7.6.1 概述
中新生代河湖相或潟湖相等蒸发环境下的沉积型多金属矿床，特别是铜矿是世界同类矿床的重要类型之一，在中亚和中东等地区不泛典型实例。在我国的川西、滇中、湘西和西北地区亦较发育。
7.6.1.1 矿产分布
塔里木盆地及其周边地区中新生代沉积盆地中广泛发育此类矿床，以铜矿为主，某些地段有铅锌矿、锰矿和铁矿，不少矿床中伴生有金、银等有益元素。
塔里木盆地及其周边地区山前盆地的中新生代砂岩铜矿分布非常广泛，盆地四周的中新生界灰绿色岩层、红色岩层分布的地段均有铜矿化迹象，但主要出露在库车山前盆地、巴楚-乌恰的山前盆地、皮牙曼-普斯格山前断陷盆地和库木库里山间盆地。
（1）库车山前盆地铜矿带：西起温宿，东至轮台，东西长约500km，宽约20km，共有矿床、矿点和矿化点40余处，含矿地层为中新统，容矿围岩主要为灰色和灰绿色砂岩和砂砾岩。铜矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状，与围岩产状基本一致，局部膨大和缩小现象极为明显。矿体长几百米到几千米，厚0.5～20m，地表孔雀石化、褐铁矿化、铜蓝化现象极为普遍，含铜品位一般为0.3%～2.5%，伴生金属元素有Au、Ag等，较著名的矿床和矿点有拜城县滴水铜矿、库车县乔克玛克铜矿和库兰康铜矿、轮台县切克铜矿等。
（2）巴楚—乌恰山前盆地铜矿带：西起乌恰县乌鲁克恰提，东至伽师县西克尔，巴楚县三岔口，长约400km，宽约10～25km，共有矿点和矿化点20余处，含矿地层为下白垩统克孜勒苏群和中新统乌恰群，容矿围岩主要为灰色和灰绿色砂砾岩，矿层长1～5km，厚几十米，矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状，矿体长几十米到几百米，厚0.5～15m，铜品位一般为0.5%～1.6%。伴生有益元素有Au、Ag等。较著名的矿床和矿点有乌恰县莎哈尔铜矿、沙里拜铜矿、花园铜矿以及乌拉根铅锌矿等。
（3）皮牙曼—波斯喀山前盆地锰矿带：西起皮山县桑株，东至墨玉县扎瓦，东西断续分布长70km，宽约5～10km。共有矿床和矿点近10处。含矿地层为白垩系和第三系。含矿围岩为一套红、灰、白色等砂岩、页岩、泥灰岩和石灰岩，为湖相环境。容矿层为含镁灰岩。主要矿物为软锰矿、硬锰矿，有时有褐铁矿和孔雀石。矿石品位：Mn 50%、SiO22%、Fe 2%、Cu 0.2%、P＜0.03%。该锰矿在成矿地质条件，含矿地层时代，岩相古地理条件与砂岩铜矿基本可以对比，只是它更接近于湖相环境。较著名有矿点有皮山县牙普马阿格孜锰矿和波斯喀锰矿等。
（4）库木库里山间盆地铜矿带：西起且末县吐拉牧场，东至若羌县阿牙克库木库里，东西长约200km，宽约10～30km。共有矿床、矿点和矿化是10余处。含矿地层为白垩系红色和灰绿色砂岩、砂砾岩；上新统石壁梁组紫色中厚层砂岩夹灰绿色砂岩。含矿层比较稳定，长几公里，厚几十米。矿体在含矿层中不稳定，呈似层状和透镜状。矿体长几十米到几百米，厚0.5～5m。铜品位一般为0.5%～2%，克其卡勒克铜矿最高品位可达6%，伴生有益元素有Au、Ag等。较著名的矿床和矿点有且末县嘎其哥洛得铜矿、克孜勒萨依铜矿和若羌县克其卡勒克铜矿等。
7.6.1.2 开发和调查简史
在塔里木盆地周边地区开采和利用砂岩铜矿历史久远，拜城滴水铜矿可能在唐宋时代就已开采，明清两代的采矿业更为盛繁，由穷坑到喀拉琼滚，延绵10余公里，老硐地下相通，坑口土炼炉鳞次栉比，并在穷坑等几个集散点还有铸币的遗迹。20世纪40年代，米泰恒曾对拜城铜矿进行过考察，五六十年代新疆地质局七二一队、第八地质大队和新疆有色地勘局七〇二队和七〇五队等分别对这些矿床和矿点进行普查评价工作，由于矿体不稳定，单体规模小，未能给予肯定性的评价。
近年来，由于它与“可地浸砂岩型铀矿”的关联性较好，而且也可探索地浸法开采的可能性，又受到人们的重视。
7.6.2 代表性矿床
7.6.2.1 库车山前盆地铜矿带
该铜矿带含矿地层主要为中新世晚期康村组上部，依据石油、天然气、盐岩和铜矿的地质考察及地质剖面的资料而编制的库车盆地中新世晚期岩相古地理略图（图7-9）可知：
（1）从沉积等厚线可以看出，库车盆地为山前坳陷盆地，沉积层厚度大于500m的坳陷带位于盆地的南部，向北到隆升区边缘依次递减，到盆地边界线沉积厚度几近于零（不考虑沉积后又被剥蚀的部分）。
（2）根据沉积物的性质、粒度及分选程度，大致可划分3个沉积带，由剥蚀区到坳陷沉积中心依次为：山麓相—河流相—湖滨相砂砾岩和砾岩带，一般不形成工业铜矿床；河流—湖泊相砂岩粉砂岩带有时有膏泥岩的透镜体，多数砂岩铜矿赋存在这个带中；湖泊相泥质、钙泥质和膏泥岩带，接近于沉陷湖盆的中心地带，含铜矿体也很少。
（3）把陆源剥蚀区铜矿和拗陷沉积区铜矿的空间分布情况对应起来考察发现，东段的库尔干—库车地段，在陆源剥蚀区有铁列库坦古生代斑岩铜矿化蚀变带、中基性火山型铜矿化蚀变带，而其拗陷沉积区则生成乔科玛克和库兰康等几十处砂岩铜矿点；西段的汗腾格里峰—滴水地段，在陆源剥蚀区有阿克哭狼铜矿、卡捷克托尔铜矿和含铜背景很高的古元古界绿岩系（木扎尔特群），而拗陷沉积区就出现了滴水等多处砂岩铜矿；中段的曾舟—拜城地段，蚀源区铜背景低，少见铜矿点，而拗陷沉积区的铜矿化也较少。
一般情况下，铜矿床的形成大致经历了如下三个阶段：①陆源区的风化剥蚀阶段，即陆源区的构造相对稳定，气候炎热干燥，处于碱性—弱碱性氧化环境，岩石风化剥蚀速度大于搬运速度，使铜在表生作用下富集；②含铜沉积层或矿胚层形成阶段，含铜风化物以碎屑、悬浮体的形式，在具周期性变化的湿热性气候条件下，快速搬运，并在多次周期性交替的河流相及湖相沉积物中沉积和沉淀，形成含铜沉积层；③砂岩铜矿体形成阶段，在气候较为炎热干燥，湖盆变小，湖水浓缩，含铜沉积物随埋深增大和其中有机质的解体，原来氧化的碱性—弱碱性环境转变为还原的弱酸性—酸性环境。使原赋存于沉积物中的含铜矿物溶解，发生迁移和富集。迁移的介质主要为沉积物中的介质水，迁移的动力为上覆地层的压滤脱水作用（成岩早期为主）和上覆沉积物的蒸发作用。迁移的方向一般由下部或周围岩石孔隙度小的紫色泥岩或泥质粉砂岩向上部孔隙度大的杂色或浅色砂砾岩迁移。铜在溶液中主要以重碳酸盐、硫酸盐或氯的络合物形式存在。在成岩作用晚期由于有机质作用，沉积环境又变为还原的弱碱性—碱性环境，从而使Cu2+呈硫化物形式沉积成矿。这是干旱沉积盆地中砂岩铜矿成因——萨布哈式成因说的通常解释。对该类矿床的成因，还有同生沉积说、沉积-改造说、后生成矿说、地液成矿说和油气成矿说等不同见解。
图7-9 库车盆地中新世晚期岩相古地理略图
Fig.7-9 Late-Miocene lithofacces and paleogeography map of Kuche basin
1—沉积盆地边线；2—剥蚀区；3—山麓相-河流相-滨湖相砂砾和砾石带；4—河流湖泊相砂岩粉砂岩带；5—湖泊相泥质、泥钙质和膏岩带；6—相带界线；7—沉积等厚线；8—陆源物质供应方向；9—铜离子运动扩散方向；10—剥蚀源区铜矿和矿化点；11—含铜砂岩矿床、矿点、矿化点编号；12—铜矿区范围：a—滴水矿区；b—乔科玛克矿区；c—库兰康矿区
7.6.2.2 拜城滴水铜矿
位于拜城县大桥乡察尔其巴扎以西，滴水以南一带。
矿区处于库车山前拗陷南部，秋立塔克褶皱束米斯坎达克背斜北翼。含铜砂岩产于康村组顶部淡色岩层中，有A、B、C三个含矿层位，在平面上显示条带状分布（图7-10）。
图7-10 滴水铜矿地质略图
Fig.7-10 Geological map of Dishui copper deposit
（据新疆第八地质大队资料改编）
1—现代风成砂及洪积物；2～4：库车组；2—砾质中粗粒砂岩夹中细砾岩透镜体；3—含砾中粗粒砂岩夹中细砾岩透镜体；4—含砾中粗粒砂岩夹细砾岩透镜体；5～13：康村组；5—中粗粒砂岩与泥质粉砂岩互层；6—绿色杂色砂岩泥质页岩（C含矿层）；7—中细粒砂层与泥质粉砂岩互层；8—灰色杂色含铜细砂岩（B含矿层）；9—细中粒砂岩与泥质粉砂岩互层；10—细中粒砂岩与泥质粉砂岩互层；11—灰绿色粉砂质页岩（A含矿层）；12—中细粒砂岩与泥岩、粉砂岩互层；13—砂砾岩层；14—矿层及编号；15—地质界线；16—断层；17—勘探线及编号；18—钻孔位置及编号
A含矿层位出露于矿区西南部，东西延长约5km，厚约3m，含铜砂岩为紫红色、紫色、紫褐色薄层状条带泥灰岩，夹绿灰色中粒砂岩组成，矿化不均匀，下部富，含铜0.85%，上部贫为0.09%，铜矿物主要为孔雀石及蓝铜矿。A矿层虽然出露长5km，但具有工业价值者仅个别地段，矿体属透镜状。由于矿体小，厚度薄，品位低，故未进行详细工作。
B含矿层贯穿全矿区，由东向西延伸约12km，含铜矿层厚2.03～6.69m，由9个含矿分层组成。含矿层在纵向上常为绿紫色交替，变化频繁。矿化多在中下部，一般与绿色岩石有关。矿石为灰绿色、浅紫色泥质砂岩、砂岩。矿体呈层状、似层状及透镜状。其中有两个工业矿体，分别长3900m、3800m，平均厚1.00m、0.84m，平均品位0.985%、1.248%，矿体呈似层状、飘带状。斜深控制200～492m，垂深150～170m。
C含矿层在矿区呈东西向延伸12km，含矿层厚变化为7～12m，矿化具多层性的特点，含矿层在纵向上变化很大，东边由绿色条带为主，西边为紫色条带为主。矿石由砂岩、砂页岩、粉砂岩组成。该含矿层在地表及地下均形成有工业价值的矿体，四个矿体有两个为盲矿体，其中一个长2855m，平均厚1.00m，平均品位1.42%，稳定层状，深达193～246m，是矿区第二大矿体。另外两个矿体分别是：长810m、830m，平均厚0.87m,1.19m，平均品位0.95%、0.678%。前者呈飘带状向深部延伸达3015m（斜深），并有继续延伸的趋势，有一定的规模；后者呈透镜状，规模不大。
总的来看，矿层产状与围岩一致，倾角15°～20°，矿化严格受滞流湖泊相沉积层控制。矿石以粒状和块状结构为主，呈星散浸染状或条带状构造分布。矿石以氧化矿石类型为主，混合矿石类型次之，硫化矿石类型尚未圈定。
氧化矿石：靠近地表至地下深处200m左右，由红色氧化矿石组成。铜矿物以孔雀石、硅孔雀石为主，其次有蓝铜矿、氯铜矿、赤铜矿、黑铜矿。脉石矿物有石英、方解石、绿泥石等。
混合矿石：在地下深处200m以下，铜矿物以辉铜矿为主，赤铜矿次之，少量斑铜矿、黄铜矿、蓝铜矿。脉石矿物同上。
矿石中有益元素除铜外，主要有Ag，含量一般为（1～3）×10-6，少量达（10～100）×10-6,其他元素含量低，无价值。
该矿于1977年详查求得D级铜储量表内9.19万吨，达中型以上的规模。
7.6.2.3 沙里拜铜矿
位于乌恰县城西北。地理坐标：北纬40°01′；东经73°34′。
铜矿产于下白垩统克孜勒苏群。该群按岩性可分上下两部分：下部为厚约20～50m的红色、绿色砾岩，局部地段见有铜矿化，矿化厚约1～20m，但延续极不稳定；上部为厚约1000m的红色砂岩夹灰白色长石砂岩，长石砂岩一般厚约1～20m，呈透镜体夹于红色砂岩层中，沿走向延伸不远即相变为红色砂岩。含铜砂岩矿体主要产于该层中，特别是靠近红色砂岩与灰白色长石砂岩的交界处是矿体赋存的有利部位。矿体本身几乎全为灰色或灰绿色层，直接围岩则是红色砂岩或灰白色长石砂岩。
矿区构造为一倒转向斜，向斜轴呈东—西向延伸。两翼地层都倾向南西；南翼较陡，倾角70°～80°；北翼较缓，倾角15°～25°。在矿区南部有一较大的逆断层存在，致使矿体和地层出露不全。
区内仅见宽数米，长数百米的辉绿岩脉穿入，而且主要分布在矿区北部。
经地质测量，在所圈定的矿区范围内，在红色砂岩夹灰白色长石砂岩中共发现5个较大的矿体。这5个矿体以槽探和采化学样为主要手段，进行了初步评价，其规模、品位、矿石的物质成分见表7-6。由于调研程度低，矿区的远景尚未查明。
表7-6 沙里拜砂岩铜矿基本特征一览表
（据新疆有色金属公司七〇二队）
7.6.2.4 花园铜矿
位于乌恰县康苏煤矿南西约8km。地理坐标：北纬39°39′，东经75°00′。
含矿地层为中新统乌恰群，下部为红色泥质砂岩与粉砂岩互层；中部为褐色泥质砂岩、粉砂岩、粘土岩与白色中细粒钙质砂岩互层，其中白色中细粒钙质砂岩为含矿层，层位极为稳定；上部为红色薄层泥质砂岩及粉砂岩互层夹褐色砂岩。
矿区位于向斜构造的南翼，断裂构造不发育。
全矿区含铜砂岩多达十余层。其形态、规模见表7-7。全矿区有大小矿体38条，据统计工业米百分值大于0.6以上的矿体仅有14条。矿石类型以星散状、浸染状和细脉状为主，其次为团块状矿石。矿石氧化强烈，以氧化矿石为主。金属矿物主要为赤铜矿，并有少量辉铜矿、自然铜，次生矿物以孔雀石为主；脉石矿物为石英、方解石、绢云母、长石、黑云母、石膏等。据光谱分析，矿石中除含铜外，还含0.05%～1%的铅、5%～10%的铁、微量的Cr、Ni、V、Zn等。矿区铜资源量估计为10×104t。
表7-7 花园砂岩铜矿基本特征一览表
（据新疆有色金属公司七〇二队）
该矿含铜砂岩虽然分布很广，但较分散、变化大，连续性很差，矿体规模小，品位不高，加之矿床氧化深，氧化率达93%，可选性不佳，回收率只达50%，目前难于利用。
7.6.2.5 乌拉根铅锌矿
矿床位于乌恰县康苏镇南5km，交通方便。地理坐标：东经75°03′，北纬39°04′。
矿床地处喀什中新生代叠加坳陷的西北缘，库什维克大向斜东部，盆地地层已强烈褶皱。铅锌矿产于大向斜的东端和南北翼，向斜轴向近EW，向西倾没，倾没角约300。向斜两翼急陡倾，北翼产状倾向200°，倾角700～75°；南翼倾向335°～3400，倾角700～750，局部倒转。
矿区地层主要出露有白垩系、古近系和新近系（图7-11）。白垩系底部为铁红色砾岩、砖红色砂岩和灰绿色褐色粘土岩；上部为灰白色砂岩夹粘土岩互层。古近系和新近系自下而上依次为：天青石白云岩、角砾状白云岩、硬石膏、粘土；介壳灰岩、粘土、石膏；桔红色砂岩、泥岩等。总厚度约500m。剖面如图7-12。
图7-12 乌拉根铅锌矿床地质剖面图
Fig.7-12 Geological Section of Wulgen Lead-znic deposit
1—石膏矿层及白云岩、白云质灰岩泥灰岩；2—铅锌矿体；3—砂砾层、叠加构造角砾岩；4—白、灰白色、灰绿色粉砂岩泥岩
矿区内未见侵入体。
乌拉根矿床除铅锌矿外，还产出天青石矿以及硬石膏和白云石矿。矿体位于向斜两翼的中心地段。铅锌矿呈层状产于砂页岩向硬石膏岩、白云岩过渡地段，产状与围岩一致。角砾状白云岩中圈定出8条矿体；砂岩中铅锌矿18条，呈细脉浸染状。向斜北翼为主矿段（图7-11），矿体长25～120m，厚1～3m。北段砂岩矿带中矿石铅品位为2.25%，锌为4.1%；南段砂岩矿带中矿石的锌品位4.35%。伴生镉品位0.01%～0.05%，银含量（10%～15%）g/t，此外还有钴、镓、锗等。
图7-11 乌拉根铅锌矿地质图
Fig.7-11 Geological map of Wulagen Lead-znic deposit
（据新疆有色金属公司702队资料）
1—上新统；2—中新统；3—始新统石膏和粘土；4—始新统介壳灰岩；5—古新统硬石膏和粘土岩；6—古新统石膏、角砾岩、白云岩；7—上白垩统砂岩和粘土岩互层；8—上白垩统粘土岩；9—下白垩统粉砂岩泥岩
天青石矿体计有6个，主要分布在南翼，长7～300m，矿带总长1243m，厚0.2～1.6m,深约100m。北翼矿体长100～150m，厚1～3m，局部5～7m，延深120m左右。锶品位最高达37.4%，一般30%，钡含量最高4.7%。天青石矿与石膏矿共生。
铅锌矿段氧化强烈，深达220m以下，脉状矿石和浸染状矿石氧化程度高。近地表为褐铁矿带，深部为白铅矿—铅矾带。
原生矿石组构：角砾状白云岩矿带中以脉状、细脉状为主；砂岩矿带中以浸染为主。天青石呈粗晶和细晶两类矿石与硬石膏共生产出。
矿石中金属矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等，次生矿物有褐铁矿、白铅矿、铅矾和菱锌矿等，脉石矿物为白云石、石英、天青石、方解石、绢云母、石膏等。
矿床成因，根据铅锌矿、天青石矿与石膏岩、白云岩共生，矿层呈层状产于膏盐与砂页岩过渡部位，以及矿石结构构造特征，应该属于“萨布哈式”矿床成因，后期热液叠加富集。
7.6.3 前景分析
塔里木及其周边地区中新生代陆相沉积盆地砂岩型铜矿的发现、开采、冶炼和利用的历史很早，曾经为新疆做出过巨大贡献。
中新生代砂岩铜矿（包括铅锌矿和锰矿）在塔里木和库木库里等盆地的成矿条件特别优越。陆源剥蚀区的前震旦系基底构造层绿岩系、花岗绿岩系发育，绿岩型和古砂岩—碳酸盐岩型铜矿分布很广。古生代活动大陆缘的中基性火山岩、细碧角斑岩及与之有关的铜矿和斑岩型铜矿数量很大，足以保证含铜物质的充分和持续不断的供应，自三叠纪以来，这些盆地陆续形成，并进入陆内盆地的演化和发展阶段，除侏罗纪由于受全球性湿润气候的影响而发育了煤系地层以外，其他各时代均为干旱燥热的强氧化环境，发育了富含膏盐、砂岩铜矿和可地浸砂岩型铀矿的红色地层（包括杂色地层）。红色岩系分布范围广（塔里木盆地约56×104km2，库木库里盆地约2×104km2），厚度大（1～8km），特别是白垩系、新近系（中新统）已发现多处砂岩铜矿。在相似层位上（塔里木盆地南缘）发现湖相含锰泥灰岩型锰矿，表明塔里木等盆地周边具有非常好的萨布哈型矿床的成矿条件，芮行健等（1994）曾估计铜资源量在（1000～2000）×104t。
但是，根据地表和浅部地质勘查和评价的资料，铜的含矿层位很稳定，延续性较好，品位多为0.5%～1.5%左右的中等品位。而矿体在含矿层中分布极不稳定，规模小，零星而分散，无法进行规模性开发和利用。如果采用降低品位，扩大矿体的技术方法，许多矿区都可以成为低品位大矿量的矿区。如果采用0.5%～0.7%为边界品拉，按勘查工程上的品位圈定矿体，大都呈非常小，非常分散的小矿体，其结论是没有工业价值。根据滴水铜矿穷坑（意译为大矿）老窿调查的实际印象，采空区可谓是“地下长城”，长约5000m，延伸约700m，高度时高（5～30m）时低（0.5m），蔚为壮观。如果按等间距工程控制，圈定工业矿体，那么仍然会得出没有价值的结论。因此深感对此类矿床的调查和开发必须找一套新的方案。
砂岩铜矿顶底板多为不透水的泥岩和粉砂质泥岩，矿层多为孔隙度大的砂岩和砂砾岩。“两隔一透”的矿层环境，使得采矿逾百年的老窿完好如初。如果学习砂岩铀矿的地质评价和开发方案，采用可地浸的方法采选冶砂岩铜矿，则可大幅度降低成本，提高铜矿产出率，使许多暂不能利用的矿层和矿体得到最大限度地利用，获得更多的经济效益。