华北克拉通北缘经历了自太古宙至新生代复杂的构造—岩浆事件,形成了我国北方一条重要的Au、Mo、Cu、Pb、Zn多金属成矿带。柴胡栏子金矿位于赤峰市以西60千米,是华北北缘成矿带的重要组成部分。近年来,柴胡栏子金矿找矿勘查取得了重要的突破,已探明金资源量达20吨以上,达大型规模,但对矿区岩浆活动特征、矿床成因类型和成矿物质来源仍存在争议。本文以柴胡栏子金矿床为研究对象,针对岩浆活动与金成矿作用这一关键科学问题,在详细的野外地质调研的基础上,综合运用矿物学、岩石学、矿床学、矿床地球化学、成岩成矿年代学等方法和手段,对矿区岩浆活动世代、多期岩浆活动与金成矿之间的关系、成矿物质来源和成矿系统演化等进行了研究。研究结果表明,矿区及周边地区主要赋矿围岩并非前人认为的太古宇沉积变质岩或变质火山岩,而是由片理化的太古宙花岗闪长岩—闪长岩(2.57-2.59 Ga)、钾长花岗岩(2.50 Ga)等深成侵入岩和侵位其中的古元古代碳酸岩(1.85 Ga)和超镁铁质岩组成。太古宙花岗闪长质—闪长质片麻岩的岩石地球化学特征与钠质TTG相似,花岗片麻岩具有钾质深成岩的特征,二者分别代表了华北克拉通陆壳生长和再造事件。区内的碳酸岩和超镁质岩均为典型的幔源岩浆岩,二者的形成可能与古元古代哥伦比亚超大陆裂解事件有关。矿区前寒武纪岩石单元Au含量分析结果显示,太古宙片麻岩中Au含量均较低,而古元古代超镁铁质岩普遍具有高的Au含量(最高可达0.19 ppm),远高于地壳平均值。此外,超镁铁质岩中还含有高的Co、Ni含量。对超镁铁质岩中原生硫化物(黄铜矿、镍黄铁矿和磁黄铁矿)的LA-ICP-MS微量元素分析结果表明,金主要赋存于超镁铁质岩的硫化物矿物中。矿区矿石中硫化物的硫同位素均显示了幔源硫同位素特征,与古元古代超镁质岩中硫化物的S同位素组成相近。另外,矿石中除Au外还具有相对较高的Co、Ni含量,表明古元古代的幔源岩浆事件可能为显生宙金成矿奠定了物质基础。这一认识对探讨华北克拉通北缘金矿床成矿物质来源具有启示意义。除前寒武纪岩浆活动外,矿区及周边地区还发育有晚古生代、中生代和新生代岩浆活动岩,根据矿区的蚀变、矿化特征及矿化与区内侵入岩、火山岩之间的穿切的关系,本文提出矿区发育两期金矿化。早期金矿化表现为石英脉—蚀变岩型,是矿区的主要矿化类型,与矿化相关的蚀变主要为硅化、阳起石化、绢云母化,矿石矿物为自然金。与早期矿化相关的蚀变云母Ar-Ar年代学结果(263.67±0.99 Ma)显示其为晚古生代成矿事件产物,成矿时代与细粒花岗岩(264.5±1.3 Ma)的侵位年龄一致,蚀变的空间分布也显示了与细粒花岗岩的成因联系。细粒花岗岩的地球化学特征及其中锆石Hf同位素组成表明,岩浆形成于古亚洲洋闭合—伸展转换的构造背景,岩浆作用起源于古老克拉通基底重熔。流体包裹体研究表明,早期金矿化有关的成矿流体为中—高温、中盐度流体,流体主要为岩浆水。成矿流体中富含CO2和CH4,流体演化过程中的水岩相互作用可能是造成早期金矿化事件中金沉淀的主要原因。晚期金矿化主要表现为含金的石英—碳酸盐—粘土矿物脉,可见晚期矿化和相关的热液蚀变切穿早期金矿化及中生代火山岩,表明其可能为中生代成矿事件的产物。晚期金矿化的矿石矿物组成和矿石组构特征显示了低硫型浅成低温热液型矿化的特征,主要矿石矿物为金银的碲化物,明显不同于早期金矿化。流体包裹体结果表明,晚期金矿化有关的成矿流体为低温、低盐度流体,流体中挥发分除水外,还含有少量CO2。晚期含金碳酸盐脉中常见刀片状方解石,且共生的石英中发育沸腾流体包裹体组合,表明流体演化过程中发生了沸腾作用,可能是造成金沉淀的原因之一。方解石C同位素结果显示出幔源C同位素特征,因此晚期金矿化可能与中生代幔源岩浆事件有关,形成于克拉通破坏背景下。