贺兰山北段牛头沟金矿床为华北克拉通西北缘新发现的金矿床,包括构造破碎带蚀变岩型和石英脉型两种矿化类型,后者可进一步细分为低缓石英脉型和陡窄石英脉型2个亚类。矿区所有矿体均赋存在古元古界贺兰山群变质杂岩和混合花岗岩内,受主干断裂F1及其上盘次级断裂体系控制。综合本文及前人研究成果表明,破碎带蚀变岩型石英流体包裹体以纯液相水溶液包裹体为主,而低缓石英脉型和陡窄石英脉型石英流体包裹体则以气液两相水溶液包裹体为主,不同矿化类型成矿流体均为中低温(160210℃)、中低盐度(6%12%NaCleq)的H2O-NaCl流体。对矿区内3种矿化类型石英流体包裹体和硫化物分别开展的H-O和S-Pb同位素研究显示:破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型流体包裹体δDH2O组成相近,分别为-75.2‰-89.3‰和-87.0‰-93.8‰,而低缓石英脉型流体包裹体则具有较高的δDH2O值(-45.7‰-67.7‰);流体包裹体δ18OH2O值则由破碎带蚀变岩型(3.7‰4.4‰)→低缓石英脉型(1.9‰3.3‰)→陡窄石英脉型(0.5‰0.9‰)依次降低。破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型δ34S组成均为正值,分别为1.3‰6.9‰和2.2‰5.8‰,而低缓石英脉型则具有较低的δ34S值(-5.1‰-2.6‰)。低缓石英脉型金矿具有明显不同的δDH2O和δ34S组成,可能与含矿断裂性质及其距离导矿构造F1断裂较远等因素所共同导致的成矿流体氧逸度升高有关。3种矿化类型对应的矿石均表现出明显富集Th放射成因Pb的特点,206Pb/204Pb(16.46717.994)和207Pb/204Pb(15.38215.582)组成相对均一,而208Pb/204Pb变化较大(37.41342.345)。总体上,石英流体包裹体H-O同位素组成表明成矿流体均为岩浆水和大气降水形成的混合流体,其大气降水比例自破碎带蚀变岩型→低缓石英脉型→陡窄石英脉型依次升高;矿石S-Pb同位素指示成矿物质为深部岩浆和具有高Th/U比的基底围岩双重来源。结合区域构造–岩浆演化,笔者将牛头沟金矿床成矿过程概括为晚古生代裂陷盆地形成阶段、中晚侏罗世区域挤压推覆阶段和晚侏罗世至早白垩世岩浆热液活动阶段等3个阶段。