天山地区的斑岩型铜钼矿床主要分布在北天山以及东天山,西南天山地区至今没有发现典型的斑岩型矿床,而中天山及其南北两侧世界级的大型超大型金矿集中产出,构成世人瞩目的“亚洲金腰带”。卡拉盖雷矿床位于西天山那拉提北缘断裂北侧西段,靠近中国与哈萨克斯坦边境,是一个以铜金为主的矿床,附近类似的矿床还有水磨沟铜金矿。对卡拉盖雷矿床形成过程的研究对于在中天山地区的斑岩型铜矿及造山型金矿的找矿勘查具有重要的指示意义。本文在前人研究的基础上,详细研究了卡拉盖雷铜金矿床的地质特征、围岩地层特征、S、Pb同位素物质来源以及辉钼矿Re-Os同位素成矿时代,综合以上信息探讨了矿床形成过程。得出了该区域大哈拉军山组火山岩地层属于早古生代,成矿时代为晚奥陶世的新认识,并且认为南天山洋开始俯冲的时代要在516Ma以前。具体有以下几点:（1）卡拉盖雷铜金矿位于西南天山那拉提北缘断裂北侧西段,矿体呈脉状、透镜状赋存于夏特附近大哈拉军山组火山岩地层中的凝灰岩层中,流体包裹体测温结果显示,成矿流体主要为中低温,中低盐度流体,成矿深度较浅。（2）卡拉盖雷矿床中主要矿石硫化物δ³⁴S_V-CDT（‰）的值为3.7～6.6,说明硫具有壳幔混合来源特征,与大洋板块俯冲引起的岛弧混合岩浆关系密切。矿石硫化物中铅同位素²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.01～39.214,均值38.51;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.602～15.723,均值15.64;²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.984～20.416,均值18.69,显示成矿物质铅的来源主要为造山带壳幔混合成因,以壳源物质为主。辉钼矿中Re含量显示成矿物质以壳源为主,有一定的地幔物质混合。辉钼矿Re-Os等时线年龄为449.9±7.6Ma,代表矿床形成年龄为晚奥陶世（O₃）。（3）成矿初始岩浆流体主要来自板块俯冲脱水。晚奥陶世（O₃）,南天山洋壳已向那拉提岛弧带之下俯冲,且处于俯冲的早期。赋矿的大哈拉军山组火山及火山碎屑岩其形成年代要早于450Ma。夏特及矿区附近的这套大哈拉军山组地层属于早古生代。（4）晚奥陶世南天山洋洋壳俯冲到伊利板片之下早期,由于大洋板块的脱水作用,同时俯冲板块干扰了地幔对流,从而导致了地幔物质上涌,上地壳发生部分熔融,混合了成矿流体的岩浆混合熔体沿断裂交汇部位上升侵位到先前形成的火山岩中,在浅部隐爆成矿。（5）卡拉盖雷铜金矿的成矿物质主要来自上地壳,有一定地幔物质参与,是一个与火山—次火山热液作用密切相关的次火山热液型矿床。西天山地区大规模的火山活动主要发生在石炭纪,但是矿区所在区域的岩浆活动时间和成矿作用时间发生在奥陶纪末期之前,说明该区域在奥陶纪之前具有一定的找矿潜力。