野马泉大型铁多金属矿床位于东昆仑造山带祁漫塔格地区,矿区发育大量与铁多金属成矿关系密切的花岗质岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明北矿带隐伏二长花岗岩、花岗闪长岩年龄分别为393±2Ma、386±1Ma;南矿带斑状石英二长闪长岩、正长花岗岩年龄为219±1Ma、213±1Ma,分别为早-中泥盆世和晚三叠世岩浆活动的产物。早-中泥盆世花岗闪长岩与二长花岗岩均为高钾钙碱性,A/CNK值(0.92~1.01)<1.1,具中等强度的负Eu异常(δEu为0.60~0.81),明显亏损P、Nb、Ta、Ti、Sr、Ba等,富集LREE、Rb、Th、U、K等,显示了I型花岗岩的特征。晚三叠世斑状石英二长闪长岩含有少量角闪石,A/CNK值(0.88~0.95)<1,轻稀土富集,具中等负Eu异常(δEu为0.49~0.67),富集Rb、U、Th、K等大离子亲石元素,亏损P、Nb、Ta、Ti、Sr、Ba等,具有I型花岗岩的特征;正长花岗岩高硅(SiO2=77.20%~78.13%)、富碱(K2O+Na2O=7.91%~8.27%)、贫铝(Al2O3=11.71%~12.18%)、贫钙(CaO=0.90%~1.01%),富集LREE、Y、Zr、Hf、Th、U、Ga等,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu,具强烈的负Eu异常(δEu为0.08~0.13),显示弱过铝质A型花岗岩的特征。锆石Hf同位素组成表明,早-中二叠世岩体的εHf(t)为-3.3~6.2,晚三叠世岩体的εHf(t)为-6.3~5.5,显示在成岩过程中有地幔组分的参与。综合研究认为,野马泉矿区早-中泥盆世、晚三叠世岩体分别形成于早古生代构造-岩浆旋回的碰撞-后碰撞阶段和晚古生代-早中生代构造-岩浆旋回的碰撞-后碰撞阶段,可能是由地幔底侵古老陆壳,幔源基性岩浆与壳源花岗质岩浆发生不同程度混合作用而生成,壳幔物质交换为区内大规模铁铜铅锌多金属矿化提供大量成矿物质。