塔西地区富烃类还原性盆地流体与砂砾岩型铜铅锌铀矿床成矿机制

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文章编号：16726561（2016）06072726

摘要：塔西地区萨热克大型砂砾岩型铜矿床和乌拉根铅锌矿床进入矿山开发期，今后找矿潜力大但成矿机制不明，制约了成矿与找矿预测。基于构造岩相学和地球化学岩相学，以西南天山造山带为核心，塔西地区前陆盆地、山间盆地和后陆盆地对于砂砾岩型铜矿床、铅锌矿床和铀矿床有不同控制作用：①在西南天山造山带北侧的托云中―新生代后陆盆地系统中，其次级盆地（萨热克巴依中生代山间拉分断陷盆地）上侏罗统库孜贡苏组上段为萨热克式砂砾岩型铜矿赋存层位；②在西南天山造山带南侧的前陆盆地系统中，乌拉根砂砾岩型铅锌矿赋存在下白垩统克孜勒苏群顶部与古近系底部，巴什布拉克大型砂岩型铀矿床赋存在伽师前陆盆地克孜勒苏群中；③在前陆盆地系统中，古近系顶部和新近系渐新统―中新统为砂岩型铜矿床赋存层位。富烃类还原性盆地流体识别构造岩相学标志为沥青化蚀变相、沥青化―褪色化蚀变带、碎裂岩化相和沥青化蚀变相多重耦合结构；地球化学岩相学标志包括富含有机碳，矿物包裹体中含有含烃盐水、气态烃液态烃气液态烃、轻质油和沥青等有机质类包裹体，低盐度和中盐度成矿流体，CuAgMo同体共生矿体，氧化相铜、硫化相铜和钼硫化物等。砂砾岩型铜铅锌铀矿床成矿机制主要包括：①同生断裂带由走滑拉分断陷发生构造反转后，转变为挤压收缩体制，即烃源岩大规模生烃排烃机制；②反转构造带、区域性不整合面、滑脱构造带、高孔隙度和渗透率砾岩等构造岩相带为富烃类还原性盆地流体大规模运移构造通道；③高孔隙度和渗透率砾岩类下部低渗透率泥质粉砂岩和上部含膏泥岩为岩相岩性圈闭构造岩相学标志；④大规模富烃类还原性盆地流体与含铜紫红色铁质杂砾岩（氧化相铜）有多相流体多重耦合结构，可能是砂砾岩型铜矿床大规模富集成矿机制，低温卤水沉积叠加富烃类还原性盆地流体成矿可能是形成砂砾岩型铅锌矿床机制，富烃类还原性盆地流体多期次混合与氧化相铀被还原可能是砂岩型铀矿富集成矿机制。

关键词：沉积岩型铜矿床；铜铅锌铀矿床；成矿机制；前陆盆地；后陆盆地；山间拉分断陷盆地；构造岩相学方法；富烃类还原性盆地流体

中图分类号：P595；P618.4；P619.14文献标志码：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

沉积岩型铜矿床（砂砾岩型、砂岩型、页岩型和白云岩型等）是全球主要铜矿床类型，约占全球铜矿床总含量的30%，仅次于斑岩型铜矿床，深受地学界和矿业界高度关注。从赋矿层位来看，大型―超大型沉积岩型铜矿床为元古宙、石炭系、二叠系―三叠系、白垩系、古近系和新近系等，如赞比亚铜矿省―扎伊尔的中―新元古界沉积岩型铜钴矿带、俄罗斯乌多坎砂岩型铜矿床、哈萨克斯坦杰兹卡兹甘石炭系砂岩型铜矿床、中国云南楚雄白垩系砂页岩型铜矿床、波兰卢宾铜矿床、德国曼斯菲尔德二叠系铜矿床和格陵兰―欧洲的二叠系―三叠系中砂砾岩型砂岩型页岩型铜矿床[13]。在安第斯造山带中的智利、玻利维亚、阿根廷和墨西哥砂砾岩型铜矿床赋存层位为白垩系和古近系―新近系。

塔里木盆地周缘古近系和新近系发育砂岩型铜矿床，而萨热克大型砂砾岩型铜矿床赋矿层位为上侏罗统[46]，它们与造山带沉积盆地耦合转换构造系统有密切关系，以大陆挤压体系为特点，在全球十分特殊。沉积岩型铜矿床分布在云南和新疆，如塔里木盆地周缘古近系―新近系和侏罗系砂砾岩型铜矿床、云南滥泥坪震旦系砂砾岩白云岩型铜矿床、康滇元古宙隆起周缘中生界含铜砂页岩型铜矿床、湖南麻阳白垩系和古近系中砂岩型铜矿床、六盘山―贺兰山泥盆系中砂页岩型和白垩系砂砾岩型铜矿床、玉门―肃南志留系砂岩型铜矿床。但从单个铜矿床规模来看，萨热克砂砾岩型铜矿床规模最大，其仍具有巨大的找矿潜力，但其成矿机制尚不明确，制约了深部和进一步找矿预测和勘查。

砂砾岩型铅锌矿床是全球主要铅锌矿床类型之一，从赋矿层位来看，大型砂砾岩型铅锌矿床主要产于元古界（如加拿大乔治湖铅锌矿床）、寒武系（如瑞典拉伊斯瓦尔铅锌矿床，铅锌资源储量为392×104 t）、石炭系（如加拿大亚瓦铅锌矿床，铅锌资源储量为142.4×104 t）、三叠系（如德国Mechernich铅锌矿床（储量为405×104 t）和Maubach铅锌矿床（储量为249.6×104 t））、侏罗系（如摩洛哥泽迪铅锌矿床）、古近系（如中国云南兰坪砂砾岩型铅锌矿床，铅锌资源储量为1 500×104 t）。在乌拉根中―新生代前陆盆地中，下白垩统顶部―古近系底部产出乌拉根超大型砂砾岩型铅锌矿床，其铅锌资源量远景达1 000×104 t，与花园―杨叶砂岩型铜矿带在空间上同盆共存。

目前，萨热克砂砾岩型铜矿床和乌拉根砂砾岩型铅锌矿床在成因上存在不同观点，形成机制尚存在较大争论，但油田卤水和有机质参与成矿作用的机理受到关注[711]。然而，对成矿流体运移构造通道、盆地流体圈闭类型和圈闭构造、盆地流体混合成矿机制等问题仍需要深入研究，尤其是塔里木盆地西部地区（简称“塔西地区”）砂砾岩型铜矿床、铅锌矿床和铀矿床的成矿地质背景是否有差异等科学问题研究很少。由于对塔西地区砂砾岩型铜铅锌铀矿床形成构造地质背景和成矿机制等一系列问题认识不够深入，严重制约了区域成矿预测、矿区深部和找矿预测。本文进一步研究解剖富烃类还原性盆地流体[6]形成机制、运移通道、流体混合机制、野外可识别的构造岩相学标志和沉积盆地系统内在关系，从地球化学岩相学角度探索塔西地区砂砾岩型铜铅锌铀矿床成矿机制等问题，有助于提升对该成矿系统内部结构和成矿机制的认识，预期提高其区域成矿预测、矿区深部和找矿预测，降低矿产勘查的技术风险。

1砂砾岩型铜铅锌矿床分布规律

在前陆盆地山间拉分断陷盆地（造山带内部）后陆盆地中，塔里木盆地西缘以西南天山造山带为核心部位，已成为具有世界级规模的砂砾岩型铜铅锌区域成矿带（图1、2）。塔西地区分布有4个砂砾岩型铜铅锌铀成矿带、4个砂砾岩型铜铅锌铀矿赋矿层位和一批砂砾岩型铜铅锌矿床（点）（图1～3）。主要4个赋矿层位为上侏罗统库孜贡苏组（萨热克式砾岩型铜矿床）、下白垩统克孜勒苏群（乌拉根式砂砾岩型铅锌矿床和巴什布拉克砂岩型铀矿床）、始新统（玛依喀克砂岩型铜矿）、中新统安居安组（花园式砂岩型铜矿床）等，揭示塔西地区中―新生代沉积盆地系统中，砂砾岩型铜铅锌矿铀成矿带以西南天山造山带为核心，其沉积盆地类型和含矿性仍有局域性特征。

1.1托云中―新生代后陆盆地系统和萨热克式砂砾岩型铜成矿带

北部萨热克式砂砾岩型铜矿带主要赋存于萨热克巴依中生代山间拉分断陷盆地中，该盆地属托云中―新生代后陆盆地的次级盆地，现今残留面积近100 km2。萨热克式砂砾岩型铜矿带赋存于上侏罗统库孜贡苏组上段紫红色铁质砂砾岩中（图1、2）。2012年，新疆汇祥永金矿业有限公司完成了新疆乌恰县萨热克铜矿床北矿段地质勘探工作，探获资源储量（331+332+333）为：铜矿石量1 33521×104 t，铜金属量166 804 t，伴生银金属量152 263 kg，铜平均品位1.25%。该矿床现已建成大型矿山的生产能力为每天3 500 t，进入规模化生产，铜资源量达大型规模以上。

在造山带沉积盆地构造高原耦合转换构造域中[12]，后陆盆地系统对于形成沉积岩型铜矿床[13]和“油气煤铀”多种能源矿产[14]同盆共存，具有十分优越的成矿地质条件。①西南天山造山带是在塔里木盆地泥盆纪―石炭纪被动陆缘系统[15]基础上形成的华里西期―印支期造山带，在二叠纪末期，西伯利亚古板块持续向南漂移，并与塔里木板块发生陆

1为砾岩、杂砾岩；2为粗砂质细砾岩类；3为含砾粗砂岩类；4为砂岩类；5为粉砂岩类；6为泥岩类；7为泥质灰岩和泥晶灰岩；8为泥灰质同生角砾岩类；9为介壳灰岩、含牡蛎生物碎屑灰岩；10为含膏白云岩和含膏白云质灰岩；11为角砾状石膏岩；12为绢云母方解石千枚岩；13为构造片岩和糜棱岩；14为火山岩类；15为变基性火山岩类；16为绿泥石千枚岩；17为大理岩化灰岩、大理岩；18为片岩类、石榴黑云母片岩等；19为角度不整合面；20为煤层、含煤碎屑岩系；21为铅锌矿床；22为铜矿床

陆碰撞造山，形成了北部中天山阔克沙勒岭岛弧造山带。在北部中天山岛弧造山带和西南天山被动陆缘造山带之间，形成了位于吐尔尕特山之南托云山间拗陷沉降带；在这种同造山期的陆内山间盆地中，接受了下三叠统磨拉石相细碎屑岩相。下三叠统俄霍布拉克组为一套浅灰红和灰绿色粗砾岩、中细砾岩、砂岩夹黏土岩，局部含有煤线，厚2 223.0 m，与上石炭统高角度不整合接触[16]，其上被莎里塔什组呈角度不整合覆盖。俄霍布拉克组发育后期断裂带，侵入有辉绿辉长岩脉群，并形成了断层角砾岩化相带，揭示在托云后陆盆地早三叠世就进入陆内山间拗陷盆地的初始成盆期，其构造古地理与早三叠世印支运动陆陆碰撞造山事件密切有关，因中―晚三叠世末处于持续造山隆升过程，而缺少中―上三叠统沉积。②在西南天山造山带的南侧相邻塔北库车前陆盆地中，三叠系继承了晚二叠世前陆盆地构造古地理格局，下三叠统由两套灰绿色细碎屑岩及一套浅灰红色、紫红色中粗碎屑岩组成，厚1180～5410 m。中三叠统克拉玛依组下部为紫红色泥岩，上部为灰色泥岩、灰绿色中厚层细砾岩与灰色泥岩互层，厚200.0～885.0 m。上三叠统黄山街组为厚层块状泥岩、中厚层砂岩互层，底部为中厚层块状含砾砂岩夹砾岩透镜体，厚300～5590 m；上三叠统塔里奇克组下部为中厚层砾岩、粗砂岩夹煤层，上部为砂岩、泥岩和砾岩夹煤层，厚260～4970 m[16]。③新疆乌恰县托云中―新生代后陆盆地现今残留面积约10 000 km2，其NW―SE向和SW―NE向为2个盆地长轴方向，明显受塔拉斯―费尔干纳NW向走滑断裂带[1719]和次级NE向断裂带控制。与西南天山造山带南侧的乌鲁―乌拉前陆盆地系统存在巨大差别，托云后陆盆地构造古地理位置为中天山阔克沙勒岭岛弧造山带与西南天山被动陆缘造山带之间，萨热克巴依和库孜贡苏两个山间拉分断陷次级盆地均以斜切西南天山造山带方式形成了盆山耦合与转换构造带。④托云后陆盆地系统发育早侏罗世―古近纪幔源玄武岩喷发事件，形成了相应的异常高古地温场结构，受NW向和NE向次级超岩石圈同生断裂带控制显著。⑤晚三叠世―早侏罗世初（137～159 Ma）西南天山造山带发生了伸展垮塌，形成区域差异性构造抬升和构造断陷，NW向塔拉斯―费尔干纳断裂带NW向走滑作用强烈[1719]，以托云地区为中心地带发生了构造断陷成盆，经构造抬升的周缘山体发生了剥蚀去顶作用，在托云后陆盆地系统中形成了中―下侏罗统河湖沼泽相沉积，与下伏下三叠统呈平行不整合接触，气候湿润且植被繁茂，从而形成了侏罗纪河湖沼泽相含煤系地层。该后陆盆地系统后期受喜马拉雅构造挤压作用，使盆地中部隆起，将盆地分成东、西两部分。其构造沉积演化过程可划分为托云后陆盆地系统形成期（P2―T3）、后陆拉分断陷盆地主成盆期与玄武岩喷发事件（J1―J2）、拉分断陷盆地萎缩期与幔源玄武岩喷发事件（J3―K2）、山间拉分断陷盆地叠加成盆期（E1）、山间断陷压陷叠加盆地转换期（E2―N2）、开流山间盆地地貌景观定型期（Q）等6个演化期次。⑥在托云中―新生代后陆盆地系统中，萨热克巴依NE向山间拉分断陷盆地和库孜贡苏NW向山间拉分断陷盆地以斜切西南天山造山带方式构成了沉积盆地造山带耦合与转换构造格局，构造古地理和盆地动力学属于山间拉分断陷盆地，具有寻找萨热克式砂砾岩型铜矿床的良好成矿地质条件。库孜贡苏NW向山间拉分断陷盆地已发现了较多煤矿和化探异常，具有较好的寻找砂砾岩型铜铅锌铀矿床的找矿前景。

1.2乌鲁―乌拉前陆盆地与砂砾岩型铜铅锌成矿带

中部乌拉根式砂砾岩型铅锌矿―巴什布拉克砂岩型铀矿成矿带赋存于乌鲁克恰其―乌拉根前陆盆地（简称“乌鲁―乌拉前陆盆地”）中（图1、3）。①乌拉根式砂砾岩型铅锌矿带区域断续延伸达350 km，康西铅锌矿床具有中型规模，其乌拉根北矿带―达克铅锌矿、江格结尔铅锌矿、加斯铅锌矿、硝若布拉克铅锌矿、吉勒格铅锌矿、托帕铅锌矿等具有较大潜力。乌拉根超大型层控砂砾岩型铅锌矿床赋矿层位为下白垩统克孜勒苏群第五岩性段和上覆的古近系古新统阿尔塔什组坍塌角砾岩等。低温围岩蚀变主要为天青石化、黄铁矿化、石膏化、沥青化、褪色化、黄钾铁矾化等。紫金矿业集团股份有限公司于2013年最终提交了（111b+331+332+333）总矿石量为22 23061×104 t，锌金属量为5 058 262 t，铅金属量为880 089 t，Zn平均品位为253%，Pb平均品位为036%。乌拉根铅锌矿床建设开发规模为每天5 000 t原生矿采选系统和每天3 000 t氧化矿采选系统，采选规模达到每天8 000 t，规划建设了一个年产10×104 t锌冶炼系统，形成采选冶生产系统闭合大循环。②以巴什布拉克大型砂岩型铀矿床为核心，与同一赋矿层位相邻4个铀矿点等组成了砂岩型铀成矿带，赋存于克孜勒苏群下段褪色化蚀变砾岩和蚀变含砾粗砂岩中。③南部花园式砂岩型铜矿带位于古近系―新近系中（图1、3）。乌恰―温宿―拜城―轮台地区的古近系―新近系砂岩型铜矿床（滴水式含铜膏盐岩砂岩灰岩）和矿化带东西方向长800 km，宽约40 km。这些砂砾岩型铜铅锌矿床和矿化带在区域上稳定产出，分布有系列中小型矿床（杨叶、花园、吉勒格、伽师铜矿等）、矿点和化探异常，具有世界级砂砾岩型铜铅锌成矿带规模，显示出巨大的找矿前景。

1.3帕米尔高原前陆盆地系统与砂岩型铜成矿带

南部边缘玛依喀克砂岩型铜成矿带位于乌帕尔断裂带南侧古近系喀什群顶部（图1）和新近系渐新统―中新统褪色化蚀变砂岩中，主要有萨哈尔、玛依喀克、休木喀尔和乔克玛克等砂岩型铜矿床等。该砂岩型铜成矿带长度近500 km，主要形成于帕米尔构造高原北侧弧形前陆冲断褶皱带；古近系―新近系为典型陆内前陆盆地系统，新近纪末期―第四纪，在喜马拉雅期形成的显著陆内造山作用下，形成了自南向北的叠瓦式逆冲推覆构造带和冲断褶皱带，西部走向为NE向，中部近EW向呈弧形展布，东部呈NW向并以伽师―喀瓦恰特为弧顶区域。砂岩型铜成矿带主要产于冲断褶皱构造带中。

2.2富烃类还原性盆地流体与地球化学岩相学记录标志

富烃类还原性盆地流体在萨热克砂砾岩型铜矿床形成过程中具有十分重要的作用，也形成了相应的地球化学岩相学记录和标志。其总沥青化和沥青化褪色化蚀变，总有机碳（TOC），含烃盐水、气液态烃、轻质油和沥青类烃类矿物包裹体等（图4）直接记录了富烃类还原性盆地流体活动历史和地球化学岩相学标志。

（1）在萨热克砂砾岩型铜矿床的矿石中，总有机碳越高，铜矿石品位越高，揭示总有机碳与铜富集成矿有十分密切的关系。如在萨热克北矿带深部坑道中，赋存在切层断裂带的含沥青断层泥中，经XRF测试，属于富铜矿石（Cu品位高于1.5%）。这种富铜矿石呈切层产出，属萨热克巴依次级盆地在后期改造过程中形成的富铜矿石，叠加在含铜砂砾岩层之中呈现切层产出的特征。经采样分析总有机碳为328%～478%，铜矿石Cu品位为150%～589%。

（2）在黑色强沥青化蚀变带中，沥青化蚀变岩的δ13C值为-2079‰～-1965‰，Cu品位超过20%，属于有机质成因的碳质。甲烷的产生由两部分所组成，即重碳甲烷（13CH4）和正常甲烷（12CH4），甲烷δ13C值分别为-20‰～-18‰和-25‰～-20‰[28]。本研究区东侧库车前陆盆地中，主要烃源岩为三叠系―侏罗系暗色泥岩及煤系泥岩、煤岩，库车前陆盆地中克拉苏构造带的天然气可能与煤系烃源岩有关，煤成气的δ13C值为-273‰～-185‰[29]。本区与库车前陆盆地侏罗系烃源岩特征相同，δ13C值也与库车前陆盆地中克拉苏构造带的天然气（煤成气）碳同位素组成相吻合，因此，这些富铜高有机质的铜矿石是在萨热克巴依次级盆地后期改造过程中，下伏侏罗系含煤泥岩系中形成了大量煤成气沿断裂带和裂隙带上升，将含铜紫红色砂砾岩中氧化相铜大量还原为铜硫化物相的结果。

（3）矿物流体包裹体研究证明富烃类还原性盆地流体成分具有明显的演化趋势。早期以含烃盐水、气态烃液态烃气液态烃为主；中期以烃类轻质油为主；晚期以轻质油并出现沥青化为主（图4～6）。①萨热克砂砾岩型铜矿区第一期石英、方解石和白云石等矿物包裹体以含烃盐水包裹体为主。对含烃盐水盆地流体以盐度划分为两类：一类为在方解石和白云石矿物包裹体中的含烃盐水，平均盐度为1747%～2312%（NaCl当量），为中盐度； 另一类为石英方解石矿物包裹体中的含烃盐水，盐度为320%～1228%（NaCl当量），为低盐度。这两类流体揭示了盆地流体混合成矿作用的存在。②第二期矿物包裹体也存在两类盐度的含烃盐水，方解石中含烃盐水包裹体盐度为2238%（NaCl当量），石英中含烃盐水包裹体盐度为28%（NaCl当量）。突出特征是方解石和石英中存在轻质油包裹体，揭示存在两类不同盐度的含烃盐水和轻质油，推测其曾存在两类含烃盐水盆地和轻质油等多相流体混合作用。③在高成熟天然气藏储层中，一般缺乏气液两相石油包裹体，

而含烃盐水包裹体在天然气藏储层中普遍存在[30]。萨热克砂砾岩型铜矿床的石英等矿物中气液两相包裹体发育（图4、5），以CO2和CH4为主，含有少量N2。在萨热克砂砾岩型铜多金属矿区，早期含烃盐水中气态烃、液态烃和气液态烃等三相态的存在（图4）揭示早期富烃类还原性盆地流体以含烃盐水型盆地流体运移为主，以气态烃液态烃气液态烃为主要运移方式，类似于天然气藏中烃类运移。本区矿物包裹体中烃类成分与滇黔交界区玄武岩型铜矿床矿物包裹体具有相似性[31]。④中期在含烃盐水存在三相态烃类，而且轻质油仅在晚期石英方解石矿物包裹体中发育（图5），揭示富烃类还原性盆地流体从三相态烃类已经演进到轻质油类，即“天然气石油”烃类流体转变和混合相区。⑤晚期以黑色沥青化蚀变相充填在层间断裂和切层断裂带中，形成了黑色强沥青化蚀变相灰黑色中沥青化蚀变相灰色沥青化褪色化蚀变相。

2.3矿物地球化学岩相学特征与盆地流体混合机制

富烃类还原性盆地流体与含铜紫红色铁质杂砾岩（氧化相铜）因两类盆地流体（或流体岩石）相互作用，富烃类强还原性盆地流体将含铜紫红色铁质杂砾岩中初始富集作用形成的氧化相铜大量还原，形成了辉铜矿沉淀。这种两类盆地流体之间存在显著的、氧化还原作用形成的地球化学岩相学界面，辉铜矿是萨热克砂砾岩型铜矿床的主要矿石矿物。这种地球化学岩相学界面相互作用在辉铜矿和其他铜硫化物矿物成分中具有矿物地球化学岩相学记录。

（1）经人工重砂分析表明，该类富铜矿石矿物主要有辉铜矿、黄铜矿和斑铜矿，辉铜矿约占重矿物的7048%，黄铜矿占1215%，斑铜矿占775%。辉铜矿斑铜矿黄铜矿是铜硫化物相主要组成矿物；辉铜矿是主要矿石矿物，占铜硫化物总量的70%，揭示其成矿环境为高铜低硫环境。辉铜矿硫同位素组成（δ34 S值）为-240‰～-190‰，指示S来自地层中大量硫酸盐的生物还原作用[32]。

（2）电子探针分析揭示，辉铜矿具有3个不同亚种（表2）：①银辉铜矿，Ag含量（质量分数，下同）为518%～744%，Cu为7058%～7423%，S为2011%～2309%，Fe不高于108%，银辉铜矿具有富铜银和低铁硫特征；②辉铜矿，Ag含量为039%～331%，Cu为7482%～7679%，S为2068%～2298%，Fe不高于027%，辉铜矿具有富铜银和低铁硫特征；③铁辉铜矿，Ag含量为075%～3.67%，Cu为6000%～6367%，S为2518%～2637%，Fe为889%～1150%，铁辉铜矿具有低铜银和高铁硫特征。本区辉铜矿Ag含量均较高（0.39%～7.44%），并形成了银辉铜矿。本区共伴生银资源主要富集在辉铜矿中；辉铜矿含As、Sb、Co和Ni均较低，但含有微量Mo、Pb和Zn等。3个辉铜矿亚种和含铜赤铁矿揭示了矿物地球化学岩相学分带特征为银辉铜矿（强还原相）辉铜矿（还原相）铁辉铜矿（氧化还原相）含铜赤铁矿（氧化相），也是两类流体混合的矿物地球化学岩相学记录。萨热克砂砾岩型铜硫化物类矿物组合和辉铜矿成分特征，与紫金山高硫型金铜矿和二叠系玄武岩铜矿具有明显不同的特征[3334] 。

3砂砾岩型铜铅锌矿床成矿机制

3.1含铜紫红色铁质杂砾岩类（初始成矿地质体）

萨热克大型砂砾岩型铜多金属矿床初始富集成矿地质体为库孜贡苏组旱地扇扇中亚相含铜紫红色铁质杂砾岩类。紫红色铁质杂砾岩初始富集成矿物质Cu含量为（77.3～1 0800）×10-6，Pb为（893～9490）×10-6，Zn为（272～1 049）×10-6，伴有Ag和Mo，而Cu和Mo以氧化相铜和钼为主。

在萨热克砂砾岩型铜多金属矿区采用校正硼含量恢复古盐度，库孜贡苏组古盐度相对较高，显示其为半咸水沉积环境，但尚未达到盆地卤水的盐度水平，且Cu含量为（3519～12430）×10-6，证明其沉积环境有利于铜成矿物质形成初始富集。古盐度值最低的是下白垩统克孜勒苏群，且Cu含量为（332～699）×10-6，相对其他地层来说较低，显示其为微咸水―淡水沉积环境；古盐度值最高的是中侏罗统塔尔尕组，显示其为咸水沉积环境。萨热克砂砾岩型铜多金属矿床上侏罗统库孜贡苏组为赋矿层位，且古盐度相对较高，因此，半咸水沉积环境更有利于初始富集，对富烃类还原性盆地流体改造富集和辉绿辉长岩叠加成矿提供了良好的初始成矿物质。

3.2富烃类还原性盆地流体活动历史与盆地演化之间的关系

本文选择辉铜矿和含铜沥青进行ReOs同位素模式年龄、辉铜矿ReOs同位素等时线年龄进行富烃类还原性盆地流体活动历史研究。

（1）含铜沥青全岩ReOs同位素模式年龄为（220±3）Ma和（180±3）Ma，其辉铜矿ReOs同位素模式年龄为（1834±25）Ma 和（5123±303）Ma，可能揭示了富烃类还原性盆地流体第一次排泄运移期，其烃源岩源区形成年龄为上三叠世―下侏罗世和寒武纪烃源岩。这些辉铜矿和含沥青辉铜矿可能以微细辉铜矿颗粒（或纳米级微粒）形式随富烃类还原性盆地流体一起运移。

（2）初始成岩成矿期年龄以第二组辉铜矿ReOs同位素模式年龄（（157±2）～（178±4）Ma）为代表，辉铜矿ReOs同位素等时线年龄为（1663±28）Ma，样品数为6个，平均标准权重偏差（MSWD）为12，该组数据精度高，可能为辉铜矿初始成矿期年龄。该组年龄值与萨热克巴依次级盆地在中侏罗世末―晚侏罗世初期发生构造反转事件相一致，即富烃类还原性盆地流体初始成岩成矿期为中侏罗世末期土阿辛阶到晚侏罗世初期牛津阶（（183±15）～1556 Ma），萨热克巴依陆内拉分断陷盆地发生了构造反转，转变为陆内压陷体制下的尾闾湖盆，东部基底不断抬升并将其围限和封闭，第一期辉铜矿形成年龄为（1663±28）Ma。

（3）富烃类还原性盆地流体改造成矿期以第三组辉铜矿ReOs同位素模式年龄（（1164±21）～（1361±26）Ma）为代表，属于早白垩世，揭示了富烃类还原性盆地流体第二次排泄运移期发生在早白垩世期间，也是萨热克巴依陆内拉分断陷盆地萎缩期。早白垩世相邻山体抬升，该盆地沉积范围迅速缩小，盆地变形强烈，并于晚白垩世迅速抬升，萨热克巴依地区缺失上白垩统沉积。

（4）晚白垩世末期―古近纪深源热流体叠加成矿期。从下白垩统克孜勒苏群发育的似层状沥青化蚀变带来看，本区域在古近纪曾形成了富烃类还原性盆地流体大规模运移事件，可能与侵入在克孜勒苏群中碱性辉绿辉长岩脉群密切相关，幔源碱性辉绿辉长岩脉群侵位也形成了区域性褪色化（漂白化）蚀变带。晚白垩世末期―古近纪，萨热克巴依次级盆地内可能形成了深源热流体叠加成矿期，与区域上托云后陆盆地中晚白垩世―古近纪深源玄武岩和玄武质火山岩大规模喷发事件相吻合。

3.3富烃类还原性盆地流体运移通道与构造岩相学标志（运储层）

（1）富烃类还原性盆地流体一次运移通道。富烃类还原性盆地流体从烃源岩中大量排烃后，向上侏罗统库孜贡苏组上段紫红色铁质杂砾岩类相层（旱地扇扇中亚相）储集层运移，即为烃类含烃盐水等组成的富烃类还原性盆地流体一次运移。早―中侏罗世末期NE向盆地边界切层同生断裂带以同生断陷沉降，中侏罗世末―晚侏罗世初期构造反转为挤压收缩体制下逆冲推覆作用，它们为富烃类还原性盆地流体运移构造通道。萨热克NE向盆地边界同生断裂带在压陷体制持续活动，导致萨热克巴依次级盆地中形成了富烃类还原性盆地流体并开始了大规模运移。萨热克同生断裂带主要为两条NE向边界同生断裂带，其次为NNW向基底隆起带和构造洼地之间的构造坡折带。两条NE向边界同生断裂带从构造断陷作用反转为逆冲推覆作用，不但造成了萨热克巴依陆内拉分断陷盆地发生构造反转，而且也对烃源岩大量排烃形成了构造驱动作用，同时逆冲推覆构造作用对富烃类还原性盆地流体形成了大尺度构造驱动和构造圈闭，驱使富烃类还原性盆地流体向圈闭构造和岩性岩相圈闭层大规模运移。侏罗系砾岩中大孔隙度和裂隙发育，揭示孔隙裂隙为烃类流体运移的小型构造通道。

（2）富烃类还原性盆地流体二次运移通道。富烃类还原性盆地流体在进入到萨热克巴依次级盆地后，被库孜贡苏组上段旱地扇扇中亚相含铜紫红色铁质杂砾岩类形成了岩性岩相圈闭层，发生了以侧向运移为主和以下渗运移为辅的富烃类还原性流体二次运移。①富烃类还原性盆地流体二次运移以顺层侧向运移为主，受层间滑动构造带裂隙破碎带杂砾岩等层间构造岩性岩相控制而发生运移，主要沿构造裂隙带碎裂岩化相杂砾岩等高渗透率部位形成侧向运移。②以沥青化蚀变强度为地球化学岩相学标志，揭示富烃类还原性盆地流体改造富集作用的强度大小，并划分为3个沥青化蚀变带，即黑色强沥青化蚀变带灰黑色中沥青化蚀变带灰黑色沥青化褪色化蚀变带。这种沥青化蚀变带在切层断裂和层间断裂交汇部位最为强烈，形成了侧向沥青化褪色化蚀变分带，即黑色强沥青化蚀变带灰黑色沥青化褪色化蚀变带褪色化蚀变带褪色化含铜紫红色铁质杂砾岩类含铜紫红色铁质杂砾岩类。这种侧向蚀变分带是富烃类还原性盆地流体侧向运移构造岩相学记录和流体岩石氧化还原耦合反应的地球化学岩相学记录。