西天山古伦沟小型铁矿位于阿吾拉勒成矿带东段。通过对地质、物探、钻探等资料的分析,并综合前人的研究成果,发现古伦沟铁矿的矿体主要呈透镜体状、似层状赋存于志留纪灰岩捕虏体与花岗岩或花岗闪长岩接触带附近的矽卡岩中。花岗闪长岩里特曼指数δ介于1.00~1.87,ACNK=0.92~1.02,为准铝质钙碱性Ⅰ型花岗岩;∑LREE/∑HREE一般为8.99~14.71,相对富集LREE,亏损HREE,La_N/Yb_N=9.29~18.46,轻、重稀土分异较强;高场强元素(HISF)Nb、Ta、P、Ti等相对亏损,大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、K、Sr等相对富集,岩体具有火山弧花岗岩特征。在大地构造上,古伦沟铁矿主要位于伊犁-中天山微板块北缘的博罗科努早古生代陆缘弧内,其形成与早奥陶世-早石炭世北天山洋盆向伊犁-中天山微板块下的持续俯冲消减有关,俯冲碰撞过程可能为西部早东部晚的“剪刀式”碰撞闭合。