红柳沟北钒矿床地处中亚造山带南缘,矿体主要赋存在下寒武统双鹰山组黑色岩系中,为甘肃北山地区典型的钒矿床之一。本文对双鹰山组黑色岩系和钒矿石开展了岩石地球化学分析,探讨了双鹰山组黑色岩系的沉积构造背景、沉积环境、沉积物质来源,分析了钒矿成因。研究认为双鹰山组黑色岩系SiO₂与Zr呈明显正相关关系、低n(Si)/n(Si+Al+Fe)值和高n(Al)/n(Al+Fe+Mn)值指示成岩物质主要来自陆源碎屑,较高Ba/Sr值和Eu正异常显示成岩过程中受到热水作用影响。低MnO/TiO₂值与La_N/Ce_N-Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)、Fe₂O₃/TiO₂-Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)和Fe₂O₃/(100-SiO₂)-Al₂O₃/(100-SiO₂)指示黑色岩系形成于大陆边缘附近。SiO₂-Al₂O₃与lg(Fe/Ti)-Al/(Al+Fe+Mn)指示黑色岩系为海相沉积。高V/(V+Ni)、Ni/Co、V/Cr值和δCe负异常反映当时沉积环境为缺氧还原环境。综合研究认为,红柳沟北钒矿床是受到热水作用影响的沉积变质型钒矿床。