马庄山金矿位于东天山东段,矿区出露有大量的石英斑岩,总体上呈北东走向,沿矿区中部断裂侵入。石英斑岩呈灰白色,具斑状结构,斑晶主要为石英,少量正长石和斜长石,基质为长英质和少量暗色矿物。石英斑岩的Na2O+K2O含量为3. 55%~9. 67%,Al2O3含量(10. 37%~14. 28%),K2O/Na2O比值为2. 57~66. 5,显示富碱高钾、过铝质特征;稀土含量中等(65×10-6~161×10-6),轻重稀土分异中等([La/Yb]N=6. 15~12. 5),相对富集轻稀土元素、具弱的负Eu异常。微量元素总体富集Rb、K、Th、U和Pb,亏损Sr、Ba、P、Nb和Ti等元素,与活动大陆边缘弧火成岩的微量元素特征一致。马庄山石英斑岩的SiO2与P2O5呈现负相关关系,Y、Th与Rb均呈现正相关的关系,说明研究区的次火山岩属于I型花岗岩类。对马庄山石英斑岩内岩浆锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得一致曲线年龄为315. 4±0. 6Ma(MSWD=0. 67),加权平均年龄为316. 0±2. 0Ma(MSWD=0. 23),将矿区内以石英斑岩为主的次火山岩侵位时间限定在314~318Ma。石英斑岩具有较高的(87Sr/86Sr)i值(0. 7077~0. 7102),较低的εNd(t)值(-1. 62~1. 82),Nd的二阶段模式年龄(tDM2)为0. 9~1. 2Ga,εHf(t)值为-3. 2~0. 4,tDM2在1. 28~1. 51Ga之间,暗示岩石来自于下地壳物质重熔,可能有部分地幔物质加入。综合石英斑岩的地质、地球化学和年代学特征,认为东天山东段,在晚石炭世,马庄山地区处于与俯冲相关的活动陆缘弧环境。