龙头沟矿床是南秦岭柞水-山阳矿集区内新发现的中型金矿床。本文以矿床中的黄铁矿及黄铜矿为研究对象,在详细的室内、外研究的基础上,采用LA-ICPMS和LA-MC-ICPMS测试方法对成矿期不同阶段的硫化物进行微量元素及硫同位素成分研究。结果表明,黄铁矿Co含量为(0.33~183.93)×10^-6,Co/Ni比值介于0.035~1.9之间,且Co/Ni比值多小于1,表明黄铁矿可能形成于中低温环境,多具有沉积成因和沉积改造成因微量元素特征,黄铁矿中Au的富集可能与中低温多期岩浆热液活动有关。第Ⅰ阶段硫化物的δ³⁴S值变化范围为0.1‰~3.74‰,均值为1.71‰,显示出幔源硫特征;而第Ⅱ阶段的δ³⁴S=-13.99‰~13.35‰,均值为2.17‰,介于0±3‰之间,显示该阶段可能是幔源与赋矿围岩发生水岩反应;第Ⅲ阶段δ³⁴S=7.44‰~14.72‰,低于围岩(δ³⁴S=18.14‰~20.54‰),显示该阶段可能有地层硫参与,是上升的成矿流体与赋矿围岩发生水岩反应,硫同位素特征指示硫可能由幔源和赋矿围岩混合而成。