镇安-旬阳盆地是南秦岭造山带内一处晚古生代断陷盆地,盆地中赋存有大量中低温热液型金、汞、锑矿床。这些矿床在空间上呈带状分布,盆地北部发育Au-Sb-Hg矿化,产出有金龙山、夏家店、二台子等金矿床和西坡岭、丁家山、石家山等汞锑矿床,盆地中部发育Hg-Sb-Au矿化,产出有公馆、青铜沟、落架、砂铜沟等汞锑矿床以及惠家沟和小河等金矿床。盆地内Hg、Sb元素既可以形成独立矿床,又能作为伴生元素出现在金矿床的成矿晚阶段,金、汞、锑矿化在时间和空间上具有明显共生和分异的特征。然而这些金、汞、锑矿床的成矿关系研究相对滞后、成因存在争议,成矿物质来源和成矿流体演化研究薄弱;此外,区域构造变形对成矿的控制作用和成矿动力学背景不明,致使对盆地内金、汞、锑成矿规律的认识比较模糊,制约了盆地内金、汞、锑找矿勘探和成矿潜力评价。本文从秦岭重大造山事件与金、汞、锑成矿的耦合关系入手,选择了南秦岭镇安-旬阳盆地内的金龙山超大型金矿床、公馆和青铜沟超大型汞锑矿床作为研究对象,通过详细的野外地质调查、构造解析、岩（矿）相鉴定、流体包裹体研究、C-H-O同位素测试、岩（矿）石微量元素分析、硫化物LA-MC-ICP-MS原位S-Pb同位素示踪、黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素分析等一系列研究手段,旨在对镇安-旬阳盆地内构造-流体-成矿耦合作用进行系统深入研究,查明典型矿床构造变形特征和演化序列、构造控矿作用、矿化地质特征、成矿物质来源、成矿流体来源和演化、矿石沉淀机制和矿床成因,阐明南秦岭造山带复合造山作用过程中金、汞、锑元素的富集成矿机制,建立南秦岭镇安-旬阳盆地金、汞、锑成矿模式。本文取得的主要成果和认识如下:在镇安-旬阳盆地内厘定了三期主要的构造变形:D1期为南秦岭印支期碰撞造山阶段形成的EW-NWW向褶皱构造;D2期为南秦岭印支晚期-燕山早期碰撞造山后伸展阶段形成的EW-NWW向差异化剪切构造,表现为盆地北部以垂向剪切为主的韧-脆性剪切构造变形(D2JLS)和盆地中部以右行走滑为主的脆-韧性剪切构造变形(D2Hg-Sb);D3期为南秦岭燕山中晚期陆内造山阶段形成的多组逆冲和走滑断裂。其中D1与D2期构造变形属于成矿前构造,D3期构造变形与金、汞、锑成矿作用密切相关,可细分为成矿期和成矿后构造变形。金龙山金矿床成矿期构造(D3JLS)有NE-NNE向右行斜向逆冲断裂、NW向逆冲断裂和EW-NWW向左行张扭性断裂,形成于NWW-SEE向挤压应力场,矿体主要赋存于NE-NNE向断裂中;成矿后构造(D4JLS)有NE-NNE向左行走滑断裂和NWW向右行走滑断裂。汞锑矿床成矿期构造(D3Hg-Sb)是成矿前(D2Hg-Sb)NWW向和次级SN、NE、NW向剪切构造的再次活化,在公馆矿床表现为NWW-NW向右行斜向逆冲断裂和SN向张扭性断裂,在青铜沟矿床主要形成NE向张扭性断裂,总体形成于近S-N向挤压应力场,矿体主要赋存于SN向和NE向张扭性断裂中;成矿后构造变形(D4Hg-Sb)以NWW向高角度断裂和劈理为主。金龙山金矿床中金属矿物以黄铁矿、毒砂和辉锑矿为主,黄铁矿可进一步划分为沉积-成岩期黄铁矿（Py1、Py2）、热液期黄铁矿(Py3a、Py3b)和成矿后黄铁矿（Py4）。Py1和Py2富集Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Mn元素;Py3a和Py3b富集As、Sb、Au、Cu、Ag、Pb、Bi、Hg、Tl元素,是主要的载金矿物;Py4中元素含量普遍较低,相对富集Pb、Cu、Ni元素;非金属矿物有石英、绢云母和方解石,发育去碳酸盐化、面状硅化、绢云母化、黄铁矿化和成矿晚阶段的碳酸盐化。公馆和青铜沟汞锑矿床存在多阶段形成的辰砂和辉锑矿,可以划分为4个成矿阶段:石英-辉锑矿阶段（Ⅰ）,主要形成自形粒状石英（Qtz1）和辉锑矿（Snt1）,含少量辰砂（Cin1）,是锑的主要矿化阶段;多脉石矿物矿化阶段（Ⅱ）,形成石英（Qtz2）、白云石（Dol2）、重晶石（Brt）和方解石（Cal1）等脉石矿物及黄铁矿（Py2）、辰砂（Cin2）和辉锑矿（Snt2）等金属矿物,是汞的主要矿化阶段;方解石-辰砂阶段（Ⅲ）,形成细粒方解石（Cal2）和微细粒-隐晶质辰砂（Cin3）;含铁方解石化阶段（Ⅳ）,形成大量粗粒方解石和含铁方解石。金龙山金矿床的成矿流体为中低温（210℃～270℃）、低盐度(6.0 wt.%～8.4 wt.%NaCleqv)、低密度（0.852 g/cm3～0.903 g/cm3）流体,属于NaCl-H2O体系;成矿流体的H-O同位素接近变质水范围,是以变质水为主的混合流体。公馆和青铜沟汞锑矿床的成矿流体为中低温（180℃～230℃）、低盐度(0.5 wt.%～5.8 wt.%NaCleqv)、低密度（0.841 g/cm3～0.925 g/cm3）流体,属于NaCl-H2O体系;Ⅰ矿化阶段成矿流体的H-O同位素介于变质水和建造水变化范围之间,是以建造水为主的混合流体;Ⅱ矿化阶段成矿流体的H-O同位素变化范围较大,具有向大气降水线飘移的趋势,存在深循环大气降水的加入。金龙山金矿床沉积-成岩期黄铁矿Py1的δ34S值介于-43‰～63.8‰,来源于生物还原海水硫酸盐作用（BSR）,Py2的δ34S值介于0.76‰～69.6‰,来源于热化学还原海水硫酸盐作用（TSR）。成矿阶段硫化物（Py3、Apy和Snt）的δ34S值集中分布于11.3‰～13.8‰,明显不同于赋矿围岩中的黄铁矿（Py1、Py2）的硫同位素组成,且高于典型的岩浆硫,高度均一化的δ34S指示成矿流体中的硫可能来源于下伏沉积地层的变质脱流体作用;铅同位素组成与下伏沉积地层一致,而不同于前寒武系变质结晶基底和中生代花岗岩。因此,金龙山金矿床的成矿物质主要来源于下伏沉积地层。公馆和青铜沟汞锑矿床Ⅰ矿化阶段硫化物（Snt1、Cin1）的δ34S值介于8.9‰～18.3‰,Cin1的δ34S值略高于共生的Snt1,流体中硫同位素达到了平衡,且高于典型的岩浆硫;铅同位素与赋矿地层白云岩一致,结合流体H-O同位素组成,Ⅰ阶段成矿流体中均一的硫可能来源于盆地建造水中溶解态硫酸盐的热化学还原作用,而成矿物质来源于含H2S的盆地建造水对地层白云岩的萃取。Ⅱ矿化阶段白云石（Dol2）的微量和稀土元素来源于地层白云岩,但重晶石（Brt）的稀土元素特征和Y/Ho值表明该阶段存在不同来源微量元素的加入;硫化物（Snt2、Cin2）与重晶石（Brt）共生,硫同位素在两者间产生了明显分馏,硫化物δ34S值介于4.1‰～16.6‰,重晶石δ34S值介于24.8‰～34.8‰,计算的成矿流体总硫为24.9‰,可能来源于富重硫的寒武系;硫化物（Snt2、Cin2、Py2）的207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值比Ⅰ矿化阶段硫化物具有更大的变化范围、呈线状分布,整体位于早古生代沉积地层范围内,高于前寒武系结晶基底和中生代花岗岩;白云石（Dol2）的Nd同位素(εNd（98 Ma）=-16.6～-15.8)指示成矿物质主要来源于下伏的沉积地层。因此,Ⅱ矿化阶段存在下伏早古生代沉积地层中成矿物质的加入。金龙山金矿床中含矿流体与地层碳酸盐岩间存在广泛的水岩反应,形成浸染状和细脉浸染状矿石结构;蚀变强度和成矿元素含量存在以NE向含矿断裂为中心向地层围岩递减的变化趋势;成矿阶段硫化物的δ34S值在成矿作用过程中逐渐升高,说明水岩反应是金沉淀的主要原因,随着流体中H2S的不断消耗和流体温度的降低,流体中Sb逐渐达到饱和发生沉淀。公馆和青铜沟汞锑矿床中发育不同阶段的脉状和角砾状构造,成矿流体的压力存在周期性变化;Ⅰ矿化阶段石英（Qtz1）中的沸腾包裹体群和H-O同位素变化规律表明该阶段存在流体沸腾,随气相迁移的Hg0在浅部围岩中形成网脉状石英-辰砂（Cin1）矿化,H2S气体的逃逸导致液相流体中锑硫络合物失衡形成石英-辉锑矿（Snt1）矿化;Ⅱ阶段流体的H-O同位素和硫、铅同位素指示存在深循环大气降水和下伏早古生代成矿物质的加入,白云石（Dol2）的弱正Eu异常和重晶石的形成表明流体由还原环境向氧化环境的转变,因此偏还原性的建造水与高氧逸度深循环大气降水的混合导致成矿流体氧化还原条件的改变,并促使了流体中Hg、Sb元素的进一步沉淀。金龙山金矿床和公馆、青铜沟汞锑矿床是南秦岭燕山中晚期陆内造山阶段不同构造环境中的产物,形成于不同的成矿体系。金龙山金矿床成矿作用发生于南秦岭燕山中晚期陆内造山阶段的局部伸展构造环境;在D2JLS期EW-NWW向韧-脆性剪切变形中,下伏沉积地层发生了变质脱流体作用,形成具有均一硫同位素组成的初始含金变质流体储库;D3JLS期构造应力的转换使EW-NWW向剪切构造转变为左行张扭性构造,引起深部变质流体沿EW-NWW断裂上升并运移至浅部NE向脆性断裂系统中,与围岩发生广泛的水岩反应,导致Au的沉淀富集;为南秦岭中与变质流体有关的卡林型金矿床。公馆和青铜沟汞锑矿床成矿作用发生于南秦岭燕山中晚期陆内造山阶段的逆冲推覆构造环境;挤压造山过程驱动了盆地深部建造水沿下泥盆统中硅钙面和滑脱面向浅部迁移,流体运移过程中溶解态的硫酸盐发生热化学还原作用产生H2S,并萃取了地层中成矿元素;持续的逆冲推覆在公馆和青铜沟矿床分别形成D3Hg-Sb期垂直于挤压方向的SN向和NE向次级张扭性和张性断裂,产生局部的减压增温体制,引起含矿流体的上升和沸腾并导致Ⅰ阶段汞锑矿化;SN向和NE向次级横张断裂的持续拉张引起流经寒武系深循环大气降水的加入,流体混合与氧化还原条件的改变导致Ⅱ阶段汞锑矿化;属于受断裂构造控制的中低温热液改造型汞锑矿床。矿床成矿地质条件、成矿流体和成矿物质来源及矿石沉淀机制的差异导致镇安-旬阳盆地北部形成以金龙山金矿床为主的金矿化,而盆地中部形成以公馆和青铜沟汞锑矿床为主的汞锑矿化。