烂木沟金矿床位于秦岭造山带南秦岭构造亚带碌曲—旬阳印支褶皱带中段,属秦岭板块南秦岭逆冲推覆系构造岩片。前人对烂木沟地区以西成矿带金矿地质特征、控矿因素、矿床成因的研究较多,观点各异,但对烂木沟地区的研究较少,缺乏系统分析。本文综合分析了区域成矿背景,对烂木沟金矿床进行了详细解剖。通过对矿区地质调查、薄片显微观察、矿床地球化学及同位素年代学等方面的研究,查明了矿体分布特征、矿区控矿构造、可能的成矿物质来源、流体来源及成矿时代,分析了矿床成因及成矿作用过程。通过野外地质调查发现,矿区出露一套下志留系第二岩性段的浅海相碎屑岩建造。区内发育近EW向、NW向和近SN向三组断裂,次级断裂构造较发育,多沿地层层理展布。烂木沟金矿总体受黑虎庙脆韧性剪切带控制,矿化蚀变带控制着矿体和矿化体的空间展布,金矿体主要赋存在蚀变石英黑云母片岩带中,为顺层产出。S同位素结果显示,硫化物硫源来自海水沉积的硫酸盐;Pb同位素和REE元素示踪结果表明,成矿物质主要来自沉积地层。Pb同位素显示的铅源具有壳、幔混合特征,且地层铅与矿石铅的同位素组成基本一致,表明铅源还是以地层铅为主。氢、氧同位素结果显示,成矿流体除了来源于建造水之外,不排除有深源流体的加入。Re-Os同位素稀释法测年得出烂木沟金矿石黄铁矿的模式年龄为(202±20)Ma,与区域上印支-燕上期大规模成矿时代相吻合,说明烂木沟金矿床成矿时代为晚三叠世。研究结果认为烂木沟金矿床是在志留系裂谷环境下形成含金背景较高的陆源碎屑沉积岩基础上,经区域变形、变质和多期韧-脆性剪切构造作用改造,就位于逆冲推覆剪切带而成矿,属产于韧性剪切带中的沉积浅变质微细粒浸染型金矿。