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新疆北部属于中亚造山带的重要组成部分，是研究古亚洲洋演化及显生宙陆壳增生与改造的典型地区之一。其独特的构造、岩浆活动以及成矿作用，引起了国内外学者的广泛关注。石炭纪-二叠纪是中亚造山带构造演化的一个关键时期，也是新疆北部最为重要的一个金属矿床成矿期。尽管已有的研究积累了一定成果，但对这一关键时期成矿的地球动力学背景以及古亚洲洋闭合的时限仍然存在着争议。
本文在充分收集和利用前人资料及成果的基础上，选择新疆西准噶尔地区的中基性岩墙和部分小岩体作为主要研究对象，对其开展详细的野外调研、地质年代学、岩石学、元素地球化学以及Sr-Nd同位素示踪研究，从而确定这些岩墙形成的准确时代，探讨其成因机制，阐述其地球动力学过程，反演其构造演化历史，本文取得以下主要成果及认识：
在晚古生代，新疆西准噶尔地区广泛出露有大量具有特殊化学组分的中基性岩墙。系统的Ar-Ar年代学和岩石地球化学研究显示，这些岩墙的侵位时限在321-284 Ma之间，包括富镁闪长岩(-320Ma)、辉绿-闪长岩和富镁闪长岩(-305Ma)、低Sr富镁闪长岩(-292 Ma)和高钾闪长岩和闪长岩(-284 Ma)。
1、富镁闪长岩以富Si(SiO2=52.7-61.6 wt％)、Mg(MgO=3.05-7.28 wt％、Mg＃=57.5-70.4)、Cr(Cr=22.3-311 ppm)、Ni(Ni=32.6-199 ppm)为特征，具有弱的Eu正异常和高Sr/Y比值(27-126)，强烈亏损HREE(Yb=0.64-1.32 ppm、Y=7.18-13.0 ppm)，富集LILE(K、Sr、Ba)，亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)。部分富镁闪长岩具有更高的Mg＃(≥60)、Cr(>100 ppm)、Ni(>100 ppm)含量，反映了初始地幔熔体的特征。这些特点显示，这些富镁闪长岩可能是由俯冲的板片熔体与地幔橄榄岩反应而成。
2、低Sr富镁闪长岩为钙碱性系列岩石，它们的地球化学特征为：SiO2在51.9～53.1 wt％之间、高的Mg(Mg＃>60)、Cr(411～539 ppm)、Ni(153～197 ppm)含量，低的Sr(263～273ppm)含量，富集大离子亲石元素(LILE)(如K、Rb、Ba、Th和U)、亏损高强场元素(HFSE)(如Nb、Ta、Ti)，富集LREE，亏损HREE。这些特征类似于日本中新世Setouchi火山岩带中的赞岐岩。这些低Sr富镁闪长岩具有高的Ba/La(35.6～61.3)比值，它们很可能是在俯冲过程中，经洋壳板片脱水形成的流体与地幔橄榄岩相互作用而成。这表明，西准噶尔别鲁阿嘎希地区早二叠世为岛弧环境，而准噶尔洋闭合应该发生在早二叠世(292 Ma)之后。
3、辉绿-闪长岩以富Na(Na2O/K2O=1.33-3.85)，Nb(Nb=5.63-9.08 ppm)为特征，Si(SiO2=47.6-60.1 wt％)含量变化较大。与富镁闪长岩相比，它具有更高的Nb、Zr、TiO2含量。这些辉绿-闪长岩具有正的εNd(T)值(5.22-7.95)，低的(87Sr/83Sr)。比值(0.7032-0.7047)，Nd模式年龄为487-736 Ma，显示了亏损地幔的特征。这些辉绿-闪长岩与西准噶尔地区的晚石炭纪的埃达克岩和富镁闪长岩之间具有亲密的时间和空间关系，表明它们之间可能具有密切的成因联系。因此，这些辉绿-闪长岩可能是由埃达克质熔体交代的地幔橄榄岩的部分熔融而成。
4、高钾闪长岩为高钾钙碱性岩石，以低Na2O/K2O(1.4-2.0)比值为特征，具有相对高的K2O(K2O=2.10-2.79 wt％)、MgO(MgO=3.63-5.57 wt％)、Mg＃(Mg＃=49-64)、Cr(Cr=32.6-180 ppm)、Ni(Ni=22.1-85.4 ppm)含量，弱的负Eu异常，相对富集Sr(Sr=422-819 ppm)和高的Sr/Y(Sr/Y=26-62)比值，然而，亏损HREE(Yb=1.33-1.90 ppm、Y=13.2-17.0 ppm)。这些高钾闪长岩具有宽的初始97Sr/86Sr(0.7043-0.7068)比值，正的εNd(t)(7.0-7.1)值。这些特征表明地壳组分参与了成岩过程，与拆沉作用形成的高镁闪长岩特征类似。因此，这些高钾闪长岩可能是由拆沉的下地壳熔体与地幔橄榄岩反应而成。
5、闪长岩与典型的岛弧火山岩特征类似，具有相似的稀土分布模式，如负的Eu、Nb、Ta、Ti异常。与富镁闪长岩相比，这些闪长岩具有相对低的初始87Sr/86Sr比值(0.7041-0.7045)和εNd(t)值(5.56-5.96)。这些闪长岩可能是由古生代期间被交代的岩石圈地幔部分熔融而成。
6、在320-290 Ma期间，西准噶尔地区的岩石在组分上发生了很大的变化，本文用洋脊俯冲作用来解释这一巨变。当西准噶尔洋中脊进入俯冲区域以后，正常的俯冲作用将停止，由于俯冲的洋中脊的持续扩张作用将会使该洋中脊两侧的洋壳板片之间形成一个持续加宽的间隙，这个间隙成为板片窗。热的软流圈上涌将产生高温岩浆作用。西准噶尔的富镁闪长岩具有高Mg＃、富Sr、高的Sr/Y比值、强烈的HREE亏损和HFSE(Nb、Ta、Ti)异常，与俯冲板片熔体与上伏地幔橄榄岩反应形成的岩浆特征相似。辉绿-闪长岩具有高的TiO2、P2O5、Zr、Nb，高的εNd(t)(5.22-7.95)和初始的87Sr/86Sr比值在0.7032-0.7047，与受熔体交代地幔部分熔融的熔体特征相似。因此，西准噶尔地区的埃达克岩-辉绿-闪长岩可能由板片窗的浅部边缘部分熔融和受熔体交代的上伏地幔部分熔融而成。
由于热的软流圈地幔通过板片窗上涌，使冷的岩石圈地幔迅速拉张和走滑，为岩浆上升提供通道，从而形成大量的中基性岩墙。这些特征与洋脊俯冲的地质条件类似。
因此，洋脊俯冲模式能较合理地解释西准噶尔地区富镁闪长岩-辉绿岩和闪长岩的岩石成因。此外，在这段时间，西准噶尔地区广泛出露有各种特征的中基性岩墙，这表明该地区处在一个拉张的背景。这种拉张背景也支持洋脊俯冲模式。
7、在290 Ma以后，准噶尔洋已经完全闭合。然后，西准噶尔快速进入碰撞造山期。在284 Ma的时候，下地壳加厚并达到榴辉岩相相变而发生拆沉，从而使岩石圈快速减薄，而软流圈的上涌使该地区处于一种拉张的构造环境中，最后形成各种后碰撞岩浆活动(如：高钾闪长岩和闪长岩)。
总之，在晚古生代，西准噶尔地区的各种地质特征表明，洋脊俯冲和拆沉作用在中亚造山带的构造演化历史中扮演着非常重要的角色。