南天山北部上志留统巴音布鲁克组火山岩系以中基性喷出岩为主,并有辉长岩侵入,其矿物组合中都含有角闪石,岩层中爆发相火山碎屑岩极为发育。各种火山—侵入岩的LREE和 LILE强烈富集、HFSE相对亏损,出现明显的Ta、Nb负异常,（La/Yb）_N=2.92～5.21,Nb/La=0.22～0.33,具有岛弧岩浆岩的特征。Zr/Nb=26～47、Hf/Ta=11.9～19.9,暗示其源区为类似于N-MORB的亏损地幔;高的Th、LREE含量和高于正常弧火山岩、低于洋岛玄武岩（OIB）的HFSE绝对丰度,较小的ε_Nd（t）值（+3.23～+6.15）、较大的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)t值（0.7044～0.7063）,ε_Nd（t）与(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₁间呈明显的线性负相关关系,并且分别与LILE/HFSE之间呈负相关和正相关关系。上述特征反映出巴音布鲁克火成岩的岩石成因中既有俯冲洋壳板片流体—沉积物的加入,也有板片熔体组分的贡献,在地球化学上具有正常岛弧玄武岩（IAB）与富铌岛弧玄武岩（NEAB）之间过渡系列的特征。该套火成岩与中天山南缘蛇绿混杂岩带紧邻,地层时代也与南天山洋俯冲—消减时代相当,它应当是南天山洋盆于晚志留世时发生的俯冲—消减所引发的岛弧火山—岩浆作用的地质记录。