天山造山带是中亚复合造山系的重要组成部分,是研究和理解中亚造山系构造演化的关键地区之一。博格达造山带隶属天山造山带的分支之一,区内广泛分布着晚古生代火山沉积岩系,是研究天山造山带构造演化的关键地区。迄今为止,关于博格达造山带晚古生代构造属性的认识一直存在较大争议,主要有裂谷、岛弧和弧后盆地之争。所有这些观点产生分歧的原因是对博格达地区晚古生代火山岩地层的充填序列以及火山岩岩石地球化学精细研究不足。本次研究以东天山博格达东段晚古生代火山岩为研究对象,重点对其火山—沉积序列、年代学、岩石学、地球化学、岩石成因和构造属性等方面进行研究,并结合近年来新疆北部区域地质调查的最新进展和前人研究成果,恢复与完善了博格达东段晚古生代沉积构造格局与构造演化过程。东天山博格达东段晚古生代火山—沉积序列总体表现:海相(D1~D2)→海陆相(D3)→海相(C1~C2)→海陆相(C2末~P1)→陆相(P2-3)。火山作用具有明显阶段性:泥盆纪(400 Ma~360 Ma)和石炭—二叠纪(350 Ma~270 Ma)两大期次,且后者可细化为早石炭世中期(345 Ma~330 Ma)、早石炭世末~晚石炭世中期(320 Ma~305 Ma)、晚石炭世末~早二叠世初期(300 Ma~290 Ma)三个主要活动期。博格达东段晚古生代火山岩地球化学分析结果显示:(1)早、晚泥盆世火山岩岩石组合差异:前者主体为一套钙碱性—高钾钙碱性安山岩,具有明显的活动大陆边缘火山岩的特点;而后者主体为一套受到地壳物质强烈混染的大陆拉斑玄武岩,形成于板内伸展环境。(2)石炭纪—早二叠世火山岩双峰式分布特征:基性熔岩属低Ti/Y岩浆类型,主体属拉斑系列,具有近于平坦的稀土配分模式,大离子亲石元素普遍富集,高场强元素略富集到未富集的特点,具有明显的Nb、Ta负异常,微弱的Ti负异常,是遭受大陆地壳和岩石圈强烈混染的地幔柱源玄武岩,且在其母岩浆演化过程中同时发生过同化混染与结晶分离作用的调整。其原始母岩浆可能与OJP源、BSE源或N-MORB三种源区的熔体在经受AFC作用影响之后所形成的岩浆成分相似,为幔源较浅部位(60~80 km深处)尖晶石—石榴石过渡带岩浆源区较低程度部分熔融(小于20%)的产物;酸性熔岩具有与基性熔岩相似的地球化学特征,揭示其可能为基性岩浆结晶分异的产物。结合新疆北部蛇绿岩类型和时代、晚泥盆世之下不整合面的普遍存在以及晚泥盆—早石炭世连续性沉积充填序列,认为东天山博格达东段古生代洋盆闭合于晚泥盆世,其后出现的大规模火山岩浆活动形成于碰撞后板内伸展(裂谷)环境。并进一步将该区晚古生代构造演化划分为三个阶段:晚泥盆世前洋陆演化阶段、晚泥盆世—早二叠世海陆演化(碰撞后板内伸展)阶段和中—晚二叠世陆内演化阶段。