中天山南缘伊尔根布鲁克石英闪长岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

中天山位于天山造山带核心部位,对研究中亚造山带西南段构造演化、块体起源和陆壳生长等具重要意义。本次研究围绕中天山伊尔根布鲁克石英闪长岩展开,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得岩浆结晶年龄为(313.3±5.7)Ma,成岩时代为晚石炭世。花岗岩SiO_2含量58.13%~66.74%,具低CaO含量3.68%~5.79%和高Al_2O_3含量13.02%~13.68%特征。轻重稀土元素分馏明显,富集轻稀土元素,Eu弱正异常或无异常,δEu=0.95~1.3。岩石地球化学研究表明,花岗岩富集大离子亲石元素Ba,Sr,K和亏损高场强元素Nb,Ta,Ti,P,具火山弧花岗岩特征。结合岩石锆石LA-ICP-MS定年结果和区域地质背景,认为伊尔根布鲁克石英闪长岩可能是中天山南缘大洋俯冲消减作用的产物,该区大洋俯冲消减至少延续到晚石炭世。     

新疆中天山南缘代京却可却花岗岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

中天山位于天山造山带核心部位,对研究中亚造山带西南段构造演化、块体起源和陆壳生长等具重要意义。围绕中天山代京却可却花岗岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得岩浆结晶年龄为(469.7±4.9)Ma,时代为中奥陶世。花岗岩SiO_2含量69.91%~74.4%,具低TiO_2(0.1%~0.27%)和高Al2O3(13.02%~13.68%)特征。轻重稀土元素分馏明显,富集轻稀土元素,Eu负异常(δEu=0.69~0.81)。岩石地球化学研究表明,花岗岩富集大离子亲石元素Th,Rb,K,亏损高场强元素Nb,Ta,Ti,P,具火山弧花岗岩特征。结合岩石锆石LA-ICP-MS定年结果及区域地质背景,认为代京却可却花岗岩可能是中天山南缘大洋俯冲消减作用产物,该区大洋俯冲消减至少在中奥陶世前开始。     

新疆库鲁克塔格西段辉长岩脉年代学、岩石地球化学特征及构造意义

库鲁克塔格位于塔里木克拉通与南天山构造带结合部位。笔者报道了其西段辉长岩脉,岩脉主体岩性为辉长岩,使用LA-ICP-MS法测得锆石U-Pb定年龄为(411±5)Ma,为岩体的成岩年龄,属早泥盆世幔源岩浆活动产物。岩石化学特征显示,辉长岩SiO2含量为48.60%～50.61%,MgO含量为5.51%～7.96%,Mg~#值为51～59,属钙碱性玄武岩系列;稀土元素特征显示,轻稀土元素相对富集,具Eu弱负异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,该辉长岩富集K、Rb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。结合区域地质资料及地球化学特征,笔者认为辉长岩源自被俯冲流体改造过的亏损地幔楔的部分熔融,这为南天山南缘古生代中期主动大陆边缘性质提供了有益信息。     

中天山南缘木斯陶萨拉南地区石英闪长岩锆石年龄及构造意义

为确定中天山南缘地区侵入岩的成因和构造背景,并且为南天山洋盆的俯冲时限及俯冲极性提供证据,对中天山南缘木斯陶萨拉南地区的石英闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究。结果表明,岩石的平均年龄为(309±3.8)Ma,属晚石炭世岩浆活动的产物;岩体由一套钙碱性系列过铝质岩石组成,其稀土元素配分型式为明显的右倾模式,轻稀土强烈富集,重稀土强烈亏损,具有较高的(La/Yb)_N值(8.5～50.31)和较弱的Eu正异常或无异常(δEu为1.01～1.3);微量元素蛛网图显示岩石为大离子亲石元素Ba、Sr、K相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P相对亏损。综合分析认为,石英闪长岩应形成于火山弧环境,是幔源岩浆底侵带来的大量热能使晚古生代下地壳物质发生部分熔融的产物,记录了晚石炭世南天山洋向中天山微地块之下的俯冲岩浆活动。     

北阿尔金拉配泉地区齐勒萨依岩体的年代学、地球化学特征及其构造意义

阿尔金北缘拉配泉地区的齐勒萨依岩体主要由辉长岩、闪长岩组成。地球化学特征表明,辉长岩具有高的Al2O3(13.47%~15.34%)、FeOT含量(10.77%~16.89%)以及中等的MgO含量(5.15%~7.49%);闪长岩属钙碱性系列,具有较低SiO2含量(52.06%~54.23%)和高的Mg#值(56.43~62.45)。二者在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线上呈REE近平坦型或者LREE轻微富集型,均显示Eu弱的亏损或富集。在原始地幔标准化蛛网图上,二者均富集Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE),相对亏损Nb、Ta、Zr和Hf等高场强元素(HFSE),具明显消减带岩浆岩的特征。辉长岩和闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为477.5±3.3 Ma和469.7±3.4 Ma,表明它们属于早中奥陶世岩浆活动的产物。结合岩石的地球化学、微量元素构造环境判别图解、年代学和区域地质背景的特征,判定齐勒萨依岩体形成于与俯冲有关的活动陆缘弧的构造环境,二者的侵位与阿尔金北缘早古生代的古大洋向南俯冲消减到米兰河-金雁山活动陆缘地块之下密切相关,从而为北阿尔金早中奥陶世的陆缘弧和红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带俯冲极性的进一步确定提供了佐证。     

南祁连北缘东段晚奥陶世构造演化:多藏角闪辉长岩U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学证据

为约束多藏角闪辉长岩的岩石成因和南祁连北缘东段晚奥陶世的构造演化,对多藏角闪辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和矿物化学分析。结果表明,角闪辉长岩中锆石具条痕状吸收和高的Th/U比值(0.37~1.16),暗示其岩浆成因。岩浆锆石的206Pb/238 U定年结果为(444±3)Ma,表明多藏角闪辉长岩形成于晚奥陶世,两组捕获锆石的年龄为520 Ma和484 Ma,代表早期的岩浆事件。多藏岩体具相对低的SiO_2含量(51.68%~55.66%)和高的MgO(4.48%~7.37%)、TiO_2(1.01%~1.24%)、FeO~T(7.99%~8.72%)含量以及高的Mg#值(53~63);LREEs相对富集、HREEs相对亏损,(La/Yb)N=4.03~7.89,具有弱的Eu异常(δEu=0.78~1.16),富集LILEs(Rb、Ba、K)、亏损HFSEs(Nb、Ta),具Sr、P、Ti元素的亏损。结合矿物化学分析表明,南祁连北缘东段多藏角闪辉长岩起源于受俯冲流体交代的富集岩石圈地幔物质的部分熔融,形成于洋-洋汇聚向洋-陆碰撞转换背景下俯冲大洋板片断离后的伸展构造环境。     

中天山早奥陶世弧岩浆岩的确定——来自桑树园子一带花岗质片麻岩年代学和地球化学证据

对新疆中天山东段桑树园子一带侵入中元古界星星峡群中的花岗质片麻岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗质片麻岩原岩形成时代为(475.7±1.6) Ma,属早奥陶世岩浆活动产物,同时锆石25个测点中未发现有任何前寒武纪的残存锆石或时代信息.结合造岩矿物组合特征,认为其原岩为中-酸性侵入岩.岩石地球化学分析表明,花岗质片麻岩SiO2含量为62.45％～66.52％,K2O/Na2O变化于1.74～1.99,A/CNK值介于0.94～0.95,具高钾和弱过铝质的特征.稀土分布曲线呈右倾轻稀土富集型,弱的负铕异常,δEu值为0.69～0.76.岩石富集大离子亲石元素Rb,Sr,Ba,K等,亏损Nb和Ta等高场强元素及Ti和P,具Ⅰ型花岗岩特征.微量元素构造环境判别图解表明,花岗质片麻岩原岩可能形成于与俯冲有关的大陆边缘弧构造环境.结合岩石的锆石LA-ICP-MS定年结果和区域地质背景,认为桑树园子花岗质片麻岩原岩可能是以干沟蛇绿岩为代表的中天山北缘古大洋向南俯冲的弧岩浆岩记录.     

冈底斯南缘唐加地区早侏罗世辉长岩成因及其构造意义

冈底斯南缘发育的早侏罗世岩浆岩对于讨论新特提斯洋早期的俯冲消减演化具有重要约束意义.在详尽地野外地质调查工作基础上,本次研究对唐加地区辉长岩进行了 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、全岩地球化学组成的研究.结果表明,唐加辉长岩形成于早侏罗世(183.9±0.9 Ma);样品w(SiO2)(46.77％～48.48％)较低,较高的w(MgO)含量(平均为7.71％),Mg#为 42.0～67.6.此外,轻稀土元素富集[(La/Yb)N = 4.33～12.02,具有略右倾的配分模式和弱的Eu异常(δEu=0.69～0.79);富集大离子亲石元素,亏损高场强元素(Nb,Ta,Zr,Hf,Ti).综合区域数据全面分析,认为唐加早侏罗世辉长岩可能为新特提斯洋北向俯冲消减的背景下典型的岛弧岩石,是俯冲流体交代地幔楔部分熔融的产物.     

内蒙古基东地区晚泥盆世辉长岩体岩石地球化学特征及其意义

内蒙古基东地区辉长岩体位于北山成矿带北侧的石板井-七一山-呼伦西伯成矿带西北缘。该辉长岩体的岩石类型主要为辉长岩,次为角闪辉长岩,少量为辉长闪长岩。对辉长岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年以及主微量元素等分析。研究结果显示:辉长岩体形成于晚泥盆世(D3),其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(371.3±2.0)Ma。辉长岩体主量元素表现出富Al[w(Al2O3)=17.94%～20.93%]、高Na[w(Na2O)=2.08%～3.75%]和低K[w(K2O)=0.16%～0.98%]的岩石地球化学特征,属钙碱性系列。稀土元素配分模式为LREE富集的右倾型,其(La/Yb)N比值为1.92～4.62,无铈异常(Ce/Ce*=1.00～1.11),部分具正Eu异常(Eu/Eu*=1.08～2.20)。微量元素比值蛛网图表现出P、Ti的亏损和Sr的富集。辉长岩体形成于岩浆弧环境,属白山晚古生代岩浆弧的组成部分,是红石山大洋向南俯冲所形成的岩浆产物。     

内蒙古狼山地区乌花辉长岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成:对地幔源区特征和岩石成因的约束

内蒙古狼山地区乌花辉长岩体主要由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,其锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,岩体形成于(319.8±1.8)~(325.4±1.6) Ma,属于早石炭世末期岩浆活动的产物。地球化学特征上,乌花辉长岩属低钾钙碱性玄武岩系列,具有较高的Mg^#(多在76.70~80.35之间)、Al₂O₃(13.55%~25.13%)和较低的TiO₂(0.18%~1.35%)。稀土总含量较低(∑REE= 8.92×10^-6~40.10×10^-6),稀土元素分馏程度不高,呈现出轻稀土元素(LREE)略微富集、重稀土元素(HREE)相对亏损((La/Yb)_N = 1.74~3.06)的特点,Eu呈明显的正异常(δEu=1.156~3.86)。岩石富集Pb和K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Th等高场强元素,较低的Zr含量(4.38×10^-6~26.6×10^-6)和Zr/Y比值(1.08~2.35),呈现出典型的俯冲-消减带弧火山岩的地球化学特征。Sr-Nd-Hf同位素研究表明,乌花辉长岩岩浆源区为富集地幔,在侵位过程中受到的地壳混染程度较弱。结合区域地质背景,认为乌花辉长岩为俯冲-消减构造体制下由俯冲带流体交代富集地幔部分熔融而成,代表了俯冲相对早期阶段的产物,指示华北板块北缘西段在早石炭世晚期开始进入到安第斯型活动大陆边缘阶段,并可能结束于早二叠世之前。     

中天山巴伦台一带志留纪花岗质侵入体地球化学特征及意义

新疆中天山巴伦台地区广泛分布花岗质侵入体,通过对乌瓦门断裂北侧石英闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得岩体侵位年龄(441.7±2.6)Ma(n=23,MSWD=0.02),属早志留世。岩石地球化学特征表明,该期侵入岩主要为一套过铝质钙碱性系列岩石,稀土元素分布图呈右倾模式,具较高La_N/Yb_N值(7.85~22.90)、Eu负异常(δEu=0.24~0.82)。微量元素蛛网图上岩石总体富集大离子亲石元素K,Rb,Cs等和高场强元素Th,U,Zr,Hf,亏损大离子亲石元素Ba,Sr和高场强元素Nb,Ta,Ti,表明巴伦台地区早志留世花岗质侵入体形成于火山弧环境。综上认为,南天山洋盆向北的俯冲作用不晚于早志留世,为重建中天山构造演化提供了依据。     

内蒙古北山地区三个井辉长岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及地球化学特征

内蒙古北山地区位于中亚造山带南缘中段,岩浆活动强烈。为了厘清北山地区的构造演化,对北山地区三个井辉长岩开展了年代学和地球化学研究。结果表明:其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(404.9±1.6) Ma,形成年代为早泥盆世;岩石地球化学特征显示,岩石Al_2O_3含量高,为18.99%～21.12%(大于17%),岩石属高铝玄武岩类,轻、重稀土分馏明显,(La/Yb)_N为7.16～9.07,大离子亲石元素Rb、Ba、K和Sr明显富集,而高场强元素Ta、Nb和元素P亏损明显。上述特征表明三个井辉长岩的形成与俯冲带相关,结合区域地质特征,该辉长岩是沿红石山一带的主洋盆向南俯冲形成的早期岩浆弧的产物。     

云南景谷半坡铂钯多金属矿床辉长岩锆石U-Pb同位素定年及其意义

提要：景谷半坡铂钯多金属矿床位于澜沧江南段兰坪—思茅陆块,成矿主要与半坡杂岩体有关。半坡杂岩体由橄榄岩、辉石岩、辉长岩、辉长闪长岩和闪长岩等镁铁-超镁铁质岩组成。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法获得半坡杂岩体中辉长岩结晶年龄为(302.6±2.0)Ma,说明半坡杂岩体形成时代为晚石炭世。岩体中辉长岩属高铝质基性岩类,轻稀土元素相对于重稀土元素弱富集,富集大离子亲石元素(Rb、Sr、K、Ba)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有岛弧岩浆岩性质,表明半坡杂岩体形成与板块俯冲有关的岛弧环境,南澜沧江构造带在晚石炭世至早二叠世为大洋岛弧俯冲带。     

柴达木盆地北缘锡铁山铅锌矿区辉长岩锆石U--Pb年代、岩石地球化学和Hf同位素特征

为确定锡铁山矿区辉长岩的形成时代、原岩性质和岩石成因,笔者对其进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素的研究。结果表明:辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(514.7±1.1)Ma,属于中寒武世;岩石中SiO_2含量为47.88%～49.87%,MgO为4.66%～5.21%,TiO_2为0.47%～0.51%,P_2O_5为0.04%～0.05%,K_2O为0.34%～0.56%,Na_2O为2.67%～3.24%,Mg~#为61.67～65.84,为高铝的钙碱性系列岩石;具有略右倾的稀土配分曲线模式,显示明显的正Eu异常(δEu=1.74～1.92);岩石的锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)为4.1～7.67,单阶段模式年龄(T_(DM1))为950～812 Ma,表明岩浆源区为亏损地幔。岩石富集大离子亲石元素K、Ba、Sr和不相容元素U,亏损高场强元素Nb、Zr和P和Ti,显示为典型的岛弧岩浆岩特征。综合研究认为,锡铁山辉长岩形成在柴达木洋向北俯冲于祁连山地块之下的岛弧环境,进一步证实柴北缘在中寒武世发生了洋壳俯冲作用。     

内蒙古狼山地区早石炭世石英闪长岩U-Pb年龄、地球化学特征及其对古亚洲洋俯冲的指示

内蒙古狼山山脉西侧分布大面积的晚古生代岩浆岩,时代集中在早石炭世—晚二叠世,早石炭世石英闪长岩体出露于潮格温都尔镇西侧。该岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,石英闪长岩的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为337.4±6.6 Ma。岩石暗色矿物以角闪石为主,黑云母次之,富铁,富钠,高钠钾比值,为钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Pb,不同程度的亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti的特点,稀土元素配分型式为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,弱的负Eu异常,总体反映岩浆弧的地球化学特征。构造环境判别图显示样品点落在大陆边缘弧范围,岩石地球化学特征表明狼山地区早石炭世处于大陆边缘弧构造背景,古亚洲洋石炭纪存在向南俯冲。对比北部造山带西乌旗地区的早石炭世石英闪长岩,两者地球化学特征基本相同。因此,早石炭世古亚洲洋发生了双向俯冲,形成了以石英闪长岩为主的岩石类型。     

新疆布鲁斯台辉长岩岩石学特征及对南天山洋俯冲时限的制约

布鲁斯台辉长岩位于中天山南缘缝合带中段古洛沟蛇绿岩以北30km,是该带上出露的为数不多的较大的基性侵入岩体。辉长岩主要由斜长石(35%~45%)、单斜辉石(20%~25%)和角闪石(30%~35%)组成,角闪石主要为交代辉石后的产物。岩石化学成分显示,辉长岩具有高Al2O3(15.43%~23.20%)和CaO(12.96%~14.48%),低碱K2O(0.13%~0.19%)、Na2O(1.47%~3.00%)、P2O5(0.03%~0.07%)和TiO2(0.34%~0.61%)的特征。辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式与E-MORB相似,但ΣREE低(12.91×10-6~23.14×10-6),微量元素具有Ba、U、K、Sr等LILE富集和Nb、Ta、Zr、Hf、Th等HFSE亏损的特点。锆石原位εHf(t)值为+9.7~+15.0。上述特征反映辉长岩形成的构造背景为活动大陆边缘,源区为受俯冲流体影响的亏损地幔橄榄岩,且在上升的过程中未遭受地壳的明显混染。La、Sm、Yb判别图解显示岩石可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩发生5%~10%的部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS测年表明,辉长岩形成年龄为316.8±2.1Ma(MSWD=3.4,n=36)。结合区域地质、年代学和地球化学的资料,我们提出至少在晚石炭世,南天山洋还存在洋内和洋陆俯冲事件,南天山洋闭合的时间可能在更晚的早二叠世,而不是志留纪或者早泥盆世。     

东天山黄山西角闪辉长岩成因及其地质意义：来自锆石U-Pb年代学及地球化学的证据

东天山觉罗塔格构造带广泛分布石炭纪—二叠纪岩浆岩,前人对其形成构造背景进行了大量研究,但仍存在较大争议。笔者对1∶5万区域地质调查新圈定的角闪辉长岩体开展了岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究。岩石地球化学分析结果显示,角闪辉长岩SiO_2含量为48.72%～53.09%,Al_2O_3含量为16.75%～19.48%,MgO含量为5.67%～7.87%,Mg~#值介于53.83～66.85,里特曼指数σ为2.37～2.95,属于钙碱性岩石系列特征。稀土元素配分呈比较平坦的右倾型,LREE/HREE=4.78～5.69,δEu介于0.95～0.98,(La/Yb)_N=4.66～5.80。Rb、Ba、Th、U、K、Sr等大离子亲石元素(LILE)明显富集,高场强元素Ta、Nb亏损。根据上述特征,认为角闪辉长岩岩浆源区受俯冲带流体交代作用影响。对比区域石炭纪—二叠纪岩浆作用,本次获得角闪辉长岩的锆石年龄(319.8±2.6)Ma与区域上晚石炭世早期的岩浆活动相对应,形成于北天山洋闭合后的板内伸展构造环境。     

中蒙边境额仁淖尔地区包饶勒敖包石英闪长岩锆石U-Pb年龄及构造意义

对额仁淖尔地区包饶勒敖包石英闪长岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,其锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(302.5±1.1)Ma(MSWD=0.28),指示岩体成岩时代为晚石炭世末期,属华力西期。岩石地球化学分析表明,该地区石英闪长岩具低TiO_2和高Al_2O_3特征,岩石的Mg~#为0.46~0.50,铝饱和指数A/CNK为0.77~0.90,里特曼指数σ值介于1.54~2.53,显示了偏铝质中-高钾钙碱性系列。稀土元素丰度中等,呈LREE富集HREE亏损的右倾模式,Eu异常不明显或呈弱的负异常,富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具岛弧岩浆岩的特征,暗示晚石炭世末包饶勒敖包地区存在洋壳俯冲-消减事件。区域对比表明,该套岛弧性质的岩石组成属于西乌旗-苏左旗岩浆弧的一部分,为进一步研究锡林浩特-苏左旗缝合带于晚石炭世向索伦一线对接演化提供了新的证据。     

内蒙古中部查干诺尔辉长岩体地球化学特征及其地质意义

查干诺尔辉长岩体由角闪辉长岩和辉长闪长岩组成,呈岩株状侵入于晚石炭世花岗闪长岩和上石炭统宝力高庙组中。角闪辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为302Ma,表明该岩体的形成时代为晚石炭世。查干诺尔辉长岩具有高铝钙、低钛和贫碱的特征,属于钙碱性系列岩石。相对富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具明显的Nb、Ta、Ti、Zr、Hf负异常和Pb正异常,与典型的弧岩浆类似。岩石稀土总量较低且变化范围大(ΣREE=63.4~135μg/g),轻、重稀土元素分异程度中等,无明显的Eu异常;稀土元素分布模式表现为轻稀土富集、重稀土平坦且向右缓倾型式。Sr-Nd同位素组成为低(87Sr/86Sr)i(0.70407~0.70428)、正εNd(t)(1.62~3.47),显示了亏损地幔源区的同位素特征;有较高的Pb同位素比值,(206Pb/204Pb)i为17.816~18.040,(207Pb/204Pb)i为15.472~15.484,(208Pb/204Pb)i为37.242~37.534。上述地球化学特征表明查干诺尔辉长岩形成于晚石炭世大陆弧环境,是交代岩石圈地幔含角闪石二辉橄榄岩在低压条件下低程度部分熔融的产物,交代组分来自古亚洲洋闭合期间俯冲板片释放的流体。查干诺尔辉长岩的厘定可能表明内蒙古中部贺根山洋晚石炭世往北俯冲的时间持续至302Ma,并在早二叠世发生闭合。     

东天山黑石墩基性岩地球化学、锆石年代学、Sr-Nd-Hf同位素特征及其俯冲岩浆作用

在东天山康古尔塔格南黑石墩一带新发现一套基性岩,岩性以辉长岩和橄榄辉长岩为主,岩石具有相对较低SiO_2 (47.59%～50.79%)、富 Na_2O(2.72%～4.42%)贫K_2O(0.26%～1.15%),低 MgO (3.94%～12.55%),中等Mg~#(47.6～66.64),高 Al_2O_3(14.75% ～19.65%),相对富集轻稀土((La/Yb)_N1.83 ～2.12),Eu 弱正异常(1.00 ～1.25),富集 LILE(Ba、U、Sr),亏损HFS(Ta、Nb、Th和Ti),并强烈富集Pb。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄((342.6 ±3.2)Ma)表明该基性岩属于早石炭世岩浆活动的产物。岩石具有较低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0.703421～0.704551),正的δ_(Nd)(t)(7.6～8.1)和ε_(Hf)(t) (9.82～13.74)。地球化学特征和岩相学显示其来自亏损的岩石圈地幔源区,且源区在较低程度的部分熔融前受到俯冲板片中富含大离子亲石和轻稀土元素的海洋沉积物在俯冲过程中脱水熔融形成流体的交代作用影响,原始岩浆在侵位过程中发生程度不同的橄榄石、辉石和斜长石分离结晶作用,侵位过程中受到地壳物质混染的程度非常低。构造和动力学背景研究表明,黑石墩基性岩为北天山洋在早石炭世沿康古尔塔格—黄山大断裂向北俯冲阶段的产物。