中亚南天山是世界重要的金成矿带,深入研究本地区蛇绿岩可以为西南天山造山带构造单元和成矿带划分、以及境内外对比研究提供重要的地质依据。此次通过野外详细实地勘察发现,研究区出露有变质橄榄岩(蛇纹岩)、堆晶岩、枕状玄武岩、硅质岩,并出露典型蛇绿岩剖面,其中堆晶岩为本次研究的新发现,进一步证实了前人关于该区存在蛇绿岩套的推论。本次研究对蛇绿岩中的堆晶岩和玄武岩进行了较系统的岩石学、矿物学和地球化学研究,结果表明研究区堆晶岩为辉石岩和含长辉石岩,堆晶岩和玄武质岩石中的单斜辉石成分基本相似,为连续的演化关系,多数为富钙普通辉石,个别为透辉石;其中玄武岩的斜长石均已变为钠长石,代表了深海环境的钠质交代现象。而堆晶岩中的斜长石为钙长石,少部分蚀变为钠长石。玄武岩和堆晶岩经过辉石温压计算得出:堆晶岩的辉石结晶温度为1180 ~ 1236℃,压力为1120 ~ 1570MPa;玄武质岩石辉石结晶温度为1123 ~ 1170℃,压力为840 ~ 1010MPa,据结果推测岩浆房可能存在分带性,堆晶岩为岩浆房早期阶段的结晶产物,玄武质岩石斑晶的形成相对晚一些,是同一岩浆房的上部结晶作用的产物。矿物学和地球化学分析表明,阔克萨勒岭基性样品均为碱性玄武岩系列,均具有高Ti,低Mg的特点和具有较高的稀土总量∑REE,轻稀土相对富集,轻重稀土明显分馏的特点,具Eu的轻微正异常和Sr的轻微负异常现象,稀土及微量元素的配分模式均类似于典型的洋岛玄武岩特征。玄武质岩石样品的(87Sr/86Sr)i均值为0.7027,εNd(t)均值为4.8,具有与亏损地幔(DM)和洋岛玄武岩(OIB)相近的同位素特征。矿物成分的连续性、主要元素的相关性以及微量元素特征的相似性说明,阔克萨勒岭地区堆晶岩及玄武质岩石属于同源岩浆演化序列,且岩浆在上升到地表过程中均未受到陆壳物质的混染。另外,轻稀土元素相对重稀土元素的富集特征以及其他微量元素比值的特征暗示了岩浆的源区存在再循环的洋壳组分,亏损软流圈地幔与再循环洋壳不同程度的混合导致了源区的不均一性。根据枕状熔岩中锆石的SHRIMP U-Pb测试得出阔克萨勒岭地区蛇绿岩的形成年龄为:415.7±6.5Ma,说明南天山洋到晚志留世仍在扩张,结合区域地质资料,进一步推测本区的蛇绿岩带与南天山库勒湖蛇绿岩带相连,从而为南天山地区晚古生代的构造演化提供了重要约束条件。