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新疆北东部三塘湖地区位于东准噶尔构造带的核心部位,区内晚古生代火山-沉积岩系发育齐全,是研究东准噶尔晚古生代岩浆时空展布、构造演化的理想场所。论文在野外露头、地震剖面和钻井岩心分析基础上,采用同位素年代学、岩石学、矿物学、地球化学和同位素地球化学等研究方法,对三塘湖盆地及邻区晚石炭世-二叠纪年代地层格架、地层展布和岩性组合、构造演化和盆地属性进行了系统的分析研究,取得的研究成果及认识如下:（1）三塘湖地区上石炭统的哈尔加乌组和卡拉岗组为同时异相的两套地层,二者以角度不整合覆盖于上石炭统巴塔玛依内山组之上;三塘湖地区缺失下二叠统,中二叠统的乌拉泊组、井井子沟组、芦草沟组和条湖组四套地层为整合接触。（2）三塘湖地区晚石炭世火山岩广泛出露,以中基性火山岩-火山碎屑岩为主,晚石炭世火山岩呈钠质钙碱性,微量元素特征显示为大离子亲石元素（Ba、U、Sr）和轻稀土元素的富集,高场强元素Nb、Ta和Ti的亏损。晚石炭世火山岩具有低的Sr初始比值(87Sr/86Sr)i和正的εNd（t）值,显示来源于亏损地幔;高Nb/Th和Nb/U比值,显示源区受到俯冲板片熔体的交代。结合区域地质背景研究成果,认为三塘湖地区晚石炭世为后碰撞伸展背景下,俯冲板片发生断离导致软流圈物质上涌,致使上覆的岩石圈地幔发生部分熔融形成的。（3）三塘湖盆地二叠纪玄武岩及其邻区基性岩墙样品均显示出碱性、高钛、低镁铁的特征,而二叠纪橄榄辉绿岩和辉绿岩显示为富钠钙碱性特征。三塘湖盆地及其邻区二叠纪岩浆岩均富集大离子亲石元素（Ba、Pb、Sr）和轻稀土元素,亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）。高TiO2、Nb和Zr/Y比值,在构造判别图解上落于板内玄武岩区,结合区域变形特征,说明三塘湖地区二叠纪为陆内伸展背景。结合区域洋盆的开启-闭合时限和地层充填特征,认为三塘湖地区古生代经历了以下4个演化阶段,对应的盆地性质为:（1）奥陶纪-早泥盆世:三塘湖地区为被动陆缘;（2）中泥盆世-早石炭世:三塘湖地区为西伯利亚板块的活动大陆边缘;（3）晚石炭世-早二叠世早期（320Ma290Ma）:三塘湖地区为后碰撞伸展;（4）早二叠世晚期-中二叠世（280Ma260Ma）:三塘湖地区为板内伸展。