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西准噶尔造山自新元古代以来经历了古亚洲大洋裂解、俯冲、闭合和碰撞等多期次、多阶段长期而复杂的板块构造过程,是研究中亚造山带构造演化进程的重要地区。晚石炭世-早二叠世期间,西准噶尔发生了广泛的岩浆作用,经过多年的研究,学者们提出了不同的构造演化模式解释晚石炭世到早二叠世的岩浆作用。本文以白杨河辉绿岩脉为研究对象,密切结合区域地质调查新成果资料,以板块构造理论为指导,通过岩石学、地球化学、同位素年代学、构造地质学等多学科的综合研究,探讨辉绿岩成因及西准噶尔构造演化,并取得了以下认识:(1)两条辉绿岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为272.2±4Ma和276.7±6.2 Ma,代表了辉绿岩的侵入年龄;中元古代-太古宙(8412539Ma)年龄锆石,可能是来自古老地壳的碎屑锆石,表明研究区存在前寒武纪结晶基底;奥陶纪-志留纪(410462 Ma)年龄的锆石是在岩浆侵入过程中捕虏的,指示研究区在奥陶纪-志留纪时期的构造岩浆事件;(2)辉绿岩SiO2含量(46.8949.07 wt.%),Al2O3含量(13.6013.92 wt.%)和Fe2O3T含量(11.1411.70 wt.%);低MgO含量(2.673.64 wt.%,Mg#[Mg2+/(Mg2++Fe2+)],3441)和全碱含量(Na2O+K2O,5.15.97 wt.%,K2O/Na2O=0.370.94),表明其为准铝质钾玄岩系列。辉绿岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式呈富集轻稀土(LREE=208.81232.42 ppm,LREE/HREE=6.787.28,(La/Yb)N=7.428.36),具轻微正Eu异常(δEu=1.121.20)及高Sr含量(436 ppm787 ppm),低的Cr、Ni含量(平均含量分别为6.5×10-6、6.5×10-6),表明岩浆作用过程未发生斜长石的分离结晶作用但发生橄榄石、单斜辉石等矿物的分离结晶作用;富集大离子亲石元素,如Rb、Ba、K等;亏损Nb、Ta、Zr和Hf,显示具岛弧岩浆的特征,样品Nb/Ta值(15.516.5)、Zr/Hf值(40.342.4)以及在Ba/Th vs(La/Sm)N和Ba/Nb vs Ba/La图中显示具俯冲流体交代趋势。岩石在Nb/Yb-TiO2/Yb中,辉绿岩落入了洋岛玄武岩系列,在La/Sm-Sm/Yb图中,样品落在石榴石二辉橄榄岩熔融演化曲线之间,部分熔融的程度在10%左右;辉绿岩具正的εNd(t)值(+5.74+7.25)以及较低的(87Sr/86Sr)i(0.704420.70682),表明其源区为岩石圈地幔。岩石地球化学综合研究表明,白杨河辉绿岩成因为先前被俯冲流体交代的岩石圈地幔发生部分熔融,且熔融程度约在10%;(3)与洋岛玄武岩(OIB)对比,辉绿岩具有与OIB一致的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线,辉绿岩(La/Sm)N=2.252.34、(87Sr/86Sr)i=(0.704420.70682)及εNd(t)值(+5.74+7.25)与OIB一致;在V-Ti/1000、50*Zr-Ti/50-Sm以及(87Sr/86Sr)i vs.εNd(t)判别图中,所有样品都投在了“OIB”范围内。样品具有较高的TiO2和P2O5含量,因此在TiO2-MnO*10-P2O5*10图中投在了“碱性洋岛玄武岩(OIA)”范围内。表明白杨河辉绿岩具有洋岛玄武岩地球化学特征。在构造环境判别图中,所有样品均投在了板内环境,指示西准噶尔在晚石炭世-早二叠纪期间处于后碰撞陆内伸展的演化阶段。