部分与褐铁矿相伴生（图4e）；自然铜不规则粒状，星点状不均匀分布，局部可见与孔雀石伴生，多被辉铜矿交代。

非金属矿物中，石英（Q）多为棱角、次棱角状，少量次圆状，粒径0. 05~0.30 mm，呈稀散状分布，主要为石英单晶体，少量为硅质岩及石英岩岩屑（图4f）；长石有钾长石和斜长石，可见双晶，粒径 0.10~0.30 mm，星点状分布，晶粒多绢云母化及泥化；白云母和少量黑云母呈片状，星点状分布；岩屑呈棱角、次棱角状，粒径0.10~0.35 mm，星点状分布。成分主要为泥岩及粉砂岩岩屑，次为绢云千枚岩或板岩岩屑，少量灰岩岩屑；填隙物主要成分为碳酸盐矿物（方解石为主），部分泥质。方解石呈他形粒状，泥质呈泥状、隐晶状，多发生重结晶形成显微鳞片状绢云母，局部形成绿泥石、绿帘石等，稀散状分布在砂屑间起胶结作用。

矿石主要有益组份为 Cu，伴生有益组分有 Ag、 Au。其中Ag含量较高，一般为1.7×10^-6～5.2×10^-6，平均为 2.9×10^-6；Au 品位一般为 0.11×10^-6 ～1.47× 10^-6，平均为 0.37×10^-6，两者皆可在选冶过程中回收；Pb、Zn等元素含量普遍较低，无综合利用价值。

3.2.2 矿石结构构造

矿石结构主要有半自形粒状结构、他形粒状结构（图4c）、不规则粒状结构、交代结构、胶状结构等。粒状结构（图4b、4f）是矿石中最常见的结构，交代结构在矿石金属矿物中比较常见，胶状结构主要见于孔雀石。矿石构造主要有浸染状（图5a）、稀散状、条带状（图5b）、星点状、团块状（图5c）、细脉状 （图5d）等，浸染状构造是矿石中最常见的构造。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

4.1.1 控矿因素

萨哈尔铜矿床位于塔里木盆地西北缘、苏鲁铁列克隆起边部，处在伊利地块斯木哈纳中新生代凹陷与塔里木地块天山前陆逆冲区结合部位。安居安组（N₁a）为浅湖相沉积环境下长期接收周边隆起岩群碎屑物质沉积的新生代红色砂岩地层，周边隆起岩群具有较高的 Cu、Au等元素背景值，为成矿提供物质来源（柳坤峰等，2020a）。萨哈尔铜矿矿体严格受控于安居安组下段（N₁a¹），且赋矿砂岩存在明显的褪色蚀变，上部多见纹层状石膏断续出露（张自涛，2020）。恰特多克—萨喀勒恰提向斜控制了赋矿地层的展布。吉根断裂呈北北东向贯穿研究区，次级小断层较多，且在断层周围可见细小的石英脉。这些断裂为矿体有用组分的运移和富集提供了能量来源，同时，断裂活动改变了赋矿岩层产状。

a—稀散状孔雀石；b—孔雀石化岩屑砂岩；c—条带状、浸染状辉铜矿；d—稀散状、浸染状辉铜矿；e—铜蓝与褐铁矿伴生；f—长石石英砂岩 Mal—孔雀石；Cc—辉铜矿；Cv—铜蓝；Lm—褐铁矿；Q—石英；Kp—钾长石

萨哈尔铜矿床的大地构造背景、赋矿层位及岩性、矿体特征、矿石矿物组合、围岩蚀变、构造改造等特征，与区域新生代砂岩型铜矿类似。吾合沙鲁铜矿床和花园铜矿床所处的大地构造位置均为塔里木地块西北缘乌恰中新生代凹陷北缘，萨哈尔铜矿床处在塔里木地块西北缘斯木哈纳中新生代凹陷边缘；三者都处于向斜的两翼；吾合沙鲁铜矿床和花园铜矿床同处滨浅湖相古地理环境，萨哈尔铜矿床则处在浅湖相古地理环境；安居安组下段均为 3个矿床的赋矿地层，且砂岩均为3个矿床的赋矿岩性；三者围岩均存在浅色褪色蚀变特点等（表1）。

4.1.2 成因浅析

西南天山中生界—新生界层控砂岩型铜矿床的成因主要有沉积层控型、沉积-改造型、沉积-热液叠加改造型等类型。基本具有原始矿源层形成、油田卤水叠加和深源成矿物质叠加等受盆地沉积-构造演化控制，多源多期次成矿的特征，与燕山和喜山构造运动有关（刘增仁等，2022）。

赋矿地层发育在中新生代小型盆地内，盆地相对稳定并长期接受陆源物质沉积，属于浅湖相沉积。在炎热干旱、半干旱蒸发气候和氧化条件的古地理环境下形成厚度较大的红色岩层（柳坤峰等， 2020a）。矿体呈层状，与围岩产状基本一致，主要矿石矿物呈浸染状、稀散状分布于砂岩碎屑之间，表明矿床与地层同沉积。含矿岩层呈灰白色—浅灰绿色，矿化富集部位褪色蚀变现象明显，表明成矿后期经过明显的热液改造。具氧化性的含铜卤水与具还原性的含硫溶液相互反应，铜质在通透性较好的砂岩中富集，化学反应过程中砂岩褪色蚀变。研究区小断层附近存在比较明显的矿化富集现象，呈现出的星点状矿化主要分布于断层与脉状矿化周围，团块状矿化主要分布于次生裂隙中，表明矿床受到后期改造。

综上所述，成岩期是铜质富集的重要阶段，成岩期后的断层-褶皱和热液活动控制了富矿体和矿床产出的部位和形态（王玉杰等，2021）。颗粒较粗的砂岩地层作为容矿层基本控制了矿体的规模和形态，后期构造运动产生的小型断裂使矿体局部出现富集和贫化，同时也造成矿体局部产状变化大，形态复杂。因此萨哈尔铜矿床属于沉积-改造型层控矿床。

a—浸染状、星点状矿化砂岩；b—条带状矿化砂岩；c—团块状孔雀石化砂岩；d—细脉状矿化砂岩

4.2 找矿标志

（1）矿体露头标志。矿体在近地表可见明显的孔雀石化和褐铁矿化等蚀变，这些氧化矿物构成地表矿化露头。因此地表出露的铜氧化露头是最直接的找矿标志。

（2）岩性标志。矿体赋存于安居安组浅色碎屑岩中，含矿岩性为褪色化长石石英岩屑砂岩。矿体走向、规模和安居安组褪色化砂岩分布基本一致，矿体严格局限于灰绿-灰白色砂岩岩性段。该岩性段为找矿的有利层位，是重要的找矿岩性层。

（3）颜色异常标志。矿体上部的灰白色（粉）细砂岩分布稳定，其颜色在宏观上与其他地层存在明显的差别，是最直观的找矿标志。

（4）蚀变标志。赋矿岩层存在明显的褪色蚀变，矿化富集现象与热液活动引起的褪色蚀变关系密切，因此褪色蚀变是寻找该地区沉积型铜矿床的重要标志。

（5）构造标志。萨哈尔铜矿体产于恰特多克— 萨喀勒恰提向斜北西翼，受吉根断裂影响，向斜构造和断层构造控制着矿体的空间分布。向斜构造两翼与断层叠加位置可作为找矿重点位置。

（6）遥感影像标志。卫星图像上塔尔特库里组与克孜洛依组加安居安组可有效识别，安居安组上、下段间厚层砂岩呈白色带状明显可圈出。该遥感影像特征可指示安居安组下段找矿位置，为间接找矿标志。

5 结论

（1）通过对矿床区域地质背景、矿床特征、控矿因素、沉积环境等的分析，认为萨哈尔铜矿属沉积改造砂岩型铜矿床。

（2）矿体产于新近系安居安组下段（N₁a¹），铜矿体为灰绿-灰白色强褪色蚀变长石石英岩屑砂岩，矿体产状与地层一致，层控特征明显。安居安组灰绿-灰白色砂岩段为直接找矿标志层。

（3）萨哈尔铜矿床地处伊利地块斯木哈纳中新生代凹陷与塔里木地块天山前陆逆冲区结合部位，区域性吉根断裂对铜矿化富集有影响，次级断裂发育位置矿化强、铜品位高。

参考文献