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小燕子沟金矿床位于陕、甘、川邻接区,扬子板块北缘龙门山-大巴山成矿带,是秦岭造山带、松潘-甘孜褶皱系和扬子板块的交汇部位。地层为上元古界碧口群,是一套双峰式海相沉积-火山岩建造,普遍遭受了绿片岩相变质和强韧性变形作用。区域构造总体为一北东东的玉泉坝向斜构造,北东东-北东向韧性剪切带构造是主要构造形式。金矿床赋存在碧口群第二亚群二岩组三岩段(Pt3bk22-3),岩性主要为绿泥石片岩、绢云母绿泥石石英片岩、中基性凝灰熔岩和少量磁铁石英岩。矿化类型包括蚀变糜棱岩型和磁铁石英岩型,矿化受韧性剪切带控制,矿体呈透镜状、扁豆状产出。金属矿物主要包括自然金、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿和少量黄铜矿、毒砂等;非金属矿物包括石英、绿泥石、绢云母、绿帘石和方解石等。