陜西柞水陜西柞山商晚古生代拉分斷陷盆地動力學與成礦作用

陜西柞水陜西柞山商晚古生代拉分斷陷盆地動力學與成礦作用

0地質構造背景及成礦組合差異在秦嶺造山帶，不同時期沉積盆地的構造巖相學記錄、盆地動力學特征、盆地變形序列和構造巖相學，記錄了造山帶和沉積盆地的形成、遷移和轉化過程，也是大陸動力學研究的熱點之一。然而，在北秦嶺-加里東部的造山帶和山西-石炭紀-沉積盆地-中秦嶺-石漠建氣帶的過程和過程中，對液體-一致運動規(guī)律和成巖成礦的影響研究不足。陜西柞水—山陽—商縣泥盆紀一級盆地位于商丹斷裂帶和山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂之間,劉寶珺等認為柞水—鎮(zhèn)安沉積盆地位于揚子板塊北緣與華北板塊間接合部位,屬具向東走滑的大陸邊緣裂谷—斷陷盆地,盆地關閉是由于強烈陸內俯沖,同時盆地被擠壓進入東西向展布的秦嶺造山帶。綜合考慮秦嶺早—晚古生代的構造—沉積相帶、造山帶與沉積盆地耦合與轉換、華北板塊與揚子板塊之間的深部大陸動力學背景等一系列因素[7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21],前人認為陜西柞水—山陽泥盆紀沉積盆地,在早古生代是揚子板塊北緣被動陸緣組成部分,由于南秦嶺深部地幔柱上涌,形成了勉略泥盆—石炭紀有限洋盆逐漸打開,造成了秦嶺微板塊從揚子板塊北緣分離并開始獨立演化。柞—山—商泥盆紀沉積盆地成為秦嶺微板塊北緣的殘余洋盆,到石炭紀演化為殘余海盆。因柞—山—商與鳳太、旬陽和西成等泥盆紀一級沉積盆地在內部物質組成、形成演化歷史與大陸動力學有一定差異,在成礦序列和礦種組合上也有明顯差異,該沉積盆地具有銀金—多金屬—重晶石—菱鐵礦和金—鎳—鈷—砷等多礦種共伴生成礦特征。在構造—沉積相類型和結構上,該沉積盆地與秦嶺其他沉積盆地[22,23,24,25,26,27,28,29,30]具有明顯不同,尤其是在柞—山—商泥盆紀一級盆地內,近年來發(fā)現(xiàn)了一批類卡林型金礦和釩礦,類卡林型金礦仍有很大的找礦潛力。與秦嶺造山帶中其他泥盆紀沉積盆地形成演化類似,但柞—山—商沉積盆地內礦床組合、礦床主工業(yè)組分、共生組分與伴生組分差異甚大,對此依然有分歧和不同認識,是什么盆地動力學因素造成了如此巨大的成礦組合差異?引起這種成礦組合和成礦規(guī)律差異的內在大陸動力學背景和過程是值得深入研究。本文從北秦嶺加里東期島弧造山帶、中秦嶺與南秦嶺沉積盆地—島嶼構造耦合與轉換格局恢復重建,采用沉積盆地動力學分析和構造—巖相學研究新方法,從構造—沉積相類型、構造巖相學和相體填圖研究,探討柞—山—商泥盆紀拉分斷陷盆地,對于金銀多金屬—菱鐵礦—重晶石礦與類卡林型金礦之間的區(qū)域成礦分帶規(guī)律及控制因素。1蜀山-商前泥盆紀基本特征及構造古地理位置的恢復1.1基底下構造—盆地基底下部和上部構造層特征陜西柞—山—商泥盆紀拉分盆地東側、南側和西側為小磨嶺—陡嶺元古代基底隆起斷塊分隔,北側與為商丹構造帶為界,分隔了它與北秦嶺加里東島弧造山帶,西側為佛坪古陸塊,這些前泥盆紀基底斷塊隆起和造山帶在四周構成了對于柞—山—商泥盆紀拉分斷陷盆圍限和分隔(圖1,2);它們物質組成也是該沉積盆地基底構造層的物質組成。在泥盆紀陸表海域中,分布一系列垂向基底隆起組成的島嶼構造(圖1,2),它們是秦嶺型第三類伸展構造的典型特征之一。小磨嶺—陡嶺元古代基底隆起在研究區(qū)南側呈近東西向展布,是佛坪—小磨嶺—陡嶺—淮陽泥盆紀陸表海域內古陸島嶼鏈的主要組成,也是該盆地基底構造層下部構造層主要物質組成。研究區(qū)西側、東側和南側小磨嶺—陡嶺元古代基底隆起斷塊,屬于不同構造體制下形成的構造斷塊或拼接地體[41,42,43,44,45,46]。在這些構造斷塊之間,發(fā)育的基底斷裂是柞水—山陽泥盆紀沉積盆地基底下部構造層具有構造不穩(wěn)定性的內在原因。這些基底斷裂構造,為造山帶流體萃取盆地基底構造層中成礦物質,發(fā)生大規(guī)模流體運移和成巖成礦提供了深部構造通道。柞—山—商泥盆紀沉積盆地基底下部構造層經歷了中元古代裂谷作用、中元古代末—新元古代(晉寧期)俯沖碰撞和擠壓收縮,新元古代以后經歷了陸緣拉張伸展構造演化體制。這些盆地基底下部構造層(前古生代地層)具有多期韌性變形變質,構造—巖相學樣式與早古生代地層有明顯不同,它們對于柞—山—商泥盆紀拉分盆地形成演化具有十分重要的構造動力學控制作用,這種構造不穩(wěn)定的基底下構造層中,順層導通和切層構造發(fā)育,為造山帶和沉積盆地中流體大規(guī)模垂向運移提供了網(wǎng)絡狀構造通道。早古生代地層為該盆地基底上部構造層。本區(qū)柞水北部丹鳳巖群變質基性火山巖挾持于商丹構造帶中,呈構造巖片和帶狀分布在老林鄉(xiāng)—北河街,揭示該盆地北部在加里東期,早期火山島弧帶進一步發(fā)展為深成巖漿弧帶。其北秦嶺巖漿侵入演化的第三階段(415～400Ma),北秦嶺中段Ⅰ型花崗巖形成于碰撞晚期階段,說明北秦嶺加里東期演化為深成巖漿弧造山作用有完整演化系列,北秦嶺碰撞造山晚期一直持續(xù)到早泥盆世(416.0±2.8)～(397.5±2.7)Ma初期結束。早古生代(500～400Ma)分別在北秦嶺和南秦嶺發(fā)育兩條構造—巖漿雜巖帶,揭示了兩類不同性質的大陸邊緣存在,構成時空有序的構造—巖漿雜巖帶,說明柞—山—商泥盆紀盆地基底上部構造層物質組成及構造演化特征,明顯不同于前古生代,該盆地構造—古地理位置可能屬于洋殼俯沖消減對接部位。在秦嶺古洋殼俯沖消減作用下,北秦嶺與華北板塊南緣形成了弧—陸碰撞造山帶,造成了華北板塊內部發(fā)生大面積區(qū)域隆升形成的造山區(qū)。而在該沉積盆地南側為小磨嶺—陡嶺元古代基底隆起帶(前陸隆起帶),在中奧陶世—早泥盆世未接受沉積,大規(guī)模垂向抬升可能最晚形成于早志留世,到泥盆紀中期一直為兩側相鄰沉積盆地的蝕源巖區(qū),在泥盆紀則表現(xiàn)為一個消失的古陸。加里東期島弧—大陸碰撞和深成巖漿弧,為造山帶中流體大規(guī)模垂向運移提供了構造—巖漿耦合體制下的雙重垂向驅動力。在大陸側向擠壓收縮—深成巖漿弧上涌耦合體制下,驅動流體大規(guī)模聚集在上部地殼中。研究區(qū)位于造山帶—沉積盆地—島弧帶和地幔熱物質垂向上涌的多重大陸動力學因素耦合與轉換過程,這種大陸動力學格局與島弧—大陸俯沖碰撞后,轉化為陸—陸碰撞過程和深部地質作用多重耦合與轉換有密切關系。在志留紀—早泥盆世期間,商丹—桐柏帶已發(fā)展為古秦嶺洋殼的俯沖消減帶,導致弧后盆地沿白家店—紙房—高耀—子母溝一線閉合,形成以基底島弧雜巖、蛇綠混雜巖和深成侵入巖為組合的造山帶根部帶,北秦嶺造山帶增生于華北地塊南緣之上。北秦嶺在加里東島弧造山作用下,因隆升造山而缺失志留紀沉積。研究區(qū)缺失志留紀—早泥盆世沉積,可能發(fā)生了陸塊垂向構造隆升作用,推測與北秦嶺發(fā)生的島弧造山作用有密切關系。南秦嶺在早古生代屬揚子地塊被動陸緣沉積體系,早—中志留世秦嶺海域北緣沒有超過鎮(zhèn)安以北,而被山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂限定?？傮w上,研究區(qū)早古生代地層在局部具有帶狀強烈韌性剪切變形,與加里東期北秦嶺造山有密切關系。而在韌性剪切帶之外,主體為面狀脆性—脆韌性變形特征,而且構造變形較強地段與印支期和燕山期疊加構造變形有密切關系。在泥盆紀初期,揚子地塊已經與華北地塊發(fā)生了點碰撞,使洋盆萎縮變?yōu)闅堄嗌顪Y古地理,構造—巖相學特征表明在志留紀—早泥盆世具有構造垂向抬升作用明顯?？傊?在泥盆紀初期,研究區(qū)處于島弧—大陸俯沖碰撞向大陸—大陸碰撞轉換和耦合過程,早古生代地層中面狀和帶狀構造變形帶可以為造山帶流體大規(guī)模運移提供構造通道。1.2磨嶺—島弧帶—沉積盆地—島嶼構造轉換與耦合的構造古地理格局恢復重建志留紀—早泥盆世,北秦嶺加里東期島弧造山作用導致了東秦嶺二郎坪弧后盆地萎縮封閉,北秦嶺南緣商丹構造帶內黑河等地區(qū)發(fā)育弧前盆地及弧前沉積體系,萎縮的二郎坪弧后盆地、黑河和黑山弧前盆地發(fā)育,揭示在北秦嶺深部依然發(fā)生近南北向的緩慢俯沖消減,持續(xù)了奧陶紀至早泥盆世弧—陸碰撞形成的大陸側向擠壓收縮體制。由于佛坪—小磨嶺—陡嶺元古代基底隆起斷塊逼近華北地塊南緣活動大陸邊緣,二者之間剛性的凸出部位點式碰撞反向應力消減了碰撞進度,巖石圈在深部俯沖消減數(shù)度變慢。揚子地塊具有順時針旋轉,華北地塊具有逆時針旋轉,二者之間產生了巨大的斜沖走滑作用。同期,因深部地幔物質上涌導致勉略有限洋盆打開,從而將揚子地塊北緣巖石圈深部俯沖形成的巨大擠壓應力轉換為地幔熱物質垂向上涌,造成了秦嶺微板塊從揚子地塊北緣分離開始獨立演化,形成了“北壓南擴”的構造動力學格局。南秦嶺和中秦嶺在地幔柱垂向上涌作用下,形成了秦嶺式第三類伸展構造,佛坪—小磨嶺陡嶺近東西向垂向基底起隆,構成了泥盆紀陸表海域內一系列島嶼構造。泥盆紀構造—古地理格局為島弧造山帶—沉積盆地—島嶼構造(垂向基底隆起帶)轉換與耦合,從南向北(圖1)依次為揚子地塊北緣被動陸緣(剝蝕區(qū))→勉略裂谷盆地→旬陽—留壩晚古生代隆起帶→旬陽—鎮(zhèn)安半地塹式盆地→佛坪—小磨嶺—陡嶺垂向基底隆起島嶼帶→柞山商拉分盆地→商丹帶中黑河—黑山弧前盆地→北秦嶺島弧造山帶→二郎坪泥盆紀殘余弧后盆地→華北地塊南緣活動陸緣。2含礫粗碎屑巖巖相特征在區(qū)域上,南秦嶺下泥盆統(tǒng)西岔河組由礫巖、砂礫巖、含礫砂巖及含礫泥灰?guī)r等組成,為河流—濱岸砂礫巖相,主要在武當垂向基底隆起西側分布。而柞水—山陽地區(qū)缺失上奧陶統(tǒng)—下泥盆統(tǒng),暗示本區(qū)處于隆起狀態(tài),可能與北秦嶺加里東期島弧造山帶形成高聳山地的構造抬升有密切關系。北秦嶺為高聳山地,中秦嶺(本區(qū))抬升在海域水面之上,南秦嶺開始接受下泥盆統(tǒng)西岔河組含礫粗碎屑巖,含礫粗碎屑巖超覆在中志留統(tǒng)—寒武系之上。勉略地區(qū)高川一帶接受下泥盆統(tǒng)踏坡組,底部為一套含礫粗碎屑巖,主要礫石成分有花崗巖、變基性—超基性火山巖、酸性火山巖、玄武巖、灰?guī)r、砂巖和硅質巖等復成分角礫,向上礫石磨圓度變好且礫徑變小,具有同生斷裂引起構造斷陷作用下,形成的近源快速堆積特征。在南秦嶺強烈的構造斷陷作用下,現(xiàn)今開始了造山帶(區(qū))向沉積盆地的強烈轉換?，F(xiàn)在不同地區(qū),地表出露的含礫粗碎屑巖相主要分布在沉積盆地邊緣與垂向基底隆起之間部位,分布區(qū)域明顯受同生斷裂帶控制。這些相體延伸方向與同生斷裂帶(垂向基底隆起邊部)延伸方向一致,單個含礫粗碎屑巖相體呈扇形體,舌狀指向盆地中心,源區(qū)指向垂向基底隆起內部(剝蝕源區(qū))。這種構造—巖相學特征揭示了受同生斷裂帶控制的半地塹式斷陷沉積。泥盆紀造山帶—沉積盆地耦合與轉換格局(圖1),從北到南為華北地塊南活動大陸邊緣(北秦嶺加里東島弧造山帶)→中秦嶺區(qū)經抬升的殘余洋盆(晚志留世—早泥盆世間處于構造斷塊隆升轉換為構造斷陷沉降帶—沉積盆地發(fā)育期)→南秦嶺早古生代地層隆起帶→勉略裂谷盆地發(fā)育期→漢南—牛山—平利古陸塊群的耦合與轉換過程(揚子地塊北被動大陸邊緣)。2.1盆地內殘余沉積相在柞山沉積盆地內,中泥盆統(tǒng)牛耳川組和池河組分布明顯受南側風鎮(zhèn)—山陽同生斷層控制。在南北方向上,從南側小磨嶺—陡嶺古陸隆起到本區(qū),構造—沉積巖巖相學具有“南淺北深、南高北陷”的古地理特征,(1)在山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂帶曾存在一個已經消失的古陸,目前仍未發(fā)現(xiàn)早泥盆世沉積,說明當時它仍處于高聳隆起的水上古陸狀態(tài)。山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂帶南側黑溝基性—超基性巖(輝長巖—苦橄巖)和堿性二長花崗巖復式巖體,可見中泥盆統(tǒng)不整合超覆,這些巖體頂部可見約10cm古風化殼,這種殘積相說明,水上古陸經剝蝕后形成了古風化和殘余沉積作用明顯。中泥盆統(tǒng)雜礫巖厚度5～10m,礫石成分復雜,主要為花崗巖、基性—超基性巖和碳酸鹽巖。底部以巖漿巖礫石為主,向上碳酸鹽巖礫石成分增加,礫石呈棱角—次棱角狀,礫徑2～15cm不等。底礫巖成熟度極低,向上過渡為復成分砂礫巖。這種垂向巖相學結構說明底部礫石多為原地(小磨嶺—陡嶺垂向基底隆起帶)抗風化分解能力較強的巖漿巖類,碳酸鹽巖角礫和復成分砂礫巖出現(xiàn)揭示了構造垂向抬升或構造斷陷數(shù)度加快,這種特征揭示了構造斷塊隆升—斷陷成盆過程存在。(2)在該盆地內車房溝一帶,牛耳川組是由紫色鐵白云石中粒長石砂巖和長石石英砂巖,演進為黑色薄層狀變質粉砂巖和粉砂質絹云板巖組成,具有陸棚相特征,與盆地發(fā)育期含礫碎屑巖相可以對比,差別是具有鐵白云石,未見殘余沉積相,沉積水體明顯比南側較深且迅速演進為深水—半深水沉積環(huán)境。從盆地外西部到盆地內東部,縱向上構造—巖相學對比看,(1)在該盆地之外西部寧陜縣南冷水溝—四沿溝,牛耳川組超覆在寒武—奧陶系白云巖之上,底部礫巖—砂礫巖層厚度在20m,向上變?yōu)樯百|灰?guī)r、紫灰色粉砂巖和細砂巖,顯示了向上沉積水體增深過程,進一步接受灰?guī)r—中厚層灰質白云巖沉積。底部礫巖中礫石為中等磨圓的白云巖,顯示近源但經歷了一定搬運距離的沉積作用。(2)在該盆地西側邊緣地帶石翁子(小磨嶺垂向基底隆起帶)—柞水下梁子,中泥盆統(tǒng)底部發(fā)育近源快速粗碎屑沉積,向東到大西溝以西,迅速相變?yōu)殚L石石英砂巖,并發(fā)育為半深水—深水沉積環(huán)境中形成的濁積巖系,顯示了快速垂向加積過程,這種構造—巖相學的相體結構特征揭示在柞水大西溝一帶有北東向同生斷裂存在。同生斷裂帶西側石甕子(小磨嶺垂向基底隆起)是在經過抬升剝蝕的盆地基底上部構造層基礎上,淺水粗碎屑巖相發(fā)育;向東側大西溝從粗碎屑巖相迅速演化為深水—半深水沉積環(huán)境,形成了濁積巖相,揭示該地段處于古地理具有顯著的構造斷陷作用形成了構造斷陷洼地。(3)在該盆地中部柞水車房溝—山陽桐木溝等地,牛耳川組頂部與池溝組底部,塊狀粉砂巖中同生滑塌沉積相發(fā)育,這種厚度在5～10m的同生滑塌相說明在沉積物尚未固結時,推測由于同生斷裂活動引起了滑塌作用而形成了擾動再沉積。(4)在該盆地東部商南縣太吉河,牛耳川組與下伏寒武—奧陶系深灰色碎裂狀細粒白云巖呈假整合接觸,下段為細粒石英砂巖、粉砂巖、粉砂質板巖和少量白云巖,上段以含礫白云巖、含砂灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量長石石英砂巖和粉砂質板巖,顯示沉積水體逐漸增深過程,但沉積水體總體較淺。從盆地外西部到盆地內東部,縱向上牛耳川組具有典型被動陸緣沉積體系特征,但地層厚度變化顯著,含礦巖相和準同生熱變質相具有明顯差異。(1)在研究區(qū)西側寧陜東溝—周至板房子,牛耳川組厚度2570m,牛耳川組下部為含碳絹云母綠泥石千枚巖夾綠泥石板巖,上部為鈉長石絹云母綠泥石板巖,二者之間是似層狀黃鐵礦(磁鐵礦)礦床的產出層位,形成于淺海斜坡相局部洼地中。近礦圍巖中發(fā)育鈉長石—絹云母—硅化—綠泥石化相。頂部為薄層狀砂質結晶灰?guī)r夾鈣屑絹云母綠泥石板巖。(2)在該盆地西部車房溝,牛耳川組厚度為1337.42m,主要為長石雜砂巖類,其成分及結構成熟度均較差,長英質碎屑物磨圓度差,黏土質雜基支撐,雜基(20%～25%)未見有任何交錯層理,在成分和結構上顯示正粒序層理,屬于高密度的濁流沉積。(3)在該盆地中部山陽牛耳川,牛耳川組底部為灰色蝕變泥質灰?guī)r,向上變?yōu)榛疑自瀑|灰?guī)r、鈣質絹云母板巖、砂質板巖、長石砂巖夾粉砂質板巖、灰色厚層狀砂巖與絹云母板巖和砂質板巖互層。受斷層破壞地層出露不全。發(fā)育6.9m厚的黑云母堇青石角巖。(4)在該盆地中部山陽中村大北溝,產出有菱鐵礦(褐鐵礦)層,主要為鈣質巖層。(5)在該盆地東部商南縣太吉河,牛耳川組厚度為1757m,下段為灰色細砂巖、粉砂巖、板巖夾少量白云質灰?guī)r,向上白云巖增加,并與細粒石英砂巖互層;上段灰白色含礫白云巖、含砂灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量長石石英砂巖、粉砂質板巖,具有典型被動陸緣的淺水沉積體系特征。可以看出,在中泥盆世牛耳川期,從盆地南側到盆地內部,從該盆地之外西側到盆地內部,從西到東,構造—巖相學具有較大差異,盆地南側古陸開始接受含礫粗碎屑巖相沉積,盆地西側外圍屬于河流相—濱岸相,商南一帶具有濱—淺海相。在該盆地內車房溝—牛耳川一帶近東西向,從淺水沉積迅速演化為深水—半深水濁流沉積體系,這種高密度的重力流沉積一般形成于深水陸棚斜坡環(huán)境,但在橫向和縱向上,同期異相的殘積相、含礫粗碎屑巖相和濁流相體共生分異特征揭示在近東西向和北東向上,牛耳川組是受同生斷裂帶控制的斷陷沉積相體組合,在現(xiàn)今地表牛耳川組主體分布與山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂帶北側附近,呈近東西向延展,從底部、下段到上段(從南到北),沉積水體從淺水沉積迅速演進為深水—半深水沉積,牛耳川組在空間分布上和構造—沉積相相變和相演進規(guī)律,說明其南側山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂帶在中泥盆世為控制該盆地形成的邊界同生斷裂帶。2.2池溝組巖相特征在該沉積盆內從西到東,(1)車房溝以西沙溝街,池溝組厚度1350m,底部為中薄層夾厚層石英砂巖,向上變?yōu)榧毶皫r、粉砂巖夾絹云母綠泥石板巖,以碎屑巖和黏土巖為主,缺少碳酸鹽巖。(2)車房溝池溝組厚度1673.73m,出露不全;以變細粒砂巖為主、砂巖與泥巖互層,具變余平行層理和變余水平層理,向上砂質減少,泥質增多。下部為長石石英雜砂巖、長石石英細砂巖、鐵白云石鈣屑細砂巖和方柱石絹云母板巖等,屬以砂為主、砂泥互層的復理石沉積,具有低密度濁流沉積特征。發(fā)育熱水同生交代蝕變相鐵白云石—方柱石亞相。上部為淺灰色含粉砂鐵白云石結晶灰?guī)r、灰色鐵白云石粉砂質絹云母板巖和深灰色方柱石綠泥石絹云母板巖,結晶灰?guī)r中含有海百合莖。灰質含量增加,砂質含量逐漸消失,鐵白云石含量增加,并逐漸出現(xiàn)方柱石。與車房溝以西沙溝街相比,主要區(qū)別是形成了碳酸鹽巖和鐵白云石結晶灰?guī)r,熱水同生交代蝕變相發(fā)育,主要為黑云母—方柱石—鐵白云石化亞相。(3)在山陽牛家溝—牛耳川大水晶溝,池溝組厚度在2064.70m,下段為泥沙質復理石沉積,底部為石英砂巖、粉砂巖和絹云母板巖,向上砂質粒徑變細,形成薄層狀石英粉砂巖和絹云母板巖互層。上段下部以薄層狀石英粉砂巖和絹云母板巖互層為主,向上出現(xiàn)中薄層泥灰?guī)r和砂質灰?guī)r薄層,灰質含量逐漸增加,砂質成分減少,泥質含量增加。中部薄層狀泥灰?guī)r厚度不斷增加,并出現(xiàn)灰色方柱石化結晶灰?guī)r厚達30.7m,灰色方柱石角巖層厚度達23.3m,上覆和下伏巖性層未見方柱石化—方柱石角巖,說明方柱石化角巖相具有熱水準同生交代—熱變質特征或為后期盆地層間流體疊加層。上段上部以鈣泥質板巖和砂質灰?guī)r為主,方柱石砂質灰?guī)r層增多到3～5層,單層厚2.8～20m,主體為泥質、灰質和砂質互層的復理石沉積,上段下部發(fā)育熱水準同生交代—變質角巖相(方柱石化角巖相),上部發(fā)育熱水準同生交代巖相方柱石化亞相。(4)在牛耳川以東山陽縣桐木溝鋅礦及外圍,池溝組以砂巖開始,向上逐漸過渡為薄層狀砂質灰?guī)r、灰質巖石和大理巖,厚度在1875～2447.7m。池溝組變余泥巖和泥灰?guī)r互層中,殘余紋層狀和薄層狀簡單韻律發(fā)育,同生滑塌褶曲變形發(fā)育,指示了形成與深水—半深水環(huán)境,屬陸棚相深水洼地。(5)山陽縣東南一帶,池溝組下段主要為碎屑巖夾粘土巖,厚3120.5m,中下部為灰色中厚—中薄層變長石石英砂巖、變細砂巖、黑云石英巖夾粉砂質板巖;上部為二云斜長石英變粒巖、片理化變砂巖夾少量石英片巖,在斜長石變粒巖中大中型的斜層理發(fā)育,上段為灰綠色條帶狀黑云斜長變粒巖、綠簾斜長變粒巖及綠簾斜長石英變粒巖夾變長石石英砂巖、粉砂質板巖,巖性穩(wěn)定,沉積韻律清楚,厚2726.5m。池溝組下段屬淺海陸棚斜坡相環(huán)境,上段具等深積巖的特征,在本地段是研究區(qū)池溝組厚度最大,合計5847m,屬于構造斷陷作用最強烈部位之一,是構造斷陷沉降中心和沉積中心。(6)在該盆地東部丹鳳縣竹林關和商南縣青山鎮(zhèn),池溝組厚度分別為862.1m和2538.2m,砂質增高,灰質減少,主要特征是形成了變質凝灰?guī)r和變酸性凝灰?guī)r層,可能是該盆地在洋盆關閉演化形成殘余洋盆后,逐漸衰減的殘余火山活動依然在局部活動,形成了火山灰流沉積;同期,這種火山灰流進入陸表海盆中加熱了海水,形成了層間大理巖層和角巖層,東部各類角巖發(fā)育齊全,沿同期層位形成了明顯的同期異相結構相體,也較為合理解釋了該盆地西部和中部發(fā)育的層間熱水同生交代蝕變相和熱水同生交代蝕變—熱變質角巖相。從東向西,池溝期的構造巖相學具有明顯的同期異相結構,沿走向和側向相體變化規(guī)律為:東部商南縣青山鎮(zhèn)(厚度最大為2538.2m)中酸性火山凝灰?guī)r相+角巖相+硅質大理巖相+細砂—粉砂巖→丹鳳縣竹林關(厚度862.1m)酸性火山凝灰?guī)r相+角巖相+硅質大理巖相→山陽縣東南一帶(厚度達5847m)碎屑巖+變火山巖相→山陽縣桐木溝(厚度1875～2447.7m,未見火山巖夾層)砂巖+砂質灰?guī)r+方柱石角巖+方柱石鈉長石巖相+大理巖→山陽縣牛家溝—牛耳川大水晶溝(厚度2064.70m)砂泥灰質復理石相+熱水準同生交代—變質角巖相+方柱石化角巖相→柞水縣車房溝(厚度1673.73m)砂—砂泥質復理石相+砂泥質鐵白云石灰?guī)r相+熱水同生交代蝕變相鐵白云石—方柱石亞相→柞水縣沙溝街(厚度1350m)碎屑巖相+粘土巖相(缺少碳酸鹽巖相)。以山陽縣東南一帶為界,東西兩側發(fā)生明顯的構造—巖相學相體結構分異,揭示池溝期,在沉積盆地內部北東向同生斷裂開始活躍,這些北東向同生斷裂活動造成了柞水—山陽沉積盆地內部發(fā)生構造—巖相學分異,同生構造斷陷形成了沉降中心和沉積中心,并提供了熱水噴流通道,為一級盆地內二級盆地和三級構造盆地形成提供了同生構造背景。池溝組這種同期異相結構和變化規(guī)律,說明在商南縣—丹鳳縣—山陽縣東南為萎縮火山噴發(fā)中心,以砂質沉積為主體,沉積水體較淺,但構造斷陷形成的沉降數(shù)度和深度較大,也是快速沉積補償中心之一。向西山陽縣桐木溝—柞水縣車房溝火山巖夾層少見,以熱水同生交代蝕變巖相和熱變質角巖相為主。柞水縣沙溝街池溝組沉積厚度最小,暗示屬于古水下隆起位置,不利于熱水沉積—交代巖相形成,也未見碳酸鹽巖出現(xiàn)。二級盆地開始發(fā)育同期,不但有強烈的次級北東向同生斷裂活動,而且該沉積盆地東部,由于強烈的構造斷陷切割導通了殘余洋盆深部而引起了火山噴發(fā)作用。池溝組是下梁子類卡林型金礦賦礦層位?？梢钥闯?在盆地發(fā)育期,(1)從南到北,牛耳川期殘積相(古風化殼)、含礫粗碎屑巖相、不整合面和盆地基底構造層巖石等指示了該盆地南側,在早泥盆世—中泥盆世初期曾發(fā)育遭受剝蝕的古陸,盆地內由淺水碎屑巖相迅速相變?yōu)樯钏肷钏疂岱e巖相,揭示了本盆地內曾經是古洼地和古陸相鄰。(2)從西到東,該盆地西側為小磨嶺古陸,可能構成了對于該沉積盆地分隔和封閉,柞水—寧陜屬于淺水沉積環(huán)境,接受含礫粗碎屑巖相到淺水碎屑巖相沉積,缺少碳酸鹽巖相;向東側車房溝從淺水碎屑巖相迅速演化為深水—半深水濁積巖相,揭示這兩個地段之間有同生斷裂帶發(fā)生構造斷陷作用存在。無論是古陸抬升還是構造斷陷的古地理格局,都可以說明本區(qū)具有拉分斷陷特征。(3)丹鳳縣竹林關(厚度862.1m)可能是古水下隆起位置,其兩側發(fā)育同生斷裂帶和殘余火山噴發(fā)作用,在該盆地東部具有衰減的殘余火山凝灰質噴發(fā),這些火山凝灰質進入陸表海域盆地沉積之后,不但形成了凝灰?guī)r夾層,而且加熱海水形成了層間熱水準同生交代巖相和熱變質角巖相,這種沉積盆地內部熱水作用屬于盆地流體作用,除盆地外陸源、盆地底源(熱水噴溢等)和盆地內源(碳酸鹽巖沉積)之外,也是第四類盆地內成巖成礦的物源類型,即強烈的盆地流體相互發(fā)生水巖反應后,形成的一種盆地流體作用形成的巖石類型,并改變了初始沉積的巖石,形成了一種構造巖相學類型(同構造期盆地流體交代相)。牛耳川組和池溝組發(fā)育同生滑塌相和同生斷裂、構造巖相學同期異相結構和相體、濁積巖相、淺水沉積迅速演進為深水—半深水濁積巖相、變火山巖相和熱水同生交代巖相等,指示了沉積盆地發(fā)育期屬于構造斷陷作用并有殘余火山噴發(fā)作用,火山凝灰質進入盆地后,加熱了海水并形成了層間熱鹵水發(fā)生熱水順層同生交代和熱變質角巖相;等深積巖出現(xiàn)說明斷陷深度較大。2.3設置以灰質板和紅樹巖為原料的地下水沉積相柞水—山陽沉積盆地主成盆期始于中泥盆世青石埡期初(大西溝組和青石埡組為同組異名),從西到東(圖3,4),(1)寧陜縣沙溝街,青石埡組砂質增加,泥質較少,未見灰?guī)r和菱鐵礦—磁鐵礦層,厚度僅為800～1500m。大西溝以西厚度約1000m,砂質含量較高且灰質含量較少;(2)在大西溝一帶大西溝組厚度為2105m,下段為黏土巖夾少量碳酸鹽巖和細砂巖,上段為黏土巖夾多層碳酸鹽巖和菱鐵礦巖層、重晶石巖層和硫化物巖層,這是大西溝銀多金屬—重晶石—菱鐵礦礦床的主要含礦巖相。大西溝同生斷裂部位發(fā)育與相鄰層位方向上,急劇相變?yōu)榱忤F礦鐵白云巖,向西砂質含量逐漸增高,向東進入三級構造熱水沉積成礦盆地之中,相變?yōu)楹V熱水沉積巖相(圖3,4)。菱鐵礦層主體產于泥質巖一側,銀多金屬礦主體產于泥質巖相碳酸鹽巖增多和過渡部位。在大西溝重晶石菱鐵礦礦區(qū)與銀硐子銀多金屬礦區(qū)之間,車房溝兩側發(fā)育同生斷裂活動形成的同生滑塌沉積,軟同生變形層為薄層狀菱鐵礦層,非變形層為條帶條紋狀重晶石巖,在菱鐵礦同生變形層中,薄層狀菱鐵礦呈?！癡”、“S”和“Z”字形態(tài)的層間同生流變褶皺群落,這些同生褶皺群落的褶皺軸面與本區(qū)后期主構造變形期形成的褶皺軸面不協(xié)調,顯示具不同期次和構造動力學特征。(3)在該盆地中部山陽縣黑溝—小河口(圖3,4),青石埡組厚度在2466.3m,下段底部以變粉砂巖夾粉砂質板巖為主,偶夾結晶灰?guī)r,形成以粉砂巖為主的濁積巖相,黑灰色—黑色角巖—角巖化相(方柱石化角巖)層達5～6層,向上灰質減少,方柱石化減弱。中部以粉砂質板巖與泥質板巖互層,夾變粉砂巖,形成以黏土巖為主,與粉砂質板巖組成的復理石韻律。上部為泥質板巖夾粉砂質板巖和變粉砂巖,形成以粘土巖為主與粉砂質巖石構成的復理石韻律。上段為以泥質板巖、粉砂質板巖為主,夾層為泥灰?guī)r和泥質灰和菱鐵礦巖,為黑溝菱鐵礦—多金屬礦含礦巖相,菱鐵礦巖層有4～5層,厚度在1.2～45m,透鏡狀菱鐵礦巖發(fā)育。熱水沉積巖相主要為厚層塊狀菱鐵礦巖相、硫化物巖相、條帶狀菱鐵礦巖和鐵綠泥石巖相,厚層塊狀菱鐵礦巖相為菱鐵礦礦層主體組成,條帶狀菱鐵礦巖—鐵綠泥石巖相常為菱鐵礦巖相的垂向相序和側向相變體,組成了菱鐵礦礦層的上下盤圍巖(綠灰色含菱鐵礦板巖與鐵綠泥石板巖互層),菱鐵礦巖相側向尖滅處相變?yōu)殍F白云巖相→鐵白云石泥質灰?guī)r。(4)向東到山陽縣二峪河口(圖3和4),青石埡組厚度減小為1990m,推測在二峪河口存在北東向同生斷裂(圖4)。園子街瓦子溝一帶青石埡組厚度為1726.6m,下段為粉砂巖,下段為砂質板巖夾砂巖條帶,缺少碳酸鹽巖。(5)在單上溝一帶青石埡組厚度僅有420～548m,以粉砂質板巖為主,夾砂巖和少量薄層灰?guī)r,方柱石板巖和黑云母角巖呈夾層,局部上段為灰?guī)r為主夾粉砂質板巖,該地段青石埡組厚度較薄,東西兩側可能發(fā)育同生斷裂,并構成對于三級熱水沉積盆地之間的古水下隆起分隔。(6)山陽縣桐木溝一帶(圖4),青石埡組厚度1746m,主體為含鈣絹云母板巖、斑點狀板巖、角礫狀云母板巖、絹云母綠泥石千枚巖夾大理巖,碳酸鹽巖層明顯增多。底部為黑云母方柱石角巖、角巖化粉砂巖、鈣質黑云母角巖,青石埡組下部為桐木溝鋅多金屬礦含礦層位。與大西溝菱鐵礦—銀多金屬—重晶石礦相比(大西溝組或青石埡組上段),含礦層位明顯偏下(青石埡組下段)。(7)商南縣青石埡組厚度1427.8m,為二云母石英片巖、石榴二云石英片巖夾角閃變粒巖和石墨大理巖。在山陽地區(qū)青石埡組中風暴沉積體系發(fā)育,由下到上為A侵蝕突變底面、B貝殼滯積層和粒序層段、C平行紋理層段、D砂紋交錯紋理段和E板巖段。青石埡組風暴沉積體系下部為近源風暴沉積作用,形成于淺水陸棚環(huán)境,上部以遠源風暴沉積作用為主,形成于深水陸棚環(huán)境。上泥盆統(tǒng)峒峪寺組中發(fā)育重力流沉積體系,重力流自南西向北東流動,指示了該盆地南側古陸為盆地蝕源巖區(qū),中—上泥盆世本區(qū)經歷了從淺水陸棚相→深水陸棚相→陸坡相→陸隆相→盆地平原相,總體為海進式的沉積序列,揭示了盆地發(fā)育期沉積水體增深過程,這種深水陸棚環(huán)境為大規(guī)模熱水沉積成巖成礦作用發(fā)生提供了良好沉積環(huán)境。在鎮(zhèn)安石甕子中泥盆統(tǒng)古道嶺組超覆在寒武—奧陶系石甕子組白云巖之上,下段底部為含礫粗碎屑巖相由白云質礫巖和白云質砂礫巖夾鈣質粉砂巖組成,向上變?yōu)樯靶蓟規(guī)r夾鈣質砂礫巖、白云質砂巖及鈣質粉砂巖。白云質礫巖中礫石成分復雜,礫石成分有變粒巖、花崗巖、凝灰?guī)r、閃長巖和片麻巖、寒武—奧陶系石灰?guī)r和白云巖等,主要為來自小磨嶺古陸。礫徑最大為25cm,最小1cm,平均5～6cm,向上礫徑逐漸變細,砂質含量增加。雜基為泥質、粉砂質和巖屑。砂礫巖層厚20～45m。上段灰綠色—雜色砂礫巖夾少量紫色粉砂質板巖,礫徑明顯減小,最大為5cm,最小1cm,平均2～3cm;其上被上泥盆統(tǒng)星紅鋪組雜礫巖超覆。這種構造—巖相學說明在中—晚泥盆世,小磨嶺古陸塊(垂向基底隆起)周緣曾發(fā)生了斷陷沉積或沉積水體面迅速升高。山陽色河花崗巖與泥盆系呈斷層接觸,上泥盆統(tǒng)主要由礫巖、含礫砂巖、砂巖和泥巖組成,其中礫石包括花崗巖、凝灰?guī)r、輝長巖和碳酸鹽巖,礫石呈棱角狀和次棱角狀,分選較差。雖然泥盆紀由碳酸鹽臺地到硅質碎屑濁積巖系的層序發(fā)展應受到各種因素的控制,但無疑構造作用為主導因素。在被動大陸邊緣上由翹傾塊斷作用,上泥盆統(tǒng)層序顯示一種向上變深的趨勢,揭示晚泥盆世仍發(fā)生了同生斷裂的強烈活動。3盆地收縮期的構造沉積相系與構造流的重疊巖相3.1北商業(yè)地區(qū)上泥盆世沉積期7個月在柞水以西,區(qū)域上缺少上泥盆統(tǒng)東溝組和峒峪寺組,推測因構造抬升作用而未接受沉積。從圖1和3看,(1)在研究區(qū)內車房溝一帶,下東溝組厚度為1656.3m,主體為綠泥石絹云母千枚巖和絹云母綠泥石千枚巖,夾少量結晶灰?guī)r和絹云母鐵白云巖、板巖和灰?guī)r,上部變細砂巖增加;(2)在金錢河一帶,下東溝組厚度為在665～1570m,主體以粉砂巖和含鐵細砂巖為主,夾少量板巖和透鏡狀灰?guī)r;(3)在山陽小河口一帶,下東溝組厚度1382m,下段為板巖與粉砂巖互層,上段以板巖、鈣質板巖和粉砂巖為主,夾灰?guī)r和砂巖;(4)山陽二峪河一帶,下東溝組厚度大于718.4m,下段為粉砂質板巖夾鈣泥質粉砂巖和少量泥砂質灰?guī)r,上段為泥質灰?guī)r與鈣質板巖,從下到上,細碎屑巖減少,泥質碳酸鹽質增加,形成了一個沉積水體增深的海進沉積相序列。與金錢河一帶相比,下東溝組厚度明顯變薄,碎屑巖減少而泥質碳酸鹽質增加;(5)在山陽桐木溝一帶,下東溝組厚度僅為438m,下段為綠泥石絹云母千枚巖、絹云母石英片巖夾大理巖,上段為板巖、粉砂巖夾大理巖,形成石英鈉長巖相,說明下東溝期有熱水沉積巖相發(fā)育;(6)商南—丹鳳一帶缺少晚泥盆世沉積,沿東西走向上,沉積范圍縮小到山陽—柞水一帶。盆地沉降和沉積中心遷移到柞水—山陽沉積盆地北部,推測可能因盆地南側底部深源堿性熱流體上涌,形成了盆地南側區(qū)域性抬升和構造掀斜作用,或者是晚泥盆世陸—陸斜向俯沖碰撞作用下,在該盆地北部深部俯沖消減造成了陸殼淺部拖曳下沉作用和小磨嶺—陡嶺前陸隆起發(fā)生構造翹升作用,造成了晚泥盆世沉降中心和沉積中心遷移到該盆地北部,這個趨勢在從下東溝期到峒峪寺期持續(xù)增強。晚泥盆世下東溝期以泥質巖為主,夾少量細碎屑巖和碳酸鹽巖的沉積,可見水平紋理及砂紋交錯層理,水體進一步變深。該組厚度雖然不大,但從下而上巖性逐步變細,具明顯沉積韻律,是完整的海進序列。與下伏青石埡組上部碳酸鹽巖和鐵白云石灰?guī)r相比,構造巖相學在垂向序列上發(fā)生了巨大變化,下東溝組下段復理石沉積形成的高頻泥質巖和細碎屑巖層,為下伏的青石埡組中熱水沉積巖相保持提供了良好蓋層條件;同時,也保存了下伏的青石埡組中熱水沉積成因的銀多金屬—菱鐵礦—重晶石礦層。到峒峪寺期,晚泥盆世斷陷作用趨于減弱,盆地開始萎縮,這導致了上泥盆統(tǒng)層序特征具有由淺水沉積向上水體增深為深水沉積,再由深水沉積逐漸變?yōu)闇\水沉積,即“向上變深、再由深變淺”的層序特征,伴隨上泥盆統(tǒng)沉積范圍迅速減小,與前陸盆地沉積層序具有類似特征。在山陽桐峪河一線,峒峪寺組厚度達3089.8m,下段為石英砂巖和含鈣石英砂巖為主,夾泥質粉砂巖、粉砂質絹云母板巖,中—下部夾少量灰?guī)r。上段含鈣長石石英砂巖和石英砂巖為主,夾少量粉砂質絹云母板巖和泥質粉砂巖,頂部為鈣質石英砂巖和砂質灰?guī)r。在研究區(qū)外北部,北秦嶺南緣周至黑河厚珍子—王澗河峒峪寺組厚度在2586.16m,下部礫巖平行不整合超覆在下古生界大理巖之上,下段底部以含礫凝灰質細砂巖和凝灰質礫巖開始,向上變?yōu)殚L石砂巖、石英砂巖、石英雜砂巖。上段石英細砂巖、石英粉砂巖夾絹云母板巖和絹云母綠泥石粉砂質板巖,夾少量安山質晶屑凝灰?guī)r、凝灰質板巖等,顯示了峒峪寺組接受了來自活動大陸邊緣殘余島弧上,經剝蝕再循環(huán)物質形成的含火山物質的粗碎屑巖相,它們屬于北秦嶺泥盆紀前弧盆地中沉積體系?；鹕健练e相序列為火山碎屑巖相(厚層和塊狀熔結集塊巖和粗粒凝灰?guī)r)→淺水碳酸鹽巖→陸相熔結凝灰?guī)r→淺水碳酸鹽巖→火山泥流/碎屑流沉積和近源濁積巖,沉積相序演化結構為深水濁積巖相→扇三角洲含礫粗碎屑巖相。總體上看,晚泥盆世期間,柞水—山陽沉積盆地內具有在東西向上沉積范圍迅速收縮到中北部,在南北向構造—巖相學分異作用明顯。桐峪寺組發(fā)育顆粒流和濁流沉積,顆粒流沉積由厚層狀礫巖、含礫砂巖及砂巖組成,具明顯正粒序、反粒序及反—正粒序,礫石成分以白色石英巖為主,其次為灰綠色—紫紅色隧石及少量板巖,礫徑為1.0～5cm,分選和磨圓均較好,厚層礫巖為顆粒支撐。濁流沉積由砂巖及粉巖組成,它是在顆粒流流動速度遞減的過程中逐漸演變而形成,發(fā)育完整的濁積巖序列與鮑瑪序列,由下而上分為五段,A段粒序層段為含礫砂巖和砂巖,厚度2.4cm,B段平行層理段為石英砂巖,厚度1.6cm,C段波紋交錯層理段為是粉砂巖,厚度3cm,D段上平行紋層段為泥質粉砂巖或粉砂巖,厚度2cm,E段板巖段厚2～30cm不等,具有明顯的被動大陸邊緣沉積體系特征。而在研究區(qū)以北,峒峪寺組中上部有火山巖夾層。在晚泥盆世柞水—山陽沉積盆地物質來源明顯變?yōu)槎嘣?相鄰古陸和造山帶可能也在發(fā)生明顯的構造抬升過程,這種構造—巖相學特征也是研究區(qū)具有沉積盆地—造山帶—島弧帶耦合與轉換的物質記錄,構造古地理位置成為“南側被動、北側活動”兩類大陸邊緣之間,這種晚泥盆世—石炭紀殘余海盆地形成標志著陸—陸面碰撞開始。在山陽伍竹園單上溝、胡家臺子和葛條溝等地,峒峪寺組為粉砂巖、粉砂質板巖及泥沙質灰?guī)r,屬于淺水沉積體系,在淺水熱水沉積巖相鐵白云石粉砂巖—鐵白云石灰?guī)r中,形成了菱鐵礦巖—鐵白云石巖等組成的熱水沉積巖相,菱鐵礦礦體呈似層狀和透鏡狀,疊加有后期菱鐵礦脈。3.2鈉長角礫巖帶陜西商南縣丹江鈉長巖—鈉長角礫狀巖包括塊狀細晶鈉長巖、角礫狀鈉長巖和鈉長角礫巖等,形成時代為(364.9±10.9)Ma(全巖Rb—Sr等時線),屬上泥盆統(tǒng)法門階(晚泥盆世桐峪期)。丹江鈉長巖帶成巖作用為鈉質熱流體侵入—隱爆—充填交代作用形成的三類不同構造—巖相學類型,這些構造—巖相學相體是受山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂帶控制的區(qū)域性鈉質熱流體疊加作用形成,也是整個秦嶺造山帶鈉質熱流體—熱事件重要組成部分之一。交代鈉長巖既可與侵入鈉長巖相伴產出,形成塊狀細晶鈉長巖→角礫狀鈉長巖→鈉長角礫巖→鈉化圍巖的完整分帶;交代鈉長巖也可單獨產出,形成角礫狀鈉長巖→鈉長角礫巖→鈉化圍巖,或是角礫狀鈉長巖→鈉化圍巖的分帶組合。角礫狀鈉長巖與塊狀細晶鈉長巖和鈉化圍巖間分界清楚,而角礫狀鈉長巖與鈉長角礫巖間或鈉長角礫巖與鈉化圍巖之間為漸變過渡接觸。山陽桐木溝鋅礦床主要礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀,與圍巖整合產出,礦體含大量下伏地層巖石的角礫,鈉長角礫巖帶常為礦體底盤的構造—巖相帶。在桐木溝礦區(qū),層狀、似層狀和透鏡狀鈉長角礫巖、方柱大理巖和方柱黑云角巖組成角礫巖帶,鈉長角礫巖帶總體厚60m,在近東西向斷層帶兩側、青石埡組底部與池溝組頂部之間部位產出。鈉長角礫巖中角礫混雜且棱角明顯,部分磨圓差的角礫來自下伏地層,膠結物為熱液作用形成的鐵白云石、鐵方解石和鈉長石,其次有黑云母和方柱石,少量電氣石和黃鐵礦。具有熱流體隱爆—交代—充填作用特征,丹江鈉長巖帶特征與形成時間一致,屬于晚泥盆世形成的熱流體疊加巖相,與熱水沉積形成的紋層狀石英鈉長巖有顯著差別。山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂北側,研究區(qū)內近東西向紙房溝—萬丈溝—大溝鈉長石碳酸鹽角礫巖—鐵白云石鈉長石角礫巖帶(圖2),與圍巖接觸界線清楚,表現(xiàn)為侵入接觸關系。接觸帶附近圍巖往往有震碎現(xiàn)象,形成震碎裂巖相和震碎角礫巖相。鈉長石碳酸鹽角礫巖與本區(qū)金、銅、鎳、鈷、鉛、鋅和鐵等多種礦產有密切關系,在該堿性熱流體角礫巖帶中含有氟碳鈰鑭礦、重晶石和金紅石等礦物的異常富集。在大西溝—銀硐子金銀多金屬—菱鐵礦—重晶石礦田東緣,馬耳峽一帶分布有近南北向鈉長巖脈和鈉長巖脈帶,說明在晚泥盆世也處于熱流疊加改造范圍內,這些地段是類卡林型金礦化帶分布的位置。鐵白云石鈉長角礫巖—鈉長石鐵碳酸鹽質角礫巖帶(圖2)在本區(qū)賦存于青石婭組底部。在區(qū)域上,東起丹鳳縣、向西經山陽桐木溝,到本區(qū)紙房溝—萬丈溝—大溝和馬耳峽等;研究區(qū)之外西側鎮(zhèn)安二臺子金礦和鳳太晚古生代拉分盆地中太白縣雙王和鳳縣青崖溝等地,是秦嶺造山帶中規(guī)模較大獨立的構造—巖相學填圖單元和相帶。在研究區(qū)內,鳳鎮(zhèn)鄭家溝基性—超基性雜巖體外圍和頂部,形成了似環(huán)狀的鈉長碳酸角礫巖帶,說明這些堿性熱流體角礫巖巖帶與地幔源區(qū)有深刻的內在聯(lián)系,同時,這些角礫巖帶侵位與晚泥盆世陸—陸斜向碰撞的大陸動力學過程一致,證明本研究區(qū)在沉積盆地萎縮封閉進程中,疊加了深源熱流體垂向運移和疊加成巖成礦作用。3.3晚泥盆世末—石炭紀構造反轉與沉積體系和沉積中心在石炭紀,柞水—山陽地區(qū)演化為殘余拉分盆地,石炭系沉積范圍繼續(xù)縮小,且沉積中心向北和南側遷移,在沉積盆地南側桐木溝和北部接受了有限的石炭紀沉積,同時接受來自北秦嶺和南部古陸的沉積物,指示石炭紀應為殘余海相盆地特征。石炭紀下部淺水沉積體系快速演進為深水沉積體系,繼而逐漸發(fā)展為向上變淺的沉積系列,具有前陸盆地層序特征,說明在晚泥盆世末期—石炭紀,柞水—山陽地區(qū)構造反轉作用十分顯著。在柞山石炭紀期間,海水并未退出,轉化為陸殼基礎上的殘余拉分盆地,沉積緩慢填滿,形成了沼澤煤系地層。在柞水—山陽泥盆—石炭紀拉分斷陷盆地東部,缺失上泥盆統(tǒng)和石炭系,推測由于在東部首先發(fā)生陸—陸面接觸碰撞,導致盆地東部被關閉。北秦嶺南緣前弧盆地和二郎坪弧后盆地于石炭紀關閉作用十分明顯,均演化為殘余盆地,它們關閉過程也是陸—陸面碰撞過程中,盆—山耦合與轉換的物質記錄。晚泥盆世深源堿性熱流體沿山陽—鳳鎮(zhèn)巖斷裂垂向規(guī)模性運移,侵入于泥盆系中,造成了盆地南部和中部被抬升,柞水—山陽泥盆紀沉積盆地形成“南升北降”格局。同時,在鳳鎮(zhèn)—山陽巖石圈斷裂帶南側同生構造斷陷作用控制下,鎮(zhèn)安盆地北部卻發(fā)生強烈的斷陷成盆,盆地基底呈現(xiàn)“北仰南降”,鎮(zhèn)安盆地具單側斷陷型盆地的箕狀形態(tài),從而形成了一個相對獨立的構造—沉積體系。4地質構造背景從南到北,本區(qū)具有十分明顯的區(qū)域成礦分帶(圖2),沿山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂帶南側,小磨嶺—陡嶺盆地基底垂向隆起分布有二臺子—鳳鎮(zhèn)—中村釩金(類卡林型)成礦帶帶,寒武系水溝口組黑色碳泥硅質巖系中,分布有夏家店金釩礦、甘溝金釩礦點、中村大型釩礦和千家坪釩銀等,可以看出,作為該盆地的蝕源巖區(qū)之一,小磨嶺—陡嶺垂向基底隆起中不但有利于類卡林型金礦形成,而且可以為盆地提供金礦成礦的物質來源。在該盆地南緣與山陽—鳳鎮(zhèn)巖石圈斷裂帶之間,萬丈溝—紙房溝脈狀鎳鈷金銅成礦帶與鈉長石鐵碳酸鹽質角礫巖帶密切有關。該泥盆紀一級拉分斷陷盆地中,主要含礦層位為中泥盆統(tǒng)大西溝組(青石埡組)。大西溝—銀硐子主要為金銀多金屬—菱鐵礦—重晶石礦床共伴生礦田,銀硐子為超大型銀多金屬礦,銀為超大型規(guī)模,共生銅礦達大型規(guī)模,鉛鋅礦達到中型規(guī)模,菱鐵礦和重晶石為共伴生礦種。大西溝中型菱鐵礦礦床中,共生重晶石礦,伴生銅和銀。大西溝—銀硐子多礦種共伴生礦田外圍為類卡林型金礦分布區(qū),已經發(fā)現(xiàn)了柞水縣韭菜溝、下梁子和王家溝三處類卡林型金礦床,而且類卡林型金礦仍然具有巨大找礦前景。該成礦帶東部為穆家莊銅礦、黑溝菱鐵礦—多金屬礦和桐木溝鋅多金屬礦。柞水大西溝—銀硐子—穆家莊—山陽黑溝—桐木溝金銀多金屬—菱鐵礦—重晶石成礦帶受近東西向同生斷裂帶控制(圖2),單個礦區(qū)內,礦體和礦化帶長度方向多呈北東向延伸,顯示受次級北東向同生斷裂控制。北部袁家溝—下官坊銅金銀成礦帶主要與燕山期花崗斑巖體(群)有密切關系。(1)柞水—山陽—商南一級拉分盆地。泥盆紀,秦嶺微板塊在總體伸展構造作用不斷增強下,地塹斷陷沉降和地壘式構造抬升隆起作用等同生斷裂構造作用強烈,其中,禮縣—鳳縣—鳳鎮(zhèn)—山陽同生斷裂規(guī)模全長達800km,酒莫粱—江口—鎮(zhèn)安—板巖鎮(zhèn)同生斷層全長在400km。同生斷裂的構造作用對于一級盆地的形成起著主導控制作用,并且構成了對一級伸展盆地邊界分割和限定。柞水—山陽—丹鳳—商南一級拉分盆地南界邊界同生斷裂為鳳鎮(zhèn)—山陽同生斷裂帶,受同生斷裂帶北側次級同生斷層單側階梯狀構造斷陷作用控制,該一級拉分盆地首先在南側開始發(fā)育,一方面作為同生斷裂上盤(北盤)斷陷使該盆地基底地層快速下降,造成了牛耳川組下部為淺水碎屑巖相很快演變?yōu)樯钏疂岱e巖相;同時斷裂下盤也促使了盆地基底翹升,成為相鄰盆地有效的物源區(qū)。(2)二級盆地格局與特征。在泥盆紀期間,商丹帶與鳳鎮(zhèn)—山陽巖石圈斷裂帶之間,研究區(qū)內發(fā)育一系列次級北東向水下隆起和同生斷裂帶,導致了系列二級和三級構造盆地形成和發(fā)育,構成了該沉積盆地內部的次級地塹—地壘式伸展構造格局(圖4)。丹鳳縣竹林關古水下隆起將該一級拉分盆地分隔為丹鳳—商南二級盆地和柞水—山陽二級盆地。其差別是丹鳳—商南二級盆地在中泥盆世有殘余火山噴發(fā)活動,接受火山凝灰質沉積,以中泥盆統(tǒng)厚度等厚線以5400～7000m,形成了沉降中心和沉積中心,該沉降中心位于北側商丹構造帶和南側鳳鎮(zhèn)—山陽巖石圈斷裂之間部位,受次級近東西向同生斷裂帶控制,次級同生斷裂帶具有快速構造斷陷,構造斷陷中心具有快速補充沉積特征,估算該沉降中心沉積充填速率在(443～574)m/Ma,中泥盆統(tǒng)巖石具有較強角巖化、片理化和變質程度,于晚泥盆世發(fā)生構造關閉和構造變形。柞水—山陽二級盆地中,中泥盆世沉降中心和沉積中心位于鳳鎮(zhèn)—山陽巖石圈斷裂北側緊鄰的同生斷裂帶位置,中泥盆統(tǒng)以等厚線在3000～5000m,形成了該二級盆地沉降中心和沉積中心,具有近東西向次級同生斷裂帶,單側快速構造斷陷和快速沉積補償特征,估算該沉降中心的沉積充填速率在(246～410)m/Ma。在山陽—丹鳳一帶形成了晚泥盆世北東向同生構造斷陷中心,上泥盆統(tǒng)等厚線在2000～3000m的構造斷陷和沉積中心,估算該沉降中心的沉積充填速率在(77～150)m/Ma。推測丹鳳竹林關北東向水下隆起不斷抬升于水面之上,并向西(山陽)方向發(fā)展。(3)柞水—山陽二級盆地內三級構造熱水沉積盆地。北東向水下古隆起(拉分斷臺)和兩側同生斷裂帶控制了二級拉分盆地與三級構造熱水沉積盆地(雙斷式拉分斷陷)。柞山—山陽二級沉積盆地中發(fā)育一系列北東向同生斷裂,將盆地分割為一系列北東向水下隆起和凹陷的似地塹、地壘式組合特征(圖4),其中萬丈溝—干溝北北東向同生斷裂規(guī)模較大,受次級同生斷裂的構造作用的控制,將該二級拉分盆地又分割為六個三級構造熱水沉積成礦盆地,即大西溝—銀硐子、干溝—穆家莊、金錢河—大牛槽、黑溝—小河口和單上溝—桐木溝六個斷陷型三級構造熱水沉積成礦盆地。單上溝—桐木溝和干溝—穆家莊為單斷型(半地塹式)三級構造熱水沉積成礦盆地