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天山东段位于准噶尔-哈萨克斯坦板块、塔里木板块和西伯利亚板块的交汇位置,是中亚增生造山的关键部位。晚古生代是天山造山带洋-陆格局转换的重要时期,在大规模洋-陆俯冲、陆-陆碰撞作用共同导致的复杂构造背景下,天山东段遍布该时期的火山岩。天山东段吐哈盆地南缘地区泥盆纪-石炭纪火山岩表现出富集K、Ru、Ba等部分大离子亲石元素(LILE)、亏损Nb、Ta、P、Th、HREE(重稀土元素)、Ce、Ti等部分高场强元素(HFSE)的特点。主微量、稀土元素特征表明其为岛弧火山岩。早二叠世酸性火山岩稀土元素蛛网图为海鸥型,存在明显的Eu亏损,主微量、稀土元素表现出大陆裂谷流纹岩的特征。早二叠世基火山岩轻重稀土元素之间几乎无分馏,主微量、稀土元素表现出大陆拉斑玄武岩和大陆裂谷型玄武岩的特征。天山东段吐哈盆地南缘地区在晚古生代初期的大地构造位置为北天山洋东段和吐哈地块南缘。晚古生代该地区构造演化可以概括为两个阶段:泥盆纪-石炭纪的洋壳北向俯冲演化阶段和二叠纪洋盆闭合和碰撞后板内伸展阶段。天山东段吐哈盆地北缘地区早泥盆世火山岩稀土蛛网图为右倾型,富集K、Rb、Ba等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta等高场强元素,微弱亏损Ti,这些与俯冲带火山岩的地球化学特征相似。晚泥盆世火山岩稀土元素蛛网图近于平坦,富集Ba和U大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Sr等高场强元素,微弱的Ti负异常,与岛弧火山岩有一定的差异。石炭纪-早二叠世酸性火山岩稀土元素富集LREE,亏损Eu,稀土元素总含量明显升高,富集Rb、Th、Ba、U等大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr等高场强元素,主微量、稀土元素与岛弧酸性火山岩有较大的差别,与大陆裂谷流纹岩的特征相似。石炭纪-早二叠世基性火山岩稀土元LREE轻度富集,微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE)、略微富集高场强元素(HFSE)。主微量、稀土元素总体与大陆拉斑玄武岩和大陆裂谷型玄武岩相似。天山东段吐哈盆地北缘地区在晚古生代初期的大地构造位置为准噶尔分支洋盆(卡拉麦里洋盆)的东南侧。该地区在晚古生代主要经历了三个构造演化阶段:晚泥盆世之前的洋陆俯冲阶段,晚泥盆世-早二叠世形成博格达裂谷的碰撞后板内伸展阶段和中-晚二叠世的陆内演化阶段。