新疆东天山造山带地处中亚造山带南缘,具有良好的铜成矿潜力与找矿前景,以大南湖-头苏泉岛弧带中段的土屋和延东大型铜矿为代表,受到众多地质学者的长期关注。然而,研究区东段新发现的玉海铜钼矿床尚缺乏深入系统的研究,相关的岩浆活动和成矿作用认识不足。因此,本文选取玉海铜钼矿床为研究对象,通过详实的野外工作和室内分析,对矿区各期岩浆岩体开展了年代学、岩石地球化学、Lu-Hf同位素、Sr-Nd-Pb同位素以及矿物电子探针成分分析。玉海铜钼矿主要呈浸染状或脉状分布于钾化和绢英岩化蚀变带,主要赋存于石英闪长岩和花岗闪长岩中,少量产于正长花岗岩侵入体中。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学数据表明,玉海酸性花岗岩(正长花岗岩)侵位于石炭纪(318³20 Ma),形成时间晚于矿区志留纪(442⁴30 Ma)的中性闪长岩(石英闪长岩和花岗闪长岩)。岩石地球化学结果表明,玉海中-酸性岩浆岩具较高的Y、Yb含量和较低的Sr/Y比值,属于正常弧岩浆岩,与该构造带中段大型斑岩铜矿区(如土屋-延东)俯冲板片来源的埃达克质岩体的地球化学属性明显不同。玉海酸性花岗岩具较高的SiO₂(≥74.90%)和K₂O(≥3.48%)含量,较低的Mg^#和相容元素含量(如Cr=0.65³.37 ppm;Ni=0.63¹.02 ppm),且明显亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti)。结合同位素特征,如较低的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(≤0.7033)、正的ε_Nd(t)(4.0⁵.9)和ε_Hf(t)(≥11)值、年轻的T^C_DM年龄,和不均一的Pb比值(18.549¹9.465),指示正长花岗岩的母岩浆为新生下地壳物质的部分熔融,并混有部分古老的地壳组分。相比之下,玉海中性闪长岩较低的SiO₂和K₂O含量、较高的Mg^#(40⁵6)和不均一的ε_Hf(t)值,指示其起源于板片流体或熔体交代的亚大陆岩石圈地幔物质的熔融作用。根据玉海岩浆岩的锆石微量和斜长石主量成分,进一步估算其氧逸度和含水量大小,认为志留纪中性闪长岩的母岩浆为中度氧逸度(Eu_N/Eu_N*>0.6)且富含水(⁹ wt.%),有利于斑岩铜矿化,而石炭纪正长花岗岩的母岩浆为弱等氧逸度(Eu_N/Eu_N*=0.3⁰.6),但也富水(⁶ wt.%)。结合对比区域岩浆活动和相关斑岩铜成矿作用,提出玉海铜钼区古生代岩浆作用及铜成矿作用形成于岛弧构造环境,岩浆性质及其源区组分很可能是控制大南湖-头苏泉岛弧带中、东段斑岩铜矿分布和规模的关键因素。