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巴音沟蛇绿岩岩片是北天山早石炭世蛇绿岩带的组成部分，是天山石炭二叠纪裂谷系北缘的早石炭世“红海型”洋盆的地质记录。早石炭世晚期的巴音沟蛇绿岩套被侵位于早石炭世浅海-陆相裂谷火山-沉积岩系(火山岩单元)之中。该蛇绿岩套由超镁铁岩、辉长岩(具共生斜长花岗岩脉)、闪长岩、辉绿岩、枕状玄武岩和块状熔岩组成。早石炭世裂谷化和北天山洋盆的开启产生了拉斑玄武质岩浆及少量演化岩浆。