通过对侏罗系头屯河组流黄沟砂岩型铀矿床中黄铁矿的显微结构、流体包裹体和原位硫同位素分析,以及对矿化赋存砂岩的主量和微量元素研究,揭示了其成因的复杂性。基于野外地质调查和地球化学特征,得出含矿砂岩的来源为北天山和中天山地区的长英质火成岩。通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察,识别出三代黄铁矿:星点状黄铁矿、同心状交生黄铁矿和次自形至自形胶结黄铁矿。采用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)对黄铁矿的硫同位素进行了分析。结果表明,每种类型的黄铁矿具有不同的硫同位素组成(星点状黄铁矿:-16.85‰至+2.16‰,同心状交生黄铁矿:-7.86‰至+10.32‰,次自形至自形胶结黄铁矿:+9.16‰至+16.77‰)。星点状黄铁矿和次自形至自形胶结黄铁矿是通过细菌硫酸盐还原(BSR)形成的,而同心状交生黄铁矿则是通过烃类上迁触发的热化学硫酸盐还原(TSR)形成的。烃类包裹体的发现为深部还原流体参与铀矿化提供了证据。铀矿化分为两个明显阶段:(1)早期阶段,含铀流体在地下水动力作用下与矿化赋存层中的还原剂相互作用,导致铀初步富集。(2)后期阶段,深部烃类沿断层上迁,增强了砂岩的还原能力,进一步促进了铀的富集和矿化