沙金沟金矿床地处华北地台北缘东段与兴蒙造山带东段接壤处,夹皮沟—海沟成矿带的东南部,是延边和龙地区发现较早但勘查与理论研究程度较低的一个中型金矿床。本文在收集分析区域和矿区资料基础上,通过野外地质调研、室内测试及综合研究,查明沙金沟金矿的成矿地质条件、矿床地质特征、成矿物理化学条件和成岩成矿时代,并结合相邻区域代表性金矿床的综合对比研究,明确矿床成因及成矿构造背景。除第四系外和零星分布的白垩纪大砬子组地层外,沙金沟矿区及外围主要发育印支期花岗岩和燕山期闪长岩。金矿体主要赋存于燕山期闪长岩体内部,呈脉状和带状受NW向三水坪-崇善断裂带控制明显,可分为石英脉型和蚀变岩型两种类型。矿石中金属矿物以自然金、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿为主,其中自然金呈它形粒状与黄铁矿等金属硫化物共生。金属矿物主要呈自形—半自形晶粒状结构、它形晶粒状结构、交代结构(交代残余结构、浸蚀交代结构)、压碎结构、填隙结构等。矿石主要呈脉状、浸染状、细脉状和斑杂状构造。围岩蚀变发育,包括钾化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和碳酸盐化,其中硅化与金矿化关系密切。根据沙金沟金矿床中不同脉体之间的穿切关系、矿石的结构和构造、矿物共生组合及交生关系以及围岩蚀变等特征,可将沙金沟金矿床热液成矿期划分为四个成矿阶段,即:石英—钾长石阶段、石英—黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段和碳酸盐阶段,其中,多金属硫化物阶段为金的主要成矿阶段。沙金沟金矿床石英矿物颗粒中流体包裹体岩相学、显微测温及成分分析结果表明,与成矿有关的流体包裹体主要有三种类型:富相液(L型)、富气相(V型)和含CO2三相包裹体(C型)。其中,成矿早阶段(石英-钾长石阶段)以富相液和富气相包裹体为主,主成矿阶段(多金属硫化物阶段)多种包裹体共存,成矿晚阶段(碳酸盐阶段)只发育富相液包裹体。从成矿早阶段到成矿晚阶段,包裹体的均一温度、盐度、成矿压力有逐渐降低的趋势,总体属于中-高温、中低盐度、低密度、中等压力的H2O-NaCl-CO2±CH4体系,并且在成矿早阶段和主成矿阶段流体存在流体沸腾现象,流体沸腾作用很可能是沙金沟金矿床中金富集成矿的主要机制。研究对比表明,沙金沟金矿床与华北地台北缘东段的海沟金矿、夹皮沟金矿等矿床成因类似,属于与侵入体有关的中-高温热液脉型金矿。同位素年代学研究表明,与成矿(含矿)的闪长岩体锆石U-Pb同位素年龄为171.7±0.9Ma,与金矿化共生的黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为168Ma,表明成岩成矿发生于中侏罗世(燕山早期)。岩石的主量元素、微量元素及稀土元素地球化学研究表明,沙金沟矿区闪长岩属偏铝质富钠亚碱性系列;岩石LREE相对富集,轻重稀土分馏明显,且具有正Eu异常;大离子亲石元素相对富集,高场强元素呈明显亏损。结合微量元素比值及构造环境判别图解分析,本文认为沙金沟闪长岩及其中的金矿化源于受俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融,形成于太平洋板块俯冲的地球动力学环境。