布伦口-桑株塔格铁、铜、多金属、金成矿带

该成矿带位于恰尔隆-库尔浪石炭纪弧后裂谷坳陷带的南部，构造上属于西昆仑中间地块隆起区，东起东、西昆仑交界处的苦牙克大断裂，向西连续延伸进入塔吉克斯坦境内，南以康西瓦超岩石圈断裂为界，亦是西昆仑地块与喀喇昆仑地块的分界，北以西昆仑北缘布伦口-卡拉克-塔伦大断裂为界，构成中昆仑隆起与北昆仑石炭纪陆缘裂谷坳陷带的分界。成矿带的分布范围与西昆仑中间隆起带基本吻合，总体形成南北宽30～60 km、东西延长近千余公里向南突出的窄长弧形条带状成矿带（图2-1）。

该成矿带处在长期隆起区，前寒武纪各种中深变质岩系构成的结晶基底大面积出露，古生界仅在局部或地块边缘出露，中-新生界局部覆盖在结晶基底和古生界之上。由于地质工作程度低，前寒武纪区域地层的划分比较零乱，基本没有同位素年代数据，因此对地层的认识比较混乱。根据前人的工作（新疆区调队，1984；新疆喀什第二地质大队，1985；新疆和田第十地质大队，1989），结合我们的野外调查工作，将该成矿带前寒武纪地层大致分成三大地层单元：下部地层单元新太古界—古元古界，包括在成矿带西部木吉—麻扎一带出露的布伦阔勒群，在赛图拉小区出露的库浪那古群，在东部赛图拉—柳什塔格一带出露的桑株塔格群。该地层单元出露达上万米厚，最重要的特征是主要由中-高级变质岩系组成，主要岩性有条带状混合岩、眼球状混合岩、条带状黑云角闪混合片麻岩、黑云角闪片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云石英片麻岩、石榴子石黑云石英片岩、红柱石黑云石英片岩、十字石黑云石英片岩、矽线石石榴子石二云石英片岩、含矽线石榴红柱石黑云斜长片岩、角闪石英片岩、黑云石英片岩、石榴子石透辉石石英片岩及大理岩等，变质岩的原岩为正、副变质岩，但由于变质程度高，没有系统的原岩恢复工作。但是，跟踪野外地质观察，似乎正变质岩占主体；中部地层单元为中新元古界，主要是蓟县系，包括成矿带东部出露的塔昔达坂群和西部部分布伦阔勒群中的中-低级变质岩系。该地层单元的重要特征是由中-低级变质岩系组成，岩性在木吉—麻扎一带主要为绢云石英片岩、绿泥绢云石英片岩、钙质粉砂质泥质片岩夹中酸性火山岩和大理岩；在桑株塔格—柳什塔格一带主要由塔昔达坂群的绿泥角闪片岩、绿泥角闪石英片岩、钙质千枚岩、绢云石英片岩、变砂岩夹结晶灰岩和大理岩，原岩以浅海-滨海相沉积建造为主，夹有中-基性火山岩；上部地层单元为震旦系的赛图拉群，岩性主要为绿泥石英片岩、角闪片岩、绢云片岩、千枚岩及厚层大理岩，原岩为一套浅变质的浅海-滨海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积建造夹少量的中-基性火山岩。在该地层单元的下部有一层冰碛砾岩。古生界地层主要为浅海-滨海相碎屑岩沉积建造，在古隆起的边缘和局部分布。例如在库地出露的早古生代古洋壳残片蛇绿岩套，以及在瓦恰出露的石炭纪岛弧火山岩系等，只是它们出露的规模十分有限。

该成矿带的另一个重要特征在于中酸性侵入岩发育，多期次的岩浆杂岩侵入到地层之中，形成一条明显的岩浆岩带，亦称之为中昆仑岩浆弧。侵入岩多数为中-酸性花岗闪长岩和花岗岩类，少量中-基性侵入岩，呈岩基和岩株状产出。侵入岩约占区内总面积的30%，其中海西期侵入岩约占90%，次为印支期侵入岩（杨克明，1994）。总的来看，侵入岩形成时代以晚古生代为主，少数早古生代和中生带（新疆和田第十地质大队，1989），表明了晚古生代强烈的构造-岩浆活动。早古生代花岗岩类具“I”型特征，与早古生代板块由北向南俯冲有关（陈哲夫等，1997）。晚古生代产出的花岗岩亦具有 I 和 M 型特征，系晚古生代至三叠纪羌塘-扬子板块向塔里木板块之下俯冲并导致下部地壳熔融和岩浆上升作用的结果，属活动大陆边缘岛弧环境的产物（杨克明，1994）。而中生代的岩浆活动是特提斯构造域板块活动的产物（李永安，1994）。

该成矿带经历了从古元古代到中-新生代长期的地质构造演化，在不同地质历史时期的不同地质构造环境形成了相应的一系列金属矿床。目前该成矿带已知的重要金属矿床主要有元古宙层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床、元古宙火山岩型块状硫化物矿床、显生宙与岩浆侵入活动有关的热液矿床等。

层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床主要产在成矿带的西部木吉—布伦口一带，已经发现十多个矿床，成矿时代相当于中新元古代，各矿床均分布在元古宇中高级变质岩系与中低级变质岩系过渡层位，但矿床产在中低级变质岩系下部地层单元钙泥质片岩和碳酸盐岩建造之内，以菱铁矿、铁白云石等碳酸盐岩为容矿主岩，呈层状产出，具有明显的层控和岩控特性，其构成了元古宙层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床成矿带（孙海田等，1996）。火山岩型块状硫化物矿床主要在成矿带东部的桑株塔格—柳什塔格一带产出，产在蓟县系塔昔达坂群火山沉积建造内，产出层位与西部层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床的可以对比，只是前者产在火山沉积建造之内，以火山岩为容矿主岩，后者产在正常沉积建造之内，以碳酸盐岩为容矿主岩，夹有少量的长英质火山岩，反映出二者的形成既具有内在联系，也存在明显的成矿地质环境上的差异。沿着中昆仑隆起形成一系列显生宙长英质侵入岩，侵入到前寒武纪结晶基底上的古生代中酸性岩浆侵入活动有关，往往形成一系列热液型和矽卡岩型多金属矿床。

根据这些已知矿床的空间分布、形成时代和矿床类型等特征，将成矿带内的矿床进一步分成三个成矿亚带，其特征如下所述。

1木吉-布伦口铁-铜-金矿床成矿亚带

该成亚矿带分布在昆盖山南坡木吉—布伦口一带，迄今已经发现 20 多处铁-铜-金矿床和矿化点，其中重要的矿床由西向东包括：哈拉墩、木吉、皮拉里、西山头、卡拉玛、东大沟、沙子沟、切列克契、卡拉库里等矿床，形成一条南北宽20～30 km、沿着近北西—南东方向延伸达百余公里的成矿带（图2-7）。实际上，该成矿亚带沿着北西、南东向两侧的延伸都没有封闭，向南东方向很可能跨过中-巴公路，经苏巴什延伸到黑黑孜干铁-多金属矿床以东。然而，由于地质调查程度的限制，在此对该成矿亚带的论述范围暂厘定在木吉—布伦口一带。

本区为长期的隆起区，元古宇结晶基底大面积出露，主要由分布在木吉小区的太古宇—古元古界布伦阔勒群及分布在公格尔小区未分的元古宇各种中深变质岩系组成。布伦阔勒群分布在木吉河流域，是整个西昆仑地区出露的最古老的结晶基底，主要岩性为黑云角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云石英片麻岩、红柱石黑云石英片岩、十字石黑云石英片岩、矽线石石榴子石二云石英片岩及大理岩等。未分的元古宇地层主要由黑云角闪斜长片麻岩、石榴子石透辉石石英片岩、二云母石英片岩等组成。除了大面积出露的元古宇结晶基底之外，古生界仅在本区中部及北西和南东边缘局部分布。中-新生界海相地层局限在小型断陷盆地内。

通过野外地质调查，我们觉得目前对太古宇—古元古界布伦阔勒群的划分还有许多值得商榷的问题。例如，典型的布伦阔勒群主要由各种中深变质岩系组成，恢复原岩主要为火山岩和沉积岩建造；然而在该群的中上部则由中低级变质岩组成，岩性主要为绢云片岩、绢云石英片岩、绿泥绢云石英片岩、钙质绢云石英片岩夹薄层状、透镜状碳酸盐岩，原岩主要为滨海、浅海和半深海相沉积的细碎屑岩和碳酸盐岩沉积建造，夹有中-酸性火山岩，二者的岩性特征和变质程度具有明显的差异。深变质岩系和浅变质岩系之间主要为断层接触关系。特别重要的是，该成矿带发现的铁-铜-金矿床均在该建造的深变质岩系和浅变质岩系接触带附近中低级浅变质岩系的下部层位产出。在中低级变质岩层的上部为厚层大理岩。根据区域地层对比，该群中低级级变质岩系的岩性特征和产出层位相当于蓟县系塔昔达坂群，而上部的厚层大理岩很可能相当于震旦系赛图拉群。这种特征表明，中低级变质岩系与中高级变质岩系很可能代表着不同地质环境的产物，前者是在后者基底上形成的次级坳陷盆内沉积作用的产物。

自30年代起，在该成矿亚带陆续发现了几十处铁、铜矿床。然而，对这些矿床的成因和区域成矿规律的认识是混乱的，仅限于就矿论矿，没有充分地认识到这些矿床形成和产出的共性和个性，更没有从区域成矿带和成矿规律的角度去认识这些矿床的产出共同特征，例如切列克契大型菱铁矿矿床认为属沉积变质铁矿床（新疆第一区调队，1986）或中低温热液铁矿床（据克孜勒苏柯尔克孜自治州矿产资源开发管理局资料，1997）；卡拉玛铜矿床属于接触交代型（新疆地矿局，1994）及层控改造型矿床（新疆有色地勘局物探大队，1993）。然而，通过对哈拉墩、皮拉里、卡拉玛、东大沟、沙子沟、切列克契和卡拉库里等矿床的野外地质调查及深入的室内研究工作，我们认为这些矿床形成于相同的地质背景，矿床产出层位相同，成矿特征相似，矿床类型和矿床成因一致，区别仅在于各矿床的成矿元素组合略有差异，如卡拉玛、西山头、东大沟、卡拉库里和沙子沟等为铜-金矿床，哈拉墩、皮拉里等为铁-铜-金矿床，切列克契矿床以铁为主，伴生少量的铜，这是由于矿石堆积环境和形成条件存在的差异造成的结果。总体上看，这些矿床存在的共性远远大于各矿床之间存在的个性，已经构成了成矿特征相似、成因特征十分明显的铁-铜-金共生矿床成矿带。

图2-7 木吉-布伦口铁-铜-金成矿带区域地质简图

归纳起来，可以看到这些矿床之间存在的重要共性和成因联系。

矿床均形成于中元古代裂谷裂陷盆地环境，裂陷盆地是在古元古界结晶基底之上发育起来的。含矿层的下盘为古元古代布伦阔勒群中高级变质岩系，而含矿建造为中低级变质的钙泥质片岩夹碳酸盐岩，容矿主岩为热液沉积碳酸盐岩和长英质火山岩。矿床产出严格受地层层位和岩性的控制。新的发现表明，容矿碳酸盐岩中含有火山凝灰物质，局部出现长英质火山岩夹层。例如，在卡拉库里铜-金矿床，已经发现在含矿碳酸盐层中至少有约20 多m厚、400多m长的长英质火山岩层。火山岩Sm-Nd同位素年龄为810～1200 Ma，其也代表着卡拉库里铜矿的成矿年龄、甚至是整个元古宙层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床形成时代的重要参考依据。在哈拉墩、卡拉玛等矿床的下盘，也发现了相当于卡拉库里含矿层内产出的长英质火山岩层，但这些岩石遭受了强烈的硅化、绢云母化和碳酸盐化等热液蚀变，只是岩石中依稀可辨火山岩的结构和斜长石晶屑或斑晶的轮廓。容矿碳酸盐岩层中含有火山凝灰物质和长英质火山岩的发现，对于正确认识矿床成因类型和矿床形成的地质背景具有十分重要的意义。除了容矿碳酸盐岩中含有火山凝灰物质和局部夹有长英质火山岩以外，地球化学研究的结果表明，容矿碳酸盐既不是正常沉积成因，也不是岩浆热液交代成因，而是由海底热液喷流沉积作用形成的碳酸盐岩。各个矿床均以铁-铜共生为特点，金作为伴生组分在各个矿床中经常可以达到经济回收的含量。但铁和铜在不同矿床中所占的比例变化较大，导致不同矿床的主要成矿元素组合有所差异。例如，卡拉玛、卡拉库里等矿床以铜-金组合为主，铁构不成工业价值；切列克契铁（铜）等矿床成矿元素以铁为主，铜只作为伴生组分出现；而哈拉墩、皮拉里等矿床则为铁-铜（金）组合，铁和铜均构成了重要的工业价值。但无论是铁-铜-金矿床、铜-金矿床，还是铁（铜）矿床，成矿特征是相似的。矿床均呈层状、似层状、透镜状，与围岩整合接触。铁矿体一般出现在矿体的上部，铜矿体趋向于出现在矿体的下部，形成了上铁、下铜的特性。即使在铜-金矿床或铁矿床内，这种特性也存在，例如，卡拉玛矿床成分主要为铜-金组合，铁构不成开采价值。但在矿区大露天采场矿体的上部产出有大量的块状菱铁矿，亦具有上铁下铜的特征；切列克契铁矿的下部有铜矿化产出。无论何种矿床，铁矿石（化）均由块状菱铁矿组成，铜矿石主要由黄铜矿或黝铜矿及少量黄铁矿组成。铁矿石保留着明显的原始沉积的结构、构造特征，如切列克契铁矿，但有些矿床的铁矿石也具有明显的变质重结晶构造特征，如哈拉墩、皮拉里铁-铜矿床。某些铜矿石也保留着原生的沉积条带状构造，如卡拉玛铜矿床的某些铜矿石，但多数铜矿石显示出后生局部迁移和再结晶的特点。十分重要的是，即使这些具有后生成因特征的铜矿石，其产出仍然限定在容矿热液沉积碳酸盐层（容矿层）之内。矿床伴生独特的微量元素组合，除了金作为各矿床最重要的伴生元素以外，在卡拉玛和卡拉库里铜-金矿床以及哈拉墩铁-铜-金矿床中发现分散元素的含量很高，某些甚至已经达到可以综合利用的价值，如 Sc 在碳酸盐岩中的含量可达（40～55）×10-6；Ni、As的含量也很高，并且在这些不同的矿床中发现有较多的辉砷镍矿产出，例如布伦口铜-金矿床、哈拉墩铁-铜（金）矿床等。独特的微量元素组合和辉砷镍矿等在各个矿床中普遍存在，也从矿床地球化学和成因矿物学的角度，对于这些矿床属于同一成因类型的认识提供了有力的佐证。矿床普遍受到后来构造应力作用的影响。一是表现在矿体往往呈透镜状，多数矿体沿着断层面分布，矿体的分布明显地受断层的控制，含矿层往往形成向南突出的弧形构造。有时，断层将矿体错断。二是导致碳酸盐矿物重结晶，某些矿物明显局部重新迁移再富集。特别是黄铜矿经构造应力作用以后，与重结晶的铁白云石形成斑杂状铜矿石，或沿着块状菱铁矿中微裂隙充填、交代，形成细脉和浸染状铜矿化。矿体受到构造影响产生再定位和成矿物质的再迁移、富集的认识，对于进一步的矿床勘查和矿床评价具有重要的意义。

2桑株塔格-柳什塔格铜多金属矿床成矿亚带

该成矿亚带分布在桑株塔格—柳什塔格一带，属于布伦口-柳什塔格铜-金-铁矿床成矿带的东段，南部以康西瓦超岩石圈断裂为界，北部以卡拉克岩石圈断裂为界，西部大致起于新藏公路附近，东部延伸到苦牙克断裂一带，形成南北宽20～50 km、东西长近千公里的成矿亚带。

该成矿亚带亦属于长期隆起区，主要为前寒武纪变质岩系结晶基底，时代中-新元古界为主。结晶基底可与西部木吉-布伦口铁-铜-金矿床成矿亚带出露的地层层序可以对比，原岩为一套正常沉积的细碎屑岩和碳酸盐岩与中-酸性火山岩和火山碎屑岩互层，下部为碎屑岩和火山岩建造，中部为火山碎屑岩和复理石建造，上部为厚层碳酸盐建造。两个成矿亚带含矿层的下部均由古-中元古界中高级变质岩系组成，木吉—布伦口一带为布伦阔勒群，桑株塔格—柳什塔格一带为桑株塔格群，其与上覆含矿层呈角度不整合接触。含矿岩层则为中新元古界中低级变质岩系，下-中部由细碎屑岩和中酸性火山岩组成，上部为厚层大理岩。二者的重要区别在于，西部木吉-布伦口铁-铜-金矿床成矿亚带的含矿岩层主要为中低级变质的正常沉积细碎屑岩（复理石建造）和碳酸盐岩建造，目前仅发现有少量的火山岩，产出的矿床为层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床；而东部桑株塔格-柳什塔格铜多金属矿床成矿亚带的含矿岩层主要为中低级变质的火山岩和沉积岩建造，火山岩明显增多，产出的矿床主要为火山岩型多金属矿床。古生界主要为上泥盆统奇自拉夫群红色碎屑岩建造和磨拉石建造局部不整合在元古宇之上。现代沉积物较广泛地覆盖在这些老地层之上。

前寒武纪结晶基底主要由桑株塔格群和塔昔达坂群组成。桑株塔格群分布在赛图拉和苦阿等地，主要由片岩（绿泥黑云石英片岩、绿泥绢云石英片岩、石榴黑云石英片岩等）、片麻岩（斜长片麻岩、黑云片麻岩、绿泥黑云片麻岩等）、大理岩，以及少量石英岩和混合岩等组成。原岩为一套中-基性火山岩、火山碎屑岩、细碎屑沉积岩及镁质大理岩。桑株塔格群被认为属于长城系（新疆喀什第十地质大队，1989、1994）。塔西达坂群主要由石英片岩、绢云石英片岩、黑云石英片岩、绿泥片岩和大理岩等组成，出露厚度愈1万 m以上，原岩为一套浅-次深海相硅质、钙质细碎屑岩、碳酸盐岩和中-酸性火山岩。其中细碎屑岩约占65%，碳酸盐岩占15%，火山岩占20%（新疆喀什第十地质大队，1994）。火山岩在该地层层序的下部和中上部几个层位产出，与细碎屑沉积岩互层，显示出多阶段活动的特点，碳酸盐岩主要在最上部产出。其与下伏桑株塔格群为断层不整合接触关系，时代认为属于蓟县系（新疆喀什第十地质大队，1989、1994）。

该成矿带侵入岩发育，主要为中-酸性花岗岩类，以晚古生代为主，早古生代及中生代次之，构成了西昆仑中间隆起带晚古生代岩浆弧的东段。晚古生代花岗岩广泛分布，一般呈岩基和岩株状产出。早期的花岗岩类主要与超基性和基性岩伴生，钙碱性系列，具有I型花岗岩特征，可能是幔源岩浆分异形成的产物。晚期形成的花岗岩主要为二长花岗岩和石英闪长岩，钾含量相对较高，铝过饱和，显示出大陆边缘和陆壳型花岗岩特性。早古生代花岗岩出露较少，主要为二长花岗岩及花岗岩类。中生代花岗岩类主要分布在隆起带南缘康西瓦断裂以北，主要为花岗闪长岩，其次为二长花岗岩和花岗岩。

该成矿带经历了多次海相火山喷发活动，中-酸性火山岩和火山碎屑岩经常有与浅海-半深海相沉积的细碎屑岩互层产出，造成了与火山沉积建造有关的有利成矿环境。例如，桑株塔格群火山岩和火山碎屑岩建造、塔西达坂群的火山岩、火山碎屑岩和细碎屑岩建造有利于火山岩型块状硫化物铜、金及多金属矿床的形成；而奇自拉夫群红层沉积建造则有利于砂岩型铜矿的形成。与中酸性侵入岩有关形成了一系列热液脉型、矽卡岩型铜或多金属矿化及含铜磁铁矿矿床。另外，区域地球化学特征显示，已经有 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Hg等元素的地球化学异常和金、铜、钨等矿物的重砂异常。因此，地质、地球化学异常和矿化特征等显示，这是一个极具找矿远景的成矿带。

目前在该成矿带已经发现了多处矿化，其中仅少数可以达到小型矿床的规模。最重要的矿床类型为火山岩型块状硫化物矿床，主要在塔西达坂群中酸性火山岩和火山凝灰岩中产出，前者如于田县塔木其块状硫化物铜锌矿床、铜牙铺块状硫化物含铜黄铁矿矿点，后者如于田县乌仔伦格黄铁矿矿床。在元古宇上部的大理岩中，与中酸性侵入岩体接触部位，产出有著名的和田玉矿床。

3中昆仑岩浆弧铜-铁矿床成矿亚带

该成矿亚带的分布范围与整个布伦口-柳什塔格铜-金-铁矿床成矿带一致。但所指的矿床是与中酸性岩浆侵入活动有关的热液充填和热液交代作用形成的铜-铁矿床及多金属矿床。这些矿床散布在整个成矿带，与中酸性侵入岩紧密伴生，构成了成因特征十分明显的成矿亚带。

如前所述，中昆仑隆起带的一个重要特征在于中酸性侵入岩发育，多期次的岩浆杂岩侵入到老地层之中，沿着隆起带延伸方向断续出露横贯全区，形成一条明显的构造岩浆带，亦称之为构造岩浆弧。侵入岩多数为中-酸性花岗闪长岩和花岗岩类，少量中-基性侵入岩，呈岩基和岩株状产出。侵入岩以晚古生代为主，少数早古生代和中生带（新疆和田第十地质大队，1989），表明了晚古生代强烈的构造-岩浆活动。构造岩浆弧的产生主要是由于石炭纪—三叠纪羌塘-扬子板块沿着康西瓦超岩石圈大断裂向塔里木板块之下俯冲，并导致下部地壳熔融和岩浆上升，在古老的结晶基底上形成一条明显的岩浆弧。产生的岩浆属于钙碱性系列，具有活动大陆边缘岛弧环境形成的岩浆活动特点。

伴随着中-酸性岩浆侵入活动形成了一系列与岩浆热液活动有关的矿床和矿化点。这些矿床空间上与中酸性侵入岩紧密伴生，矿体产在岩体与围岩的接触带，或产在岩体内部，矿床的产出往往与强烈的热液蚀变伴生，表现出明显的热液充填和热液交代作用形成的特点。已经发现的矿床类型有热液充填交代型矿床和斑岩型矿床，如布伦木沙（大同）热液充填交代型（或斑岩型）铜矿床；矽卡岩型矿床，如库地矽卡岩铁-铜矿床、阿拉木图矽卡岩铜矿床、汗也依拉克矽卡岩含铜磁铁矿矿床等。