本期花岗岩在西天山出露总面积7689km2，占全区全部侵入岩36.2%，岩体产状以岩基为主，平面形态呈椭圆状、带状，长轴走向北西西，岩体多为复式岩体。按侵入围岩的新老关系可划分4个侵入期次。
1.海西中期第一期侵入花岗岩
本侵入期花岗岩主要分布于别珍套山—汗吉尕岛弧一带，在博罗科洛陆缘弧有少量分布，伊犁裂谷也有零星出露，出露面积为264km2。岩体规模差异悬殊，最大可达120km2，最小不足0.5km2。岩体侵入最新地层为中石炭统。早期有岩株状辉长岩侵入。主要岩性有石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、碱性花岗岩等。岩石化学参数特征表明，本侵入次花岗岩类大部分形成于还原环境的深成相（个别为浅成相），其分异总体上呈由弱到强的趋势。岩石中微量元素随着岩石酸碱度增加，Pb，Zn，Sn，Mo及稀有分散元素有增加的趋势。石英闪长岩、石英二长闪长岩中富集Cu，Pb，碱性花岗岩、二长花岗岩富集Sn，Pb，Mo和稀有分散元素，尤其富Sn和Nb（丁乾俊等，1990）。
2.海西中期第二期侵入花岗岩
本侵入期花岗岩类约30个岩体，主要岩性为二长花岗岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩、斜长花岗岩-花岗斑岩等。主要分布于博罗科洛陆缘弧，在伊犁裂谷及那拉提岛弧带亦有出露。岩体呈大的岩基和岩株状产出，长轴呈近东西向展布，出露面积约1800km2，多为复式岩体。岩体侵入最新地层为中石炭统，也有被海西中期第三期侵入岩体侵入。岩石化学特征参数表明，本期花岗岩形成环境多变、性质各异。但总体上有从中性向酸性、由富镁向富酸碱质、分异由弱到强的方向演化的趋势。岩体稀土元素总量偏高，轻稀土分馏明显，Eu负异常弱显著，稀土配分曲线均向右倾斜的轻稀土富集型，微量元素分析表明，本侵入期花岗岩有利于Cu，Mo，Pb，Sn矿的形成，其中二长花岗岩和花岗闪长岩有利于Cu，Mo矿形成（丁乾俊等，1990）。
表2-2 拉尔敦达坂南坡灰白色石榴子石黑云母花岗岩锆石SHRIMP U-Pb测年数据
3.海西中期第三期侵入花岗岩
本侵入期花岗岩主要分布在博罗科洛陆缘弧北缘，在伊犁裂谷、那拉提岛弧也有出露。主要岩性为似斑状黑云母花岗岩、中细粒二长花岗岩，中—细粒石英闪长岩、花岗闪长岩、碱性花岗岩和钾长花岗岩等。产状以岩基为主，部分为岩株，平面形态为不规则椭圆状或不规则哑铃状、条带状，其长轴与区域构造线一致。岩体侵入最老地层为上志留统博罗科洛组，最新地层为中石炭统东图津河组，它穿插海西中期第二期侵入花岗岩，并被第四期侵入和海西晚期第二期侵入花岗岩所穿入。按化学分析参数所示的形成环境及岩体性质变化较大。总体上看，随着岩体岩石化学成分由富铁镁质向富酸碱方向的演化，岩浆结晶分异作用明显增强。稀土分析表明，稀土总量较高，轻重稀土元素分馏显著，Eu负异常弱—中等，稀土配分曲线均向右倾的轻稀土富集型，但重稀土分馏不明显。此外，由石英闪长岩→斜长花岗岩→二长花岗岩，Eu负异常逐渐加剧，显示岩浆分异作用增强。本侵入期花岗岩微量元素含量普遍低，不利于成矿（丁乾俊等，1990）。
4.海西中期第四期侵入花岗岩
本侵入期岩体分布于喀什河上游阿拉套山一带，岩体为肉红色粗粒黑云母花岗岩、灰绿色中粒闪长岩和灰白色细粒二长花岗岩，呈岩株、岩枝、岩脉产出。岩石化学特征参数表明该岩石属钙碱系列，形成于半还原环境，结晶分异好（详见本章第四节）。
5.海西中期次火山岩
分布于科古琴山北坡的别珍套-汗吉尕早石炭世岛弧带上。在科古琴山南坡，岩体平面形态为不规则椭圆形，长轴北西西向，出露面积95km2。在该带的北部和东部侵入于青白口系、震旦系、寒武系和奥陶系，岩体呈不规则岩株状产出，为次霏细斑岩、次英安质流纹斑岩，向南相变为次花岗斑岩和次辉石闪长岩，北部局部相变为石英钠长斑岩。岩石均属钙碱性系列，结晶分异程度强弱各异。岩石微量元素分析对Sn，Mo成矿有利（丁乾俊等，1990）。在汗吉尕山达巴特有花岗斑岩、流纹斑岩、次火山岩侵入中、上泥盆统中，具斑岩型Cu，Mo矿化。本期火山岩形成于岛弧环境。