小秦嶺NNE向金礦脈構造變形特征與成礦關系

陳 虹，牟培吉，張歡歡，朱桂繁，董紅毅，王宏暉

(1. 中國地質科學院地質力學研究所，北京 100081； 2. 自然資源部古地磁與古構造重建重點實驗室，北京 100081； 3. 中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083； 4. 陜西地礦第六地質隊有限公司，陜西 西安 710611； 5. 自然資源實物地質資料中心，河北 廊坊 065201)

0 引 言

位于豫陜交界處的小秦嶺金礦田在大地構造上屬于華北克拉通南緣的華熊地塊北緣，是中國僅次于膠東金礦的第二大金礦區[1-7]。該區金礦多呈脈狀或帶狀分布，主要包括石英脈型、蝕變千糜巖型，并以石英脈型為主[8-14]。早期研究對于該地區金礦形成的控礦因素有多種認識，主要包括太華復背斜褶皺控礦[15]、變質核雜巖控礦[16-18]、燕山期巖漿巖控礦[19-22]和剪切帶控礦[23-29]等。近年來，越來越多的研究表明，小秦嶺地區的金礦脈受多個方向的剪切帶和斷裂控制[3,7,24,26-27,30-32]，并且沿剪切帶以透鏡體的形式呈雁列式分布[26,28,31]。所有含礦剪切帶和斷裂的走向為近EW、NE、近SN和NW向，并以近EW向和NE向為主[30,32-34]。上述不同方向的含礦剪切帶中，近EW向的剪切帶規模最大，走向上延伸較長，是小秦嶺地區最重要的控礦構造，其所含石英脈體最厚，比如Q8、Q507礦脈和大湖金礦等，這也是小秦嶺地區在成礦物質、成礦時代、構造控礦及成礦背景等方面研究程度很高的含礦剪切帶[3,7,9,11-12,27,35-38]。前人研究結果表明，小秦嶺金礦區近EW向含礦剪切帶以中等角度的逆沖構造為主，平面上具有走滑分量[24,26-27,32]。對于該地區NE走向成礦帶的構造特征及其控礦規律研究，前人多側重于小秦嶺西段以Q505等ENE向礦脈為代表的脆韌性剪切帶，該類型剪切帶具有逆沖為主的構造特征，而且傾角較小，以10°～30°為主[39]。最新的勘探成果表明，小秦嶺中部地區還存在一組以Q140和Q161為代表的NNE向高角度含礦構造帶。前人一般將該方向剪切帶與ENE向低角度逆沖剪切變形帶定義為同一類型[31,33-34,40]。但是，上述兩組剪切帶在幾何學、運動學和動力學以及變形強度等方面差異明顯，可能代表了不同的構造應力場環境。然而，目前研究缺乏對NNE向剪切帶構造與成礦關系的研究，從而制約了小秦嶺地區構造控礦、礦化特征與成礦規律等方面的整體研究。

本文選擇小秦嶺中部NNE向典型礦脈，對南、北兩個礦體的不同中段進行構造解析，系統測量了礦脈的幾何形態，詳細劃分了剪切帶的變形期次和礦化特征，從而揭示出NNE向礦脈完全受近直立的剪切帶控制，而且金礦化與左行逆沖變形基本同期，并與周緣地區近EW向礦脈對比，以期為小秦嶺金礦區成礦規律和區域構造演化研究提供豐富資料。

1 礦區地質特征

1.1 區域地質構造特征

小秦嶺金礦田位于秦嶺造山帶東部，大地構造上屬于華北克拉通南緣的華熊地塊北緣，總體呈近EW向延伸(圖1)。其北側與汾渭地塹之間為太要斷裂，南側與朱陽斷陷盆地之間為小河斷裂(圖1)[6,16,23-24,40-42]。

該地區出露地層主要是上太古界—古元古界太華群片麻巖系，自下而上依次為大月坪組、板石山組、洞溝組、三關廟組等，主要巖石組成為斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、石英巖及大理巖[43-44]。另外，小河斷裂南側還出露有薊縣系高山河組(圖1)。

底圖引自文獻[36]，有所修改；礦床圖例大小不一表示不同規模圖1 秦嶺造山帶構造格架與小秦嶺金礦田地質特征及礦脈分布Fig.1 Tectonic Framework of Qinling Orogen， and Geological Characteristics and Ore Veins Distribution of Xiaoqinling Gold Orefield

研究區內發育有元古代至中生代的巖漿巖[8,19-21,45-50]。元古代巖漿巖主要分布于構造帶南側，以小河花崗巖為主。中生代巖漿巖以燕山期花崗巖漿活動最為強烈，主要包括華山巖體、文峪巖體和娘娘山巖體[45,51]，該系列巖漿巖主要分布于構造帶的北側，巖性主要為黑云二長花崗巖和黑云母花崗巖。同時，該地區還發育有大量基性巖脈和花崗偉晶巖，其中花崗偉晶巖主要呈脈狀產出，僅在文峪巖體東北側沿巖體邊界侵入，這些脈體與含金石英脈在空間上有一定的相關性[52-55]。

小秦嶺金礦區內褶皺明顯，以近EW向太華復背斜為主體[16,24,56]，該背斜位于文峪巖體南側，自西向東沿潼關、蒿岔峪、文峪、金硐岔等金礦床延伸 (圖1)，并且發育大量與背斜樞紐近平行的礦物拉伸線理[16,42]。沿太華復背斜核部，發育一條寬約2 km的大型剪切帶，即觀音堂剪切帶(又名大月坪剪切帶)[5,7]。該剪切帶總體呈近EW向，主要發育于太華復背斜核部的太華群大月坪組內，走向以100°～110°為主，傾向南，傾角約50°；剪切帶內逆沖變形特征明顯，并有走滑分量[26-27]。沿該剪切帶內出露有大型礦脈，最典型的是Q8和Q507等礦脈，礦體產出規模較大(圖1、表1)。

另外，小秦嶺金礦區內還發育有NE、近SN和NW向等多組礦脈[4,25,32-33]，并以小秦嶺中部地區發育最為完整(圖2、表1)。其中，NE向礦脈走向為30°～70°，根據產狀特征可以進一步劃分為ENE和NNE向兩組。其中，ENE向礦脈以傾向NW的低角度剪切帶和礦脈為特征，傾角一般為10°～30°，典型礦脈包括Q505、Q401等；另一組NNE向礦脈以傾向SE的高角度剪切帶和礦脈為特征，傾角為70°～80°，典型礦脈為Q161等。近SN向礦脈主要分布于華山巖體與文峪巖體的中間位置，主體走向為340°～360°，傾向東，傾角為60°～85°，其典型礦脈為Q315等[57]。NW向礦脈走向為310°～330°，多數傾向NE，少數傾向SW，傾角以70°～85°的高角度為主，兼有中等角度，典型礦脈為Q224等。

1.2 NNE向礦脈地質構造特征

NNE向礦脈總體位于小秦嶺中部地區，陜西省

表1 小秦嶺地區典型金礦脈構造變形與礦化特征對比

底圖引自文獻[57]，有所修改圖2 小秦嶺中部地區地質特征與礦脈分布Fig.2 Geological Characteristics and Veins Distribution in Central Xiaoqinling Area

潼關縣善車峪—桐峪一帶，呈NNE向延伸約5 km，由北向南包括Q12、Q161、Q140、Q185等礦脈(圖1、2)。本文研究的礦脈總體位于NNE向礦脈南段的Q185礦脈內。礦區出露地層主要為洞溝組斜長片麻巖，局部發育有花崗偉晶巖和輝綠巖脈；在該礦脈兩側還發育多組以近EW向礦脈為主的其他方向礦脈(圖3)，其中最主要礦脈為Q9325、Q127和Q3184等。

該礦脈中的石英脈均以透鏡體的形式不連續分布(圖3)，而且含礦石英脈透鏡體大小發育不一，厚度多為0.2～3.0 m。礦脈總體傾向SE，傾角較大，產狀較為穩定，多為(110°～130°)∠(68°～75°)，少數區段含金石英脈傾向變為140°左右；同時，在石英脈兩側圍巖中均可見與剪切面斜交的張裂隙(圖3)。該含金石英脈的礦化有黃鐵礦化、黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化等，礦化同樣也具有不連續的特征，并且礦化不均勻。含礦脈體大多沿石英脈頂板或者底板邊界發育，少部分以細脈的方式填充在石英脈或圍巖的雁形排列張裂隙中，部分支脈與主脈形成分支復合的特征(圖3)。根據勘探和開采情況，該礦脈總體分為南、北兩個礦體，這兩個礦體中部存在長約500 m的無礦間斷(圖3)。

圖3 小秦嶺中部善車峪—桐峪一帶NNE向礦脈(Q185)礦區地質圖Fig.3 Geological Map of the NNE-striking Vein (Q185) in Shancheyu-Tongyu Area of Central Xiaoqinling

2 剪切變形特征

受探礦工程的限制，本次主要解剖了Q185礦脈855 m中段以上的構造與礦化特征。通過該礦脈不同中段的構造解析，基本確定了南、北兩個礦體以及中間無礦間斷的幾何形態和構造變形特征。另外，為了與近EW向礦脈進行對比分析，本次還對該礦脈周緣發育的Q127、Q3184等礦脈的構造變形特征進行了解析。

2.1 北礦體

北礦體位于礦脈的東北段，地表出露寬度為0.5～2.7 m，延伸長度大約為500 m。該礦體所處礦脈的總體產狀為120°∠75°，與小秦嶺地區NNE向剪切帶的產狀一致。

通過垂向上多個中段的構造觀察發現，北礦體在不同中段的走向基本一致，但是不同中段的傾角和石英脈出露厚度差異明顯(圖4)。垂直剖面上，該礦體不同位置的石英脈厚度差異明顯，并且顯示出傾角變緩處，脈體增厚的特征[圖4(a)]。其中，1 255 m和955 m中段的礦脈厚度可達2.7 m，礦脈傾角為70°左右[圖5(a)]，而1 055 m和855 m中段的礦脈厚度僅1 m左右，脈體傾角大于75°，而且主脈體附近往往發育大量側列支脈[圖5(b)]。在平面圖上，剪切帶自西南往東北方向連續發育，剪切帶內石英脈體總體呈斷續的透鏡狀延伸，寬度不均，多以0.1 m厚的透鏡體沿剪切帶頂板發育，而且延伸不長(以10～20 m為主)，部分透鏡體延伸可達40 m[圖4(b)]，而且存在明顯礦脈側列的特征[圖5(d)]。在955 m和855 m中段，石英脈體的邊界產狀為115°∠75°，脈體所在剪切帶的產狀為133°∠65°；而在1 055 m中段，礦體走向為24°～27°，石英脈透鏡體所在剪切帶的產狀為(127°～138°)∠(70°～73°)，總體顯示了脈體與剪切帶在走向上存在10°左右的夾角。因此，北礦體不同中段的石英脈透鏡體具有明顯右階雁列式排列特征，并與所在剪切帶呈10°左右的小角度相交或局部沿剪切帶面理發育，而且礦體厚度與剪切帶傾角的變化相關。

北礦體在垂向和平面上的幾何學特征表明，該礦體明顯被剪切帶所控制，而且礦體內石英透鏡體的右階雁列式排列特征則清晰反映了左行走滑的特征[圖4(b)]。在1 255 m中段，剪切帶內可見明顯S-C-C′面理組構，其中石英細脈被壓扁拉長形成S面，并有C′面理切穿石英脈和角閃巖捕虜體[圖5(c)]，而且在局部強變形帶內S-C組構特征明顯，可見長石形成不對稱旋轉碎斑，石英明顯動態重結晶[圖5(e)]；在955 m中段，石英脈透鏡體中可見后期方解石-石英脈體穿插其中，與主構造面呈銳夾角斜交，形成C-C′組構[圖5(f)]；而在955 m和855 m中段石英脈兩側，以及主礦脈與支脈中間的圍巖中，均可見與石英脈同期并與剪切面理呈約30°夾角斜交的雁行式張裂隙[圖5(d)、(f)、(g)]，這些張裂隙內均充填有含礦石英細脈，總體指示北礦體經歷了左行剪切變形。在955 m中段，可見主脈體西南側發育另一條寬約25 cm的石英脈，兩條脈體在垂直剖面上可見其傾角差異明顯，主脈產狀為112°∠78°，支脈產狀為120°∠68°，支脈傾角較緩，反映了剪切帶垂向逆沖的運動特征[圖5(b)]。剪切帶及石英脈邊界構造面上可見擦痕線理，也指示了左行逆沖變形特征，通過統計擦痕線理產狀，反演其構造應力場σ1(最大主應力)、σ2(中間主應力)、σ3(最小主應力)方位分別為148°∠38°、308°∠31°、274°∠36°，具有近EW向水平伸展和NW—SE向斜向擠壓的特征[圖5(h)]。北礦體垂向上產狀的變化以及不同主脈與支脈之間的構造關系，均指示了該礦脈早期經歷了左行逆沖變形。

另外，在北礦體剪切帶的邊界面上發育厚2～5 cm的斷層泥，同時可見指示右行走滑的擦痕線理[圖5(i)]。在1 055 m中段，石英脈透鏡體邊部也可見后期脆性構造面疊加改造了早期石英脈及圍巖中的裂隙[圖5(j)];在955 m中段，在剪切帶及石英脈中發育晚期碳酸鹽石英脈和褶皺變形，局部發育牽引褶皺，形成S-C-C′宏觀組構特征[圖5(k)];并且早期石英脈和方鉛礦脈均形成不對稱褶皺[圖5(l)]或被晚期構造面理錯斷[圖5(m)]，這些構造變形特征均指示該礦體后期經歷了右行走滑變形的疊加改造。

2.2 南礦體

圖4 北礦體垂直剖面及不同中段平面石英脈幾何形態Fig.4 Geometric Shapes of Quartz Veins on Vertical Section and Horizontal Planes in Different Levels of the North Orebody

Sc為剪切滑動面；Ss為最大壓扁面；Sc′為伸展褶劈理；所有硐頂照片經過鏡像處理圖5 北礦體及剪切帶的幾何學與構造變形特征Fig.5 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the North Orebody and Shear Belt

南礦體位于NNE向礦脈的西南端，該礦體石英脈在地表未見有出露。礦體在坑道內出露厚度為0.5～2.0 m，延伸長度約200 m。礦體所在剪切帶總體產狀為130°∠75°，與北礦體所在的剪切帶產狀基本一致(圖6)。

南礦體與北礦體在垂向上的構造特征基本相同，石英脈的厚度與脈體產狀有明顯相關性(圖6)。在1 055 m中段，礦體傾角為75°，厚度為0.6 m左右；而955 m和855 m中段，礦體厚度增大為0.5～2.0 m，傾角變緩為60°～70°。在平面上，南礦體在剪切帶中以不規則的透鏡體形態產出，單個透鏡體延伸不長，一般小于20 m。但是，在955 m和855 m中段可見兩條石英脈透鏡體近平行發育，單條礦脈長度可達100 m，具有右階雁列式排列特征[圖6(b)、7(a)]。其中，東北側脈體厚度可達2 m [圖7(b)]，西南側脈體最大厚度為1.2 m[圖7(c)]，兩條脈體的產狀與其所在剪切帶近平行，均為132°∠70°[圖7(a)～(c)]。

南礦體內石英透鏡體的右階雁列式排列特征清晰地反映了所屬剪切帶具有明顯左行運動的特征，并且垂向上脈體產狀的變化也指示了逆沖變形的運動特征(圖6)，另外在礦體主脈下部圍巖中發育雁行式排列張性裂隙[圖7(d)]，也指示了逆沖變形特征。在1 055 m中段，脈體頂、底板圍巖中發育有明顯的S-C-C′組構和“σ”型不對稱旋轉碎斑等顯微構造[圖7(e)]；同時，在855 m中段頂板圍巖中發育大量與剪切帶呈30°夾角的石英細脈，這些構造特征均指示了左行運動特征[圖7(f)]。在855 m中段，石英脈和剪切帶的邊界面上還可觀察到斷層擦痕線理，擦痕線理以中等角度向南傾伏，指示了左行逆沖變形的特征[圖7(g)]。通過統計擦痕線理產狀，反演其構造應力場σ1、σ2、σ3方位分別為166°∠41°、31°∠39°、276°∠27°，具有近EW向水平伸展與NW—SE向斜向擠壓的應力場特征[圖7(g)]。

圖6 南礦體垂直剖面及不同中段平面石英脈幾何形態Fig.6 Geometric Shapes of Quartz Veins on Vertical Section and Horizontal Planes in Different Levels of the South Orebody

所有硐頂照片經過鏡像處理圖7 南礦體及剪切帶的幾何學與構造變形特征Fig.7 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the South Orebody and Shear Belt

另外，在該石英脈西北側還發育一條寬約0.5 m的石英脈，其主體產狀為190°∠60°，靠近主構造面處變化為175°∠55°[圖6(b)、7(h)]，并被NNE向石英脈截切，在NNE向礦脈圍巖中發育與之斜列的分支脈體，而且該類型脈體切穿了近EW向脈體，反映出兩期構造疊加的特征[圖7(h)]。近EW向石英脈的彎曲具有牽引褶皺的特征，也指示了NNE向剪切帶具有左行走滑的特征[圖6(b)]。早期近EW向石英脈圍巖中發育的剪切面產狀為185°∠55°，線理產狀為155°∠50°，總體具有右行逆沖變形特征。

2.3 無礦間斷

實際工程勘察中發現，在南礦體和北礦體之間，剪切帶總體較連續，但是礦體出露較薄[圖8(a)]或沒有[圖8(b)]。剪切帶產狀為145°∠60°[圖8(a)]，與南礦體和北礦體的剪切面形成大約10°的夾角(圖3)。該地區剪切帶構造變形明顯，發育S-C組構特征[圖8(c)]，也指示了左行剪切變形特征。

所有硐頂照片經過鏡像處理圖8 無礦間斷部位的幾何學與構造變形特征Fig.8 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the Non-ore Discontinuous Segment

2.4 近EW向礦脈

地表與深部勘探成果顯示，研究區NNE向礦脈兩側發育有大量近EW向礦脈。本次選擇NNE向礦脈東南側的Q3184和西北側的Q127、Q9325等3條礦脈進行構造解析。除了Q127與NNE向礦脈有明顯截切關系外，其余近EW向礦脈與NNE向礦脈均沒有明顯的交切關系(圖3)。由于上述礦脈的勘探和開采程度較低，本次僅對近地表露頭開展構造變形與礦化特征研究。

Q3184礦脈位于Q185礦脈的東南側，地表露頭連續，剪切帶與石英脈出露明顯。該礦脈總體呈近EW向展布，但是在西段轉變為NE向。剪切帶內發育厚15～80 cm的石英脈，剪切帶與石英脈邊界近平行，產狀為180°∠50°[圖9(a)]。在變形帶內可見寬5～10 cm的石英支脈與剪切面理及主脈斜交[圖9(b)]，并發育與剪切面理平行的糜棱面理[圖9(c)]。在主構造面上還可見擦痕線理，總體指示了石英脈貫入與逆沖變形相關，并兼有一定右行走滑分量，其應力場具有NNW—SSE向近水平擠壓的特征[圖9(d)]。該礦脈西段的NE向礦脈(圖3)未見明顯地表露頭，可能為坑道內發現的隱伏礦體。

硐頂照片經過鏡像處理圖9 近EW向礦脈及剪切帶的幾何學與構造變形特征Fig.9 Geometry and Structural Deformation Characteristics of the Nearly EW-striking Veins and Shear Belts

Q127礦脈位于NNE向礦脈南礦體的西側，地表可見長約50 m的采空區，局部可見殘留的石英脈，其含礦剪切帶的寬度約2 m。在該采空區內，石英脈總體傾角一致，但走向變化明顯，東段產狀為150°∠55°，中部產狀為190°∠45°，西段產狀為215°∠40°[圖9(e)]。通過地表與采空區內構造分析，該礦脈的總體產狀應與中部位置一致。在中部位置可見石英脈錯斷呈疊瓦狀，指示了平面上的右行運動特征[圖9(f)]，而構造面上擦痕線理以逆沖變形為主，總體指示了右行逆沖變形的疊加。在中部礦脈頂板與東段NE向礦脈交接部位，可見近EW向礦脈被NE向含石英脈剪切帶左行錯斷，并造成近EW向礦脈發生牽引褶皺變形，指示了兩期構造變形疊加的特征[圖9(g)]。而NE向礦脈頂板圍巖中還可見逆沖變形，并有一定左行走滑分量，代表了后期NE向剪切帶具有左行逆沖變形特征。

Q9325礦脈位于NNE向礦脈的西北側，地表巷道口可見剪切帶厚約40 cm，可見明顯底板構造面，其產狀為205°∠55°[圖9(h)]。剪切帶上盤片麻巖中片麻理牽引褶皺指示了逆沖特征，在底板圍巖中可見明顯的礦物拉伸線理[圖9(i)]，而在底板構造面上還發育與礦物線理近平行的擦痕線理[圖9(j)]，均指示了以逆沖變形為主的構造特征，并有一定的右行走滑分量。通過擦痕線理反演的構造應力場具有NNW—SSE向近水平擠壓的特征[圖9(j)]。

3 礦化特征

小秦嶺金礦區為典型的石英脈型金礦，NNE向礦脈也是以石英為主要脈石礦物，并且以裂隙充填的形式產出于剪切帶中。

3.1 北礦體礦化特征

北礦體的含金石英脈體以黃鐵礦化、方鉛礦化為主，黃銅礦化、閃鋅礦化次之，金屬礦物一般呈條帶狀沿剪切帶或石英脈的邊界面延伸，或呈條紋狀沿構造面理貫入石英脈中，而且不同中段的礦化特征略有差別。

在1 255 m中段，石英脈總體呈乳白色，而且明顯經歷后期構造變形疊加而透鏡體化。石英細脈中可見斷續出露的方鉛礦化，方鉛礦多存在于剪切帶的底板位置，呈長條狀透鏡體，其延伸方向與剪切面平行[圖5(c)]。在1 055 m中段，主脈體的礦化并不明顯，但是在分支脈體的邊緣位置發育有2 cm厚的方鉛礦條帶，該條帶與石英脈邊界存在大約10°的夾角；同時，在石英脈體中可見沿面理分布的星點狀黃鐵礦，該面理與石英脈邊界及剪切面平行[圖10(a)]。在955 m中段，石英脈厚度增大，金屬礦物含量明顯增多，可見有方鉛礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化等多金屬硫化物，并以方鉛礦為主。多金屬硫化物明顯呈條帶狀分布于石英脈體的中部以及邊界部位，并與剪切帶產狀平行，另外在圍巖中的裂隙內也充填有方鉛礦化石英脈，顯示成礦流體的貫入與構造活動密切相關[圖10(b)]。855 m中段的金屬礦物組成與955 m中段一致，同樣發育以方鉛礦為主的多金屬硫化物，但是這些金屬礦物主要沿兩組面理展布：一組與剪切面或石英脈邊界平行；另一組則與之呈大約30°的夾角產出于石英脈中[圖10(c)～(e)]。而在微觀構造尺度，也可見金屬礦物明顯沿構造面理充填[圖10(f)]。

3.2 南礦體礦化特征

南礦體含金脈體的礦化特征與北礦體基本一致，主要以方鉛礦化和黃鐵礦化為主，黃銅礦化和閃鋅礦化次之[圖10(g)]，而且金屬礦物一般呈條帶狀分布于石英脈中，出露寬度較大，延伸方向也與剪切帶和石英脈邊界平行[圖7(c)、10(g)]，局部金屬礦物沿與剪切面斜交的構造面貫入。在該礦體的東北側支礦中可見兩期不同礦化特征的石英脈，其中早期石英脈以方鉛礦化和黃鐵礦化為主，晚期以方鉛礦化、閃鋅礦化為主，而且在晚期石英脈中可見有方解石細脈沿C′面理貫入[圖10(h)]。而在微觀構造尺度，同樣可見金屬礦物沿構造面理充填[圖10(i)、(j)]。

另外，在855 m中段可見有近EW向的一組石英脈被南礦體所截切[圖7(h)]。早期近EW向石英脈呈透鏡體狀，以方鉛礦化、黃鐵礦化為主，沿構造面理發育[圖7(h)]。

3.3 礦石礦物組成特征

南、北礦體的礦石礦物特征基本一致，總體由自然金、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦組成[圖10(k)]。自然金呈不規則粒狀，粒度多為0.02～0.06 mm，主要分布于黃鐵礦晶內或裂隙中[圖10(l)]，部分分布于閃鋅礦內或方鉛礦內。黃鐵礦呈半自形粒狀，粒度為0.1～5.0 mm，部分晶內嵌布黃銅礦、方鉛礦，被閃鋅礦沿邊緣交代，具白鐵礦化，具壓碎結構，呈堆狀分布[圖10(i)、(l)]。方鉛礦呈他形粒狀，粒度多為0.5～2.5 mm，0.1～0.5 mm次之，多顯脈狀填隙于黃鐵礦粒間并交代黃鐵礦、閃鋅礦[圖10(k)、(l)]。黃銅礦呈他形粒狀，粒度多為0.01～3.00 mm，多為不規則狀、乳滴狀、蠕蟲狀嵌布于閃鋅礦內，或呈不規則狀嵌布于黃鐵礦內或沿裂隙交代黃鐵礦，部分被方鉛礦交代[圖10(j)、(k)]。閃鋅礦呈半自形粒狀、他形粒狀，粒度多為0.5～5.0 mm，晶內嵌布乳滴狀黃銅礦，部分被方鉛礦、黃鐵礦沿邊緣交代，雜亂分布[圖10(k)]。

4 討 論

4.1 NNE向礦脈控礦構造特征

通過對NNE向礦脈內北礦體與南礦體的構造與礦化特征分析發現，NNE向礦脈的主要礦石礦物為方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦等，而且多沿構造面理充填于石英脈邊界或剪切帶邊界，少數沿構造面理填充于整個石英脈體內，表明NNE向含金石英脈及其成礦過程完全被剪切帶所控制，包括石英脈宏觀形態特征、礦化條帶面理分布、垂向變化和無礦間斷等方面。

首先，從石英脈的宏觀形態分析，所有石英脈是沿著剪切帶內的構造面就位的。北礦體和南礦體的產狀稍有不同，北礦體含金石英脈主要為NNE向，與剪切帶總體產狀有一定的夾角，南礦體含金石英脈主要為NE向，平行于剪切帶的總體產狀(圖4、6)。兩個礦體中礦化石英脈走向偏向東的位置，石英脈增多，厚度增大，礦化增強，說明NNE向石英脈容易富集成礦。這種幾何形態與剪切帶中R′剪切面的分布特征一致[72-73]。

Ccp為黃銅礦；Gl為金；Gn為方鉛礦；Py為黃鐵礦；Sp為閃鋅礦；Cal為方解石；紅色點線代表黃鐵礦化條紋或邊界；藍色點線代表方鉛礦化條紋或邊界；紫色點線代表閃鋅礦化條紋；黃色點線代表黃銅礦化條紋；綠色點線代表方解石化條紋；所有硐頂照片經過鏡像處理圖10 礦體不同中段的礦化特征Fig.10 Mineralization Characteristics in Different Levels of the Orebody

其次，北礦體和南礦體的礦化熱液都是沿面理貫入的，石英脈雖然在有的區段發育較為厚大，但是礦化較好的部位多在靠近含金石英脈的頂、底板處，一般以方鉛礦化、黃鐵礦化為主，黃銅礦化次之，礦化展布方向均是沿著石英脈裂隙呈條帶狀分布，局部區段可見有團塊狀黃鐵礦化(圖10)。根據礦化面理的分布特征顯示，所有礦化面理基本都是沿剪切帶的剪切面(C面)和張剪性面(R′或C′面)貫入的(圖10)，這與剪切帶內破裂面的發展過程是完全吻合的[74]。

再次，NNE向礦脈中礦體的礦化程度受含金石英脈的傾角影響較明顯。在北礦體1 255 m和1 055 m中段，礦體的傾角為75°左右，礦體的礦化較差，以油脂光澤的石英脈為主，多為無礦化石英脈或者在石英脈邊界的裂隙中充填有少量方鉛礦和黃鐵礦，而且載金礦物黃鐵礦呈星點狀分布(圖4、10)。而在955 m和855 m中段，礦體的傾角變緩，為60°～70°，礦化程度明顯增強，深部的厚大石英脈中可見有黃鐵礦化、方鉛礦化等，并且順含金石英脈延伸較長，局部地段有團塊狀礦化(圖4、10)，總體反映出垂向上的礦化不均勻和傾角較緩部位有利于成礦脈體富集的特征(圖4、6)，這與小秦嶺地區總體特征也是一致的[24]，與剪切帶中R′剪切面的分布特征也同樣一致[72-73]，總體反映了垂向上受逆沖變形控制的構造特征(圖4、6)。

另外，通過分析北礦體和南礦體中間無礦間斷的構造與礦化特征可以發現，探礦工程沿著NE—SW向構造面延伸，構造面產狀為142°∠70°，該構造面與礦脈總體走向存在較大的夾角，而且向西偏轉，具有壓性構造面(S面)的特征。在該方向的構造面內，未見有大規模的石英脈，偶爾可見有石英細脈沿一組產狀為145°∠60°的構造面傾入，但其礦化特征不明顯(圖8)。這表明NNE向礦脈中的壓性構造面礦化較差，不利于成礦與礦化富集。

總體來說，小秦嶺金礦區內NNE向礦脈以石英脈型金礦為主，礦體內金屬礦物主要為方鉛礦、黃鐵礦和閃鋅礦等，具有石英-多金屬硫化物階段成礦的特征。該礦脈的成礦物質明顯受NNE向左行逆沖變形帶控制，礦化石英脈和含礦熱液往往沿著剪切面和張剪性面理兩組方向貫入[72-73]。在平面上，含金石英脈總體以右階排列的長條狀透鏡體展布，脈體走向與斷裂帶平行或向東偏轉10°左右，而在向西偏轉的構造面內基本沒有礦化石英脈貫入，顯示出與左行變形相關的特征；在垂向上，隨著礦體傾角變緩，其礦體厚度和礦化強度也隨之增大，顯示出與逆沖變形相關的特征[75]。

4.2 成礦熱液期次劃分

小秦嶺金礦脈的礦物成分除了含有少量的自然金和銀礦等礦物以外，主要是石英和黃鐵礦，還有多金屬硫化物，如方鉛礦、黃銅礦以及閃鋅礦等[6,11-12,35-36,41,76-79]。小秦嶺金礦區成礦具有多期、多階段疊加的特征，熱液期成礦大致可以分為4個階段：第Ⅰ階段為黃鐵礦-石英階段，以含少量團塊狀分布的自形晶型黃鐵礦的乳白色石英脈為特征，基本不成礦；第Ⅱ階段為石英-黃鐵礦階段，以中細粒黃鐵礦發育并呈條帶狀、細脈狀和網脈狀分布于煙灰色石英脈中為特征，礦化程度較高；第Ⅲ階段為石英-多金屬硫化物階段，以發育含黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等多種金屬礦物的石英脈為特征，也是一期主要的成礦階段；第Ⅳ階段為碳酸鹽階段，以含有方解石的石英脈貫入為特征，主要分布于礦脈的局部或者切穿先前形成的石英脈，不具有礦化特征[4,6,11,41,80-81]。

NNE向礦脈的北礦體和南礦體礦化特征顯示，該方向礦脈主要以方鉛礦化、黃鐵礦化為主，閃鋅礦化與黃銅礦化次之(圖7、10)，總體顯示了多金屬硫化物的特征，屬于第Ⅲ階段成礦熱液期[4,6,80-81]。另外，在北礦體1 255 m中段可見大量透鏡體狀的乳白色石英脈[圖5(d)]，在南礦體955 m中段可見晚期第Ⅲ階段多金屬硫化物呈條帶狀分布于乳白色石英脈中[圖10(h)]，顯示出第Ⅰ階段熱液來源的特征。而在礦體不同部位，均可見晚期方解石-石英脈沿裂隙貫入[圖5(e)、10(h)]，顯示了第Ⅳ階段熱液來源的特征。但是，以黃鐵礦為主的煙灰色石英脈為特征的第Ⅱ階段熱液并不明顯。

4.3 剪切變形與期次劃分

通過小秦嶺地區NNE向礦脈不同中段構造與礦化特征的研究發現，該方向礦脈的含金石英脈主體為NNE向展布，石英脈以透鏡體的形式呈雁列式排列，并與其所在的剪切帶平行或呈小角度相交，石英脈產狀主體為(110°～130°)∠(68°～75°)，產狀較穩定，未見有突變的情況，其所在剪切帶的產狀為(110°～145°)∠(60°～75°)(圖4、6)。該礦體所在剪切帶中的S-C-C′組構、擦痕線理、圍巖中發育的羽狀雁列細脈以及截切礦體的方解石石英脈均表明NNE向剪切帶以左行逆沖變形為主。而且，該剪切帶內巖石變形主要以發育S-C-C′構造面理為特征，構造面理錯斷石英脈和圍巖，石英脈總體呈脈狀或塊狀，而且圍巖中發育張裂隙(圖5、7)，僅在局部發育具有韌性變形特征的糜棱巖和石英透鏡體(圖8)，顯示該剪切帶總體以脆性變形為主，具有韌脆性剪切變形特征。同時，通過剪切帶內斷層面和擦痕線理反演的構造應力場具有以近EW向水平伸展應力場為主的特征(圖5、7)，表明該方向礦脈的形成與小秦嶺地區近EW向伸展變形有關。該NNE向礦脈及剪切帶兩側發育大量近EW向礦脈(圖3)。這些礦脈主體傾向南，傾角約50°，明顯受近EW向右行逆沖剪切帶控制(圖9)。研究表明，近EW向剪切帶內發育糜棱面理、礦物拉伸線理，石英脈多以透鏡體的形態產出，總體顯示以韌性變形為主，同時構造面上發育擦痕線理，具有脆韌性剪切變形特征，而且斷層面上擦痕線理反演的構造應力場具有NNW—SSE向近水平擠壓的特征。上述這些礦脈與小秦嶺地區主體近EW向剪切帶和礦脈的構造與礦化特征基本一致[12,26-27,31,70]，與近EW向礦脈主體經歷的NW—SE向擠壓構造應力作用也是基本一致的[26,31]。

通過研究區內NNE向礦脈及其周緣近EW向礦脈的構造解析顯示，上述兩組方向礦脈的構造幾何學、運動學和動力學等特征均存在明顯差異，在地表和坑道中兩組方向礦脈的交接位置均可見NNE向剪切帶或礦脈錯斷了近EW向礦脈[圖6(b)、7(h)、9(e)]，而且近EW向礦脈在靠近NNE向礦脈的位置均出現了產狀的偏轉，具有宏觀牽引褶皺的特征(圖3)。因此，小秦嶺地區不同方向礦脈具有多期疊加改造的特征，其中NNE向礦脈和剪切帶左行錯斷了早期近EW向礦脈。該特征在研究區東側的Q173礦脈也有直接體現[66]。然而，前人一般將小秦嶺地區其他方向礦脈定義為近EW向剪切帶內的次級構造帶，其礦脈的形成、演化與近EW向剪切帶密切相關[24,28,30,33,39]。事實上，小秦嶺金礦區內NE向礦脈存在兩組方向：一組是以Q505礦脈為代表的ENE向礦脈，該方向礦脈受低角度逆沖剪切帶控制，剪切帶以韌性變形為主，而且礦化以發育第Ⅱ期熱液為特征的黃鐵礦化為主，其構造應力場具有NW—SE向擠壓的特征[28]，這些都與近EW向礦脈的構造特征基本吻合，顯示了同期構造與成礦過程；另一組則是本文解剖的NNE向礦脈，該方向礦脈主體受NNE向左行走滑變形帶控制，其構造應力場則以近EW向伸展為主(圖5、7)，成礦熱液則是以多金屬硫化物為主(圖10)，通過構造變形序列、礦石礦物組成以及應力場特征等方面的研究表明，NNE向剪切帶和礦脈的形成要晚于近EW向剪切帶和礦脈。

目前普遍認為，小秦嶺金礦區總體經歷了晚三疊世(233～206 Ma)[3,9,67]和晚侏羅世—早白堊世(144～120 Ma)[45,50,59,62,65]兩期成礦作用過程。紅土嶺金鉬礦床也證實了晚三疊世和早白堊世兩期構造與成礦作用的疊加[64]。晚侏羅世—早白堊世，小秦嶺地區發育有強烈的花崗巖漿活動[8,19-20,82]，并且與華北克拉通燕山期大規模成礦作用特征一致，從而認為小秦嶺金礦的主成礦期為燕山期，是在華北克拉通巖石圈減薄引起的伸展環境下的巖漿熱液型(或膠東型)礦床[2,10,83-84]。但是，燕山期巖漿熱液型礦床解釋不了該地區普遍存在的變質熱液物質組成[5,85-87]，而晚三疊世成礦作用正好與華北板塊和揚子板塊碰撞造山過程吻合，而且整個小秦嶺地區尚未發現大規模印支期巖漿活動[20]，從而認為晚三疊世成礦作用屬于印支期與陸塊碰撞相關的造山型金礦[5,88-89]。最新的構造變形研究在小秦嶺內部也獲得了晚三疊世變形年齡[42]，而且在華山巖體中也發育有晚三疊世的巖漿活動[20]。因此，整個小秦嶺地區構造變形與成礦關系的研究表明，華北板塊南緣經歷了印支期碰撞造山成礦與燕山期伸展變形成礦兩期構造與成礦作用疊加[3,5,76,79,89]。不同方向剪切帶和斷裂的多次活動導致成礦熱液的多階段充填，從而形成了小秦嶺金礦區多階段構造與礦化疊加的特征[4,13,90-91]。

前人研究表明，小秦嶺地區在燕山期經歷了多期伸展變形疊加作用，并形成了北部的燕山期巖體和在巖體外圍的含金石英脈[8,16-17,19-20,42,92]，其中含金石英脈的形成時代為144～121 Ma[10,59,62-65,93]。燕山期是中國東部大陸重要的伸展構造演化階段，形成了一系列的變質核雜巖和大型金礦[1-2,10,16,42,63,83,92]。燕山期伸展變形與中國東部地區近EW向伸展相關[16]，這與本文在小秦嶺地區NNE向剪切帶內獲得的近EW向伸展應力場是吻合的，可能代表了小秦嶺地區或華北克拉通南緣在印支期后遭受近EW向伸展而形成的成礦構造效應[1-2,10,16-17,64,83-84,88,92,94]。這表明小秦嶺金礦區內NNE向剪切帶及其礦體的形成是與燕山期構造巖漿作用同期的，其形成時代應該為燕山期。對于近EW向礦脈的形成時代，有研究顯示為印支期華北板塊與揚子板塊碰撞造山成礦[5,69,78,95]，并在后期遭受了燕山期的熱液疊加改造[3,60,62,96]，這也可能是小秦嶺地區新發現的銀碲化合物——靈寶礦形成的原因[97]。

4.4 NNE向礦脈的控礦構造模型

總體來說，NNE向礦脈是在左行逆沖剪切帶內形成的一系列右階雁列脈。礦脈內的含金石英脈透鏡體延伸不長，并且透鏡體與剪切帶近平行或者呈較小的角度斜交(圖4、6)。該方向的剪切變形明顯疊加在近EW向剪切帶上，形成于以EW向伸展為主的構造應力場(圖5、7)，而且其礦化熱液是以第Ⅲ階段石英-多金屬硫化物為主(圖10)，與小秦嶺金礦區近EW向礦脈以第Ⅱ階段熱液為主的特征存在明顯差異[6-7,11,36]。這表明NNE向礦脈的形成要晚于近EW向剪切帶和成礦帶。

小秦嶺地區不同方向的剪切帶和礦脈經歷的構造演化與成礦作用差異明顯。除了本文論述的近EW和NNE向礦脈外，小秦嶺地區還發育有ENE和近SN向兩組典型礦脈和剪切帶[33]。結合前人研究成果，將小秦嶺地區主要的4組方向礦脈構造變形和礦化特征進行對比(表2)可以看出，ENE向剪切帶的構造應力場和成礦特征與近EW向構造類似[28]，而近SN向剪切帶則與NNE向構造類似[30]。結合小秦嶺地區印支期與燕山期兩期構造與成礦作用疊加的特征，可以將該地區的控礦構造劃分為兩個構造階段(圖11)。

表2 小秦嶺地區不同方向礦脈構造變形與礦化特征綜合對比

印支期控礦構造以近EW向右行剪切帶和ENE向逆沖剪切帶為主[圖11(a)]。上述兩組方向剪切帶構成了小秦嶺地區最主要的控礦構造，同時貫入了較厚的致密塊狀乳白色石英脈[6]。伴隨著后期構造變形的持續作用，晚期以石英脈-黃鐵礦為主的成礦熱液沿早期斷裂帶貫入，從而形成了以條帶狀分布為主的成礦特征，含礦物質沿著剪切面和R′等構造面理展布。該階段剪切變形主要形成于華北板塊與揚子板塊碰撞拼貼階段[98-101]，通過剪切帶變形運動特征推測當時的應力場表現為NW—SE向擠壓，這與當時華北板塊和揚子板塊自東向西逐漸碰撞拼貼過程是吻合的[99-100]。

侏羅紀以來，華北板塊與揚子板塊結束碰撞拼貼進入陸內構造變形階段，同時受早白堊世以來華北板塊、揚子板塊與周緣塊體碰撞以及太平洋板塊向西俯沖的影響，該地區的主構造應力轉變為近EW向伸展與近SN向擠壓[99-100]，秦嶺造山帶主體則以左行走滑變形為主[99]。該時期小秦嶺地區的控礦構造則以NNE向和近SN向走滑剪切變形為主，其中NNE向剪切帶以東傾的左行逆沖變形為主，而近SN向剪切帶則以東傾的右行走滑變形為主[102][圖11(b)]。該期構造作用明顯截切了早期的剪切帶和礦脈，而且成礦熱液以方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦和黃鐵礦等多金屬硫化物礦化為特征，總體呈條帶狀和局部團塊狀產出，分布不均勻。該階段構造應力場具有近EW向水平伸展的特征，與晚三疊世NW—SE向擠壓應力場有一定差異[99]。在該構造條件下，NNE向剪切帶內往往在走向向西偏轉、傾角變緩的部位形成雁列狀排列的礦體，礦體厚度較大，而近SN向剪切帶內往往是在走向向東偏轉、傾角變陡的構造部位形成厚度較大的礦體[103][圖11(b)]，同時造成印支期礦脈遭受了晚期成礦作用的疊加[104-107]。

5 結 語

(1)小秦嶺地區NNE向金礦脈以長短不一的石英脈透鏡體為特征，總體呈NNE向右階雁列式排列，主體產狀為120°∠70°；金礦脈位于剪切帶內，礦脈與剪切帶邊界面平行或以10°夾角斜交。

(2)NNE向剪切帶以韌脆性變形為主，具有左行逆沖變形特征，錯斷了近EW向剪切帶，并且具有近EW向水平伸展的應力場特征。

(3)NNE向礦脈主要礦石礦物為方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦等，具有多金屬硫化物礦化的特征；金屬礦物以條帶狀和條紋狀沿剪切面或小角度斜交的張剪性面理分布，顯示出受左行逆沖韌脆性剪切帶控制的特征。

(4)構造變形序列和礦化特征顯示，NNE向礦脈疊加改造了近EW向礦脈，其構造應力場特征分別對應于早白堊世和晚三疊世。前人關于巖漿作用、成礦作用和成礦時代等方面的研究認為，小秦嶺地區經歷了印支期和燕山期兩期構造與成礦作用疊加，從而推測NNE向金礦脈應形成于燕山期陸內構造變形階段，而近EW向礦脈可能形成于印支期華北板塊和揚子板塊碰撞拼貼階段。

謹以此文慶祝長安大學七十周年華誕，祝賀母校取得的飛躍發展！回想二十年前的春天，我還是一名大一學生，恰逢母校五十周年校慶，學校給每位學生發放了一天的餐券。那天是我在學校食堂吃得最豐盛的一天，每頓都有魚有肉，而且還有最愛的飲料。當天，我們男同學跑遍了學校的每一個角落，收集了好多好多的飲料瓶，賣錢后又飽餐了好幾頓，哈哈……雖然離開母校已經十余年，印象中最深的還是西安高校中最熱的暖氣、兩元一次隨便洗的澡堂、隨便喝的開水、每周末的露天電影、“非典”期間的夜光操場，還有宿管阿姨那句“小子們！刮風啦！要下雨啦！快收衣服啦！”……這些點滴讓我們深切體會到母校的溫暖和包容！在母校的學習和生活陪伴我們完成了從未成年人向成年人的蛻變，也讓我們學會了包容和感恩?！敖裉煳乙蚤L安大學為榮，明天長安大學以我為傲”，這不是一句口號，而是愛的播撒和回饋！非常感謝母校的培養和諄諄教誨，祝愿母校繼續做有溫度的大學，為國家孕育出更多的人才！此外，野外工作得到了陜西地礦第六地質隊有限公司韓舫、楊優望、韓鑫等同志的支持和幫助，在此一并致以誠摯的感謝！