南秦嶺石泉-漢陰金礦帶控礦構造特征與礦床成因探討*

劉云華 王碩 呂鑫 孫健 徐麗 楊本昭 范媛媛 孟茹

1. 長安大學地球科學與資源學院，自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，西安 7100542. 中國地質調查局發展研究中心，北京 1000373. 陜西地礦局第一地質隊有限公司，安康 725000

南秦嶺石泉-漢陰金礦帶已發現黃龍、鹿鳴、柳坑、長溝、酒店和羊坪灣等眾多金礦床，建成多個生產礦山，顯示出良好的成礦潛力(樊秉鴻和楊文思，1991；白龍安，2005；李希等，2011；王鵬等，2018；張永強等，2018；趙玉社等，2020)。區內礦床產于鳳凰山-牛山隆起北西側下志留統梅子埡組淺變質強變形的細碎屑巖中，主要巖性為云母石英片巖、絹云石英片巖、絹云千枚巖等。該區域經歷了多期構造運動，構造較為復雜(李春昱，1980；張國偉等，2001，2015，2019；楊經綏等，2010；張俊良等，2013；陳虹等，2014；陳鵬和施煒，2015；楊興科等，2016)，且對于區內金礦床控礦構造及礦床成因還存在爭議：部分研究者認為礦帶及礦床主要受韌-脆性剪切帶的控制，主要金礦床類型為韌-脆性剪切帶型金礦床(馮明伸和楊建東，1994；楊經綏等，2010；陳虹等，2014；陳鵬和施煒，2015；張國偉等，2019)，金成礦作用與區域S2面理關系密切(韓珂等，2018；張國偉等，2019)；另一些學者認為礦床成因類型為沉積變質-熱液疊加改造型礦床(楊經綏等，2010；陳虹等，2014；張國偉等，2019)，或與韌性剪切帶有關的構造蝕變巖型礦床(馮明伸和楊建東，1994)。

盡管前人對該區域金礦床地質特征和控礦構造進行了較多的研究，對各礦床礦區內的脆-韌性剪切構造與成礦作用之間的關系有了一定的認識，但由于區內經歷多期構造運動(張國偉等，2019)，變形變質作用疊加，不同期次面理置換復雜，且不同區域面理置換強弱不同，致使對該成礦帶不同礦區內的面理期次劃分還不統一，對礦區內控礦構造研究也不夠深入；其次，以往對控礦構造的研究主要針對單個礦床進行，沒有把該成礦帶構造的幾何學、運動學特征作為一個整體來進行考慮，對控礦構造的性質認識還不統一；第三，僅對構造與成礦作用的關系討論較多，而對于區域巖漿、構造、成礦作用三者之間的耦合關系研究還較少，影響了南秦嶺整裝勘查區的成礦規律研究及找礦勘探工作。

近年來，筆者承擔了中國地質調查局發展研究中心整裝勘查綜合研究項目“南秦嶺東段金礦帶典型礦床與成礦規律研究”工作，按照“三位一體”找礦預測模型中的成礦構造和成礦結構面的研究方法(張國偉等，2019)，在野外對區域構造、控礦構造幾何學、運動學特征研究的基礎上，室內結合顯微構造特征，對構造與成礦作用的關系進行了的研究，對控礦構造的空間格架及礦床成因進行了分析，為礦山生產探礦提供了依據，對整裝勘查區工作部署提供了建議，取得了較好的找礦效果。

1 區域地質背景

秦嶺造山帶以商丹縫合帶與勉略縫合帶為界(圖1a)，由北向南分為北秦嶺、南秦嶺和揚子板塊北緣三個亞帶(楊經綏等，2010；張國偉等，2019；張方毅等，2020)，自晚太古代以來經歷了從裂谷構造體制轉換為板塊碰撞體制，以及從擴張、俯沖到全面碰撞成山等造山過程，隨后經歷了印支期板塊主造山期后的伸展塌陷構造和巖漿活動、燕山中晚期陸內造山、燕山晚期至新生代的陸內構造和急劇隆升成山等過程(賴紹聰等，2003；王宗起等，2009；Dongetal., 2012, 2017; 萬俊等，2016； Wangetal., 2017)，最終形成了現今的秦嶺造山帶，為多期不同構造機制演化而形成的典型的復合型大陸造山帶，成礦條件極為有利，長期受到國內外地學專家們的關注(張國偉等，2001，2019；李諾等，2007；Maoetal., 2008, 2011；Chen and Santosh, 2014；孟德明等，2014；Wangetal., 2015; Yangetal., 2017)。

研究區出露的地層分為基底和蓋層兩個部分?；椎貙映雎队谂Ｉ?鳳凰山隆起核部，主要為中新元古界耀嶺河巖組和武當巖群地層(Zhangetal., 1996；Xuetal., 2010；Xiangetal., 2011；Fengetal., 2012；Dong and Santosh, 2016；劉歡等，2016； Wangetal., 2017；高雅寧，2017；Nieetal., 2020)。其中耀嶺河巖組為一套變質砂巖、綠泥鈉長石片巖、絹云石英片巖等，與上覆的魯家坪巖的接觸關系為斷層接觸，整合覆蓋于中元古界的武當巖群之上；武當巖群主要巖性是淺色云母石英片巖、淺色變質沉積巖。沉積蓋層主要是古生代寒武系到二疊系基本連續沉積的一套細碎屑巖及海相頁巖等，沉積建造屬于次穩定型(Lietal., 2015)。區內金礦床產在基底與蓋層接觸帶附近的蓋層中(圖1b)。

區內構造較為發育，以韌性剪切帶為主，脆性斷裂次之(圖1b)。韌性剪切帶規模較大，總體呈北西走向，在隆起周緣呈弧形展布，長度數十至上百千米，寬度100～300m，產狀與地層一致，主要為順層剪切。自北向南發育RF3-RF7五條韌性剪切帶，在隆起周緣基底和蓋層之間發育多圈層緩傾的拆離滑脫構造帶(RF8)。部分韌性剪切帶內或其上下盤附近疊加有后期脆性斷裂，顯示具有多期構造疊加特征。

圖1 石泉-漢陰金礦帶大地構造位置示意圖(a)和區域地質礦產簡圖(b，據高雅寧，2017)1-中-新元古界武當嚴群；2-中-新元古界耀嶺河巖組；3-志留系梅子埡組；4-志留系斑鳩關組；5-奧陶系；6-寒武系；7-石英脈；8-花崗巖；9-灰巖條帶；10-褐鐵礦化條帶；11-脆-韌性剪切帶及代號；12-韌性剪切帶；13-斷裂；14-滑脫構造帶；15-金礦床；16-產狀Fig.1 Schematic diagram of the structural patterns of the Shiquan-Hanyin mining district (a) and simplified geological map of study area (b, after Gao, 2017)

2 典型礦床構造特征

石泉-漢陰金礦帶分布于牛山-鳳凰山隆起的西北部，自西向東依次分布有羊坪灣、酒店、箱子寨、銅錢峽、金采溝、黃龍、長溝、金斗坡和吳家灣等數十處規模不等的金礦床(圖1b)。區域礦床賦礦層位主要為早中志留世梅子埡巖組，地層總體呈北西-南東向展布，為一套以泥質碎屑巖為主的中、淺變質巖系，巖性以含黑云母變斑晶的絹云石英片巖為主，夾變砂巖等，總體表現為淺變質強變形的巖石系列，片理化、劈理化強烈，揉皺(局部褶皺)發育。其中長溝金礦、金斗坡金礦、黃龍金礦是區內最具代表性的礦床。

2.1 長溝金礦

長溝金礦區位于牛山隆起西部。區內賦礦圍巖為早中志留世梅子埡巖組(圖2)，目前已控制5個金礦體和7個礦化體，規模為小型，具有代表性的是K1、K2和 K4三個礦體。礦體圍巖主要為黑云母變斑晶絹云石英片巖、含炭絹云石英片巖夾變砂巖，礦體順劈理化帶產出。金礦化與硅化、黃鐵礦化、黑云母化、石榴石化、綠泥石化關系密切，K4礦體約占礦床資源儲量的65%。礦體特征描述如下：

圖2 長溝金礦礦區地質簡圖(據王新，2017)Fig.2 Sketch geological map of the Changgou gold deposit(after Wang, 2017)

礦體呈似層狀，產狀15°～35°∠40°～70°，沿走向和傾向均具波狀彎曲、膨脹收縮、分枝復合現象，已控制礦體長度440m，厚度0.87～11.13m，劃分35個塊段，塊段品位1.46～4.26g/t之間，平均品位2.40g/t。

2.1.1 礦區構造期次及特征

礦區內構造總體表現為一變形復雜的單斜層，地層受區域多期次構造作用影響，層理S0已難以辨認，后期發育多期面理構造、緊閉褶曲、平臥褶皺等，通過野外地質觀察及顯微構造分析，劃分出3期面理及后期脆性斷層構造，特征分別如下：

S1面理 表現為一系列強烈拉伸線理、無根揉皺、S-C組構、鞘褶皺、緊閉褶皺等構造，從韌性變形石英脈特征看，其性質為韌性變形構造，S1面理大部分被后期S2完全置換，S1中剪切石英條帶及面理中無礦化現象(圖3a, b)。

S2面理 該期面理在整個區域表現最為強烈，即是本區所表現出來的呈北西走向、傾向北東的單斜構造，產狀為15°～25°∠60°～72°，局部韌性變形強烈，發育為剪切帶，本期次擠壓作用基本置換了早期面理，為透入性面理，隨后發生的韌性剪切作用繼承透入性面理發育，使得地層中礦物定向拉長，剪切面理中有發育有代表性的拉長定向新生石英、黑云母，礦化現象也主要表現為拔絲狀黃鐵礦(圖3c, d)，礦區外圍可見S2面理穿切S1面理。

S3面理 野外表現不明顯，在本區顯微鏡下表現為一系列呈北東走向的非透入性折劈理構造(圖3e, f)，為非透入性面理，走向北西，產狀290°～305°∠35°～40°，走向與S2面理近垂直或大角度相交。在S3與S2面理交匯部位見有未變形及旋轉現象的新生熱液成因黑云母(圖3g, h)和石榴石，這些黑云母、石榴石穿切S2面理，在S3面理及與S2面理的交匯部位見有粒狀自形-半自形分布的黃鐵礦(圖3h)。

脆性斷層 主要發育在礦體上下盤，呈北西走向，長1～3km，寬度1～20m，產狀35°～43°∠65°～76°，破碎帶中分布斷層泥及斷層角礫，角礫間未充填膠結，未見有礦化現象。該破碎帶局部破壞早期礦體，使礦石碎裂，石英脈發育脆性片理化，斷層斷距不大，一般為數米范圍，未對礦體形態發生大的破壞。

礦區內還可見三疊紀碰撞造山過程中形成的中酸性巖脈、云煌巖脈，多沿斷裂構造邊緣產出，以中酸性巖脈為主，多以單脈或脈群的形式出露，基本順巖層片理產出，局部斜交片理，總體走向北西，傾向北東。長溝礦段所見花崗閃長巖脈規模較小，出露長100～200m，出露寬0.5～3m，呈脈狀、透鏡狀順片理面侵入。此外，區域還可見較多石英脈分布，主體呈北西向，少量呈北東向(圖2)。

2.1.2 礦石顯微構造特征

顯微鏡下礦石以他形-半自形粒狀變晶結構、鱗片變晶結構為主。主要蝕變類型為石榴石化、黑云母化、硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、絹云母化，少量碳酸鹽化、綠簾石化、黝簾石化、電氣石化等。與成礦密切相關的蝕變主要為熱液成因石榴石化、黑云母化、硅化以及黃鐵礦化。根據礦物產出形態和分布，可將黑云母和石榴石劃分出早晚兩期，早期黑云母定向排列，與S2片理平行，呈云母魚或長條狀，晚期黑云母為變斑晶，未變形，方向不定，切斷S2面理(圖4a)或包裹定向拉長黃鐵礦(圖3f)；石榴石同樣顯有兩期，早期石榴石分布于S2面理中，呈旋轉斑，周圍具有壓力影，晚期石榴石呈環帶沿早期石榴石生長(圖4a)，或呈自形狀穿切S2面理(圖4b)。

圖3 長溝礦區構造面理特征(a、b) S1構造面理特征；(c、d) S2構造面理及其中的拉長黃鐵礦；(e)礦石薄片掃描照片中S3非透入性面理與S2面理呈大角度斜交；(f)顯微鏡下S3與S2面理交匯處放大特征；(g)顯微鏡下S3與S2面理交匯處新生礦物分布情況；(h)顯微鏡下S3與S2面理交匯處黃鐵礦發育特征. 礦物縮寫：Bi-黑云母;Py-黃鐵礦Fig.3 Deformational characteristics of foliation in Changgou gold mine

圖4 長溝金礦石中晚期黑云母、石榴石產出特征(a)黑云母變斑晶與S2面理間交切關系；(b) 石榴石變斑晶穿切S2面理. 礦物縮寫：Gr-石榴石Fig.4 Characteristics of the later biotite and garnet developed in the ore from Changgou gold deposit

綜合野外及顯微鏡下觀察可見，長溝金礦具有兩期成礦作用，第一期為韌性剪切成礦作用，形成糜棱巖型、石英脈型金礦石，主要蝕變為硅化、黃鐵礦化、黑云母化、絹云母化、石榴石等，礦化分布于S2面理中，第二期為熱液成礦作用，以自形-半自形黃鐵礦、黑云母和石榴石的出現為代表，礦化分布于S2和S3面理中。

2.2 黃龍金礦

黃龍金礦區位于牛山隆起西偏北。區內主要出露含礦層位為下志留統梅子埡組，總體呈北西向展布(圖5)，巖性主要為含黑云母變斑晶絹云石英片巖、含碳絹云石英片巖和碳質片巖，夾有變粉砂巖等。目前已圈定礦體11個，規模為中型，產狀與圍巖一致，呈似層狀或層狀，礦體與圍巖之間無明顯界線，呈漸變過渡，需用品位分析結果進行劃分。礦體長度多為100～876m，已控制延深50～350m，厚度1～5.5m。礦體產狀及厚度變化較大，金溝礦段465中段K3礦體22線以東產狀為10°～30°∠40°～70°，厚度1～5m，以西產狀變為295°～335°∠14°～20°，最厚10～35m，礦石類型主要為細脈浸染狀礦石，少量石英脈型礦石。

圖5 黃龍金礦地質簡圖(據陜西地礦第一地質隊，2016(1)陜西地礦第一地質隊. 2016. 陜西石泉-旬陽金礦整裝勘查區專項填圖與技術應用示范報告. 安康：陜西地礦第一地質隊修改)

2.2.1 礦區構造期次及特征

經過詳細的野外地質調研、剖面測量及顯微構造分析發現，黃龍金礦區與長溝金礦區發育的三期面理及后期脆性斷層基本對應，但表現特征不同，四期構造面理及斷層的具體特征如下：

S1面理 表現為一系列強烈拉伸線理、緊閉揉皺、S-C組構、鞘褶皺等，其性質為韌性的剪切構造，強變形剪切帶中S1面理大部分被后期S2完全置換，弱變形帶中可見未完全置換的S1面理(圖6a)，S1面理中無礦化。

S2面理 該期面理走向北西，傾向北東，產狀26°～35 °∠62°～68°， 為造山過程中晚階段剪切作用繼承早階段擠壓形成的透入性面理，在整個區域占主導地位，使區域地層總體表現出呈北西走向、傾向北東的單斜構造。強變形帶S2面理基本置換了其前期的所有面理(S0和S1)，礦物定向拉長，面理中可見拔絲狀含金黃鐵礦細脈，細脈寬度一般小于2mm，形成糜棱巖型礦化(圖6b，c)。

圖6 黃龍礦區465中段礦體及礦石顯微照片(a)黃龍礦區S1面理形成的緊閉褶皺；(b)黃龍金礦金溝礦段465中段坑道照片；(c)礦石光片顯微照片. 礦物縮寫：Sph-閃鋅礦Fig.6 Minerals and microscopic photographs of ores in the 465 level of the Huanglong gold deposit

S3面理 表現為折劈理構造，為非透入性面理，與S2面理呈大角度相交，面理中見未變形及旋轉現象的新生黑云母和石榴石變斑晶，變斑晶在S2與S3面理交匯部位尤為發育，特征與長溝礦區相似，截斷S2面理。在金溝礦段465m中段K3礦體西段S3面理強烈置換S2面理，該處礦體主要受S3面理的控制，使整個礦體從東到西產狀發生較大轉折，東段礦體產狀10°～53°∠42°～62°，呈薄層狀，西段礦體產狀290°～305°∠14°～20°(圖7)，厚層狀，最厚處近20m。礦體在S2和S3兩組面理的構造交匯部位明顯變得厚大，并且品位增高，顯示出明顯的S2和S3面理聯合控礦特征。

圖7 黃龍金礦金溝礦段465中段礦體與面理展布特征(據高雅寧等，2016)Fig.7 Spatial distribution features of orebodies and foliation in the 465 level of Jingou ore section in the Huanglong gold deposit (after Gao et al., 2016)

脆性斷層 為一系列北西走向的脆性斷裂構造，破碎帶多發育在黃龍金礦體的頂、底板，見圖5中F1-F4，產狀25°～40°∠50°～70°，破碎帶中發育斷層角礫、斷層泥，破碎帶中角礫間未見充填、膠結或蝕變現象，為后期脆性構造。

2.2.2 顯微構造特征

通過礦石薄片顯微觀察，在S2面理中見有石榴石旋轉斑及云母魚等，部分石榴石具有明顯的環帶構造，其中核部具有壓力影及旋轉斑特征，顯示右行剪切特征，S2面理中黃鐵礦呈拔絲狀。S3面理內見有新生的黑云母和石榴石變斑晶，這些未見變形，且切斷S2面理(圖8a)，在S2+S3面理交匯處見石英-黃鐵礦細脈，脈寬0.3～1mm，黃鐵礦呈自形-半自形粒狀結構(圖8b)，在S2與S3面理交匯部位礦化增強，形成石英-黃鐵礦脈(圖8c，d)，黃鐵礦粒度變大，礦石構造主要為糜棱狀構造、細脈浸染狀等，細脈越密集，礦石品位越高。

圖8 黃龍金礦礦石鏡下顯微照片(a)黑云母變斑晶截斷S2面理；(b) S2與S3交匯處石英脈中半自形粒狀黃鐵礦；(c、d)薄片、光片中S2與S3面理交匯處黃鐵礦脈發育情況. 礦物縮寫：Q-石英Fig.8 Micrographs of ore from the Huanglong gold deposit

野外調研及室內顯微構造分析可見，黃龍金礦經歷了四期重要構造活動，第二期為區域最強的變形，形成北西-近東西走向的區域透入性面理(S2)，第三期為北東走向的折劈理，傾向北西，傾角較緩，具有張剪性質。黃龍金礦區中可識別成礦作用有兩期，分別為第二期的韌性剪切成礦作用，主要形成糜棱巖型金礦石，黃鐵礦呈拔絲狀分布于S2面理中，并伴生有拉長、定向排列的黑云母、石英和發生旋轉的石榴石，以及第三期以自形-半自形黃鐵礦、黑云母為代表的熱液成礦作用，石英-黃鐵礦呈細脈浸染狀分布于S2、S3面理中，在兩組面理交匯部位礦化增厚、增強，黃鐵礦呈自形-半自形狀，蝕變礦物主要有黑云母、石榴石、石英、絹云母、黃鐵礦等，其中黑云母、石榴石變斑晶粒度較大，未變形，切斷S2面理。

礦區西北見有花崗巖脈出露，呈多條脈狀近平行狀產出，脈寬1～3m，成巖年齡為180.2±3.6Ma(韓珂等，2020)。

2.3 金斗坡金礦

金斗坡金礦位于牛山隆起西北部，賦礦圍巖為下志留統梅子埡組地層，主要受北東向韌-脆性剪切帶控制(圖9)。已控制金礦體8條，長100～510m，產狀285°～320°∠26°～40°，礦體厚度1.0～3.95m，品位0.88～1.30g/t，品位較低。含礦圍巖巖性主要為硅化黃鐵礦化含石榴石黑云母變斑晶絹云石英片巖。礦石礦物主要為自然金、銀金礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦等，脈石礦物主要有石英、絹云母、白云母、黑云母和石榴子石以及少量方解石和綠泥石、綠簾石等。礦石結構要為他形-半自形粒狀變晶結構和鱗片變晶結構，其次有變斑狀結構、板條狀結構、包含結構、次生交代結構和交代殘余結構。礦石構造主要為浸染狀、細脈狀、網脈狀、條帶狀和團塊狀構造等。

圖9 金斗坡金礦720中段平面圖 (據陜西漢陰金康礦業有限責任公司，2017(2)陜西漢陰金康礦業有限責任公司. 2017. 陜西省漢陰縣壩王溝金礦區金斗坡礦段詳查工作總結. 漢陰：陜西漢陰金康礦業有限責任公司修改)

2.3.1 礦區構造期次及特征

結合礦區地質特征及顯微鏡下構造特征分析，金斗坡金礦區內同樣可劃分出4期構造，仍為三期構造面理和后期的斷層破碎帶，主要特征如下：

S1面理 表現為一系列緊閉揉皺、層間揉皺等塑性變形的特征(圖10a)，面理中未見有礦化及蝕變現象。

S2面理 面理走向為北西向，產狀35°～66°∠55°～82°，在剪切帶中變形強烈，為區域擠壓、剪切作用形成的透入性面理。主要巖性為石英片巖、云母石英片巖、含石榴石黑云母變斑晶的云母石英片巖，云母石英片糜巖等。該期面理中見有拔絲狀黃鐵礦化，石英、黑云母定向分布(圖10b)，但金礦化較弱。

圖10 金斗坡金礦S1與S2面理特征(a)薄片掃描照片中S1面理呈緊閉揉皺；(b)顯微鏡下的S2面理以及沿其分布的拉長黑云母及黃鐵礦Fig.10 Characteristics of S1 and S2 foliation in the Jindoupo gold deposit

S3面理 呈北東走向，產狀285°～320°∠26°～40°，傾角較緩，總體呈舒緩波狀，控制本區礦體的分布(圖11)。S3面理與S2面理呈大角度相交(圖12a)，在兩組面理交匯部位礦化強烈，黃鐵礦呈細脈浸染狀分布(圖12 b)，礦化主要分布在S3面理中。礦石中可見脆性破裂及各種半塑性變形特征的顯微構造特征，同時可見未變形的黑云母、石榴石變斑晶，切斷早期片理等(圖12 c)，總體顯示韌-脆性構造特征；礦體下盤見有垂向牽引張性裂隙構造，其中充填有黃鐵礦-石英-方解石細脈(圖12d)，顯示拆離滑脫斷層特征。

圖11 金斗坡金礦壩王溝礦段剖面圖(據陜西漢陰金康礦業有限責任公司，2017修改)Fig.11 Profile of Bawanggou ore section in the Jindoupo gold deposit

圖12 金斗坡金礦體及礦石光薄片顯微照片(a)礦石中S3與S2面理交匯處構造特征；(b) S3與S2面理交匯處礦化情況；(c)礦石中碎裂結構；(d)礦體底板發育的裂隙構造Fig.12 Mineral and microscopic photographs of ores in the Jindoupo gold deposit

脆性斷層構造 表現為一系列北西走向的脆性構造，形成北西走向的破碎帶，破碎帶未膠結、礦化及蝕變現象，為淺層次成礦期后脆性構造，局部切斷礦體，但斷距不大，一般為數米范圍(圖11)。

2.3.2 礦物顯微構造特征

黃鐵礦 含量一般小于5%，呈兩種狀態產出，一是產于近東西向-北西向韌性剪切帶糜棱巖或強片理化片巖中，在S2面理中呈 “拔絲”狀特征(圖10b)；第二種是在北東向韌-脆性剪切帶中，呈細脈-浸染狀構造(圖10b)，半自形-他形粒狀結構。

石榴石變斑晶 含量約3%～5%，不規則粒狀，正高凸起，無色，無解理，正交偏光下表現為全消光為均質體。分為兩類，一類為構造前或同構造期形成的石榴石，自形-半自形粒狀，兩側間有基質礦物構成的壓力影，部分斑晶受韌性剪切作用的影響邊部發生碎裂；另一類為構造期后形成的石榴石，斑晶截斷韌性剪切面理S2，自形-半自形結構，無變形或壓力影現象。表明石榴石形成于兩期，且不同應力場環境。

黑云母變斑晶 含量約5%～10%，片狀，一組極完全解理，分為兩種形態產出，一種為定向排列，長軸與S2面理方向一致、或呈云母魚(圖10b)；另一種為較粗粒狀，斑晶截斷韌性剪切面理S2，自形-半自形結構，無變形或壓力影現象，為構造期后形成，表明黑云母形成于兩期不同應力場環境。

3 H-O-S同位素分析

3.1 分析方法

本次研究對長溝、黃龍及金斗坡金礦床中主成礦階段的石英樣品進行了H、O同位素測試分析。測試單位為北京核工業地質研究院分析測試研究中心，利用DZ/T0184.19—1997天然水中氫同位素鋅還原法和DZ/T0184.13—1997硅酸鹽及氧化物礦物氧同位素組成的五氟化溴法進行測定，儀器型號為MAT-253。S同位素分析同樣在核工業北京地質研究院分析測試中心利用MAT-251氣體同位素質譜儀完成。將長溝、黃龍及金斗坡主成礦階段礦石中挑選出來的黃鐵礦與Cu2O按照1/10比例均勻混合后研磨至200目，在真空條件下加熱生成SO2，測定其32S與34S的比值。

3.2 分析結果

表1中記錄為上述三個典型金礦床第二期成礦作用形成的石英單礦物流體的δ18OW-SMOW和δDV-SMOW值。用以石英-水的氧同位素分餾計算的公式為1000lnα=3.38×106T-2-

表1 研究區典型金礦石英和流體的H-O同位素

3.34(Clytonetal., 1972)，計算流體δ18Owater值的溫度為各礦區均一溫度的峰值，其中長溝、黃龍為200℃，金斗坡為190℃(項目組待發數據)。成礦階段流體δ18O變化范圍為7.5‰～12.6‰，平均為10.1‰，各金礦主成礦階段石英中的δD變化范圍為-93.2‰～80.1‰。本次研究對金斗坡、黃龍金礦床細脈浸染狀礦石進行了原位硫同位素測試，結果見表2?？梢?，金斗坡金礦與黃龍金礦中硫同位素均為正值，分別為6.94‰～7.12‰和12.39‰～ 14.13‰，同一礦床內部34S值分布范圍較小，表明其均一程度較高。

表2 研究區典型金礦石中黃鐵礦S同位素組成

4 討論

4.1 成礦構造演化

通過野外地質調查及區域資料收集分析，研究區應存在兩期成礦構造：早期為近南北向擠壓形成的北西-近東西向的韌性剪切帶型構造，晚期為牛山鳳凰山隆起形成的拆離滑脫構造，走向為北東，表現為非透入性的折劈理。區域成礦構造總體格架總體為RF3-RF6組成的北西-東西向韌性剪切帶及金斗坡-石板溝-長溝-吳家灣、黃龍等北東向折劈理域。礦床形成于兩期構造的交匯部位，礦體主要就位于北西-東西向韌性剪切帶中，局部就位于北東向折劈理域內，兩期構造交匯部位礦化強烈，總體受兩期構造的控制。

本區主要經歷了4期構造活動：

第一期構造主要形成一系列強烈拉伸線理、無根揉皺、S-C組構、鞘褶皺、緊閉褶皺等構造，從韌性變形石英脈特征看，其性質為韌性塑性變形剪切構造，S1大都被S2置換，S1中無礦化現象，為成礦前期韌性變形構造。

第二期構造活動強烈，形成區域主要構造面理，產狀主要為20°～52°∠46°～70°，顯示受南西-北東向應力場擠壓，發育多條韌性剪切帶，長度可達上百公里，局部礦化，黃鐵礦呈拔絲狀分布于面理中，形成糜棱巖型金礦石，黑云母見云母魚、石榴石見壓力影等構造，表明該期韌性剪切面理為成礦期構造，黃鐵礦、黑云母、石榴石為韌性變形期產物。

第三期構造走向為北東向，表現為非透入性折劈理，該期面理在牛山-鳳凰山隆起北西方向較為發育，與S2面理呈大角度相交，顯示其應力場方向明顯不同，在距離較近的金斗坡、長溝礦區金礦產狀為279°～310°∠30°～48°，而距離隆起較遠的黃龍礦區產狀為290°～305°∠14°～20°，總體傾角較緩。S3面理中及S2面理與S3面理交匯部位見有新生未變形的黑云母、石榴石變斑晶，變斑晶切斷S2面理，同時黃鐵礦呈半自形-自形粒狀，呈細脈浸染狀分布，顯示形成于應力較弱或張性環境，此外，在金斗坡礦區礦體下盤見有牽引張性裂隙，與拆離滑脫斷層特征一致(高光明等，1993)，綜合分析認為S3面理為牛山-鳳凰山隆起過程中形成的拆離滑脫構造。

第四期為脆性斷層構造，走向北西，與第二期面理方向近一致，主要形成于礦體上下盤，破碎帶中見棱角狀斷層角礫、斷層泥等，未見膠結及蝕變礦化，局部切斷礦體，為成礦期后構造。

4.2 成礦物質來源

金斗坡礦區4件樣品δ34S為6.94‰～7.12‰，平均7.02‰；黃龍礦區8件樣品δ34S為 12.39‰～14.13‰，平均13.23‰；長溝礦區2件黃鐵礦δ34S為1.4‰和6.3‰，平均值為 3.3‰(趙進江等，2013)。成礦帶賦礦圍巖均為下志留統梅子埡組中-淺變質巖系，巖性為云母石英片巖等，礦體附近均有花崗斑巖脈出露，表明其成礦環境相同。但區域黃鐵礦S同位素分析結果顯示，不同礦區硫同位素差別較大，但同一礦區硫同位素差值較小，均一程度較高，表明區域硫非單一來源，這也與各典型礦床距離滑脫構造中心距離遠近不同造成的地層硫和巖漿硫參與比例不同有關。

前人研究認為，成礦流體中的總硫同位素不同值對應不同的S源，即成礦物質來源不同(Campbell and Naldrett，1979；馬言勝等，2009；Dengetal., 2015；Heetal., 2017；Zhangetal., 2017)：(1)δ34SΣs=0，代表幔源硫，與巖漿活動有關；(2)δ34SΣs=20‰左右，代表成礦物質來源于大洋水和海相蒸發巖；(3)δ34SΣs為較大的負值，代表成礦物質來源于沉積環境下的還原S。在SO42-占優勢的成礦熱液環境下，黃鐵礦中的δ34S大致相當于熱液的δ34SΣs(Ohmoto，1972)，因此，石泉-漢陰金礦成礦物質應為混合來源，為地層硫與巖漿硫的混合，以地層硫為主，離隆起越近，地層硫比例減少。

4.3 成礦流體來源

鄭永飛和陳江峰(2000)指出，對于花崗巖來說，由于其源巖因含有地殼組分而具有較高的δ18O值(7‰～12‰)，因此與花崗質巖漿平衡的水的δ18O值可以是5.5‰～12‰，本區三個典型礦床成礦階段的石英中的δ18O變化范圍(4.1‰～9.3‰)與花崗質巖漿水的范圍基本一致；δD變化范圍為-93.2‰～80.1‰，同樣分布在巖漿水的范圍-80‰～-50‰及附近(鄭永飛和陳江峰，2000)。在H-O同位素組分圖解中(圖13)，三個典型金礦主成礦階段所測數據均落在巖漿水范圍附近，后期可能有大氣降水的加入，這與研究區花崗斑巖與金礦體表現出的密切時空關系相吻合。因此，結合礦床地質及H-O同位素特征，認為成礦流體早期以巖漿流體為主，晚期混入大氣降水。

圖13 研究區各典型金礦主成礦階段流體的 δ18O-δD組成(底圖據Taylor, 1974)Fig.13 Plot of δ18O vs. δD for ore-forming fluids of the typical gold deposit (base map after Taylor, 1974)

流體包裹體研究顯示，成礦深度為0.76～3.90km(高雅寧，2017)，黑云母與石榴石的蝕變溫度為350～450℃(高雅寧等，2016)，遠高于正常地溫梯度，顯然與異常熱源有關，結合成礦帶中的金礦床與花崗斑空間關系密切，推測存在具有隱伏巖體。在氫氧同位素圖解中，數據點主要位于巖漿流體附近。

4.4 礦床成因

勉略構造帶自古生代以來，經歷了古洋盆打開、消減、俯沖、陸-陸碰撞、晚造山逆沖推覆與前陸盆地和帶內伸展塌陷、后造山陸內構造演化等多個演化階段。本區礦床地質特征顯示本區存在兩期成礦作用：早期為中、晚三疊世陸-陸碰撞擠壓造山過程中，在北西向韌性剪切帶中發生了韌性剪切成礦作用，形成了以韌性剪切為特征的羊坪灣-黃龍金礦帶，礦化帶延長達上百公里，但品位明顯偏低；晚期牛山-鳳凰山隆升，形成了環形的拆離滑脫構造并有巖漿作用，發生了巖漿期后熱液成礦作用，在拆離滑脫構造與早期韌性剪切構造交匯部位，疊加富集形成具有工業意義的金礦床。晚期為研究區金礦的主成礦期，形成了圍繞隆起周緣的金礦集中區(圖14)。晚期成礦與張國偉等(2004)研究認為的T3-J1-2伸展塌陷演化階段背景一致。

圖14 石泉-漢陰金礦帶成礦模式圖Fig.14 The model for the formation of Shiquan-Hanyin gold belt

根據葉天竺等(2014)整裝勘查區找礦預測指導書中礦床類型劃分的方案，把與韌性剪切成礦作用有關但有后期疊加巖漿熱液相關的成礦作用列入巖漿期后熱液成礦作用，因此，本區礦床類型為巖漿期后熱液礦床。中、晚三疊世陸-陸碰撞造山過程中發生變質作用，形成了區域透入性碰撞構造面理，在剪切帶中形成了剪切帶型金礦化。在早侏羅世伸展塌陷階段，由于差異隆升及巖漿作用，在拆離滑脫過程形成了巖漿熱液型金礦床。早期成礦主要賦存于S2面理中，晚期成礦賦存于S2+3面理中。

5 結論

(1)南秦嶺石泉-漢陰金礦帶存在兩期成礦作用，早期與韌性剪切成礦作用有關，但礦化程度與品位均較低，后期疊加有巖漿熱液成礦作用，礦化富集程度較高。區內礦床類型為巖漿期后熱液型礦床。

(2)研究區經歷了多期次構造演化與疊加，對區內金礦起到控制作用的構造體系主要有兩期，第一期控礦構造為北西-近東西展布的韌性剪切帶，第二期成礦受北西-近東西展布的韌性剪切帶與北東向折劈理帶聯合控制，在兩組構造體系的交匯部位礦體增厚、品位升高、礦化更加富集。

(3)與成礦有關的兩期構造體系所處的地質背景具有明顯差異，第一期成礦作用為中、晚三疊世南北兩大板塊發生陸-陸碰撞造山過程中形成的擠壓構造背景，第二期成礦作用為陸內伸展塌陷演化階段造成的差異隆升環境。