包含天山在内的中亚型造山带(CAOB)，由于复杂的造山和演化过程，近年来成为地学研究的热点地区之一。古生代晚期强烈的玄武岩喷发、断陷作用、大面积具有正ε<,Nd>(t)值特征的幔源花岗岩和超镁铁岩的侵位以及大规模的成矿作用，是中亚造山带重要的演化阶段。在古生代造山阶段向中新生代陆内阶段转换过程中，壳幔相互作用特征及其演化，是探索中亚造山带演化过程的关键科学问题。本文选取甘肃北山柳园地区古生代晚期镁铁-超镁铁岩系列作为研究对象，进行了地质特征、年代学、岩石学以及地球化学特征等方面的研究，阐述古生代晚期北山地区镁铁一超镁铁岩岩浆演化和壳幔相互作用过程，在此基础上讨论中亚造山带及其邻区古生代晚期构造演化和大陆动力学。 甘肃北山柳园地区发育二叠纪裂谷一断陷带，延伸方向平行于相邻造山带走向，断陷带内发生强烈的岩浆作用大量古生代晚期镁铁一超镁铁岩：辉长辉绿岩类以岩株产状侵入到奥陶系和石炭系以及斑状花岗岩中，并伴有闪长岩脉体出现，大量巨厚枕状玄武岩发育于柳园以南东西向走向正断层系统中，同时有超镁铁岩体以及煌斑岩脉体出露。辉长岩类的锆石SHRIMP U-Pb年龄为290-270Ma，超镁铁岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为250Ma，煌斑岩K-Ar、Ar-Ar定年测定表明岩脉侵入时间在240～220Ma之间。地质年代学数据显示柳园地区镁铁．超镁铁岩系的演化经历了50-70Ma之久。 辉长岩和玄武岩都具有低的微量元素和稀土元素含量，亏损大离子亲石元素和高场强元素元素的特征，Nb和Ta负异常，无论是辉长岩还是玄武岩，随着其微量稀土元素丰度递增，分配模式都有从“亏损”向“富集”演化的趋势，同时，Ti、sr和Eu具有从正异常向负异常演化的趋势，辉长岩和玄武岩的sr和Nd同位素数据都落入“亏损”象限；超镁铁岩微量稀土元素含量都很低，高场强元素相对亏损，Sr和Eu既有正异常又有负异常，而同位素数据落入“富集”象限；煌斑岩则强烈富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，稀土元素总量很高，轻重稀土强烈分馏，其sr和Nd同位素数据也落入“富集”象限。 分析表明，柳园北山地区辉长岩和玄武岩岩浆主要源于亏损地幔，具有相似的演化及分离结晶过程，都受到Nb、Ta含量较低的陆壳或是与俯冲带相关的前期造山组分的混染；超镁铁岩微量稀土元素亏损，而同位素特征富集，作为辉长岩、玄武岩与煌斑岩之间过渡阶段的产物，可能源于俯冲带相关组分形成的富集地幔直接上涌；而煌斑岩源区则可能和早期俯冲洋壳或造山带根部拆沉组份脱水、富集流体交代岩石圈地幔有关。 甘肃北山柳园地区镁铁．超镁铁岩在地质年代学数据和地球化学特征上，均显示出很好的持续演化的趋势，可以看出新疆东部一甘肃北山地区在二叠-早三叠时期处于一个持续的伸展断陷过程中；造成这种裂谷伸展过程的主要原因是增厚的造山带岩石圈大范围拆沉而导致的大范围亏损地幔部分熔融岩浆补充上涌；煌斑岩作为裂谷过程发展到后期，富集流体上涌，交代岩石圈地幔部分熔融，并沿断裂侵入的产物，是二叠纪开始的裂谷作用和大量地幔岩浆活动晚期阶段的产物，标志着岩浆活动从“亏损”型向“富集”型转换；古生代晚期持续的断陷裂谷作用，反映了新疆东部一甘肃北山及邻区的构造演化进入了一个重要的转换期，中亚造山带由古生代造山阶段向中新生代陆内阶段转换。