小白石头黑云母花岗岩位于中天山地块东部南缘。LA-ICP-MS测得该岩体的锆石U-Pb年龄为322±5Ma(MSWD=3.2)。地球化学测试分析表明:小白石头黑云母花岗岩以高硅(73.46%～75.86%)、富碱(Na2O+K2O=7.1%～8.2%)和弱过铝质(A/CNK=1.002～1.02)为特征。稀土元素C1球粒陨石标准化配分曲线右倾,(La/Yb)N=13.92～20.8,LREE/HREE=10.83～14.46,在配分曲线上显示左高右低的特征,K、Rb、Ba、Th等元素富集,Nb、Zr、Hf、Sm、Y、Yb等元素亏损,具有较典型的岛弧火山岩的地球化学特征。原岩恢复显示其为变杂砂岩重熔形成,并经历了高度分异演化。结合区域地质演化综合分析,认为岩体具有岛弧花岗岩地球化学特征是其原岩的印记,低初始87Sr/86Sr同位素组成特征表明,形成花岗岩的原始岩浆来源于下地壳,指示该岩体产出的大地构造背景很有可能是石炭纪北天山洋盆闭合,碰撞过程中造成中天山地块陆壳加厚,造成下地壳重融形成的。