天湖岩体距离哈密市区约140km,主要在兰新铁路天湖车站附近出露,岩体地处中亚造山带天山东段中天山隆起带内,在大地构造上位于星星峡-库鲁克塔格大断裂与东天山古生代构造带南缘阿齐克库都克-尾亚大断裂之间。岩体呈近等轴状产出,长约14km,宽约12km,出露面积约为130km~2。其近等轴状形态和多次侵入的复杂岩性,对研究该区构造岩浆活动及中亚造山带南部构造演化具有重要意义。岩体形成时代、母岩岩浆源区、岩石成因及大地构造环境尚不明确。本文深入研究天湖岩体的岩相学、岩石地球化学特征和年代学特征,探究岩体的成因、岩体形成时代、成岩构造环境,并探讨母岩岩浆源区及形成机制等问题。天湖岩体为一圆形深成岩体,岩体于东、西两侧侵入于中元古界天湖群片岩、片麻岩中,南侧则侵入于下二叠统红柳河组,其接触面多为外倾且产状切割片麻理明显,为典型的突变式侵入接触关系,岩体内部未见面理。岩体由六个侵入体组成,可分为三个岩相单元,由外向内依次为中粒黑云母二长花岗岩单元、中-细粒花岗闪长岩单元及黑云母花岗闪长岩单元,三者在时空分布上关系密切,互为嵌套式同心环带分布。岩体中黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为245~258Ma,黑云母花岗闪长岩为230~250Ma,显示两者为同时期产物,侵位于中三叠世。天湖岩体黑云母二长花岗岩在地球化学主量元素分析中具有弱过铝质、高钾、富钠、低铝、贫铁镁钛特征;黑云母花岗闪长岩相较于黑云母二长花岗岩具有较多的铁镁钛含量及较少的钾钠含量特征。两者在微量和稀土元素曲线图中具有相似的表现,均为富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。轻、重稀土元素分馏明显,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,具中等负铕异常,表明其与俯冲碰撞作用有关。A/CNK是判定I和S型花岗岩的可靠标志,天湖岩体黑云母二长花岗岩及黑云母花岗闪长岩的铝饱和指数A/CNK均在1.0~1.1范围内,同时特征矿物角闪石发育,表明天湖岩体属I型花岗岩类。结合前人研究成果,认为天湖岩体形成于印支早期,该时期中亚造山带增生造山活动已结束,该期岩浆活动代表造山运动结束后板内构造演化阶段发育的岩浆事件。其岩浆活动与古特提斯洋的俯冲、挤压、碰撞关系密切,是中亚构造体制向特提斯体制转换的产物,是东天山印支期花岗岩的重要标志。