2018, Vol. 34
2. 河北地质大学资源学院, 石家庄 050031;
3. 北京探矿工程研究所, 北京 100083
2. College of Resources, Hebei GEO University, Shijiazhuang 050031, China;
3. Beijing Institute of Exploration Engineering, Beijing 100083, China
凤县-太白铅锌金多金属矿集区(简称凤太矿集区)位于西秦岭东端的陕西宝鸡地区，区内金属矿产资源丰富，主要发育铅硐山-东塘子、八方山-二里河、银洞梁等三个大型铅锌矿和十余个中小型铅锌矿，八卦庙-柴蚂和双王两个大型金矿和一些中小型金矿(图 1)；区内已探明的铅锌总金属量达500万吨，金总金属量200余吨(王瑞廷等，2007；李建华，2008)；同时，铅锌矿中还伴生铜银，如在八方山-二里河的铅锌矿体中伴生银，铅锌矿体下部发育铜矿体；此外还发育有九子沟、甘沟、苇子坪、太山庙、铜牌沟等独立的铜矿点。自二十世纪八十年代以来，许多研究者对凤太矿集区的地质与矿产开展了大量的研究工作(在此不一一列举)，在沉积作用、区域构造、成矿环境、控矿因素、矿床成因和找矿预测等方面取得了许多研究进展和成果，对成矿作用的认识不断深入，为本区的矿产勘查开发提供理论支撑。由于自古生代以来本区经历长期的地质演化，构造变形复杂多样，岩浆活动强烈，成矿作用丰富，这无疑增加了研究工作的难度，导致对一些问题的认识还有很大争议，在一些研究方面尚存在薄弱之处。例如，有关矿床成因的认识争议很大，已提出有十余种观点。其中，金矿床的成因观点可归纳为卡林型(类卡林型)、沉积-热液改造型、造山型等三类；铅锌矿床许多成因观点的根本分歧可归结为是同生的还是后生的。有关构造的研究主要是对具体矿床的控矿构造研究(吴智，1991；钟建华和张国伟，1997；刘方杰等，1999)，而对于矿集区(矿田)整体的构造研究较少。有鉴于此，本文从不同尺度构造研究入手，通过比较系统的构造测量和解析，全面揭示凤太矿集区构造几何学和运动学特征，结合区域地质演化和成矿特征，探讨构造活动对多金属成矿作用的影响和制约，提出新的区域成矿模型，为更深入全面的理解本区成矿机制和规律、以及更有效的在深部和外围开展找矿勘查工作提供新思路。
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图 1 凤太矿集区地质矿产简图(据胡乔青等，2012) 1-白垩系；2-三叠系；3-二叠系；4-石炭系；5-泥盆系；6-前寒武系；7-印支期侵入岩；8-地质界线；9-不整合界线；10-断裂及编号；11-铅锌矿床(点)；12-金矿床(点)；13-铜矿点.断裂：F1-湘子河-黄柏塬断裂(商丹缝合带)；F2-核桃坝-修石岩-观音峡断裂；F3-白杨沟-王家楞-二郎坝断裂；F4-纸房坝-兴隆寺-柘梨园断裂；F5-酒奠梁-江口断裂.矿床(点)：1-谭家沟金；2-银洞梁铅锌；3-峰崖铅锌；4-手搬崖铅锌；5-铅硐山-东塘子铅锌；6-太山庙铜；7-苇子坪铜；8-安沟铜；9-洞沟铅锌；10-九子沟铜；11-铜牌沟铜；12-尖端山铅锌；13-甘沟铜；14-八方山-二里河铅锌银铜；15-丝毛岭金；16-长沟铅锌；17-沈家湾金；18-银洞山铅锌；19-八卦庙金；20-小梨园金；21-硬沟门金；22-银母寺铅锌；23-大黑沟铅锌；24-崖房湾铅锌；25-双王金；26-马槽沟金；27-古迹金；28-老铁厂金；29-红水河金 Fig. 1 Sketch map of geology and ore distribution in the Fengxian-Taibai ore cluster zone (modified after Hu et al., 2012) 1-Cretaceous; 2-Triassic; 3-Permian; 4-Carboniferous; 5-Devonian; 6-Pre-Cambrian; 6-Indosinian intrusion; 8-geological boundary; 9-unconformity boundary; 10-fault and number; 11-lead-zinc deposit (occurrence); 12-gold deposit (occurrence); 13-copper occurrence. Faults: F1-Xiangzihe-Huangbaiyuan (part of the Shangdan suture zone); F2-Hetaoba-Xiushiyan-Guanyinxia; F3-Baiyanggou-Wangjialeng-Erlangba; F4-Zifangba-Xinglongsi-Zheliyuan; F5-Jiudianliang-Jiangkou. Deposits (occurrences): 1-Tanjiagou Au; 2-Yindongliang Pb-Zn; 3-Fengya Pb-Zn; 4-Shoubanya Pb-Zn; 5-Qiandongshan-Dongtangzi Pb-Zn; 6-Taishanmiao Cu; 7-Weiziping Cu; 8-Angou Cu; 9-Donggou Pb-Zn; 10-Jiuzigou Cu; 11-Tongpaigou Cu; 12-Jianduanshan Pb-Zn; 13-Gangou Cu; 14-Bafangshan-Erlihe Pb-Zn; 15-Simaoling Au; 16-Changgou Pb-Zn; 17-Shenjiawan Au; 18-Yindongshan Pb-Zn; 19-Baguamiao Au; 20-Xiaoliyuan Au; 21-Yinggoumen Au; 22-Yinmusi Pb-Zn; 23-Daheigou Pb-Zn; 24-Yafangwan Pb-Zn; 25-Shuangwang Au; 26-Machaogou Au; 27-Guji Au; 28-Laotiechang Au; 29-Hongshuihe Au |
凤太矿集区在大地构造位置上属于南秦岭造山带北缘，其北界为湘子河-黄柏塬断裂，是中国大陆一级板块分界线商丹缝合带的组成部分；南界为酒奠梁-江口断裂，是南秦岭内次级构造单元分界线江口-镇安-板岩镇区域断裂带的一部分。凤太矿集区整体为一个菱形构造区，主体构造线为NWW向(图 1)。
凤太矿集区主要出露泥盆系地层，为一套浅变质滨浅海相碎屑岩-碳酸盐建造(图 1)。泥盆系自下而上包括中泥盆统马槽沟组(D2m)中厚层-块状变长石石英杂砂岩、石英杂砂岩夹变质粉砂岩、薄层砂质灰岩；中泥盆统古道岭组(D2g)深灰色中厚层-块状结晶灰岩、生物灰岩，其中生物化石较丰富，以腕足、珊瑚、层孔虫为主；上泥盆统星红铺组(D3x)碳质千枚岩、钙质千枚岩、铁白云质千枚岩、绿泥石千枚岩、粉砂质千枚岩夹粉砂岩、薄层灰岩；上泥盆统九里坪组(D3j)灰白色中-厚层状变长石石英砂岩，中厚-中薄层变细砂岩，深灰色粉砂质板岩。铅锌矿床主要产在星红铺组和古道岭组的接触带中，区内金矿床主要产在星红铺组中。在矿集区外围，前寒武纪秦岭群高级变质岩系出露于北侧，沿商丹缝合带分布；西北侧出露中上石炭统碳酸盐岩、千枚岩、石英砂岩夹板岩，以及下白垩统东河群砾岩夹碳质页岩；西南侧出露中下石炭统海相碳酸盐岩夹碳质板岩，二叠系微晶灰岩夹板岩，三叠系留凤关群砂岩、板岩及灰岩(图 1)。关于秦岭泥盆系的构造属性，一些研究者在区域构造的研究中提出了不同的认识，主要的观点包括：(1)秦岭微板块上的晚古生代裂陷带或断陷盆地(张国伟等, 1996, 2001；Meng and Zhang, 1999, 2000)；(2)伸展体制下形成的拉分盆地(霍福臣和李永军，1996；方维萱等, 2000, 2012)；(3)北秦岭岛弧杂岩带南侧的背驮型弧前盆地(王宗起等, 2002, 2009；闫臻等，2007)；(4)北秦岭造山后期发育的前陆盆地(许志琴等，1988；杜远生，1995；吉让寿等，1997；Dong et al., 2011, 2016)。
区内整体表现为一个复式褶皱，轴向NWW，其中复背斜多呈紧闭线状，复向斜相对宽缓；次一级褶皱多呈短轴状，向东向西倾伏，平行展布。断裂构造按走向可分为四组：近EW-NWW、NW、NE-NEE、NNE-SN，其中NWW和NNE向两组断裂最为发育；NWW向断裂规模大，主要为脆韧性压扭性变形的产物，控制了区内矿带和岩脉带的分布(图 1)；NNE向断裂成群成带发育，具有等间距的分布特征，多为脆性张扭性变形的产物，常被岩脉所充填。区内的金矿床主要产于NWW向脆韧性剪切构造中，铅锌矿床主要产于次级背斜构造中。同时，各种类型的小型构造，如断层、节理、线理、劈理等在全区普遍发育。
区内岩浆岩发育，包括中南部的西坝岩体(图 1)，呈岩基产出，主要岩性为花岗闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩；中北部的花红树坪小岩株，岩性为花岗闪长岩；这两个岩体呈NW向展布于矿集区的中部。同时，区内各类岩脉普遍发育，以单条岩脉或岩脉群的形式出现，侵位于NWW和NNE向的断层和节理中，宽度几十厘米至几米不等，岩性主要有花岗斑岩、花岗岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩、钠长岩、煌斑岩等。此外，在矿集区外围的西北侧发育何家庄岩体，在东北侧发育太白岩体(图 1)。
2 矿集区(矿田)构造凤太矿集区发育丰富多样的构造样式，包括各种不同尺度的褶皱、断裂、剪切带、节理、线理、劈理等遍布全区。本次工作以褶皱、断裂、节理和线理等构造形迹为主要研究对象，开展系统的构造测量，揭示各种构造形迹几何学特征及组合型式，分析构造运动学和构造应力场，全面解析矿集区(矿田)构造。
2.1 褶皱构造本次工作提出凤太矿集区整体的构造几何学样式为一个大型隔档式复式褶皱，即由一组NWW向、轴面近直立的、紧闭型复背斜和半开阔型复向斜相间分布组成。自北向南依次发育五个二级复背斜(隔档)：湘子河-苏家沟-将军台复背斜(Ⅱ-1)、马槽沟-桐麻沟复背斜(Ⅱ-2)、尖端山-白杨沟-石地沟-双王-观音峡口复背斜(Ⅱ-3)、梯子崖-银母寺-大黑沟-张家坡复背斜(Ⅱ-4)、谭家庄-铅硐山-铜牌沟-水柏沟脑复背斜(Ⅱ-5)，其间发育相对宽缓的复向斜(图 2)。从平面上看，二级复背斜长宽比多大于10:1，为典型线型褶皱，比较紧闭，平行排列(图 2)。对五个典型二级复背斜的构造测量显示：(1)湘子河-苏家沟-将军台复背斜(Ⅱ-1)的地层层面极点在赤平投影图上呈明显的大圆(图 3a)，褶皱轴向约280°，向西倾伏，倾伏角约19°；靠近核部地层倾角较小，为3°~6°；两翼地层倾角较陡，局部倒转，倾角一般大于55°，剖面上呈紧闭褶皱；两翼次级(三级)褶皱发育，枢纽亦向NWW向缓倾伏，倾伏角一般小于30°。(2)沿山沟-仙人滩复向斜地层层面极点在赤平投影图上呈大圆展布(图 3b)，褶皱轴向113°，向东倾伏，倾伏角9°；两翼不对称，北翼较宽，次级褶皱发育，包括花焦树向斜、洞沟-八方山背斜；南翼较窄，次级褶皱规模小，地层倾角较陡；复向斜核部附近发育铜铃沟-夹山沟断裂，该断裂在向斜东西两端表现为顺层断裂，向斜中部斜切地层，总体表现为NWW向顺层断裂带，充填数十条花岗斑岩脉，构成洞沟-浑水沟岩脉带。(3)梯子崖-银母寺-大黑沟-张家坡复背斜(Ⅱ-4)地层层面极点在赤平投影图上呈大圆展布(图 3c)，轴向113°，向SEE方向倾伏，倾伏角约24°；复背斜西部枢纽走向约270°，向东逐渐变为120°，平面上略呈弧形弯曲。两翼不对称，北翼较窄，倾角较陡，翼部古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩接触带部位发育顺层片理化带，表明该位置经历了更强的挤压作用。银母寺以西，北翼常发生倒转，向南陡倾；南翼较宽，发育众多次级褶皱；次级褶皱轴向亦为SEE向，东西向上枢纽有起伏变化，部分次级褶皱一翼倒转。岩性变化部位多发育顺层片理化带，规模不等，一般表现为岩性变化越大，片理化越强。(4)青崖沟-倒贴金复式向斜地层层面极点在赤平投影图上呈大圆展布(图 3d)，轴向122°，向东倾伏，倾伏角22°；复向斜枢纽呈反“S”形，西段走向280°，中部近300°，东段约290°。两翼地层产状较陡，一般大于55°，在倒贴金一带，北翼正常，南翼倒转；倒转翼岩性变化处，尤其是星红铺组千枚岩与九里坪组砂岩接触带部位发育顺层片理化带；南翼发育众多次级褶皱，次级褶皱翼间角较小，多为紧闭线型褶皱；北翼局部发育膝折带，为层间剪切的产物。(5)谭家庄-铅硐山-铜牌沟-水柏沟脑复背斜(Ⅱ-5)地层层面极点在赤平投影图上呈大圆分布(图 3e)，轴向296°，向西倾伏，倾伏角14°；平面上复背斜总体呈向NE方向略凸出的弧形。在狮子坝北部地区，背斜北翼倒转，两翼地层倾角较大，一般大于60°，背斜表现为紧闭褶皱。背斜核部发育“M”型次级褶皱，两翼次级褶皱亦发育，南翼古道岭组与星红铺组接触带发育层间片理化带。整体上，凤太矿集区二级褶皱轴向NWW向，枢纽向NW和SE向均有倾伏(图 3f)，背斜紧闭，向斜相对开阔，共同构成了一个大型隔档式复式褶皱(图 2)。
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图 2 凤太矿集区构造地质图及构造应力场分析图 Fig. 2 Map of structural geology and diagram of stress field (lower left) in the Fengtai ore cluster zone |
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图 3 凤太矿集区地层层面赤平投影图 (a)湘子河-苏家沟-将军台复背斜；(b)沿山沟-仙人滩复向斜；(c)梯子崖-银母寺-大黑沟-张家坡复背斜；(d)青崖沟-倒贴金复向斜；(e)谭家庄-铅硐山-铜牌沟-水柏沟脑复背斜；(f)凤太矿集区二级复式褶皱枢纽 Fig. 3 Sterographic projection of the foliations in the Fengtai ore cluster zone (a) Xiangzihe-Shujiagou-Jiangjuntai complex anticline; (b) Yanshangou-Xianrentan complex syncline; (c) Tiziya-Yinmusi-Daheigou-Zhangjiapo complex anticline; (d) Qinyagou-Daotiejin complex syncline; (e) Tanjiazhuang-Qiandongshan-Tongpaigou-Shuibogounao complex anticline; (f) hindge of secondry complex folds in the Fengtai ore cluster zone |
三级褶皱亦呈NW-NWW向展布，多呈短轴状，长宽比约3:1，例如八方山-二里河背斜、铅硐山背斜、银洞梁-手搬崖背斜等。从横截面上看，三级褶皱多为顶厚褶皱、等厚褶皱。它们的等倾斜线基本有三种排列形式：(1)等倾斜线呈正扇形散开，向内弧收敛，长度基本一致，与层面近于垂直，属ⅠB型褶皱(图 4)。(2)等倾斜线呈正扇形散开，向内弧微收敛，等倾斜线在转折端部位较两翼稍长，与层面斜交，属ⅠC型褶皱(图 4)。(3)等倾斜线近于平行排列，向外弧轻微收敛，向内弧撒开，呈倒扇形，长度基本一致，属Ⅱ型向Ⅲ型过渡类型(图 4)。总之，以上特征均表明多级褶皱形成于主应力为NE-NNE向的纵弯褶皱作用。
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图 4 凤太矿集区三级褶皱的Ramsay分类 Fig. 4 Ramsay classification of third level folds in the Fengtai ore cluster zone |
四级和更次一级的小型褶皱、褶曲等构造在区内亦大量发育，主要有两种。第一种为小尺度褶皱，主要发育在星红铺组的千枚岩、粉砂岩中；褶皱轴面倾向SSW或NNE，倾角为44°~80°，属斜歪褶皱和倒转褶皱；褶皱翼间角多在11°~65°之间，属中常-紧闭褶皱。依据枢纽倾伏方向可将其分为两类(图 3f)：(1)倾伏向SE-SEE向，集中于90°~140°，倾伏角不大，介于10°~35°；(2)倾伏向NWW向，集中于275°~305°，倾伏角较小，很少超过25°。第二种为膝折带，主要发育在复式褶皱倒转翼及核部，规模不大，通常为半波长10~30cm，波幅5~10cm；长翼10~30cm，短翼5~10cm；一般两翼倾向相反，包络面产状与区域地层产状一致，转折端呈尖棱状(小型尖棱褶皱)。膝折带表现出相近的几何学和运动学特征，其包络线与地层产状一致，通常伴有密集挤压片理，因此它是层间剪切的产物，驱动力为NNE-NE向主应力纵弯褶皱作用派生的顺层非共轴剪切分力。
对区内中小规模褶皱半波长与波幅比例数据统计显示，一般规模稍大的褶皱常呈紧闭状，变形量较大，半波长/波幅小于1，集中于0.5~0.7之间；而规模小的褶皱变形量稍小，半波长/波幅一般大于1，多集中于1~2之间。区内二级复背斜均为紧闭线状，根据构造几何形态的自相似性，推断区域性褶皱半波长/波幅比值约为0.5，地层缩短率(同一层内两点褶皱前水平距离/褶皱后水平距离)大于4，表明凤太矿集区经历了强烈的水平挤压作用(纵弯褶皱作用)。
2.2 断裂构造区内断裂构造非常发育，走向主要有EW-NWW、NW、NNE-NE、NE-NEE等四组，其中NWW向和NNE向断裂最为发育。NWW向断裂规模大，与褶皱轴向平行展布，主要表现为脆韧性剪切带和片理化带，大型剪切构造带内强、弱变形域相间分布。NNE向断裂通常规模较小，成群等间距分布，多具走滑性质，切穿NWW向褶皱和断裂。
2.2.1 NWW向断裂发育五条NWW向大型剪切构造带，包括矿集区南北边界断裂和区内三条NWW向断裂带(图 1、图 2)，它们与褶皱构造共同奠定了凤太矿集区的构造格架。
(1) 湘子河-黄柏源断裂带(F1)：为矿集区的北界，发育在湘子河-苏家沟-将军台复背斜(Ⅱ-1)的北翼，断裂带宽数百米，总体近EW向，北倾，倾角60°~85°。东侧大河滩-黄柏源一带走向为NWW向(图 5a)，中段湘子河-靖口附近为近EW向，西段核桃坝至庞家河西沟一带为NEE向(图 5b)。断裂两侧岩石较破碎，构造带内发育挤压片理、小褶皱、透镜体、断层泥、张裂面等构造。带内强、弱变形域相间分布，一般边部片理化弱，中部片理化强烈，形成构造片岩。片理产状与地层产状相反，对层理置换较强烈，局部无法识别层理。片理走向介于110°~157°之间，北倾或南倾，倾角较陡，介于65°~88°之间(图 5a)。带内发育小褶皱，枢纽倾伏向135°~150°，倾伏角较小，一般小于20°，轴面北倾，与片理一致。带内还发育石英岩透镜体，由于其能干性强，变形以张裂为主，张裂面倾向NW，走向介于30°~45°，倾角约30°。构造片理化、小褶皱和张裂面等构造均指示了强烈的挤压作用，主压应力方向为NE向。
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图 5 凤太矿集区NWW向断裂带构造片理面赤平投影图 (a)湘子河-黄柏塬断裂；(b)湘子河-黄柏塬断裂西段；(c)核桃坝-修石岩-观音峡断裂；(d)白杨沟-王家楞-二郎坝断裂；(e)纸房坝-兴隆寺-柘梨园断裂；(f)酒奠梁-江口断裂 Fig. 5 Sterographic projection of tectonic foliations of the NWW-trending faults in the Fengtai ore cluster zone (a) Xiangzihe-Huangbaiyuan fault; (b) the west section of the Xiangzihe-Huangbaiyuan fault; (c) Hetaoba-Xiushiyan-Guanyinxia fault; (d) Baiyanggou-Wangjialeng-Erlangba fault; (e) Zifangba-Xinglongsi-Zheliyuan fault; (f) Jiudianliang-Jiangkou fault |
(2) 核桃坝-修石岩-观音峡断裂带(F2)：发育在马槽沟-桐麻沟复背斜(Ⅱ-2)北翼，断裂带宽约600m，西端与湘子河-黄柏源断裂交汇。总体走向约300°~310°，片理倾向介于30°~50°，倾角介于70°~88°之间(图 5c)。构造带内发育挤压片理、褶皱、断层等小型构造，强、弱变形域相间分布。片理产状与地层产状一致，强变形域内片理强烈置换层理。带内发育的小褶皱枢纽倾伏向299°~310°，倾伏角一般小于20°。小褶皱核部发育轴面劈理，北倾，倾角介于45°~80°。断裂带内小断层与小褶皱总体表现为正花状构造。此外带内还发育张裂隙，倾向介于295°~305°，倾角约20°，部分张裂隙内充填石英脉。挤压片理、小褶皱及轴面劈理、张裂隙和石英脉等均指示其经历了强烈的挤压作用，主应力方向为NE向。
(3) 白杨沟-王家楞-二郎坝断裂带(F3)：发育在尖端山-白杨沟-石地沟-双王-观音峡口复背斜(Ⅱ-3)南翼，断裂带总体走向约280°~290°，局部变为300°~320°(图 5d)。断裂带倾角较陡，倾向沿走向方向有变化，王家楞一带倾向200°，倾角大于60°，向西至黄梨圆一带变为向北陡倾斜。断裂带内发育挤压片理、构造角砾、透镜体、碎裂岩、剪裂隙、张裂隙、擦痕等。构造角砾呈棱角状，长轴走向268°，角砾内层理走向与断裂带旁侧地层走向夹角为约20°~30°。断裂带局部发育两组里德尔剪破裂，伴有张裂隙，且均被石英-碳酸盐脉充填。上述构造形迹及组合均指示了断裂带经历了左行剪切变形过程。
(4) 纸房坝-兴隆寺-柘梨园断裂带(F4)：发育在梯子崖-银母寺-大黑沟-张家坡复背斜(Ⅱ-4)北翼，西端被NE向断裂截断，东段左行错断西坝岩体。断裂带总体走向约265°~290°(图 5e)，东段为NWW向，西段为近EW向。断裂带倾角较陡，介于65°~80°。断裂带内发育挤压片理、劈理、小褶皱、碎裂岩、剪裂隙、张裂隙、雁列脉等。片理、劈理顺层密集发育，南倾，倾角一般大于60°。在丹桂沟、柘梨园一带小褶皱发育，枢纽向110°~130°方向倾伏，倾伏角介于0°~30°。丹桂沟东发育两组雁列石英脉，一组雁列轴走向20°，单脉走向约50°，呈右列式；另一组雁列轴走向80°，单脉走向50°~60°，呈左列式，指示左行剪切运动。
(5) 酒奠梁-江口断裂带(F5)：为矿集区的南界，发育在二叠系与泥盆系接触带的谭家庄-铅硐山-铜牌沟-水柏沟脑复背斜(Ⅱ-5)南翼。断裂带总体走向290°~310°，向北陡倾，倾角60°~80°，局部近直立。断裂带内发育挤压片理、小褶皱、构造透镜体、碎裂岩、张裂隙、剪裂隙等。带内强、弱变形域相间分布，强变形域内片理化强烈，片理间距0.5~1cm，形成粉砂质或千枚质构造片岩；弱变形域内片理化弱，岩石为板岩，板理间距约2cm。片理通常平行断裂带发育，走向290°~310°，倾角介于60°~90°(图 5f)。带内发育有尖棱褶皱、平卧褶皱等小褶皱，在狮子坝、江口一带褶皱枢纽倾伏向90°~120°，倾伏角0°~20°。断裂带内发育的张裂隙走向30°~40°，充填石英-方解石脉，脉宽一般小于1cm，长5~20cm，指示NE向的挤压作用。此外，NW-NWW向的次级断层和破碎带在区内普遍发育，其中一些充填岩脉或石英-方解石脉。
2.2.2 NNE向断裂NNE向断裂规模一般不大，成群成带发育，在矿集区中部最为发育，南北两侧相对较弱(图 2)。矿集区西南端两条边界断裂交汇部位发育较多NNE向断裂，具平行等间距分布特征。在矿集区中部NNE向断裂倾向NW-NWW，南北两侧倾向变为SE-SEE向，倾角通常大于50°，显示右行走滑剪切特征；少数断裂走向为NEE向，在矿集区中部其倾向NW-NNW，南北两侧倾向变为SE-SSE向，倾角亦通常大于50°，显示左行剪切特征。NNE向断裂产状特征与区内NNE向节理基本一致，属NNE向节理两侧岩石发生剪切滑动而成。部分断层内充填闪长玢岩脉、煌斑岩脉、石英脉等脉体。该组断层性质和组合指示了NNE向的挤压作用。
2.3 节理构造节理构造在凤太矿集区内广泛发育，本次工作对其进行了详细的测量和分析，测量数据共计5571组(图 6)，按节理走向可分为NNE向和NWW-NW向两组(图 6)；(1)NNE向节理走向集中于10°~40°，倾向280°~310°或100°~140°，倾角通常大于60°(图 6)；节理性质与岩性有关，千枚岩内普遍发育，主要表现为剪节理；灰岩内表现为张节理，发育相对较弱。部分地段可见NNE向和NEE向两组剪节理共轭发育，指示NE向的挤压作用；部分地段发育NE向张节理，与NNE向剪节理配套，亦指示NE向的挤压(图 2)。局部NNE向剪节理旁侧伴生左列式雁列张裂隙，充填方解石-石英脉，单脉走向约10°，雁列轴走向近65°，也指示了主应力为NE向。该组节理倾向显示南北分带变化，矿集区中部(大致为青崖沟-倒贴金复向斜轴以北，马槽沟-桐麻沟复背斜轴以南)倾向为NW向，其两侧主要倾向SE(图 2)。(2)NWW-NW向节理走向集中于290°~320°，倾向200°~250°或30°~50°，倾角大多大于45°(图 6)。该组节理主要表现为张节理，在褶皱核部发育相对较多，尤其是背斜核部灰岩及花岗岩体等脆性岩石中(图 2)，走向与复式褶皱走向基本一致，推测其为褶皱作用后期形成的纵节理。
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图 6 凤太矿集区节理等密度图(a)及走向玫瑰花图(b) 节理走向玫瑰花图分组间隔为10° Fig. 6 Contour diagram (a) and rose diagram (b) of joints in the Fengtai ore cluster zone The interval of grouping in the rose diagram of joints is 10° |
包括皱纹线理、杆状构造、擦痕线理、拉伸线理等线理构造在区内广泛发育，其中皱纹线理最为普遍，集中产于千枚岩内。皱纹线理、杆状构造等B型线理走向与区内褶皱枢纽方向基本一致，倾伏向大体可分为两组：一组是向E-SE倾伏，倾伏角介于10°~45°；一组是向W-NW倾伏，倾伏角介于5°~30°之间(图 7)。在矿集区西南端槽头沟一带线理向SW倾伏，倾伏角约20°，亦与该处褶皱枢纽产状接近；少数发育于构造带内的皱纹线理、小褶皱枢纽向SW倾伏或近直立，倾角通常大于45°，是局部应力作用的产物。B型线理倾伏向显示南北向分带变化，矿集区中部倾伏向为SEE向，其两侧总体表现为向NWW方向倾伏(图 2)，与区内NE向节理倾向变化特征一致。B型线理的普遍发育指示了与其垂直的NE-NNE向的挤压作用。
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图 7 凤太矿集区B型线理赤平投影图 Fig. 7 Sterographic projection of B-type lineations in the Fengtai ore cluster zone |
(1) 曹头沟一带千枚岩和灰岩发育的节理走向集中于290°~300°、330°~340°和10°~20°(图 2a, b)，NNW向节理节理面平直、紧闭、无充填物，显示剪节理特征；NNE节理节理面呈波状，延伸短，呈张节理特征，两组节理组合指示主应力方向为NNE向(10°~20°)；NWW向节理显示张节理特征，倾角一般不大于30°，倾向显示南北摆动，指示主应力近水平。该区NNE向和NNW向节理密度较大，平均5~7条/米。曹头沟内小褶皱枢纽及皱纹线理向NWW方向(270°~290°)倾伏，亦指示了与之垂直的NNE向主应力方向。
(2) 在烧锅坪-苇子坪一带，灰岩内发育的节理以NNE向(10°~40°)最为优势(图 2c)，与之配套的张节理走向为50°~70°，指示主应力方向为NEE向；千枚岩内主要发育两组节理，分别为走向10°~30°的剪节理和走向290°~310°的张节理(图 2d)，该组张节理与附近褶皱轴面产状接近，可能属于背斜相关的纵节理，节理密度约3~4条/米。
(3) 秦家梁一带地层主要为星红铺组千枚岩，发育的节理主要有两组，走向分别为0°~40°和280°~310°(图 2e)，其中NNE向节理以剪节理为主，NWW向节理主要为张节理，倾角较大，推测为与褶皱相关的纵节理，节理密度约3条/米。结合该区皱纹线理走向SEE(100°~130°)的特征，指示该区主应力方向为NNE向。
(4) 花红树坪北侧千枚岩内发育的节理以NNW-N走向最为优势(图 2f)，主体表现为张节理，节理密度约3~5条/米，指示该区主应力为近SN向。花红树坪岩体内主要发育两组(图 2g)，走向分别为NE向(30°~50°)和NW-NNW向(300°~330°)，表现为共轭剪节理，锐夹角指示近南北向的主压应力，节理密度约2~4条/米。
(5) 孔棺一带千枚岩内发育的节理优势方位为20°~50°(图 2h)，属剪节理，结合该处小褶皱枢纽及B型线理向SEE倾伏特征，认为该处主应力方向为NNE向。该区节理密度平均为3条/米。
(6) 纸房坝一带千枚岩内发育的节理优势方位为20°~30°(图 2i)，呈剪节理特征，与之配套的张节理发育相对较少，呈NE向(约60°)，平行主应力方向。该区节理密度约2~3条/米。该带褶皱枢纽及线理向SE倾伏，也指示主应力为NE向。
(7) 倒贴金一带(图 2j)节理以NE向(20°~50°)最为优势，其次为NNW向(330°~340°)，粉砂质千枚岩和粉砂质板岩内主要发育剪节理，灰岩内发育一组缓倾张节理，走向NNE，节理密度5~7条/米，指示了NNE向的主应力。
(8) 狮子坝北一带(图 2k)节理走向主要为NNE向(10°~20°)和NE向(40°~60°)，均为剪节理，节理密度5~7条/米，同时发育少量走向30°左右的张节理，主应力方向为30°。褶皱枢纽和B型线理向SE倾伏，同样指示了NE向的主压应力。
(9) 矿集区南侧三叠纪粉砂岩、粉砂质片岩内主要发育三组节理(图 2l)，分别为NEE(50°~70°)的剪节理、NNE(0°~20°)的张节理、NW缓倾的张节理，共同指示该带主应力方向为NNE向。同时该区NWW向片理化强烈，亦指示NNE向主应力。
(10)古迹一带变砂岩内发育三组节理(图 2m)，分别为NNE(10°~30°)的剪节理、NEE(50°~80°)的张节理和NW(300°~320°)的张节理，节理密度约2条/米，NEE向张节理与主应力方向平行，NW向张节理是背斜核部发育的纵节理。该区褶皱枢纽及B型线理向NW倾伏，指示了NE向主应力。
(11)黄草坪一带变砂岩及砂质片岩中发育的节理主要有5组(图 2n)，节理密度3~5条，近SN向的张节理指示早阶段应力为南北向挤压；NE向(20°~40°)和NEE向(60°~80°)的剪节理之间有走向约50°的张节理，指示NE向的主应力；NWW向张节理与该区褶皱走向一致，倾角较陡，属纵节理。该区小褶皱枢纽和B型线理均向NW倾伏，亦反映NE向的挤压。
(12)修石岩一带千枚岩、千枚质片岩内优势节理方位为10°~50°(图 2o)，以剪节理为主，其次为一组NW向(310°~320°，图 2o)的张节理，结合该区褶皱及B型线理向NNW倾伏的特征，推测该区主应力方向为NE向。
(13)叶家湾一带背斜核部灰岩内发育的节理走向以30°~40°为主(图 2p)，为张节理，平行主应力方向，节理密度较大，5~6条/米；其次发发育一组NW向(300°~310°)的张节理，属于背斜相关的纵节理。
(14)张家坪一带条带状泥灰岩内优势节理走向为30°~40°(图 2q)，属剪节理，与之配套的是发育稍弱的走向50°~60°的张节理，指示主应力方向为50°~60°。
(15)王家楞一带粉砂质千枚岩内发育的节理以NNE向(0°~20°，图 2r)最为优势，显示剪节理特征，其次为一组NWW向(270°~290°，图 2r)的张节理，属纵节理。节理密度3~5条/米。结合该区褶皱枢纽及B型线理NWW向倾伏的特征，推测主应力方向为NE向。
(16)西坝岩体内发育多组节理(图 2s)，节理密度约2~4条/米，以NW-NWW走向最为优势，多显示张剪性，与NW-NWW向断层产状基本一致，形成于NW-NWW向断裂左行错断岩体时期。此外还可见少量NE向剪节理，被闪长玢岩脉(宽度通常小于1m)充填。
(17)石壁湾一带千枚岩内发育的节理优势方位为NNE向(10°~40°，图 2t)，属剪节理，结合该区褶皱枢纽和B型线理向NWW倾伏的特征，推测主应力方向为NE向。节理密度小，一般1~2条/米。
(18)在铅硐山铅锌矿中常见NE向微裂隙构成左列式雁列脉，单脉走向355°~10°，雁列轴走向40°，局部发育右列式雁列脉，单脉走向约35°~40°，雁列轴走向约5°~10°，指示NNE向的主应力。此外，区内普遍发育的挤压片理，呈NW-NWW走向；B型线理倾伏向为NWW或SEE向，均指示出区内主应力方向为NE-NNE向。
总之，凤太矿集区内发育的褶皱、断裂、节理、线理等构造形迹均是在NE-NNE向主压应力场中的应变产物。在区域上，中晚三叠世时期扬子板块沿勉略缝合带发生碰撞造山作用(张国伟等, 1996, 2001；Lai et al., 2008；Dong et al., 2011, 2016)，在晚期走滑造山作用下，西秦岭发育了一系列左行走滑断裂(冯益民等，2003)。因此，凤太矿集区内的NE-NNE向主压应力场是在其南北两条左行走滑边界断裂(商丹和江口-镇安-板岩镇构造带)活动过程中的衍生产物(图 2左下)，即在南北两条区域性断裂带的左行走滑运动过程中，由于变形分解作用，在凤太矿集区内形成了NE-NNE向主压应力场(王义天和李继亮，1999)，在此构造应力场中形成了区内NWW向复式褶皱、脆韧性剪切带和断裂(纵向断层)、B型线理，NNE和NWW向节理(横向断层)、劈理、张裂隙等一系列构造，所有构造样式都是在统一构造应力场下递进变形过程中构造层次不断抬升的连续变形产物，这些复杂多样的构造形迹共同组成一大型压扭性走滑双重构造(王义天等，2009)，是一个统一的构造变形系统(图 2)。
3 多金属成矿作用的构造控制在存在足够的成矿元素和流体的前提下，构造在成矿过程中经常具有基本甚至是主导作用(翟裕生和林新多，1993)。凤太矿集区从构造动力学和运动学角度而言是一个走滑双重构造，从构造几何学角度而言是一个隔档式复式褶皱，区内的多金属成矿作用正是严格受到这一构造变形机制和变形系统的多尺度(多级次)控制，表现为复背斜及其翼部的剪切构造系统控制了多金属矿床的产出与分布：五个二级复背斜(隔档)及其翼部的NW-NWW向压扭性剪切构造带(区内三条断裂带)为一级控矿构造，控制了矿带的产出；二级复背斜中的次级背斜，其翼部NW-NWW向压扭性剪切构造带中的脆韧性变形叠加带，以及与NE向构造的交汇部位为二级控矿构造，控制了矿床的产出；更次一级的构造，如背斜核部的虚脱空间、背斜轴向张裂隙、剪切构造带中压扭性、张扭性和张性裂隙系统等控制了矿体的产出。
3.1 矿带的构造控制凤太矿集区金铅锌多金属矿床(点)集中成带分布，可大致以核桃坝-修石岩-观音峡断裂(F2)和纸房坝-兴隆寺-柘梨园断裂(F4)为界分为北、中、南三个矿带(图 1)。北矿带主要发育金，目前只发现一些小型矿床和矿点；中矿带金、铅锌银、铜、铁均有发育，其中金和铅锌形成大型规模矿床；南矿带发育铅锌、铜、金，其中铅锌形成大型规模矿床。
北矿带：位于湘子河-黄柏塬断裂(F1)和核桃坝-修石岩-观音峡断裂(F2)之间，已发现的小型金矿床和矿点都产于湘子河-苏家沟-将军台复背斜(Ⅱ-1)和马槽沟-桐麻沟复背斜(Ⅱ-2)的次级背斜翼部NW向剪切构造带中，如老铁厂、红水河见于前者，马槽沟、古迹见于后者。
中矿带：尖端山-白杨沟-石地沟-双王-观音峡口复背斜(Ⅱ-3)和梯子崖-银母寺-大黑沟-张家坡复背斜(Ⅱ-4)控制了该矿带的矿床产出，八方山-二里河大型铅锌银(铜)矿床、尖端山、银母寺、大黑沟、白杨沟、长沟、银硐山、洞沟等中小型铅锌矿床(点)均产于上述两个复背斜的次级背斜核部虚脱空间或陡倾翼部位。八卦庙-柴蚂超大型金矿床、双王大型金矿床及丝毛岭、小梨圆、沈家湾、孔棺、黄草沟、硬沟门等小型金矿床(点)主要沿NWW向核桃坝-修石岩-观音峡(F2)、白杨沟-王家楞-二郎坝(F3)和纸房坝-兴隆寺-柘梨园(F4)断裂带及两侧分布；这三条断裂带内及其两侧构造变形强烈，主要表现为脆韧性剪切带、片理化带、构造角砾、剪裂隙、张裂隙等；中矿带除受NWW向构造控制外，矿床的产出还受到NE向断裂系统的影响，大多数矿床都产于早阶段NWW向韧脆性构造带叠加了晚阶段密集NE向脆性断裂或节理的部位。
南矿带：矿床集中分布于矿集区西南端构造收敛部位。铅硐山-东塘子、银洞梁大型铅锌矿床，峰崖、手搬崖等小型铅锌矿床(点)呈NWW向展布，均产于谭家庄-铅硐山-铜牌沟-水柏沟脑复背斜(Ⅱ-5)的次级背斜核部虚脱空间或陡倾翼部；谭家沟金矿点和九子沟、太山庙等铜矿点则产于复背斜北翼的NWW向剪切构造带中；矿床的产出亦受到NE向断裂系统的影响。
凤太矿集区自东北向西南构造变形强度增强，西南端的收敛部位变形最强(图 2)，即变形变质作用的强度整体表现为东部弱、西部强。北矿带的褶皱相对宽缓，NW向断裂规模小，以韧脆性、脆性变形为主，NE向构造不发育；岩石变质程度低，岩性以砂岩、变砂岩和板岩为主。中矿带变质变形强烈，主要表现为紧闭褶皱、脆韧性剪切带、片理化带、密集的NE向节理(断层)带，岩石以千枚岩和灰岩为主。南矿带构造样式与中矿带类似，岩石以千枚岩为主，但变形更强，褶皱更为紧闭，片理化更强，NE向构造更密集。将上述变质变形特征与三个矿带中矿床(点)的产出分布特征相对照，可以看出多金属成矿作用的强度与变质变形作用的强度之间表现为正相关关系。
3.2 金矿床(矿体)的构造控制以区内最大的八卦庙-柴蚂金矿床为例，它产于NWW向八卦庙-小梨园-羊肠沟脆韧性剪切构造带内，带内普遍发育糜棱岩化、眼球构造、片理、无根褶皱、石香肠、S-C组构等构造，显示为中浅构造层次的左行脆韧性剪切特征(图 8)。在构造带内发育石英-铁白云石-硫化物脉型、破碎蚀变岩型和构造蚀变型金矿石，以构造蚀变型为主。沿走向及倾向方向多数矿体具分枝复合、膨大缩小、尖灭再现的特征，整体产状与构造带方向一致。脉体表现为无根揉皱状或团块状、脉状，产于星红铺组内条带状泥灰岩和千枚岩接触带部位小型揉皱虚脱空间及片理化带内，千枚岩常发生硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、磁黄铁矿化，泥灰岩发育大理岩化和硅化；小型揉皱呈紧闭状、尖棱状、开阔状、箱状等，枢纽向SEE缓倾伏，与区内褶皱枢纽和B型线理产状一致，同为NNE向主应力挤压下的产物。NWW向片理及断层倾角较陡，通常大于60°，多显示剪切特征或逆断层特征，局部断层发育平行断面的挤压构造及近水平的张性构造，均表明其形成于NNE向主应力之下。通常韧性剪切变形越强，热液脉体越发育，千枚岩蚀变越强，金矿化越好。
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图 8 凤太矿集区八卦庙-柴蚂金矿床地质简图(据西北有色地质勘查局717总队，2010①修编) Fig. 8 Geological sketch map of the Baguamiao-Caima gold deposit in the Fengtai ore cluster zone |
① 西北有色地质勘查局717总队. 2010.陕西省凤县丝毛岭-柴蚂金铅锌矿床地质详查报告
在八卦庙-柴蚂金矿床内，发育NNE和NEE向两组节理，以NNE向为主。两组均为剪节理，NNE向为左行剪切，NEE向为右行剪切，分别对应八卦庙-小梨园-羊肠沟左行剪切带系统内R’和R里德尔剪裂隙。节理的发育程度受岩性控制明显，在千枚岩内常发育剪节理，而泥灰岩、灰岩内则以不规则张裂隙为主，张裂隙密度相对较低。NNE向节理及微裂隙内多发育小于3cm的石英细脉，脉两侧千枚岩发育最宽约30cm的褪色蚀变带，包括硅化、绢云母化，石英脉及蚀变带内金矿化较好，局部石英脉内可见明金，构成晚阶段金矿石，叠加于早阶段矿体部位形成较富工业矿体。
3.3 铅锌矿床(矿体)的构造控制八方山-二里河大型铅锌银(铜)矿床的控矿构造为NW向尖端山-八方山短轴背斜(图 9)，铅锌主矿体产于背斜核部古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩接触带之间的虚脱空间，在剖面上呈鞍状，向两翼逐渐变薄至尖灭；沿背斜轴向，矿体随背斜向东倾伏，铅锌矿体下部发育脉状黄铜矿体，自西向东逐渐减薄；同时，在主矿体两侧的下部古道岭组灰岩中发育少量的网状裂隙脉状铅锌矿化，在上部星红铺组千枚岩中发育少量的层间裂隙脉状铅锌矿化，在星红铺组内部灰岩透镜体与千枚岩接触部位发育层状、脉状矿体。在核部主矿体中主要发育块状、透镜状和浸染状铅锌矿石，此外还见有次棱角状-次圆状的灰岩角砾，被粗粒闪锌矿、方铅矿胶结，形成角砾状矿石。在翼部表现为层间滑动形成的构造破碎带和片理化带，含矿流体充填后形成层状、条带状、网脉状矿石。NW向主矿体形成之后被NNE向断裂切穿，局部发生走滑错动，断距一般几米到十几米。在灰岩中发育NE向张裂隙，部分充填不规则矿脉，以黄铜矿为主；部分充填闪长玢岩脉，明显错断早阶段矿体。二里河铅锌矿床的成矿特征(胡乔青等，2013)和成矿年龄(胡乔青等，2012)证据指示其为印支期的后生热液矿床。
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图 9 凤太矿集区八方山-二里河铅锌(铜)矿床地质简图(据田民民等，2004修编) 1-地质界线；2-断层；3-铅锌矿体；4-铜矿体；5-闪长玢岩脉. D3x22-上泥盆统星红铺组上段二层；D3x21-上泥盆统星红铺组上段一层；D3x12-上泥盆统星红铺组下段二层；D3x11-上泥盆统星红铺组下段一层；D2g2-中泥盆统古道岭组上段 Fig. 9 Geological sketch map of the Bafangshan-Erlihe Pb-Zn (Cu) deposit in the Fengtai ore cluster zone (modified after Tian et al., 2004) 1-geological boundary; 2-fault; 3-Pb-Zn orebody; 4-Cu orebody; 5-dike of diorite porphyrite. D3x22-second layer of upper section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; D3x21-first layer of upper section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; D3x12-second layer of lower section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; D3x11-first layer of lower section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; D2g2-upper section of Gudaoling formation of Middle Devonian |
铅硐山-东塘子大型铅锌矿床的控矿构造为NWW向铅硐山背斜，其中1号矿体东段产于背斜北翼和次级背斜核部，向西隐伏于东塘子矿区逐渐尖灭；2号矿体东段产于铅硐山背斜南翼，规模较小，向西隐伏于东塘子矿区规模增大，产于铅硐山背斜南部次级背斜核部及其两翼(图 10)。早期在背斜核部的古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩接触带中发育厚大的块状铅锌矿化；在两翼发育强烈的片理化带，南翼片理向南陡倾，沿片理发育脉状或层状铅锌矿化；北翼片理向北陡倾，沿片理发育石英-硫化物-碳酸盐细脉状矿化。在局部接触带附近的灰岩内发育NWW向角砾岩带，灰岩角砾呈棱角状，被石英-硫化物-碳酸盐脉胶结，构成角砾状矿化。此外还有少量产于灰岩内部断层破碎带、不规则张裂隙或产在千枚岩中层间裂隙的铅锌矿化，规模小、产状不稳定。晚期主要发育NE向张节理，常充填石英-方解石脉，发育少量硫化物，矿化较弱。
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图 10 铅硐山-东塘子铅锌矿床地质简图(据唐敏杰，2013修编) 1-D3x21上泥盆统星红铺组上段一层；2-D3x13上泥盆统星红铺组下段三层；3-D3x12上泥盆统星红铺组下段二层；4-D3x11上泥盆统星红铺组下段一层；5-D2g2中泥盆统古道岭组上段；6-铅锌矿体；7-闪长玢岩脉；8-断层 Fig. 10 Geological sketch map of the Qiandongshan-Dongtangzi Pb-Zn deposit in the Fentai ore cluster zone (modified after Tang, 2013) 1-D3x21 first layer of upper section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; 2-D3x13 third layer of lower section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; 3-D3x12 second layer of lower section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; 4-D3x11 first layer of lower section, Xinghongpu Formation of Upper Devonian; 5-D2g2 upper section of Gudaoling formation of Middle Devonian; 6-Pb-Zn orebody; 7-diorite porphyrite; 8-fault |
凤太矿集区内发育一系列背斜构造，但不是所有的背斜中都产出铅锌矿，而是主要产于由下部古道岭组灰岩和上部星红铺组千枚岩构成的背斜核部。这是由于泥盆系地层在NNE-NE向主应力作用下发生纵弯褶皱过程中，古道岭组灰岩和星红铺组千枚岩能干性相差很大，前者变形幅度小、后者变形幅度大，因此易于形成顶厚背斜，从而在背斜核部二者接触带中产生虚脱空间，从而为含矿热液的运移和沉淀提供了场所。同样，在上部星红铺组地层内部的局部背形褶曲核部的条带状泥灰岩与千枚岩接触带中也发育鞍状铅锌矿体亦是同一原因。另外，在凤太矿集区还存在背斜含矿而向斜不含矿的普遍现象，这是由于来自深部的含矿热液是承压流体，在自下而上递减的压力梯度下向上迁移，更易于进入到相对高位的、存在负压空间的背斜核部虚脱部位中聚集沉淀，而不会进入到相邻低位的、相对压力高的向斜中。
3.4 构造与成岩成矿时代 3.4.1 构造活动时代凤太矿集区位于南秦岭北缘，区域上南秦岭造山带是扬子板块在印支期沿勉略缝合带俯冲、碰撞后的产物；许多学者在大地构造方面的研究成果显示，勉略古洋壳自晚二叠世开始向北俯冲(张国伟等, 2001, 2003)，至中三叠世(240Ma左右)时期仍处于洋壳俯冲环境，在晚三叠世(230~210Ma左右)进入陆陆同碰撞阶段，晚三叠世-早侏罗世(210~190Ma左右)转入后碰撞环境(李曙光等，1996；Lai et al., 2008；Jiang et al., 2010；陈虹等，2010；Dong et al., 2011、2016；Liu et al., 2011；刘树文等，2011；Zhang et al., 2012；李佐臣等，2013；杨朋涛等，2013)。我们开展的年代学研究结果显示，凤太矿集区中NWW向孔棺花岗闪长斑岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为230.7±1.8Ma，NWW向金铜沟花岗闪长斑岩脉的加权平均年龄为230.4±1.8Ma(陈绍聪等，2018)；二里河铅锌矿顶板围岩褶皱千枚岩的绢云母40Ar-39Ar坪年龄为220.4±2.0Ma和219.3±2.0Ma(胡乔青等，2012)。上述年代学数据表明，NWW向断裂构造(纵向断层)的形成时间不晚于230Ma，因此区内褶皱构造也要早于230Ma，而变形变质作用的高峰期发生于220Ma左右。因此，作为南秦岭的一部分，凤太矿集区的基本构造格架形成于晚三叠世的碰撞造山作用。
3.4.2 岩浆岩年龄前人对凤太矿集区内及邻区广泛发育的岩浆岩做了许多研究工作，获得了一批可靠的LA-ICP-MS或SHRIMP锆石U-Pb年龄数据。矿集区内的西坝岩体的二长花岗岩为219±1Ma，花岗闪长岩为218±1Ma(张帆等，2009)；八方山-二里河铅锌矿床中穿插主矿体的闪长玢岩脉为214±2Ma，花岗斑岩脉为217.9±4.5Ma(王瑞廷等，2011)；矿集区北侧的太白岩体和宝鸡岩体年龄分别为216Ma(张宗清等，2006)和216~210Ma(刘树文等，2011)；矿集区西北侧的何家庄花岗闪长岩为248±2Ma(杨朋涛等，2013)；矿集区东南侧的华阳岩体的年龄介于228~195Ma(刘树文等，2011；孟旭阳等，2013)；矿集区南侧的光头山、迷坝等六个花岗岩体的年龄范围为220~206Ma(孙卫东等，2000)；矿集区西侧的糜署岭岩体为214Ma(李佐臣等，2013)，黄渚关岩体为214Ma、厂坝岩体为213Ma(王天刚等，2010)。综上所述，南秦岭花岗岩类的发育峰期集中于230~200Ma，即晚三叠世(图 11)。
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图 11 南秦岭中西段中生代花岗岩类的时空分布简图(据孟旭阳等，2013修编) Fig. 11 Temporal-spacial distribution of Mesozoic granitoids in the middle-west section of South Qinling (modified after Meng et al., 2013) |
目前已获得的金矿床和铅锌矿床的成矿年龄数据主要来自于几个大型矿床。八卦庙大型金矿床的矿石中石英40Ar-39Ar等时线年龄为222.1±3.5Ma(冯建忠等，2003)，其西延的柴蚂金矿床矿石中碳酸盐矿物的Sm-Nd等时线年龄为203.2±1.6Ma(刘协鲁等，2014)；丝毛岭金矿床早期成矿阶段的蚀变绢云母40Ar-39Ar坪年龄为211.9±1.5Ma(王义天等，2014)；双王大型金矿床钾长石的40Ar-39Ar年龄为202~198Ma(石准立等，1993)；八方山-二里河大型铅锌矿床的黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为226±17Ma(Zhang et al., 2011)，闪锌矿的Rb-Sr同位素等时线年龄为220.7±7.3Ma(胡乔青等，2012)。上述年龄数据显示，凤太矿集区的铅锌金多金属成矿作用时代集中在226~198Ma，即晚三叠世。年龄数据表明金成矿时限略晚于铅锌成矿，这与铅锌矿产于早形成的褶皱构造、层位低，金矿产于略晚形成的剪切构造的(纵向构造)、层位高的产出特征相一致。
近年来在秦岭地区发现许多三叠纪形成的多金属矿床(陈衍景，2010)，其中大多数矿产都形成于碰撞造山或后碰撞环境，并以前者为主(Mao et al., 2002；毛景文等，2012)。作为南秦岭造山带的重要组成部分，凤太矿集区的构造变形、岩浆活动和多金属成矿作用集中发育在晚三叠世，即三者在时间上相耦合，是印支期南秦岭沿勉略带发生碰撞造山过程的直接产物。
4 凤太矿集区成矿动力学演化过程晚三叠世时期，扬子板块沿勉略缝合带发生碰撞造山作用形成南秦岭造山带(张国伟等, 2001, 2003；Lai et al., 2008；Jiang et al., 2010；Dong et al., 2011, 2016)，导致区域性变形变质作用和岩浆活动的广泛发育；在此过程中，在凤太矿集区南北两条边界断裂左行走滑作用的主导下，衍生出区内的NE-NNE向主压应力场，形成以NWW向复式褶皱和脆韧性剪切带为主体构造格架及派生的各类构造形迹共同组成的大型压扭性走滑双重构造，这一构造变形系统是在同一构造应力场下构造层次不断抬升过程中，脆韧性和脆性递进变形叠加的产物(图 12)；即在NE向强烈挤压作用下于中层次脆韧性构造域中形成NWW向复式褶皱及相关B型线理，随递进变形作用的发展，在褶皱的两翼形成NWW向脆韧性剪切带，部分充填花岗闪长斑岩或花岗斑岩脉，在构造层次抬升至脆性域后，NWW向脆韧性剪切带叠加脆性变形，形成同向的脆性断层，同时广泛发育NNE向脆性断层和节理叠加于早阶段NWW向构造之上，部分充填各类岩脉。
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图 12 凤太矿集区构造-岩浆-流体成矿系统模型(凤太矿集区部分做放大处理) Fig. 12 The cartoon of tectonic-magma-fluid ore-forming system model in the Fengtai ore cluster zone (the Fengtai ore cluster zone is magnified) |
碰撞造山作用引发区域基底地层变形变质脱水，促使基底地层内铅锌金等成矿元素发生活化，形成动力变质含矿热液；在温压梯度以及浮力效应(Cox, 2007)的驱动下，NWW向断层的发育为含矿热液上升提供了通道，成矿流体向上运移。同时这些通道也为岩浆活动提供空间，使岩体和岩脉得以侵位，岩浆演化形成的岩浆流体(提供热能并含部分成矿元素)可与变质含矿流体一同上升，在一定构造部位与地层中的建造水和向下运移的大气水发生混合形成多源流体。在西坝岩体接触带发育不同程度的角岩化和矽卡岩化，其北部接触带附近发育矽卡岩型崖房湾铅锌矿点、羊肠沟铁矿点等；在花红树坪岩体附近的核桃沟、水晶沟铅锌矿点中矿石富含磁铁矿，围岩发生矽卡岩化。上述特征和信息都指示岩浆活动直接参与了多金属成矿作用，因此在深部具有发育斑岩-矽卡岩型-脉型多金属矿床的成矿潜力，这是一个新的找矿方向。在区域纵弯褶皱作用的后期，在深部形成的含铅锌流体运移至背斜核部古道岭组灰岩和星红铺组千枚岩接触带之间的虚脱部位，流体压力迅速降低，同时下部灰岩与上部千枚岩构成的硅钙地球化学界面引发流体物理化学条件变化，矿质沉淀形成充填型的鞍状铅锌主矿体，局部围岩发育蚀变交代，形成浸染状铅锌矿石，同时部分含矿热液流经下部灰岩裂隙、上部千枚岩中的顺层剪切破裂、以及泥灰岩和千枚岩的背形褶曲核部中形成小规模的状铅锌矿化。同时，由于灰岩易发生脆性变形，当热液流经灰岩时，由于压力减小，流体气化导致压力骤增，灰岩发生隐爆形成棱角状-次棱角状角砾，又被热液胶结沉淀，形成角砾状矿石。例如，在二里河、银硐山和东塘子矿区中发育的棱角状-次棱角状蚀变灰岩角砾被硫化物胶结的隐爆角砾岩型矿石，双王角砾岩金矿床等都是这种作用过程的产物。稍晚形成的含金流体上升运移至星红铺组千枚岩中发育的脆韧性剪切带，发生充填型和交代型矿化，形成石英脉型和蚀变岩型金矿石。成矿晚期及成矿后发育和活化的NE和NW向断层活动导致一些早期矿体发生位移量不等的剪切错位。总之，凤太多金属矿集区是在晚三叠世时期南秦岭碰撞造山带形成过程中，大规模变形变质-岩浆活动-流体充填交代作用的产物，是在构造活动这一主导因素控制下形成的一个多金属后生热液成矿系统(图 12)。
5 结论(1) 位于南秦岭造山带北缘的凤太多金属矿集区在晚三叠世-早侏罗世(230~190Ma)碰撞造山过程中，其南北两条边界断裂带的左行走滑运动导致在区内衍生了NNE向主压应力场，在此统一构造应力场下随着构造层次不断抬升，脆韧性和脆性递进变形叠加而形成一系列构造形迹，共同构成了一个大型压扭性走滑双重构造变形系统。
(2) 在南秦岭碰撞造山过程中引发的动力变质变形作用和岩浆活动提供了成矿元素和成矿流体，在温压梯度以及浮力效应的驱动下向上运移至走滑双重构造变形系统中的有利扩容空间中发生充填型和交代型矿化，即凤太矿集区多金属矿床是区域大规模变形变质-岩浆活动-流体作用的产物，是在构造作用这一主导因素控制下形成的一个多金属后生热液成矿系统。
致谢 西北有色地质勘查局王瑞廷、代军治，西北有色地质勘查局717总队王长安、高卫宏、李建华、唐敏杰、汶博、刘志强，八卦庙、柴蚂和丝毛岭金矿及二里河、东塘子、八方山、铅硐山铅锌矿的有关领导和技术人员在野外工作期间给予了大力支持和协助；两位审稿专家提出了宝贵的意见和建议。在此向他们表示深深的感谢！
祝贺李继亮研究员八十华诞和从事地质工作六十周年，第一作者谨此向恩师致以崇高的敬意和衷心的谢意！祝愿先生健康长寿！
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