西天山位于中亚造山带的西南缘,经历了古亚洲洋分支洋盆南天山洋的构造演化,在南天山形成了一系列泥盆纪海相沉积型锰矿。本文在矿床地质特征野外调查的基础上,运用矿相学和岩相学观察、电子探针分析、主量和微量元素地球化学测试,对西天山博索果山锰矿、果儿沟铁锰矿、卡郎沟锰矿和夏翁西铁锰矿4个泥盆纪锰矿进行了矿物学和地球化学特征研究。研究结果表明,西天山泥盆纪锰矿的锰矿物组成以氧化物(方锰矿、软锰矿、钡硬锰矿、黑锰矿、水钠锰矿、褐锰矿、钙锰矿、锰钾矿、锰钡矿、锰铁矿)、碳酸盐(菱锰矿、锰方解石)和硅酸盐(蔷薇辉石、锰铝榴石、锰橄榄石、蜡硅锰矿、肾硅锰矿、粒硅锰矿、锰金云母)为主,其中氧化物MnO含量范围30.9%~83.2%,碳酸盐中菱锰矿MnCO₃/(MnCO₃+MgCO₃+CaCO₃)分子比平均值为0.92,MgCO₃/CaCO₃分子比平均值为0.17。博索果山锰矿石表现为亏损型REE分布模式,具有被动大陆边缘构造背景下的地球化学特征;果儿沟锰矿石则为富集型REE分布模式以及显著的Eu、Ce异常,与活动大陆边缘的地球化学特征契合。lgU-lgTh和Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解表明其锰矿物质来源均主要与热水活动有关,MnO-SiO₂散点图表明西天山泥盆纪锰矿普遍经历了具有高能量场的改造事件。结合区域构造演化分析,认为西天山泥盆纪锰矿形成于与南天山洋俯冲有关的大陆边缘局部拉张环境,成矿物质来源为“内源”的海底热液活动和火山活动,其产出的吉根、阔克萨勒岭、铁力买提、额尔宾等陆缘小洋盆具有进一步的锰矿找矿潜力。