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对东天山黄山—镜儿泉一带黄山南、镜儿泉、图拉尔根沟三个过铝花岗岩作了岩相学、矿物学、地球化学、Sr-Nd 同位素和锆石 U-Pb 年代学研究。锆石 U-Pb LA-ICP-MS 原位定年测得黄山南岩体结晶年龄为259.9±1.4Ma（MSWD=0.86）,图拉尔根沟岩体结晶年龄为275.4±8.3Ma（MSWD=29）,均侵位于二叠纪碰撞后伸展环境。三个过铝花岗岩均具有低锶同位素初始比值(ISr=0.6969～0.70396)、高εNd（t）值（+5.5～+7.2）以及年轻的亏损地幔单阶段模式年龄(tDM=0.48～0.56Ga),表明其岩浆源区均为来源于亏损地幔的新生地壳岩石。这种新生地壳岩石可能为偏酸性的火山岩。三个岩体的矿物学和地球化学可分为两类:一类以黄山南白云母花岗岩为代表,为强过铝花岗岩（A/CNK>1.1）,强烈亏损 Ba、Sr 和 Ti 而富集 Cs、Rb 和 K,具有高的 Rb/Sr（2.03～14.5）和 Al2O3/TiO2（110～1592）,低的 Nb/Ta（3.24～6.76）比值,其稀土元素配分曲线呈"V"字形,显示强烈铕亏损（Eu/Eu*=0.04～0.55）,表明这类岩体的直接源岩以泥质岩为主。另一类以图拉尔根沟二云母花岗岩为代表,为弱过铝（1<A/CNK<1.1）花岗岩,亏损 Nb、Ta 和 Ti 而富集 Rb、Ba 和 K,具低的 Rb/Sr（0.44～0.69）、Al2O3/TiO2（135～205）和较高的 Nb/Ta（12.8～18.4）,其稀土元素配分曲线向右陡倾斜,铕负异常不显著（Eu/Eu*=0.65～0.96）,表明其直接源岩以碎屑岩为主。镜儿泉岩体的岩石化学多变性表明,该岩体不同地段的岩浆分别来自以泥质岩为主和以碎屑岩为主的源区,来自两种源区的岩浆在岩体结晶之前未能充分混均。黄山南岩体和图拉尔根淘岩体中继承性锆石的志留、泥盆和石炭纪年龄表明,作为这两个岩体直接源区的泥质岩和碎屑岩可能是志留、泥盆和石炭纪新生亏损幔源岩石经历风化—沉积旋回的产物。在碰撞后的二叠纪伸展阶段,黄山—镜儿泉一带发生过幔源岩浆的内侵,内侵岩浆热量造成了位于中-上部地壳新生幔源物质部分熔融,形成了这一带的过铝花岗岩。