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中亚造山带是研究造山和地壳生长过程的天然实验室。伊犁地块位于中亚造山带的西南部,其晚古生代强烈的岩浆活动,吸引了国内外众多学者聚焦于此。但到目前为止,汇聚与伸展两个截然不同构造背景认识依然存在,火山岩浆作用在伊犁地块北缘(博罗科努山)与内部(阿吾拉勒山、伊什基里克山)有何不同和联系还不清楚。可见厘清该时期岩浆活动规律,探讨壳幔作用过程,对晚古生代地壳生长及成岩成矿均具有重要的地质意义。本论文以详细的野外宏观调查为基础,选择伊犁北缘博罗科努山大哈拉军山组为重点,总结地块内部及边缘同组岩石年代学、元素同位素地球化学,探索伊犁北缘晚古生代壳幔作用机制,明确岩浆活动内在规律。本次研究取得以下主要成果和认识:1.测得博罗科努山尼勒克县北、琼阿希河谷等地大哈拉军山组火山岩锆石U-Pb年龄分别为375Ma、350Ma,结合前人针对本区大哈拉军山组火山岩测得的年龄数据,大量统计分析表明,伊犁北缘该时期岩浆活动集中于350~380Ma,东西空间上并不存在明显的时代变化规律,博罗科努山大哈拉军山组是典型的陆缘弧产物。2.伊什基里克山与博罗科努山岩浆作用近乎同期,只是开始时间较晚(330~368Ma);而阿吾拉勒山岩浆活动开始时间与博罗科努山岩浆活动结束时间接近(350 Ma),持续至晚石炭世。3.伊犁地块北缘晚古生代火山岩原始基性母岩浆具有高铝的性质,中酸性火山岩一部分形成于基性岩浆的结晶分异,一部分形成于新生地壳的重熔,一部分形成于两者的混合作用。4.统计和对比伊犁地块大哈拉军山组火山岩同位素数据表明,洋陆俯冲的挤压背景下,博罗科努山火山岩具有较宽的Nd同位素变化范围(?Nd(t)=-4.79~+4.10),而阿吾拉勒山火山岩具有较集中的幔源Nd同位素特征(?Nd(t)=-3.51~+7.34)。前者可能与泥盆-石炭纪由挤压向拉张应力转换过渡有关,而后者可能与二叠纪大洋板片回撤/海沟后退有关。5.MELTS模拟结晶分异过程表明原始岩浆分异演化过程具有含水、低压等特点,分异过程主要发生于浅部地壳;EC-AFC迭代计算指示早期火山岩混入下部地壳成分居多,而晚期火山岩中上部地壳成分较多;热力学计算验证了下部地壳重熔的合理性。