通过野外地质调查,查明了伊宁地块阿腾套山地区石炭纪火山岩地层层序、岩石组合、产出形态,识别出早石炭世大哈拉军山组和晚石炭世伊什基里克组两套火山岩。在此基础上,对两组火山岩进行了系统的岩石学、岩相学、年代学、主、微量元素地球化学、Lu-Hf同位素地球化学研究,精确标定其形成时代,探讨其岩石成因和构造意义,取得的认识如下:1.伊宁地块阿腾套山地区早石炭世大哈拉军山组火山岩以中酸性为主,爆发相占主导地位,其与早石炭世阿克沙克组海相—扇三角洲相沉积岩以相转换面接触,二者构造变形较强。晚石炭世伊什基里克组在阿腾套山仅有少量出露,主要岩性为流纹岩,以角度不整合覆于阿克沙克组之上,变形较弱。2.锆石U-Pb定年结果表明研究区大哈拉军山组火山岩时代为338～356Ma,伊什基里克组火山岩时代为314Ma。3.研究区大哈拉军山组球泡流纹岩、非球泡流纹岩具A型花岗岩的特征,来源于拉张背景下陆壳的部分熔融。Hf同位素组成表明球泡流纹岩源岩为新生陆壳,非球泡流纹岩源岩为前寒武纪基底陆壳,其中双峰式火山岩中流纹岩有幔源物质加入。球泡流纹岩构造上具海相火山岩特征,指示弧后盆地的构造环境。双峰式火山岩中基性端元为碱性系列的钠质大西洋岩套,由于陆壳混染表现出弧火山岩的地球化学特征。高Mg~#安山岩是由板片熔体与地幔橄榄岩反应形成,俯冲板片的熔融也与弧后拉张的热异常契合。晚石炭世伊什基里克组流纹岩具有较大哈拉军山组流纹岩更显著的裂谷火山岩特征。4.结合前人研究,伊宁地块南部在～430Ma南天山洋开始向北俯冲,在～366Ma开始弧后拉张,形成阿腾套山地区弧后盆地,早晚石炭世之间的鄯善运动标志着南天山洋洋盆闭合,到晚石炭世进入碰撞后拉张阶段。