塔里木盆地内部发育的喷出岩和侵入岩在空间上常相互伴生,但在形成时间上往往是喷出岩早于侵入岩约10个百万年形成,暗示它们可能分别是两期岩浆活动的产物.最新的年代学和地球化学工作及文献资料揭示两者在形成时代、地球化学性质和来源等方面均存在差别:～290Ma岩浆活动多为喷出相的玄武岩,具有负的εNd(t)值,除少数样品经历了地壳混染之外,其余反映了岩浆源区的性质,可能是富集岩石圈地幔的产物;该期岩浆活动主要分布在塔里木盆地的内部.～280Ma岩浆活动多为侵入相的镁铁-超镁铁质岩体、正长岩、A-型花岗岩,以及岩墙群.具有正的εNd(t)值和OIB型微量元素特征,可能是对流地幔(或其熔融产物)的熔融有关.该期岩浆活动主要分布在塔里木盆地的边缘和盆地四周的造山带内.塔里木大火成岩省的两期岩浆活动的特点和空间分布特征反映了岩石圈与地幔柱相互作用的结果。众所周知，地幔柱的熔融与否取决于上覆岩石圈厚度。只有当岩石圈较薄时，上升地幔柱才能发生减压熔融。塔里木现今岩石圈厚度>150km，因此，地幔柱上升时不会发生熔融，而是潜伏在岩石圈之下，对上覆岩石圈起到热烘烤的作用，上覆岩石圈的热梯度提高，其中的低熔点、富集组分发生熔融，形成～290Ma这一期的岩浆。由于在地幔柱作用下，塔里木岩石圈并没有发生大规模的减薄，地幔柱上升方向受到阻碍，因此地幔柱流发生侧向流动，特别是集中在塔里木克拉通边缘。由于与造山带接壤的克拉通边缘岩石圈较薄，因此地幔柱流在这些区域发生减压熔融，从而形成～280Ma这一期的岩浆活动。在这一两阶段地幔柱活动模型中，地幔柱在二叠纪岩浆作用的角色由早期的提供热源转变为后期的本身发生熔融。另外，地幔柱减压熔融主要发生在岩石圈的薄弱部位，如克拉通边缘和与之接壤的造山带，这些部分成为成矿作用发生的关键部位。