小秦岭NNE向金矿脉构造变形特征与成矿关系

陈 虹，牟培吉，张欢欢，朱桂繁，董红毅，王宏晖

(1. 中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081； 2. 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室，北京 100081； 3. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083； 4. 陕西地矿第六地质队有限公司，陕西 西安 710611； 5. 自然资源实物地质资料中心，河北 廊坊 065201)

0 引 言

位于豫陕交界处的小秦岭金矿田在大地构造上属于华北克拉通南缘的华熊地块北缘，是中国仅次于胶东金矿的第二大金矿区[1-7]。该区金矿多呈脉状或带状分布，主要包括石英脉型、蚀变千糜岩型，并以石英脉型为主[8-14]。早期研究对于该地区金矿形成的控矿因素有多种认识，主要包括太华复背斜褶皱控矿[15]、变质核杂岩控矿[16-18]、燕山期岩浆岩控矿[19-22]和剪切带控矿[23-29]等。近年来，越来越多的研究表明，小秦岭地区的金矿脉受多个方向的剪切带和断裂控制[3,7,24,26-27,30-32]，并且沿剪切带以透镜体的形式呈雁列式分布[26,28,31]。所有含矿剪切带和断裂的走向为近EW、NE、近SN和NW向，并以近EW向和NE向为主[30,32-34]。上述不同方向的含矿剪切带中，近EW向的剪切带规模最大，走向上延伸较长，是小秦岭地区最重要的控矿构造，其所含石英脉体最厚，比如Q8、Q507矿脉和大湖金矿等，这也是小秦岭地区在成矿物质、成矿时代、构造控矿及成矿背景等方面研究程度很高的含矿剪切带[3,7,9,11-12,27,35-38]。前人研究结果表明，小秦岭金矿区近EW向含矿剪切带以中等角度的逆冲构造为主，平面上具有走滑分量[24,26-27,32]。对于该地区NE走向成矿带的构造特征及其控矿规律研究，前人多侧重于小秦岭西段以Q505等ENE向矿脉为代表的脆韧性剪切带，该类型剪切带具有逆冲为主的构造特征，而且倾角较小，以10°～30°为主[39]。最新的勘探成果表明，小秦岭中部地区还存在一组以Q140和Q161为代表的NNE向高角度含矿构造带。前人一般将该方向剪切带与ENE向低角度逆冲剪切变形带定义为同一类型[31,33-34,40]。但是，上述两组剪切带在几何学、运动学和动力学以及变形强度等方面差异明显，可能代表了不同的构造应力场环境。然而，目前研究缺乏对NNE向剪切带构造与成矿关系的研究，从而制约了小秦岭地区构造控矿、矿化特征与成矿规律等方面的整体研究。

本文选择小秦岭中部NNE向典型矿脉，对南、北两个矿体的不同中段进行构造解析，系统测量了矿脉的几何形态，详细划分了剪切带的变形期次和矿化特征，从而揭示出NNE向矿脉完全受近直立的剪切带控制，而且金矿化与左行逆冲变形基本同期，并与周缘地区近EW向矿脉对比，以期为小秦岭金矿区成矿规律和区域构造演化研究提供丰富资料。

1 矿区地质特征

1.1 区域地质构造特征

小秦岭金矿田位于秦岭造山带东部，大地构造上属于华北克拉通南缘的华熊地块北缘，总体呈近EW向延伸(图1)。其北侧与汾渭地堑之间为太要断裂，南侧与朱阳断陷盆地之间为小河断裂(图1)[6,16,23-24,40-42]。

该地区出露地层主要是上太古界—古元古界太华群片麻岩系，自下而上依次为大月坪组、板石山组、洞沟组、三关庙组等，主要岩石组成为斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、石英岩及大理岩[43-44]。另外，小河断裂南侧还出露有蓟县系高山河组(图1)。

底图引自文献[36]，有所修改；矿床图例大小不一表示不同规模图1 秦岭造山带构造格架与小秦岭金矿田地质特征及矿脉分布Fig.1 Tectonic Framework of Qinling Orogen， and Geological Characteristics and Ore Veins Distribution of Xiaoqinling Gold Orefield

研究区内发育有元古代至中生代的岩浆岩[8,19-21,45-50]。元古代岩浆岩主要分布于构造带南侧，以小河花岗岩为主。中生代岩浆岩以燕山期花岗岩浆活动最为强烈，主要包括华山岩体、文峪岩体和娘娘山岩体[45,51]，该系列岩浆岩主要分布于构造带的北侧，岩性主要为黑云二长花岗岩和黑云母花岗岩。同时，该地区还发育有大量基性岩脉和花岗伟晶岩，其中花岗伟晶岩主要呈脉状产出，仅在文峪岩体东北侧沿岩体边界侵入，这些脉体与含金石英脉在空间上有一定的相关性[52-55]。

小秦岭金矿区内褶皱明显，以近EW向太华复背斜为主体[16,24,56]，该背斜位于文峪岩体南侧，自西向东沿潼关、蒿岔峪、文峪、金硐岔等金矿床延伸 (图1)，并且发育大量与背斜枢纽近平行的矿物拉伸线理[16,42]。沿太华复背斜核部，发育一条宽约2 km的大型剪切带，即观音堂剪切带(又名大月坪剪切带)[5,7]。该剪切带总体呈近EW向，主要发育于太华复背斜核部的太华群大月坪组内，走向以100°～110°为主，倾向南，倾角约50°；剪切带内逆冲变形特征明显，并有走滑分量[26-27]。沿该剪切带内出露有大型矿脉，最典型的是Q8和Q507等矿脉，矿体产出规模较大(图1、表1)。

另外，小秦岭金矿区内还发育有NE、近SN和NW向等多组矿脉[4,25,32-33]，并以小秦岭中部地区发育最为完整(图2、表1)。其中，NE向矿脉走向为30°～70°，根据产状特征可以进一步划分为ENE和NNE向两组。其中，ENE向矿脉以倾向NW的低角度剪切带和矿脉为特征，倾角一般为10°～30°，典型矿脉包括Q505、Q401等；另一组NNE向矿脉以倾向SE的高角度剪切带和矿脉为特征，倾角为70°～80°，典型矿脉为Q161等。近SN向矿脉主要分布于华山岩体与文峪岩体的中间位置，主体走向为340°～360°，倾向东，倾角为60°～85°，其典型矿脉为Q315等[57]。NW向矿脉走向为310°～330°，多数倾向NE，少数倾向SW，倾角以70°～85°的高角度为主，兼有中等角度，典型矿脉为Q224等。

1.2 NNE向矿脉地质构造特征

NNE向矿脉总体位于小秦岭中部地区，陕西省

表1 小秦岭地区典型金矿脉构造变形与矿化特征对比

底图引自文献[57]，有所修改图2 小秦岭中部地区地质特征与矿脉分布Fig.2 Geological Characteristics and Veins Distribution in Central Xiaoqinling Area

潼关县善车峪—桐峪一带，呈NNE向延伸约5 km，由北向南包括Q12、Q161、Q140、Q185等矿脉(图1、2)。本文研究的矿脉总体位于NNE向矿脉南段的Q185矿脉内。矿区出露地层主要为洞沟组斜长片麻岩，局部发育有花岗伟晶岩和辉绿岩脉；在该矿脉两侧还发育多组以近EW向矿脉为主的其他方向矿脉(图3)，其中最主要矿脉为Q9325、Q127和Q3184等。

该矿脉中的石英脉均以透镜体的形式不连续分布(图3)，而且含矿石英脉透镜体大小发育不一，厚度多为0.2～3.0 m。矿脉总体倾向SE，倾角较大，产状较为稳定，多为(110°～130°)∠(68°～75°)，少数区段含金石英脉倾向变为140°左右；同时，在石英脉两侧围岩中均可见与剪切面斜交的张裂隙(图3)。该含金石英脉的矿化有黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化等，矿化同样也具有不连续的特征，并且矿化不均匀。含矿脉体大多沿石英脉顶板或者底板边界发育，少部分以细脉的方式填充在石英脉或围岩的雁形排列张裂隙中，部分支脉与主脉形成分支复合的特征(图3)。根据勘探和开采情况，该矿脉总体分为南、北两个矿体，这两个矿体中部存在长约500 m的无矿间断(图3)。

图3 小秦岭中部善车峪—桐峪一带NNE向矿脉(Q185)矿区地质图Fig.3 Geological Map of the NNE-striking Vein (Q185) in Shancheyu-Tongyu Area of Central Xiaoqinling

2 剪切变形特征

受探矿工程的限制，本次主要解剖了Q185矿脉855 m中段以上的构造与矿化特征。通过该矿脉不同中段的构造解析，基本确定了南、北两个矿体以及中间无矿间断的几何形态和构造变形特征。另外，为了与近EW向矿脉进行对比分析，本次还对该矿脉周缘发育的Q127、Q3184等矿脉的构造变形特征进行了解析。

2.1 北矿体

北矿体位于矿脉的东北段，地表出露宽度为0.5～2.7 m，延伸长度大约为500 m。该矿体所处矿脉的总体产状为120°∠75°，与小秦岭地区NNE向剪切带的产状一致。

通过垂向上多个中段的构造观察发现，北矿体在不同中段的走向基本一致，但是不同中段的倾角和石英脉出露厚度差异明显(图4)。垂直剖面上，该矿体不同位置的石英脉厚度差异明显，并且显示出倾角变缓处，脉体增厚的特征[图4(a)]。其中，1 255 m和955 m中段的矿脉厚度可达2.7 m，矿脉倾角为70°左右[图5(a)]，而1 055 m和855 m中段的矿脉厚度仅1 m左右，脉体倾角大于75°，而且主脉体附近往往发育大量侧列支脉[图5(b)]。在平面图上，剪切带自西南往东北方向连续发育，剪切带内石英脉体总体呈断续的透镜状延伸，宽度不均，多以0.1 m厚的透镜体沿剪切带顶板发育，而且延伸不长(以10～20 m为主)，部分透镜体延伸可达40 m[图4(b)]，而且存在明显矿脉侧列的特征[图5(d)]。在955 m和855 m中段，石英脉体的边界产状为115°∠75°，脉体所在剪切带的产状为133°∠65°；而在1 055 m中段，矿体走向为24°～27°，石英脉透镜体所在剪切带的产状为(127°～138°)∠(70°～73°)，总体显示了脉体与剪切带在走向上存在10°左右的夹角。因此，北矿体不同中段的石英脉透镜体具有明显右阶雁列式排列特征，并与所在剪切带呈10°左右的小角度相交或局部沿剪切带面理发育，而且矿体厚度与剪切带倾角的变化相关。

北矿体在垂向和平面上的几何学特征表明，该矿体明显被剪切带所控制，而且矿体内石英透镜体的右阶雁列式排列特征则清晰反映了左行走滑的特征[图4(b)]。在1 255 m中段，剪切带内可见明显S-C-C′面理组构，其中石英细脉被压扁拉长形成S面，并有C′面理切穿石英脉和角闪岩捕虏体[图5(c)]，而且在局部强变形带内S-C组构特征明显，可见长石形成不对称旋转碎斑，石英明显动态重结晶[图5(e)]；在955 m中段，石英脉透镜体中可见后期方解石-石英脉体穿插其中，与主构造面呈锐夹角斜交，形成C-C′组构[图5(f)]；而在955 m和855 m中段石英脉两侧，以及主矿脉与支脉中间的围岩中，均可见与石英脉同期并与剪切面理呈约30°夹角斜交的雁行式张裂隙[图5(d)、(f)、(g)]，这些张裂隙内均充填有含矿石英细脉，总体指示北矿体经历了左行剪切变形。在955 m中段，可见主脉体西南侧发育另一条宽约25 cm的石英脉，两条脉体在垂直剖面上可见其倾角差异明显，主脉产状为112°∠78°，支脉产状为120°∠68°，支脉倾角较缓，反映了剪切带垂向逆冲的运动特征[图5(b)]。剪切带及石英脉边界构造面上可见擦痕线理，也指示了左行逆冲变形特征，通过统计擦痕线理产状，反演其构造应力场σ1(最大主应力)、σ2(中间主应力)、σ3(最小主应力)方位分别为148°∠38°、308°∠31°、274°∠36°，具有近EW向水平伸展和NW—SE向斜向挤压的特征[图5(h)]。北矿体垂向上产状的变化以及不同主脉与支脉之间的构造关系，均指示了该矿脉早期经历了左行逆冲变形。

另外，在北矿体剪切带的边界面上发育厚2～5 cm的断层泥，同时可见指示右行走滑的擦痕线理[图5(i)]。在1 055 m中段，石英脉透镜体边部也可见后期脆性构造面叠加改造了早期石英脉及围岩中的裂隙[图5(j)];在955 m中段，在剪切带及石英脉中发育晚期碳酸盐石英脉和褶皱变形，局部发育牵引褶皱，形成S-C-C′宏观组构特征[图5(k)];并且早期石英脉和方铅矿脉均形成不对称褶皱[图5(l)]或被晚期构造面理错断[图5(m)]，这些构造变形特征均指示该矿体后期经历了右行走滑变形的叠加改造。

2.2 南矿体

图4 北矿体垂直剖面及不同中段平面石英脉几何形态Fig.4 Geometric Shapes of Quartz Veins on Vertical Section and Horizontal Planes in Different Levels of the North Orebody

Sc为剪切滑动面；Ss为最大压扁面；Sc′为伸展褶劈理；所有硐顶照片经过镜像处理图5 北矿体及剪切带的几何学与构造变形特征Fig.5 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the North Orebody and Shear Belt

南矿体位于NNE向矿脉的西南端，该矿体石英脉在地表未见有出露。矿体在坑道内出露厚度为0.5～2.0 m，延伸长度约200 m。矿体所在剪切带总体产状为130°∠75°，与北矿体所在的剪切带产状基本一致(图6)。

南矿体与北矿体在垂向上的构造特征基本相同，石英脉的厚度与脉体产状有明显相关性(图6)。在1 055 m中段，矿体倾角为75°，厚度为0.6 m左右；而955 m和855 m中段，矿体厚度增大为0.5～2.0 m，倾角变缓为60°～70°。在平面上，南矿体在剪切带中以不规则的透镜体形态产出，单个透镜体延伸不长，一般小于20 m。但是，在955 m和855 m中段可见两条石英脉透镜体近平行发育，单条矿脉长度可达100 m，具有右阶雁列式排列特征[图6(b)、7(a)]。其中，东北侧脉体厚度可达2 m [图7(b)]，西南侧脉体最大厚度为1.2 m[图7(c)]，两条脉体的产状与其所在剪切带近平行，均为132°∠70°[图7(a)～(c)]。

南矿体内石英透镜体的右阶雁列式排列特征清晰地反映了所属剪切带具有明显左行运动的特征，并且垂向上脉体产状的变化也指示了逆冲变形的运动特征(图6)，另外在矿体主脉下部围岩中发育雁行式排列张性裂隙[图7(d)]，也指示了逆冲变形特征。在1 055 m中段，脉体顶、底板围岩中发育有明显的S-C-C′组构和“σ”型不对称旋转碎斑等显微构造[图7(e)]；同时，在855 m中段顶板围岩中发育大量与剪切带呈30°夹角的石英细脉，这些构造特征均指示了左行运动特征[图7(f)]。在855 m中段，石英脉和剪切带的边界面上还可观察到断层擦痕线理，擦痕线理以中等角度向南倾伏，指示了左行逆冲变形的特征[图7(g)]。通过统计擦痕线理产状，反演其构造应力场σ1、σ2、σ3方位分别为166°∠41°、31°∠39°、276°∠27°，具有近EW向水平伸展与NW—SE向斜向挤压的应力场特征[图7(g)]。

图6 南矿体垂直剖面及不同中段平面石英脉几何形态Fig.6 Geometric Shapes of Quartz Veins on Vertical Section and Horizontal Planes in Different Levels of the South Orebody

所有硐顶照片经过镜像处理图7 南矿体及剪切带的几何学与构造变形特征Fig.7 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the South Orebody and Shear Belt

另外，在该石英脉西北侧还发育一条宽约0.5 m的石英脉，其主体产状为190°∠60°，靠近主构造面处变化为175°∠55°[图6(b)、7(h)]，并被NNE向石英脉截切，在NNE向矿脉围岩中发育与之斜列的分支脉体，而且该类型脉体切穿了近EW向脉体，反映出两期构造叠加的特征[图7(h)]。近EW向石英脉的弯曲具有牵引褶皱的特征，也指示了NNE向剪切带具有左行走滑的特征[图6(b)]。早期近EW向石英脉围岩中发育的剪切面产状为185°∠55°，线理产状为155°∠50°，总体具有右行逆冲变形特征。

2.3 无矿间断

实际工程勘察中发现，在南矿体和北矿体之间，剪切带总体较连续，但是矿体出露较薄[图8(a)]或没有[图8(b)]。剪切带产状为145°∠60°[图8(a)]，与南矿体和北矿体的剪切面形成大约10°的夹角(图3)。该地区剪切带构造变形明显，发育S-C组构特征[图8(c)]，也指示了左行剪切变形特征。

所有硐顶照片经过镜像处理图8 无矿间断部位的几何学与构造变形特征Fig.8 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the Non-ore Discontinuous Segment

2.4 近EW向矿脉

地表与深部勘探成果显示，研究区NNE向矿脉两侧发育有大量近EW向矿脉。本次选择NNE向矿脉东南侧的Q3184和西北侧的Q127、Q9325等3条矿脉进行构造解析。除了Q127与NNE向矿脉有明显截切关系外，其余近EW向矿脉与NNE向矿脉均没有明显的交切关系(图3)。由于上述矿脉的勘探和开采程度较低，本次仅对近地表露头开展构造变形与矿化特征研究。

Q3184矿脉位于Q185矿脉的东南侧，地表露头连续，剪切带与石英脉出露明显。该矿脉总体呈近EW向展布，但是在西段转变为NE向。剪切带内发育厚15～80 cm的石英脉，剪切带与石英脉边界近平行，产状为180°∠50°[图9(a)]。在变形带内可见宽5～10 cm的石英支脉与剪切面理及主脉斜交[图9(b)]，并发育与剪切面理平行的糜棱面理[图9(c)]。在主构造面上还可见擦痕线理，总体指示了石英脉贯入与逆冲变形相关，并兼有一定右行走滑分量，其应力场具有NNW—SSE向近水平挤压的特征[图9(d)]。该矿脉西段的NE向矿脉(图3)未见明显地表露头，可能为坑道内发现的隐伏矿体。

硐顶照片经过镜像处理图9 近EW向矿脉及剪切带的几何学与构造变形特征Fig.9 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the Nearly EW-striking Veins and Shear Belts

Q127矿脉位于NNE向矿脉南矿体的西侧，地表可见长约50 m的采空区，局部可见残留的石英脉，其含矿剪切带的宽度约2 m。在该采空区内，石英脉总体倾角一致，但走向变化明显，东段产状为150°∠55°，中部产状为190°∠45°，西段产状为215°∠40°[图9(e)]。通过地表与采空区内构造分析，该矿脉的总体产状应与中部位置一致。在中部位置可见石英脉错断呈叠瓦状，指示了平面上的右行运动特征[图9(f)]，而构造面上擦痕线理以逆冲变形为主，总体指示了右行逆冲变形的叠加。在中部矿脉顶板与东段NE向矿脉交接部位，可见近EW向矿脉被NE向含石英脉剪切带左行错断，并造成近EW向矿脉发生牵引褶皱变形，指示了两期构造变形叠加的特征[图9(g)]。而NE向矿脉顶板围岩中还可见逆冲变形，并有一定左行走滑分量，代表了后期NE向剪切带具有左行逆冲变形特征。

Q9325矿脉位于NNE向矿脉的西北侧，地表巷道口可见剪切带厚约40 cm，可见明显底板构造面，其产状为205°∠55°[图9(h)]。剪切带上盘片麻岩中片麻理牵引褶皱指示了逆冲特征，在底板围岩中可见明显的矿物拉伸线理[图9(i)]，而在底板构造面上还发育与矿物线理近平行的擦痕线理[图9(j)]，均指示了以逆冲变形为主的构造特征，并有一定的右行走滑分量。通过擦痕线理反演的构造应力场具有NNW—SSE向近水平挤压的特征[图9(j)]。

3 矿化特征

小秦岭金矿区为典型的石英脉型金矿，NNE向矿脉也是以石英为主要脉石矿物，并且以裂隙充填的形式产出于剪切带中。

3.1 北矿体矿化特征

北矿体的含金石英脉体以黄铁矿化、方铅矿化为主，黄铜矿化、闪锌矿化次之，金属矿物一般呈条带状沿剪切带或石英脉的边界面延伸，或呈条纹状沿构造面理贯入石英脉中，而且不同中段的矿化特征略有差别。

在1 255 m中段，石英脉总体呈乳白色，而且明显经历后期构造变形叠加而透镜体化。石英细脉中可见断续出露的方铅矿化，方铅矿多存在于剪切带的底板位置，呈长条状透镜体，其延伸方向与剪切面平行[图5(c)]。在1 055 m中段，主脉体的矿化并不明显，但是在分支脉体的边缘位置发育有2 cm厚的方铅矿条带，该条带与石英脉边界存在大约10°的夹角；同时，在石英脉体中可见沿面理分布的星点状黄铁矿，该面理与石英脉边界及剪切面平行[图10(a)]。在955 m中段，石英脉厚度增大，金属矿物含量明显增多，可见有方铅矿化、黄铁矿化、黄铜矿化等多金属硫化物，并以方铅矿为主。多金属硫化物明显呈条带状分布于石英脉体的中部以及边界部位，并与剪切带产状平行，另外在围岩中的裂隙内也充填有方铅矿化石英脉，显示成矿流体的贯入与构造活动密切相关[图10(b)]。855 m中段的金属矿物组成与955 m中段一致，同样发育以方铅矿为主的多金属硫化物，但是这些金属矿物主要沿两组面理展布：一组与剪切面或石英脉边界平行；另一组则与之呈大约30°的夹角产出于石英脉中[图10(c)～(e)]。而在微观构造尺度，也可见金属矿物明显沿构造面理充填[图10(f)]。

3.2 南矿体矿化特征

南矿体含金脉体的矿化特征与北矿体基本一致，主要以方铅矿化和黄铁矿化为主，黄铜矿化和闪锌矿化次之[图10(g)]，而且金属矿物一般呈条带状分布于石英脉中，出露宽度较大，延伸方向也与剪切带和石英脉边界平行[图7(c)、10(g)]，局部金属矿物沿与剪切面斜交的构造面贯入。在该矿体的东北侧支矿中可见两期不同矿化特征的石英脉，其中早期石英脉以方铅矿化和黄铁矿化为主，晚期以方铅矿化、闪锌矿化为主，而且在晚期石英脉中可见有方解石细脉沿C′面理贯入[图10(h)]。而在微观构造尺度，同样可见金属矿物沿构造面理充填[图10(i)、(j)]。

另外，在855 m中段可见有近EW向的一组石英脉被南矿体所截切[图7(h)]。早期近EW向石英脉呈透镜体状，以方铅矿化、黄铁矿化为主，沿构造面理发育[图7(h)]。

3.3 矿石矿物组成特征

南、北矿体的矿石矿物特征基本一致，总体由自然金、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿组成[图10(k)]。自然金呈不规则粒状，粒度多为0.02～0.06 mm，主要分布于黄铁矿晶内或裂隙中[图10(l)]，部分分布于闪锌矿内或方铅矿内。黄铁矿呈半自形粒状，粒度为0.1～5.0 mm，部分晶内嵌布黄铜矿、方铅矿，被闪锌矿沿边缘交代，具白铁矿化，具压碎结构，呈堆状分布[图10(i)、(l)]。方铅矿呈他形粒状，粒度多为0.5～2.5 mm，0.1～0.5 mm次之，多显脉状填隙于黄铁矿粒间并交代黄铁矿、闪锌矿[图10(k)、(l)]。黄铜矿呈他形粒状，粒度多为0.01～3.00 mm，多为不规则状、乳滴状、蠕虫状嵌布于闪锌矿内，或呈不规则状嵌布于黄铁矿内或沿裂隙交代黄铁矿，部分被方铅矿交代[图10(j)、(k)]。闪锌矿呈半自形粒状、他形粒状，粒度多为0.5～5.0 mm，晶内嵌布乳滴状黄铜矿，部分被方铅矿、黄铁矿沿边缘交代，杂乱分布[图10(k)]。

4 讨 论

4.1 NNE向矿脉控矿构造特征

通过对NNE向矿脉内北矿体与南矿体的构造与矿化特征分析发现，NNE向矿脉的主要矿石矿物为方铅矿、黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等，而且多沿构造面理充填于石英脉边界或剪切带边界，少数沿构造面理填充于整个石英脉体内，表明NNE向含金石英脉及其成矿过程完全被剪切带所控制，包括石英脉宏观形态特征、矿化条带面理分布、垂向变化和无矿间断等方面。

首先，从石英脉的宏观形态分析，所有石英脉是沿着剪切带内的构造面就位的。北矿体和南矿体的产状稍有不同，北矿体含金石英脉主要为NNE向，与剪切带总体产状有一定的夹角，南矿体含金石英脉主要为NE向，平行于剪切带的总体产状(图4、6)。两个矿体中矿化石英脉走向偏向东的位置，石英脉增多，厚度增大，矿化增强，说明NNE向石英脉容易富集成矿。这种几何形态与剪切带中R′剪切面的分布特征一致[72-73]。

Ccp为黄铜矿；Gl为金；Gn为方铅矿；Py为黄铁矿；Sp为闪锌矿；Cal为方解石；红色点线代表黄铁矿化条纹或边界；蓝色点线代表方铅矿化条纹或边界；紫色点线代表闪锌矿化条纹；黄色点线代表黄铜矿化条纹；绿色点线代表方解石化条纹；所有硐顶照片经过镜像处理图10 矿体不同中段的矿化特征Fig.10 Mineralization Characteristics in Different Levels of the Orebody

其次，北矿体和南矿体的矿化热液都是沿面理贯入的，石英脉虽然在有的区段发育较为厚大，但是矿化较好的部位多在靠近含金石英脉的顶、底板处，一般以方铅矿化、黄铁矿化为主，黄铜矿化次之，矿化展布方向均是沿着石英脉裂隙呈条带状分布，局部区段可见有团块状黄铁矿化(图10)。根据矿化面理的分布特征显示，所有矿化面理基本都是沿剪切带的剪切面(C面)和张剪性面(R′或C′面)贯入的(图10)，这与剪切带内破裂面的发展过程是完全吻合的[74]。

再次，NNE向矿脉中矿体的矿化程度受含金石英脉的倾角影响较明显。在北矿体1 255 m和1 055 m中段，矿体的倾角为75°左右，矿体的矿化较差，以油脂光泽的石英脉为主，多为无矿化石英脉或者在石英脉边界的裂隙中充填有少量方铅矿和黄铁矿，而且载金矿物黄铁矿呈星点状分布(图4、10)。而在955 m和855 m中段，矿体的倾角变缓，为60°～70°，矿化程度明显增强，深部的厚大石英脉中可见有黄铁矿化、方铅矿化等，并且顺含金石英脉延伸较长，局部地段有团块状矿化(图4、10)，总体反映出垂向上的矿化不均匀和倾角较缓部位有利于成矿脉体富集的特征(图4、6)，这与小秦岭地区总体特征也是一致的[24]，与剪切带中R′剪切面的分布特征也同样一致[72-73]，总体反映了垂向上受逆冲变形控制的构造特征(图4、6)。

另外，通过分析北矿体和南矿体中间无矿间断的构造与矿化特征可以发现，探矿工程沿着NE—SW向构造面延伸，构造面产状为142°∠70°，该构造面与矿脉总体走向存在较大的夹角，而且向西偏转，具有压性构造面(S面)的特征。在该方向的构造面内，未见有大规模的石英脉，偶尔可见有石英细脉沿一组产状为145°∠60°的构造面倾入，但其矿化特征不明显(图8)。这表明NNE向矿脉中的压性构造面矿化较差，不利于成矿与矿化富集。

总体来说，小秦岭金矿区内NNE向矿脉以石英脉型金矿为主，矿体内金属矿物主要为方铅矿、黄铁矿和闪锌矿等，具有石英-多金属硫化物阶段成矿的特征。该矿脉的成矿物质明显受NNE向左行逆冲变形带控制，矿化石英脉和含矿热液往往沿着剪切面和张剪性面理两组方向贯入[72-73]。在平面上，含金石英脉总体以右阶排列的长条状透镜体展布，脉体走向与断裂带平行或向东偏转10°左右，而在向西偏转的构造面内基本没有矿化石英脉贯入，显示出与左行变形相关的特征；在垂向上，随着矿体倾角变缓，其矿体厚度和矿化强度也随之增大，显示出与逆冲变形相关的特征[75]。

4.2 成矿热液期次划分

小秦岭金矿脉的矿物成分除了含有少量的自然金和银矿等矿物以外，主要是石英和黄铁矿，还有多金属硫化物，如方铅矿、黄铜矿以及闪锌矿等[6,11-12,35-36,41,76-79]。小秦岭金矿区成矿具有多期、多阶段叠加的特征，热液期成矿大致可以分为4个阶段：第Ⅰ阶段为黄铁矿-石英阶段，以含少量团块状分布的自形晶型黄铁矿的乳白色石英脉为特征，基本不成矿；第Ⅱ阶段为石英-黄铁矿阶段，以中细粒黄铁矿发育并呈条带状、细脉状和网脉状分布于烟灰色石英脉中为特征，矿化程度较高；第Ⅲ阶段为石英-多金属硫化物阶段，以发育含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等多种金属矿物的石英脉为特征，也是一期主要的成矿阶段；第Ⅳ阶段为碳酸盐阶段，以含有方解石的石英脉贯入为特征，主要分布于矿脉的局部或者切穿先前形成的石英脉，不具有矿化特征[4,6,11,41,80-81]。

NNE向矿脉的北矿体和南矿体矿化特征显示，该方向矿脉主要以方铅矿化、黄铁矿化为主，闪锌矿化与黄铜矿化次之(图7、10)，总体显示了多金属硫化物的特征，属于第Ⅲ阶段成矿热液期[4,6,80-81]。另外，在北矿体1 255 m中段可见大量透镜体状的乳白色石英脉[图5(d)]，在南矿体955 m中段可见晚期第Ⅲ阶段多金属硫化物呈条带状分布于乳白色石英脉中[图10(h)]，显示出第Ⅰ阶段热液来源的特征。而在矿体不同部位，均可见晚期方解石-石英脉沿裂隙贯入[图5(e)、10(h)]，显示了第Ⅳ阶段热液来源的特征。但是，以黄铁矿为主的烟灰色石英脉为特征的第Ⅱ阶段热液并不明显。

4.3 剪切变形与期次划分

通过小秦岭地区NNE向矿脉不同中段构造与矿化特征的研究发现，该方向矿脉的含金石英脉主体为NNE向展布，石英脉以透镜体的形式呈雁列式排列，并与其所在的剪切带平行或呈小角度相交，石英脉产状主体为(110°～130°)∠(68°～75°)，产状较稳定，未见有突变的情况，其所在剪切带的产状为(110°～145°)∠(60°～75°)(图4、6)。该矿体所在剪切带中的S-C-C′组构、擦痕线理、围岩中发育的羽状雁列细脉以及截切矿体的方解石石英脉均表明NNE向剪切带以左行逆冲变形为主。而且，该剪切带内岩石变形主要以发育S-C-C′构造面理为特征，构造面理错断石英脉和围岩，石英脉总体呈脉状或块状，而且围岩中发育张裂隙(图5、7)，仅在局部发育具有韧性变形特征的糜棱岩和石英透镜体(图8)，显示该剪切带总体以脆性变形为主，具有韧脆性剪切变形特征。同时，通过剪切带内断层面和擦痕线理反演的构造应力场具有以近EW向水平伸展应力场为主的特征(图5、7)，表明该方向矿脉的形成与小秦岭地区近EW向伸展变形有关。该NNE向矿脉及剪切带两侧发育大量近EW向矿脉(图3)。这些矿脉主体倾向南，倾角约50°，明显受近EW向右行逆冲剪切带控制(图9)。研究表明，近EW向剪切带内发育糜棱面理、矿物拉伸线理，石英脉多以透镜体的形态产出，总体显示以韧性变形为主，同时构造面上发育擦痕线理，具有脆韧性剪切变形特征，而且断层面上擦痕线理反演的构造应力场具有NNW—SSE向近水平挤压的特征。上述这些矿脉与小秦岭地区主体近EW向剪切带和矿脉的构造与矿化特征基本一致[12,26-27,31,70]，与近EW向矿脉主体经历的NW—SE向挤压构造应力作用也是基本一致的[26,31]。

通过研究区内NNE向矿脉及其周缘近EW向矿脉的构造解析显示，上述两组方向矿脉的构造几何学、运动学和动力学等特征均存在明显差异，在地表和坑道中两组方向矿脉的交接位置均可见NNE向剪切带或矿脉错断了近EW向矿脉[图6(b)、7(h)、9(e)]，而且近EW向矿脉在靠近NNE向矿脉的位置均出现了产状的偏转，具有宏观牵引褶皱的特征(图3)。因此，小秦岭地区不同方向矿脉具有多期叠加改造的特征，其中NNE向矿脉和剪切带左行错断了早期近EW向矿脉。该特征在研究区东侧的Q173矿脉也有直接体现[66]。然而，前人一般将小秦岭地区其他方向矿脉定义为近EW向剪切带内的次级构造带，其矿脉的形成、演化与近EW向剪切带密切相关[24,28,30,33,39]。事实上，小秦岭金矿区内NE向矿脉存在两组方向：一组是以Q505矿脉为代表的ENE向矿脉，该方向矿脉受低角度逆冲剪切带控制，剪切带以韧性变形为主，而且矿化以发育第Ⅱ期热液为特征的黄铁矿化为主，其构造应力场具有NW—SE向挤压的特征[28]，这些都与近EW向矿脉的构造特征基本吻合，显示了同期构造与成矿过程；另一组则是本文解剖的NNE向矿脉，该方向矿脉主体受NNE向左行走滑变形带控制，其构造应力场则以近EW向伸展为主(图5、7)，成矿热液则是以多金属硫化物为主(图10)，通过构造变形序列、矿石矿物组成以及应力场特征等方面的研究表明，NNE向剪切带和矿脉的形成要晚于近EW向剪切带和矿脉。

目前普遍认为，小秦岭金矿区总体经历了晚三叠世(233～206 Ma)[3,9,67]和晚侏罗世—早白垩世(144～120 Ma)[45,50,59,62,65]两期成矿作用过程。红土岭金钼矿床也证实了晚三叠世和早白垩世两期构造与成矿作用的叠加[64]。晚侏罗世—早白垩世，小秦岭地区发育有强烈的花岗岩浆活动[8,19-20,82]，并且与华北克拉通燕山期大规模成矿作用特征一致，从而认为小秦岭金矿的主成矿期为燕山期，是在华北克拉通岩石圈减薄引起的伸展环境下的岩浆热液型(或胶东型)矿床[2,10,83-84]。但是，燕山期岩浆热液型矿床解释不了该地区普遍存在的变质热液物质组成[5,85-87]，而晚三叠世成矿作用正好与华北板块和扬子板块碰撞造山过程吻合，而且整个小秦岭地区尚未发现大规模印支期岩浆活动[20]，从而认为晚三叠世成矿作用属于印支期与陆块碰撞相关的造山型金矿[5,88-89]。最新的构造变形研究在小秦岭内部也获得了晚三叠世变形年龄[42]，而且在华山岩体中也发育有晚三叠世的岩浆活动[20]。因此，整个小秦岭地区构造变形与成矿关系的研究表明，华北板块南缘经历了印支期碰撞造山成矿与燕山期伸展变形成矿两期构造与成矿作用叠加[3,5,76,79,89]。不同方向剪切带和断裂的多次活动导致成矿热液的多阶段充填，从而形成了小秦岭金矿区多阶段构造与矿化叠加的特征[4,13,90-91]。

前人研究表明，小秦岭地区在燕山期经历了多期伸展变形叠加作用，并形成了北部的燕山期岩体和在岩体外围的含金石英脉[8,16-17,19-20,42,92]，其中含金石英脉的形成时代为144～121 Ma[10,59,62-65,93]。燕山期是中国东部大陆重要的伸展构造演化阶段，形成了一系列的变质核杂岩和大型金矿[1-2,10,16,42,63,83,92]。燕山期伸展变形与中国东部地区近EW向伸展相关[16]，这与本文在小秦岭地区NNE向剪切带内获得的近EW向伸展应力场是吻合的，可能代表了小秦岭地区或华北克拉通南缘在印支期后遭受近EW向伸展而形成的成矿构造效应[1-2,10,16-17,64,83-84,88,92,94]。这表明小秦岭金矿区内NNE向剪切带及其矿体的形成是与燕山期构造岩浆作用同期的，其形成时代应该为燕山期。对于近EW向矿脉的形成时代，有研究显示为印支期华北板块与扬子板块碰撞造山成矿[5,69,78,95]，并在后期遭受了燕山期的热液叠加改造[3,60,62,96]，这也可能是小秦岭地区新发现的银碲化合物——灵宝矿形成的原因[97]。

4.4 NNE向矿脉的控矿构造模型

总体来说，NNE向矿脉是在左行逆冲剪切带内形成的一系列右阶雁列脉。矿脉内的含金石英脉透镜体延伸不长，并且透镜体与剪切带近平行或者呈较小的角度斜交(图4、6)。该方向的剪切变形明显叠加在近EW向剪切带上，形成于以EW向伸展为主的构造应力场(图5、7)，而且其矿化热液是以第Ⅲ阶段石英-多金属硫化物为主(图10)，与小秦岭金矿区近EW向矿脉以第Ⅱ阶段热液为主的特征存在明显差异[6-7,11,36]。这表明NNE向矿脉的形成要晚于近EW向剪切带和成矿带。

小秦岭地区不同方向的剪切带和矿脉经历的构造演化与成矿作用差异明显。除了本文论述的近EW和NNE向矿脉外，小秦岭地区还发育有ENE和近SN向两组典型矿脉和剪切带[33]。结合前人研究成果，将小秦岭地区主要的4组方向矿脉构造变形和矿化特征进行对比(表2)可以看出，ENE向剪切带的构造应力场和成矿特征与近EW向构造类似[28]，而近SN向剪切带则与NNE向构造类似[30]。结合小秦岭地区印支期与燕山期两期构造与成矿作用叠加的特征，可以将该地区的控矿构造划分为两个构造阶段(图11)。

表2 小秦岭地区不同方向矿脉构造变形与矿化特征综合对比

印支期控矿构造以近EW向右行剪切带和ENE向逆冲剪切带为主[图11(a)]。上述两组方向剪切带构成了小秦岭地区最主要的控矿构造，同时贯入了较厚的致密块状乳白色石英脉[6]。伴随着后期构造变形的持续作用，晚期以石英脉-黄铁矿为主的成矿热液沿早期断裂带贯入，从而形成了以条带状分布为主的成矿特征，含矿物质沿着剪切面和R′等构造面理展布。该阶段剪切变形主要形成于华北板块与扬子板块碰撞拼贴阶段[98-101]，通过剪切带变形运动特征推测当时的应力场表现为NW—SE向挤压，这与当时华北板块和扬子板块自东向西逐渐碰撞拼贴过程是吻合的[99-100]。

侏罗纪以来，华北板块与扬子板块结束碰撞拼贴进入陆内构造变形阶段，同时受早白垩世以来华北板块、扬子板块与周缘块体碰撞以及太平洋板块向西俯冲的影响，该地区的主构造应力转变为近EW向伸展与近SN向挤压[99-100]，秦岭造山带主体则以左行走滑变形为主[99]。该时期小秦岭地区的控矿构造则以NNE向和近SN向走滑剪切变形为主，其中NNE向剪切带以东倾的左行逆冲变形为主，而近SN向剪切带则以东倾的右行走滑变形为主[102][图11(b)]。该期构造作用明显截切了早期的剪切带和矿脉，而且成矿热液以方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿等多金属硫化物矿化为特征，总体呈条带状和局部团块状产出，分布不均匀。该阶段构造应力场具有近EW向水平伸展的特征，与晚三叠世NW—SE向挤压应力场有一定差异[99]。在该构造条件下，NNE向剪切带内往往在走向向西偏转、倾角变缓的部位形成雁列状排列的矿体，矿体厚度较大，而近SN向剪切带内往往是在走向向东偏转、倾角变陡的构造部位形成厚度较大的矿体[103][图11(b)]，同时造成印支期矿脉遭受了晚期成矿作用的叠加[104-107]。

5 结 语

(1)小秦岭地区NNE向金矿脉以长短不一的石英脉透镜体为特征，总体呈NNE向右阶雁列式排列，主体产状为120°∠70°；金矿脉位于剪切带内，矿脉与剪切带边界面平行或以10°夹角斜交。

(2)NNE向剪切带以韧脆性变形为主，具有左行逆冲变形特征，错断了近EW向剪切带，并且具有近EW向水平伸展的应力场特征。

(3)NNE向矿脉主要矿石矿物为方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等，具有多金属硫化物矿化的特征；金属矿物以条带状和条纹状沿剪切面或小角度斜交的张剪性面理分布，显示出受左行逆冲韧脆性剪切带控制的特征。

(4)构造变形序列和矿化特征显示，NNE向矿脉叠加改造了近EW向矿脉，其构造应力场特征分别对应于早白垩世和晚三叠世。前人关于岩浆作用、成矿作用和成矿时代等方面的研究认为，小秦岭地区经历了印支期和燕山期两期构造与成矿作用叠加，从而推测NNE向金矿脉应形成于燕山期陆内构造变形阶段，而近EW向矿脉可能形成于印支期华北板块和扬子板块碰撞拼贴阶段。

谨以此文庆祝长安大学七十周年华诞，祝贺母校取得的飞跃发展！回想二十年前的春天，我还是一名大一学生，恰逢母校五十周年校庆，学校给每位学生发放了一天的餐券。那天是我在学校食堂吃得最丰盛的一天，每顿都有鱼有肉，而且还有最爱的饮料。当天，我们男同学跑遍了学校的每一个角落，收集了好多好多的饮料瓶，卖钱后又饱餐了好几顿，哈哈……虽然离开母校已经十余年，印象中最深的还是西安高校中最热的暖气、两元一次随便洗的澡堂、随便喝的开水、每周末的露天电影、“非典”期间的夜光操场，还有宿管阿姨那句“小子们！刮风啦！要下雨啦！快收衣服啦！”……这些点滴让我们深切体会到母校的温暖和包容！在母校的学习和生活陪伴我们完成了从未成年人向成年人的蜕变，也让我们学会了包容和感恩。“今天我以长安大学为荣，明天长安大学以我为傲”，这不是一句口号，而是爱的播撒和回馈！非常感谢母校的培养和谆谆教诲，祝愿母校继续做有温度的大学，为国家孕育出更多的人才！此外，野外工作得到了陕西地矿第六地质队有限公司韩舫、杨优望、韩鑫等同志的支持和帮助，在此一并致以诚挚的感谢！