宁夏中卫海原西华山铜金矿是近10年新发现并圈定的铜金矿区，大地构造单元属于六盘山—南西华山推覆体的北东前缘，宁南弧形推覆构造的顶弧内侧，早期属于北祁连古生代造山带岛弧海沟系走廊南山早古生代岛弧东端，西部与甘肃黄家洼山和白银厂铜矿田相连，向东被六盘山盆地覆盖（冯益民等，1992，1996；杜泽忠，2014）。该地区经过多轮系统性勘查工作，目前已发现多处金属矿床（点）及物化探异常区，包括马场金矿、柳沟金矿、山岔台铜金矿、簸箕掌铜矿和泉儿沟金矿等，其中马场金矿是该地区发现的规模最大的金矿床（王崇礼等，1996；李广武等，2011；杨克成等，2022）。

前人对西华山铜金矿区内金矿床地质特征、成矿地质条件和控矿条件等进行了若干研究，并取得一定的成果（李厚民等，1996，1998；王崇礼等，1996；李红宇等，2009；邹武建等，2012a，2012b；石天池等，2020；杨克成等，2022），但研究区整体研究程度偏低，特别是矿床成因方面的研究较少。李厚民等（1996）通过微量元素、S同位素、O同位素及矿物流体包裹体研究，提出了地层、构造及岩浆活动三者联合控矿的成因认识，宁夏多家地勘单位一直沿用该认识（宁夏地矿局矿调所，1990；宁夏回族自治区地质调查院，2017），并未开展进一步研究。然而，对矿床成因认识不足直接影响到研究区找矿突破和下一步工作方向。

为了查明西华山铜金矿区成矿作用过程和矿床成因，在前人研究和野外地质调查的基础上，对西华山矿区内马场和柳沟2个主要金矿床进行了矿石石英流体包裹体和H-O-S同位素地球化学研究，结合矿床地质特征，探讨了成矿流体及成矿物质来源，为深化矿床成因认识提供了新的理论依据。

研究区大地构造位置处于柴达木—华北板块（Ⅰ级），祁连早古生代造山带（Ⅱ级），北祁连中元古代—早古生代海沟系（Ⅲ级），景泰—海原弧后盆地（Ⅳ级），西华山—六盘山冲断带（Ⅴ级）。研究区构造单元属北祁连沟—弧盆地（岛弧海沟系）走廊南山早古生代岛弧区（Ⅱ-2）东端（图1），是宁南弧形推覆构造带内组成部分。该推覆构造带由白银—西吉推覆体，黄家洼山—南华山、西华山—六盘山推覆体（矿区单元），香山—三关口推覆体，中卫—同心推覆体，以及牛首山—大罗山推覆体5个推覆体构造单元组成（冯益民等，1992，1996；李广武等，2011；杜泽忠，2014；宁夏回族自治区地质调查院，2017），各单元间由不同断裂分割（图1）。研究区位于黄家洼山—南华山、西华山—六盘山推覆体北缘，南华山、西华山—六盘山深大断裂附近，地貌上呈断块山和断陷盆地相间排列，并夹持在2条深大断裂之间，呈串珠状分布。

研究区地层属华北地层大区，秦祁昆地层区、祁连—北秦岭地层分区，海原—西吉地层小区（宁夏回族自治区地质调查院，2017），主要分布有中元古界长城系和蓟县系变质岩，零星分布有上震旦统、上志留统、中泥盆统和上石炭统，还有出露少量的下白垩统、新近系、古近系和第四系。该区断裂和褶皱均较为发育，西华山—南华山南北两侧断裂带及其多期断裂活动，控制了本区地质构造格局及演化。除南北2条NW向主导断裂带之外，还发育有NE向断裂，一般宽数米至近百米，多见有断层泥、片理化带、揉皱和拖拽等。已发现的含矿石英脉、煌斑岩脉及蚀变带多数与NE向断裂和NW向次级断裂有关。近SN向断裂少见，表现为逆冲—平移断层性质；在马场和柳沟金矿见有近EW向断裂，属于逆断层，野外调研分析其为成矿后断裂（图2），对矿体有一定的破坏作用（邹武建等，2011）。

研究区岩浆活动按时代可划分为两大期次，按岩性可划分为两大岩类，包括：早期为元古宙海相中—基性火山岩，岩石经历了区域中—浅变质作用之后，大部分变质为绿泥阳起钠长片岩；晚期为加里东末期中酸性侵入岩及其派生的各类脉岩（王崇礼等，1996）。根据岩体出露的空间位置及代表性岩性，将研究区中酸性岩体群划分为南、北2个岩带：南岩带代表性岩性为花岗闪长岩，出露岩体为崛吴山岩体和石洼里岩体；北岩带代表性岩性为二长花岗岩，出露为菜园岩体、油房院、乱堆子和曹洼岩体。在南岩带崛吴山、石洼里岩体和北岩带菜园、乱堆子岩体中获得了K-Ar年龄（表1），大体相当于志留纪（王崇礼等，1996）。

马场矿区位于宁夏海原县西华山南麓的东端。在黑泉—马场金矿区内，出露地层主要为元古宇蓟县系海原群园河组和西华山组。矿化带整体呈NWW向展布，东段向北偏转呈近EW向展布，总体呈弧形斜贯全区，表现出西部收敛、东部撒开的帚状排列形式。根据矿化分布特征，大致划分出近EW向矿化带3条，自北向南编号依次为Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号金矿化带（图3）。矿区内共发现规模大小不等的金矿（化）体13个。Ⅰ号金矿化带分布在马场沟以西，小大黄沟以北部位，矿化带长度为900 m，宽度为5~10 m，矿化带主要受F₂断裂控制，金品位为0.05×10^-6~5.85×10^-6，Au2矿体赋存于该矿化带内。Ⅱ号金矿化带分布在Ⅰ号金矿化带南西方向约100 m处，西起黑泉沟东坡，东止马王庙以东300 m处，矿化带长度为3 400 m，宽度为5~20 m，受F₁断裂控制，金品位为0.02×10^-6~62.93×10^-6不等，已圈定Au1、Au3和Au4共3个金矿体（图4）以及多个金矿化体，是区内找矿潜力最大的矿化带。Ⅲ号金矿化带分布在马王庙以南300 m、马场沟以东处，矿化带长度为480 m，宽度为1~2 m。受F₁₆断裂控制，金品位最高达39.13×10^-6，但由于矿化体规模太小，只能圈定多个矿化体。矿体主要呈扁豆体状、脉状和透镜状，局部为囊状或尖灭再现或分支复合，或者彼此斜列，矿（化）体长度通常在数十米至数百米之间，大多数矿化体厚度为0.2~0.5 m，个别地段达到0.7~1.3 m。矿体与围岩片理间呈斜切关系，倾角为65°~80°（南安宁等，2011）。

矿石结构主要有自形—半自形粒状、填隙、胶状、共结、环带、包含和假象等，矿石构造主要有碎裂、浸染状、蜂窝状、细脉状和土状。矿石中金属矿物有自然金、自然银、银金矿、褐铁矿、辉银矿、蓝铜矿、黄铁矿和闪锌矿等，矿石矿物组合主要为自然金—铁硫化物（氧化物）—石英组合。该矿区主要有3种矿石类型，分别是蚀变煌斑岩型、石英脉型和破碎蚀变岩型（图5），以前2种为主。

矿区内常见有煌斑岩脉，为加里东晚期岩浆活动期后产物，与矿化关系密切，许多矿化体即由碎裂蚀变的煌斑岩构成，是该矿区内最常见的矿石类型之一（王崇礼等，1996；李厚民等，1996，1998）［图5（a）~5（c）］。岩石呈块状全自形晶粒状和斑状结构，斑晶主要由黑云母和斜长石组成，基质由黑云母、斜长石、石英和磷灰石等组成［图6（a）、6（b）］。矿石具有假象、填隙、包含和交代残余结构，构造主要有碎裂状、角砾状、细脉—浸染状、粉末状和块状。矿石蚀变类型主要为褐铁矿化和硅化，偶见黄铜矿化、方铅矿化、孔雀石化、碳酸盐化、闪锌矿化、高岭土化和绿泥石化等。

矿区石英脉主要形成于加里东晚期岩浆活动期后，可划分为早、晚2期，早期热液石英脉中金含量低于晚期热液石英脉（王崇礼等，1996；李厚民等，1996，1998）。在圈定的4个金矿体（编号为Au1、Au2、Au3和Au4）中均可观察到石英脉型金矿石，也是主要矿石类型之一。矿石具有交代残余、压碎和胶状结构，构造主要有碎裂状、块状、浸染状、蜂窝状和网脉状［图5（d）~5（f）］，蚀变类型主要有褐铁矿化，并伴有孔雀石化，以及少量黄铜矿化、闪锌矿化和方铅矿化等。矿化石英脉多分布在煌斑岩脉两侧，少数穿插在煌斑岩脉之中。

在Au9矿体地表可见破碎蚀变岩型金矿石。矿石具有填隙、包含和交代残余结构，构造主要有片状、碎裂状、细脉浸染状和土状，蚀变类型主要有硅化、高岭土化、黄钾铁钒化、碳酸盐化和绢云母化。

柳沟矿区位于西华山北麓中部，矿区出露地层主要为中元古界长城系海原群西华山岩组（Pt21x）及第四系上更新统马兰组（Qp³m）和全新统冲积层（Qh^2f）。本区岩浆岩发育，主要形成于加里东末期，呈岩脉状产出，包括煌斑岩、花岗闪长岩、斜长岩和钠长岩等。煌斑岩脉金含量较高。

区内广泛分布有石英方解石脉和石英脉。石英脉大致可划分为2期：早期石英脉沿片理分布，形态不规则；晚期石英脉常与煌斑岩脉伴生，多呈斜切或横切围岩片理，其与金矿化紧密相关。区内共发现8个金矿（化）体（图7），矿（化）体规模沿走向长度为40~140 m，平均厚度为1.0 m，矿石金含量变化较大，金品位最高达47.95×10^-6，最低仅为0.05×10^-6，平均金品位为1.21×10^-6。8个矿化体成矿控制因素基本相同，成矿地质特征相似。围岩蚀变主要有黄铁矿化、褐铁矿化、硅化和绢云母化，其次为铁碳酸盐化、绿泥石化和方解石化等。各种蚀变均有不同程度的金矿化现象，尤以褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、绢云母化和绿泥石化最为明显。各种蚀变相互叠加或伴生部位是成矿最有利地段。

金属矿物主要有自然金、黄铁矿、银金矿和褐铁矿，还有少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、孔雀石、毒砂和磁黄铁矿；脉石矿物主要有石英，其次为钠长石、绿帘石、绢云母、黑云母、绿泥石、石榴子石和磷灰石等。矿石具有碎裂结构，构造以浸染状和网脉—浸染状为主。矿石矿物组合为黄（褐）铁矿—毒砂—绢云母—自然金—石英组合。该矿区矿石类型包括石英脉型、煌斑岩型和碎裂蚀变岩型3种（图5）。

（1）石英脉型

主要在断裂带内发育，具有浸染状和浸染—脉状构造［图5（g）~5（i）］。石英脉可划分为早、晚2期，其中晚期热液石英脉中金含量较高（王崇礼等，1996；李厚民等，1996，1998）。由于后期的应力作用，石英和黄铁矿具有不同程度的破碎［图5（j）、图6（c）、6（d）］，形成了碎斑状和碎裂状结构。金属矿物主要有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、铜蓝、褐铁矿、辉铜矿、斑铜矿、闪锌矿和自然金，非金属矿物有石英、白云母、绢云母和方解石等。

（2）煌斑岩型

主要为单脉，少量为复脉［图5（k）］，与NE向、近EW向石英脉密切伴生。普遍发育绢云母化和碳酸盐化。碳酸盐矿物呈网脉状交代岩石，主要交代黑云母或沿裂隙充填，碳酸盐化煌斑岩直接构成金矿带或矿化体，碳酸盐化蚀变越强，金品位越高，最高金品位可达26.43×10^-6。此外，煌斑岩具有较强的褐铁矿化。

（3）碎裂蚀变岩型

主要为破碎蚀变的白云母石英片岩［（图5（l）、图6（e）、6（f）］，分布在主断裂带及其附近约0.3 m内，具有揉皱片状构造；碳酸盐化为主要蚀变类型，有时还伴有微弱的硅化、绿泥石化、绢云母化和钠长石化。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、毒砂、斑铜矿、铜蓝和自然金；氧化矿物有褐铁矿和孔雀石；非金属矿物有石英、钠长石、金红石、方解石、电气石、白云母或绢云母、绿泥石、绿帘石、白云石、自然硫、磷灰石和石墨等。

本次对柳沟和马场2个金矿床主成矿期石英流体包裹体和硫化物S同位素地球化学特征进行了研究。其中，流体包裹体样品采自西华山地区柳沟和马场2个石英脉型金矿区的含矿石英脉（共4件），伴有不同程度的孔雀石化；H、O同位素样品编号与流体包裹体样品编号相同（BGT05-BGT08）。S同位素测试采集样品4件，马场矿区含矿石英脉样品2件（ST04~ST05），柳沟矿区含矿石英脉样品1件（ST06），破碎蚀变岩样品1件（HTKC02），详细采样信息见表2。

流体包裹体显微测温试验在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成，使用的仪器和具体分析流程见康明等（2017）。根据Bodnar（1993）的方程，通过冰点温度（T_m）来计算流体的盐度（W）（W=1.78T_m+0.0442T_m²+0.000557T_m³）。黄铁矿S同位素和石英H、O同位素测试分析试验均在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，使用的仪器和具体分析流程参见文献（朱玉娣，2011）。

流体包裹体的岩相学分析是合理解释包裹体成果的基础（谢玉华等，2021）。在显微镜下通过观察各矿区含矿石英流体包裹体室温下的相态和成分，将流体包裹体大致划分为以下3类：

（1）水溶液包裹体：纯液相包裹体的形态一般呈圆形—椭圆形，以群状和线状分布［图8（a）、8（b）］。长轴长度在2~8 μm之间，气液比一般为5％~20%，气泡为椭圆形—圆形，有时也会表现为纯水溶液包裹体。

（2）纯CO₂包裹体：为纯气相（VCO2）的CO₂包裹体，形状为三角形和椭圆形等，颜色较深，边缘呈黑色［图8（c）、8（d）］，长轴长度在3~7 μm之间，气液比较高，一般为60%~80%，常与CO₂-H₂O型包裹体同时存在。

（3）CO₂-H₂O包裹体：本矿区样品中多发育该类包裹体，主要呈椭圆形、四边形和不规则状零星或成群分布［图8（e）、8（f）］，长轴长度在5~15 μm之间，CO₂相体积分数一般为40%~75%。根据CO₂的相态，将这些包裹体划分为2类：第一类为VCO2+LH2O，该类包裹体较为常见，在室温下表现为两相，在温度降低至-100 ℃的过程中，有时CO₂会出现液相。第二类为LCO2+VCO2+LH2O，在室温下表现为三相，且可以观察到典型的“双眼皮”形态。本矿区样品多见第一类。

西华山地区金矿床石英中流体包裹体测温结果见表3。由于样品中多数包裹体太小，显微镜下不易观察，仅测得少量均一温度。

马场矿区石英包裹体均一温度为140.1~382.6 ℃，主要集中在250~260 ℃之间［图9（a）］，冰点温度为-7.1~-1.5 ℃，对应的盐度（NaCl_eq）为2.57%~10.72%，主要集中在6%~7%之间［图9（b）］；柳沟矿区石英包裹体均一温度为203.2~353.9 ℃，主要集中在270~280 ℃之间［图9（a）］，冰点温度为-8.2~-3.2 ℃，对应的盐度（NaCl_eq）为5.28%~12.08%，主要集中在7%~8%之间［图9（b）］。

区内宁夏卫宁北山金场子金矿石英包裹体均一温度为171~396 ℃，主要集中在190~270 ℃之间。包裹体的盐度（NaCl_eq）变化范围为1.30%~5.30%（海连富等，2021，2023）。

本次对西华山地区的马场和柳沟金矿区进行石英的H-O同位素分析，结果列于表4。根据O同位素分馏方程（Clayton et al.，1972）可以计算出成矿流体中的δ¹⁸O_fluid同位素组成，计算公式如下：

式中：1 000lnα_Qtz为δ¹⁸O_V-SMOW的值；T为流体包裹体均一温度的平均值（K氏温度）。

马场矿区成矿期石英δD值为-86.5‰~-87.2‰，平均值为-86.9‰；δ¹⁸O值为15.4‰~16.7‰，平均值为16.1‰。根据石英流体包裹体显微测温结果，并结合式（1），选取流体包裹体完全均一温度平均值为256.2 ℃，计算出δ18OH2O-SMOW值为7.4‰~8.7‰，平均值为8.1‰。

柳沟矿区成矿期石英δD值为-90.2‰~-91.6‰，平均值为-90.9‰，δ¹⁸O值为15.7‰~17.0‰，平均值为16.4‰。根据石英流体包裹体显微测温结果，并结合式（1），选取包裹体完全均一温度平均值为275.4 ℃，计算出δ18OH2O-SMOW值为8.7‰~10.0‰，平均值为9.35‰。

区内宁夏卫宁北山金场子金矿石英δD为-48‰~-83‰，δ¹⁸O值为17.9‰~22.0‰，δ18OH2O-SMOW值为8.39‰~12.60‰（海连富等，2021，2023）。

马场和柳沟金矿区石英脉中黄铁矿的δ³⁴S值变化范围为-1.0‰~2.5‰，整体上分布范围较窄（表5）。王崇礼等（1996）对马场和柳沟矿区煌斑岩中黄铁矿样品进行了S同位素测定，得出矿区煌斑岩中黄铁矿δ³⁴S值为0.7‰~2.3‰。

区内宁夏卫宁北山金场子金矿稠密浸染状黄铁矿δ³⁴S值为6.9‰~10.8‰；含金石英细脉中黄铁矿δ³⁴S值为6.1‰~9.0‰，δ³⁴S变化范围总体较大（艾宁等，2011；艾宁，2014）。

海连富等（2021）通过对区内宁夏卫宁北山地区金场子金矿床进行显微测温试验，发现成矿流体属于中低温、低盐度、低密度的CO₂-H₂O-NaCl 体系，且含有少量的氮气。C、H、O和Pb同位素结果显示该区域金矿化成矿流体主要来源于变质水，金成矿流体主要来源可能为奥陶—石炭系陆源碎屑岩和碳酸盐岩的变质脱水作用所形成的流体。王崇礼等（1996）通过对西华山金矿区矿物流体包裹体进行爆裂法测温试验，发现成矿流体以H₂O、CO₂和N₂为主，成矿温度在278~385 ℃之间，以中温为主。本研究通过对西华山铜金矿区流体包裹体进行显微测温试验，发现流体包裹体均一温度主要集中在250~280 ℃之间，属于中低温流体。盐度变化主要集中在4%~10%之间，总体属中低盐度流体。通过与前人在该区域的研究成果进行对比，发现成矿流体均具有中低温、中低盐度的特征。H-O同位素投图大多数样品投点表现出与岩浆水的亲缘性，且离大气降水线较远，表明西华山矿区石英脉中成矿流体可能大部分来自岩浆水（图10）。

O同位素组成表明：本区石英脉中石英的O同位素均反映了地壳高O¹⁸的特点，说明各期次石英脉均为围岩地层硅质活化的产物，与其相关的成矿物质可能一部分来自围岩地层。

黑泉—马场地区金矿化与黄铁矿矿化石英脉、煌斑岩脉密切相关。对S同位素组成的研究有助于判断成矿物质来源。自然界中δ³⁴S的变化范围在-65‰~120‰之间，现阶段研究表明地球上S元素的主要来源有：（1）地幔硫与陨石硫，除炭质球粒陨石以外，大部分超基性岩、基性岩和陨石硫的δ³⁴S变化范围约为0‰±1‰。（2）地壳硫，δ³⁴S的变化范围随岩石酸度的增加而变宽，各类地壳岩石S同位素变化范围如下：①花岗岩类δ³⁴S变化范围为-13.4‰~26.7‰；②变质岩δ³⁴S变化范围为-20‰~20‰；③沉积岩δ³⁴S变化范围大，常为较大的正负值；（3）海水硫，现代海洋硫酸盐的δ³⁴S相当稳定，为20.0‰±0.5‰；（4）生物成因硫，煤和石油中δ³⁴S多为负值，且变化范围大（张亦驰等，2023）。前人报道区内金场子金矿石中的黄铁矿和黄钾铁矾δ³⁴S平均值与地层中δ³⁴S平均值较为接近（-12.3‰~+3.0‰），认为硫为壳源，推测成矿物质可能主要来源于地层（海连富等，2021；海连富，2023）。李厚民等（1998）对马场和柳沟含矿煌斑岩进行测试，得出：马场黄铁矿δ³⁴S值为2.27‰，柳沟黄铁矿δ³⁴S值为0.70‰和1.68‰，接近陨石硫，具有幔源特征，含矿煌斑岩也是一种深源—幔源岩。本次研究采集样品为柳沟和马场矿区含矿石英脉。马场矿区黄铁矿S同位素组成为2.5‰，接近幔源硫；柳沟矿区黄铁矿S同位素组成为-1.0‰~-0.5‰，接近幔源硫（图11）。西华山金矿δ³⁴S值相对较集中，说明该阶段成矿流体中的硫可能具有单一来源。相较北邻区金场子金矿，西华山金矿S同位素值整体偏小，受岩浆影响较大，与前人研究结果一致。

根据李厚民等（1998）获得的电子探针数据，变质岩中沉积型黄铁矿中金含量较低，而石英脉和煌斑岩脉中热液型黄铁矿中金含量较高，说明载金矿物主要为石英脉和煌斑岩脉中的热液型黄铁矿，而不含金或含少量金的硫化物中硫则来自地层，含大量金的硫化物中硫可能受到深部岩浆硫的叠加作用影响，产生金富集。

综上所述，西华山矿区马场和柳沟金矿成矿物质大部分来自岩浆，少部分来自围岩地层。金矿化与岩浆活动关系密切，岩浆活动不仅为围岩地层中成矿物质的活化、迁移和富集提供了动力和热液来源，而且还提供了大部分矿质。

南西华山地区位于青藏高原东北外缘北祁连构造带的东段，总体形成了NW-SE向延伸的弧形推覆构造带。在加里东晚期白银—西吉盆地一带的板块俯冲阶段，南华山—西华山地区作为仰冲板片的有利成矿部位，其中发育了大型韧性剪切带。剪切带的宽度为0.5~1.5 km，长度达数十千米，并发育有大量的糜棱岩类和多种韧性剪切变形构造。此外，在韧性剪切作用的影响下，沿构造带发育有石英脉、花岗闪长岩体和煌斑岩脉。根据SHRIMP U-Pb法测定，这些岩体形成于加里东期，主体在奥陶纪（王崇礼等，1996）。区域上该时期主要发育金铜矿，邬介人等（2000）研究认为，北祁连山地区金矿床类型主要为剪切带型，尽管它们形成于不同大地构造环境下的火山—沉积岩系，但其控矿构造特征相似，均受到北祁连山造山作用形成的韧性剪切带和脆韧性剪切带的影响（林畅松等，2002）。

在西华山金矿区域内，中元古代早期（长城纪）是一个优质的地槽区，沉积了一套海原群火山岩—碎屑岩—碳酸盐岩建造，金丰度值较高，为金矿化提供了一定的物质基础。从中元古代晚期至晚元古代早期也受到SN向挤压作用的影响，形成了大型韧性推覆剪切带，使海原群经历变形和变质作用，发育有大量的拉伸线理、顺层滑动断层、剪切面理、顺层石英脉和糜棱岩系，其中复式剪切带中的强应变带使矿化发生富集（李红宇等，2009）。在加里东晚期强烈的岩浆活动中，由于崛吴山岩体（425.8 Ma）岩浆活动的动力和热力作用，使西华山地区云母钠长石英片岩中的硅质及成矿物质强烈活化，集中在破碎裂隙中，形成早期热液石英脉。同时，在岩浆分异演化的晚期，成矿物质从岩浆中分异出来并集中在煌斑岩脉中。此后，随着温度、压力的下降，以及矿化蚀变和构造活动的持续发育，沿早期热液石英脉、区域变质石英脉、石英钠长岩脉、煌斑岩脉的碎裂裂隙及围岩破碎带发育有晚期热液石英脉、绢云母化和黄铁矿化等蚀变。这些成矿元素经过多期次、不同来源的富集，形成不同的金矿化类型，取决于其沉积环境（围岩环境和物理化学环境）。

然而，碎裂蚀变岩型和沿破碎带充填的晚期石英脉型（黄铁矿化）主要构成了区域内的矿体。因此，王崇礼等（1996）研究认为加里东晚期矿化是本区矿化的主要时期。通过对研究区内含矿钠长岩进行U-Pb测年，得出其形成年龄为（141.73±1.57）Ma（杨兴科等，2023），与区内金场子金矿年龄进行对比，发现矿区成矿过程非常复杂，存在多期成矿作用的特点。由于缺乏准确的年代数据，关于矿区的成矿时代仍需开展进一步研究。

（1）通过对马场和柳沟2个矿区石英流体包裹体进行测温分析，得出该地区金矿床成矿流体属于中低温、中低盐度流体。矿化流体以H₂O、CO₂和N₂为主，石英H-O同位素组成反映西华山马场和柳沟金矿区石英脉中成矿流体可能大部分来自岩浆水。

（2）根据S同位素特征，发现与金矿化相关的硫化物δ³⁴S值分布在-1.0‰~2.5‰范围内，靠近零值的δ³⁴S值表明该矿区的深部可能存在岩浆热源。根据O同位素组分分析结果，形成石英脉的SiO₂主要来自白色片岩类围岩地层。综上所述，马场和柳沟金矿的成矿物质主要来自岩浆，少部分来自地层。

（3）在加里东晚期强烈的岩浆活动过程中，由于崛吴山岩体岩浆活动的动力和热力作用，使其北东部约6 km处的西华山地区白云母钠长石英片岩等白色片岩类的硅质和成矿物质强烈活化，并集中在破裂裂隙中，形成了早期热液石英脉。与此同时，在岩浆分异演化的晚期，成矿物质从岩浆中析出，形成了煌斑岩脉和石英钠长石脉等矿化体。随后，溶液温度下降至金的沉淀温度时，富含矿物质的热液沿着断裂构造有利部位沉淀和富集，形成了蚀变碎裂石英脉型和蚀变碎裂蚀变岩型等金矿床。