中天山地块位于中亚造山带西南缘,是古生代各陆块碰撞汇聚的关键位置。中天山地块中段晚古生代侵入岩的成因及构造演化研究,有助于整体理解中天山地块的构造背景演化。本文对分布在中天山地块中段的阿拉塔格地区晚古生代花岗质岩石进行了全岩地球化学和Sr-Nd同位素、锆石氧同位素和微量元素、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学等研究。阿拉塔格花岗岩体主要由二长花岗岩和片麻状花岗岩组成,其中片麻状花岗岩获得347.8±2 Ma、二长花岗岩获得279.3±3 Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,而非早期所认为的石炭纪;其中二长花岗岩中还得到一组309.4±3 Ma的捕获锆石年龄,进一步揭示了该区在晚古生代的岩浆活动。结合已有报道,认为中天山在晚古生代存在普遍的岩浆活动,三组年龄属于不同岩浆活动的峰期。全岩地球化学分析表明两期花岗岩都具有富集大离子亲石元素Th、U和Rb,亏损高场强元素Nb、Ta和Ti的特征,高钾钙碱性,准铝质到弱过铝质的特点,结合矿物组合特征,它们在成因上都属于I型花岗岩。早二叠世二长花岗岩的锆石氧同位素值范围为δ¹⁸O=6.55-7.34‰,具有地壳物质起源的锆石氧同位素组成特征;Sr同位素初始值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i=0.7073,ε_Nd（t）为-1.8,Nd模式年龄T_DM=1003 Ma,指示来自古老地壳的岩浆源区;早石炭世片麻状花岗岩全岩Sr同位素初始值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i为0.7098,ε_Nd（t）为-1.8,Nd模式年龄T_DM=1190 Ma,同样指示古老地壳的岩浆源区。结合区域上的已有同位素资料,中天山阿拉塔格早石炭世和早二叠世花岗岩的岩浆源区均为地壳来源。结合区域地质资料、锆石微量元素和同位素等证据,认为早石炭世片麻状花岗岩形成于南天山洋盆北向俯冲于中天山地块之下的大陆弧背景。早二叠世二长花岗岩为后碰撞的构造环境下减压熔融形成。