牛毛泉矿床是东天山地区典型的钒钛磁铁矿矿床之一,赋存于牛毛泉层状辉长岩中,其岩石类型主要包含橄榄辉长岩、斜长岩、辉长岩和角闪辉长岩,其中辉长岩和角闪辉长岩为主要的赋矿岩相。单斜辉石是牛毛泉各相辉长岩的主要造岩矿物,其成分对限定岩浆的构造环境、成分特征和分异演化行为有着重要作用。本文对牛毛泉岩体各相辉长岩进行了系统的电子探针成分分析,结果表明所有单斜辉石主要为透辉石和普通辉石,随着单斜辉石Mg#逐渐降低,成分逐渐由透辉石向普通辉石过渡。牛毛泉各相辉长岩单斜辉石的成分特征表明其母岩浆为亚碱性,具有拉斑玄武岩系列的演化特征,可能形成于后碰撞伸展环境。分离结晶作用不仅使残余岩浆中成矿元素和挥发分含量增高,也使得岩浆氧逸度升高,是牛毛泉钒钛磁铁矿矿床形成的关键机制。