西天山阿吾拉勒成矿带是我国最重要的海相火山岩型铁矿聚集区之一。近年来，在该成矿带东段相继发现了查岗诺尔、智博、敦德、备战和雾岭五个大-中型铁矿床，已探明的铁矿石总储量超过12亿吨，高品位矿石（铁含量＞50wt.％）达30％。这些铁矿床的铁矿体均赋存于石炭系大哈拉军山组海相火山岩之中，铁矿的形成与石炭纪岩浆活动密切相关。本文以西天山阿吾拉勒成矿带东段的这五个铁矿中的富铁基性岩石、矿石矿物和脉石矿物展开研究，旨在揭示该矿集区具体成矿机制。对雾岭角闪辉长岩的岩石学、地球化学和年代学进行系统的研究，以揭示矿集区铁矿的形成时代和成矿地球动力学背景;对查岗诺尔、敦德和备战铁矿中不同产状的石榴石进行了U-Pb年代学研究，进一步限定矿集区铁矿床的形成时代。对查岗诺尔富铁玄武岩和主要含铁矿物（磁铁矿、石榴石、黄铁矿和黄铜矿）铁同位素组成和不同产状磁铁矿的微量元素组成进行了研究，确定了矿集区铁矿床的矿化类型并约束成矿物质的来源。对敦德铁矿的矽卡岩矿物和不同产状的方解石进行系统的矿物化学、稀土元素和C-O-Sr同位素组成，和流体包裹体岩相学和微观测温学结果进行研究，指示成矿流体特征、来源和迁移路径。通过这些研究工作，在以下几个方面取得了新认识:　　(1)岩相学研究显示，雾岭角闪辉长岩具嵌晶结构，矿物结晶过程可以分为两个阶段:早期结晶阶段形成的矿物主要为无水矿物，包括橄榄石、单斜辉石、斜长石、磁铁矿和钛铁矿，而晚期结晶阶段则形成了相当数量的角闪石，表明晚期演化的安山质岩浆具有富水的特征;雾岭角闪辉长岩的锆石U-Pb年龄表明其侵位于晚石炭世(313±3Ma);其元素和同位素地球化学特征显示，雾岭角闪辉长岩为拉斑玄武岩系列，具有低的全岩87Sr/86Sr同位素组成和正的εNd(t)值及锆石εHf(t)值，明显富集大离子亲石元素(LILE)且亏损高场强元素(HFSE)，表明它形成于俯冲岛弧环境，并且地幔源区被俯冲板片释放的流体所交代;较平的稀土元素配分模式和亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成还暗示该类岩石的母岩浆来自于一个浅层不均一地幔，且源区有MORB类似的组分的混入，表明它可能形成于新生弧后裂谷环境。　　(2)铁同位素研究显示，查岗诺尔富铁玄武岩具有较低δ56Fe组成和较大的δ56Fe变化范围，较低的δ56Fe组成反映了源区具有铁锰结核和菱铁矿等低δ56Fe组分的加入，而较大的δ56Fe变化范围则暗示其经历了后期矽卡岩化蚀变作用的改造;矿集区典型矿床磁铁矿、石榴子石和硫化物（黄铁矿和黄铜矿）的铁同位组成特征研究显示，不同矿物间δ56Fe组成的差异受控于矿物本身Fe3+/∑Fe比值和平衡成矿流体的δ56Fe组成;铁同位素平衡分馏模拟计算结果显示，矿区分布的富铁玄武岩极有可能为查岗诺尔铁矿的形成提供了成矿物质。考虑到矿集区广泛出露富铁基性岩浆岩，本文认为晚石炭世富铁基性岩浆活动为矿集区铁矿床的形成提供了充裕的成矿物质。原位微量元素分析结果显示，矿集区典型矿床铁矿石与矽卡岩的磁铁矿具有相似的微量元素组成，均表现为矽卡岩型磁铁矿的特征，暗示铁的富集成矿与矽卡岩化过程相关;富铁玄武岩中磁铁矿组成和岩浆型磁铁矿组成有一定差异，主要表现为明显富集Ca、Si等流体活动性元素，暗示它受到后期流体交代的影响。　　(3)稀土元素研究结果表明，敦德矿床矽卡岩与铁矿石中方解石均具有高的LREE/HREE比值(44～172)和一致的Y/Ho比值(26.7～32.1)，暗示两者为同成因方解石;前者明显的铕正异常(δEu:1.23～1.63)表明其是矽卡岩化的产物，而后者的铕负异常至弱的正异常(δEu:0.65～1.04)主要受控于该类方解石具有高的Sr含量。流体包裹体岩相学和测温学结果表明，敦德矿床形成过程存在着高盐度流体(＞35wt.％NaCl equiv.)、中盐度流体（10wt.％～35wt.％NaCl equiv.）和低盐度流体(＜10wt.％NaCl equiv.)三种成矿流体，高盐度流体和低盐度流体分别对应于岩浆流体和加热海水，中等盐度流体则是水岩反应的产物。Sr同位素组成和质量平衡计算结果还显示，敦德矿床矿区的玄武质/安山质火山岩和灰岩对铁矿的形成均有贡献。　　(4)采用LA-MC-ICPMS U-Pb定年技术对矿集区内典型矿床（查岗诺尔、敦德和备战）中不同产状的石榴石展开了年代学研究。研究发现，矿集区的石榴石U-Pb年龄可以分为330～326Ma，318～312Ma和～296Ma三期，其中第一期石榴石的形成与岛弧的中酸性岩浆活动有关，该期构造-岩浆热事件没有诱发区域性的铁矿化;第二期石榴石的形成与晚石炭世伸展环境的富铁基性岩浆活动有关，这期构造-岩浆热事件导致了区域性的铁矿化;第三期石榴石的形成则与碰撞后板内钾长花岗质岩浆活动有关，该期岩浆活动可能导致矿区铁质发生活化并进一步富集。研究还发现，石榴石是一个有效地质计时矿物，它可以准确地记录区域构造-岩浆热事件发生的时序。