多头山矿床是东天山阿奇山?雅满苏成矿带铁铜矿床的典型代表,矿床成因与区内岩浆岩有紧密联系。矿区出露的侵入岩主要有花岗斑岩、二长花岗岩、钾长花岗岩及英安玢岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得花岗斑岩、二长花岗岩及英安玢岩的年龄分别为316.3±8.1 Ma、318.3±3.0 Ma和197.2±3.5 Ma。花岗斑岩A/CNK介于0.82¹.01之间,显示偏铝质特征,为Ⅰ型花岗岩;同时样品富集大离子亲石元素Th、U、Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,显示弧岩浆特征。钠质蚀变导致了花岗斑岩显示出富Na、贫K、Rb、Ca、Sr的特征。钠化花岗斑岩Nb/Ta为12.4¹6.0,具有较高的ε_Nd（t）（5.76⁶.24）值和较低的I_Sr值（0.70353⁰.70532）,与安第斯中生代岩基地球化学特征相似,结合样品中出现古老锆石的捕掳晶,表明其源区为新生的下地壳,混合有少量幔源物质,并伴随有地壳混染。二长花岗岩与钠化花岗斑岩具有相近的形成年龄和相似的地球化学特征,如Nb/Ta比值（14.2）,亏损高场强元素、富集大离子亲石元素,同为准铝质（A/CNK=0.97）弧岩浆,暗示它们可能具有相似的源区。而早侏罗世的英安玢岩具有高Sr(552×10^-6)含量和较高的Sr/Y（73.6）比值,显示出钙碱性埃达克岩的特征,同时样品具有较高的K₂O（3.27%）含量、Mg^#指数（55）,表明其来源于拆沉下地壳的熔融并混有少量幔源岩浆。综合区域研究资料、年代学、地球化学及同位素特征,我们认为多头山所在的阿奇山?雅满苏成矿带可能是晚古生代洋壳向南俯冲至中天山地块之下形成的大陆边缘弧。