海苏沟岩体位于大兴安岭造山带南段,岩体中发育有海苏沟钼矿床及小井子北铜钼矿床,目前对该岩体的了解还不完善,成因类型存在争议且对两个钼矿床间差异并未进行探讨,对成矿物质来源的研究不够深入。本文对该岩体不同岩相花岗岩开展锆石U–Pb年代学、岩石地球化学研究,对海苏沟矿区内主要金属硫化物进行S、Pb同位素分析,并对辉钼矿进行Re–Os同位素研究。获得海苏沟钼矿区黑云母花岗闪长岩的年龄结果为137.1±0.6 Ma和143.6±0.8 Ma,测得Re–Os模式年龄为143.9±2.9 Ma。小井子北铜钼矿区二长花岗岩年龄为126.5±0.7 Ma。海苏沟岩体中花岗岩均属高钾钙碱性系列I型花岗岩,具准铝质-过铝质特征（A/CNK=0.97–1.11）,主量元素SiO₂含量66.97–77.18 wt.%,（K₂O+Na₂O）含量6.41–8.31 wt.%,CaO含量0.43–3.13 wt.%,MgO含量0.15–1.32wt.%。岩石相对富集轻稀土元素,（La/Yb）_N=6.19–10.74,具有中等的Eu负异常（δEu=0.37–0.90）。通过结合前人的研究成果,本文认为海苏沟岩体在岩浆演化过程中经历了明显的分离结晶作用,岩体中闪长质暗色微粒包体可能是由岩浆混合作用形成,也可能是同源岩浆早期阶段的结晶产物,该岩体黑云母花岗闪长岩与钼矿床的形成密切相关。海苏沟岩体的成岩年龄及钼成矿作用的时间与西拉沐伦成矿带第3期大规模成岩成矿作用的时间相吻合,对应当时的构造背景为构造体系转折（由挤压环境转变为拉伸环境）至岩石圈减薄。海苏沟钼矿床中主要金属硫化物δ³⁴S值的范围为1.5‰–2.8‰。²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb分别为38.034–38.33、15.519–15.587和18.382–19.383,辉钼矿中Re含量为2.1×10^-6–29×10^-6。本文认为海苏沟钼矿床与内蒙古地区大多数钼矿床的成矿物质来源相同,为壳幔混源。海苏沟钼矿床单一钼矿种的形成,是由于岩浆演化过程中分离结晶作用占了主导地位,小井子北铜钼矿床中Cu的矿化可能是在挥发分饱和的岩浆中,由Cl挥发分（流体相）将Cu元素携带至浅部地壳发生富集沉淀。海苏沟钼矿床及小井子北铜钼矿床为石英脉型矿床。