舍建忠　馮長麗　賈健　段旭杰　邸曉辰　曹江宇　李興儉

摘? 要：黑白山鎂鐵超鎂鐵巖位于新疆中天山地塊與覺羅塔格構(gòu)造帶的分界斷裂——阿其克庫都克大斷裂南側(cè)約4 km處。該巖體主要由陽起石化橄欖輝石巖、輝橄巖、輝石巖、蝕變細(xì)粒輝長巖組成，對巖體的主微量及稀土元素地球化學(xué)特征研究表明，巖體屬鐵質(zhì)鎂鐵超鎂鐵巖，具低鉀拉斑玄武質(zhì)巖的分異特征; 巖石具相對較低SiO2（43.90%～52.80%）、相對富Na2O（0.38%～2.97%），貧K2O（0.11%～0.47%）及Na2O>K2O特征;MgO值變化大且較高（4.25%～32.49%），較高M(jìn)g#（63.94～82.98），相對富集輕稀土（（La/Yb）N為2.03～5.76），富集大離子親石元素Rb，Ba，U，La，虧損高場強(qiáng)元素Nb，Ta，Ce，Ti，強(qiáng)烈富集Pb，說明巖石具幔源特征和島弧巖漿特征。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡（392.7±4.5）? Ma表明，該巖體屬早泥盆世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。Hf同位素等地球化學(xué)特征和巖相學(xué)顯示，巖漿起源于含有早期俯沖洋殼的虧損軟流圈地幔，在巖漿演化過程中受到地殼及圍巖混染，但混染作用較弱。黑白山巖體的發(fā)現(xiàn)為北天山洋在早古生代沿阿其克庫都克斷裂向南俯沖提供了新的證據(jù)。

關(guān)鍵詞：鎂鐵超鎂鐵巖;鋯石U-Pb年齡;Hf同位素;地球化學(xué)特征;黑白山;東天山

中亞造山帶是世界上典型的增生型造山帶，出露大量的基性-超基性巖體，是研究地殼垂向增生和殼幔相互作用過程的天然實(shí)驗(yàn)室[1]，東天山是其重要組成部分，位于中亞造山帶南緣，與銅鎳礦相關(guān)的古生代中性-中基性-基性-超基性巖十分發(fā)育，含礦巖體以規(guī)模小、多階段侵入、巖相分帶清晰、成群成帶出現(xiàn)為特點(diǎn)，小巖體成大礦是普遍的成礦現(xiàn)象，是我國銅鎳礦床的主要產(chǎn)地之一[2-5]。東天山地區(qū)基性-超基性巖多數(shù)沿深大斷裂及次級(jí)斷裂分布，根據(jù)區(qū)域構(gòu)造位置及深大斷裂可將東天山基性-超基性巖由北向南劃分為3個(gè)帶，黃山-鏡兒泉帶、中天山地塊和北山裂谷3個(gè)構(gòu)造-巖漿帶 [6]。中天山地塊中除東部天宇和白石泉等鎂鐵超鎂鐵巖前人做了較詳細(xì)研究外，其他地方出露的鎂鐵超鎂鐵巖研究文獻(xiàn)幾乎沒有。新疆地調(diào)院承擔(dān)的“新疆東天山成礦帶中段1∶5萬綜合地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目在中天山地塊卡瓦布拉克斷裂西側(cè)新發(fā)現(xiàn)了泥盆紀(jì)黑白山鎂鐵超鎂鐵巖，通過系統(tǒng)的巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素研究，為進(jìn)一步探討東天山地區(qū)構(gòu)造演化提供新的依據(jù)。

1? 巖體地質(zhì)背景

東天山黑白山鎂鐵超鎂鐵巖位于中天山地塊（喀拉塔格地塊）（圖1），該地塊夾持于塔里木板塊和準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊之間，由卡瓦布拉克斷裂、阿其克庫都克斷裂及賽力克沙依-星星峽斷裂分別與阿奇山-雅滿蘇晚古生代島弧帶、南天山北緣及北山裂谷北緣相分隔[7，8]。區(qū)內(nèi)出露前寒武變質(zhì)基底，由星星峽巖群和卡瓦布拉克組所組成，總體為一套變質(zhì)火山-沉積巖系，以黑云母斜長片麻巖、條帶狀混合巖、白云質(zhì)大理巖和云母片巖、石英片巖為主，局部夾有斜長角閃巖[8，9]。在這些變質(zhì)巖中分布著不同時(shí)代、不同成因的花崗巖[10]，并見晚石炭世—二疊紀(jì)雙峰式火山巖沿著阿其克庫都克斷裂分布[7]。

黑白山鎂鐵超鎂鐵巖北側(cè)距鄯善縣約130 km，距阿其克庫都克大斷裂南側(cè)約4 km處、阿齊山鉛鋅礦正南9 km處，嚴(yán)格受阿其克庫都克大斷裂及次級(jí)斷裂控制，總體呈近EW向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，巖體呈孤包零散出露，侵入到青白口紀(jì)地層中，北東方向?yàn)橹臇|天山白靈山巖體。東天山基性-超基性巖除個(gè)別巖體如海豹灘、土墩-黃山東、鏡兒泉明顯外，大多數(shù)巖體出露較差。因其相對抗風(fēng)化剝蝕能力差，多分布于地勢低洼處，被殘坡積物覆蓋，僅有少量孤包出露，以往地質(zhì)科研工作較難發(fā)現(xiàn)。

2? 巖相學(xué)特征

黑白山鎂鐵超鎂鐵巖主要巖石類型有陽起石化橄欖輝石巖、輝橄巖、輝石巖、蝕變細(xì)粒輝長巖，各巖石類型間無明顯的接觸界線。

陽起石化橄欖輝石巖? 呈灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由普通輝石（10%）、陽起石（75%）、橄欖石（10%）、磁鐵礦（2%）、方解石（3%）組成。巖石含半自形柱狀普通輝石，普通輝石沿邊緣多被纖維柱狀陽起石交代，普通輝石之間發(fā)育有半自形粒狀橄欖石，橄欖石中包有細(xì)粒磁鐵礦，陽起石之間發(fā)育有細(xì)粒方解石。

輝橄巖? 呈灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由橄欖石（82%）、普通輝石（10%）、磁鐵礦（3%）、方解石（3%）組成。巖石含自形、半自形粒狀橄欖石，橄欖石多蛇紋石化，在橄欖石裂紋中分解出塵狀磁鐵礦。橄欖石之間發(fā)育有半自形柱狀普通輝石，普通輝石邊緣多被陽起石交代，在橄欖石之間發(fā)育有半自形粒狀方解石。

輝石巖? 呈灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由普通輝石（82%）、陽起石（10%）、黝簾石（2%）、斜長石（5%）、方解石（1%）組成。巖石含半自形柱狀普通輝石，普通輝石邊緣多被纖柱狀陽起石交代，在普通輝石之間發(fā)育半自形板狀斜長石，斜長石表面發(fā)育次生黝簾石，輝石之間含粒狀黝簾石，在輝石裂隙中含次生方解石。

橄欖輝石巖? 呈灰綠色，細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物由拉長石（55%）、普通輝石（30%）、綠泥石（10%）、磁鐵礦（5%）組成。拉長石呈半自形板狀，拉長石表面發(fā)育次生黝簾石，拉長石表面蝕變不清。在拉長石之間含半自形柱狀和粒狀普通輝石，沿普通輝石邊緣發(fā)育細(xì)小片狀綠泥石，在普通輝石之間發(fā)育自形和半自形粒狀鈦鐵礦，鈦鐵礦現(xiàn)多白鈦石化。

3? 樣品采集及分析方法

樣品選取探槽內(nèi)新鮮巖石，硅酸鹽、稀土、微量元素樣品6件。測試單位為新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)測試中心，主量元素使用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行測試，精度在0.1%以內(nèi);微量元素采用ICP-MS（ElementⅡ）（Agilent7500a）測試。

鋯石U-Pb年齡樣品為輝長巖，鋯石單礦物分選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成;陰極發(fā)光顯微圖像由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成;鋯石U-Pb同位素分析由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室的激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜儀（LA-ICP-MS）上進(jìn)行。U-Pb同位素分餾用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91 500作為外標(biāo)予以校正，每測6個(gè)未知樣品后插入一次91 500標(biāo)樣測定，以確保測試標(biāo)樣和樣品儀器條件完全一致。激光光束束斑直徑30 μm，以29Si作為內(nèi)標(biāo)測定鋯石的U、Th、Pb含量。鋯石測定點(diǎn)Pb 同位素比值、U-Pb 表面年齡和 U-Th-Pb 含量采用GLITTER程序和 Isoplot 程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

鋯石原位復(fù)位Hf同位素測試由中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，使用Neptune型多接收等離子體質(zhì)譜儀和Geolas Pro型激光剝蝕系統(tǒng)聯(lián)用方法完成，詳細(xì)測試流程見侯可軍等[11]。測試豎斑直徑為44 μm。測試位置與測年點(diǎn)位相同或靠近。每分析10個(gè)樣品測點(diǎn)插入一次標(biāo)樣測定（鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1，GJ-1的測試精準(zhǔn)度為0.282 030±40（2SE））。

4? 分析結(jié)果

4.1? 主量元素特征

樣品主量和微量元素?cái)?shù)據(jù)見表1。從表中可知，樣品SiO2含量為43.90%～52.80%，屬基性-超基性巖，其中輝石巖、輝橄巖具M(jìn)gO含量較高（17.20%～32.49%），相對富Na2O（平均0.58%），貧K2O（平均0.25%）及Na2O>K2O的特征;輝長巖MgO含量較低（4.25%～7.02%），相對富Na2O（平均2.85%），貧K2O（平均0.36%），具顯著的Na2O>K2O特征。所有樣品Al2O3，CaO含量變化大（Al2O3=5.21%～25.15%、CaO=3.34%～16.34%），這與樣品中基性斜長石種類及含量有關(guān)，Mg#介于63.94～82.98之間，低于蛇綠巖中變質(zhì)橄欖巖的值（Mg#=89～91）[12，13]，主要與橄欖石、斜方輝石的堆晶作用有關(guān)。鎂鐵比為1.74～4.8，屬鐵質(zhì)基性超基性巖[14]。在TAS圖解中（圖2-a），樣品落在玄武巖大類及亞堿性系列內(nèi)，在SiO2-K2O相關(guān)圖解中均為低鉀拉斑系列（圖2-b）。據(jù)哈克圖解，F(xiàn)e2O3T與MgO呈正相關(guān)性，Al2O3，CaO，Na2O，K2O，TiO2與MgO呈負(fù)相關(guān)性，樣品隨MgO含量升高，Al2O3，CaO，Na2O，K2O降低（圖3），說明樣品為橄欖石、斜方輝石和單斜輝石為主的堆晶，TiO2降低，與它在結(jié)晶分異過程中的不相容性有關(guān)。

4.2? 微量元素特征

樣品的稀土總量偏低（∑REE為17.82×106～53.78×10-6），（La/Yb）N介于2.03～5.76，說明輕重稀土元素之間和重稀土元素內(nèi)部的分餾程度中等，LREE/HREE較不穩(wěn)定，介于2.87～5.66，δEu值（0.79～2.14）變化較大，輝石巖、輝橄巖類呈負(fù)異常，輝長巖類呈正異常，這是因?yàn)閹r漿結(jié)晶分異過程中，長石在晚期巖相中富集造成的。在REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布圖解中（圖4-a），所有樣品均表現(xiàn)出相同的變化趨勢，主體呈輕稀土富集、重稀土相對虧損的右傾特點(diǎn)，表明黑白山鎂鐵超鎂鐵巖來自同一源區(qū)，是同一原始巖漿分異演化的產(chǎn)物。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中（圖4-b），顯示出較一致的分布模式，大多數(shù)樣品表現(xiàn)出Nb，Ta，Ce和Ti明顯的負(fù)異常，Sr，Nd，Zr和Hf輕微的負(fù)異常，Rb，Ba，U，La和Pb的正異常，表明與俯沖作用或大陸地殼物質(zhì)具一定親緣性[15]。

4.3? U-Pb同位素

陰極發(fā)光圖像顯示鋯石多呈長柱狀，呈自形-半自形，晶面整潔光滑，無裂紋。環(huán)帶狀構(gòu)造特征明顯（圖5-a），表現(xiàn)出巖漿成因鋯石特點(diǎn)。由表2可知，Th含量變化范圍為16.27×10-6～120.78×10-6，U含量變化范圍為56.92×10-6～346.83×10-6，樣品鋯石均具較高Th/U比值，為0.29～0.65，多介于0.3～0.4（表2），顯示巖漿鋯石U、Th成分特征[16]。測得15顆鋯石年齡數(shù)據(jù)多落于諧和線上或附近，個(gè)別數(shù)據(jù)落于諧和線右側(cè)附近，表明受后期熱事件干擾，少量鉛丟失[17]。15個(gè)數(shù)據(jù)206Pb/238U年齡加權(quán)平均值（392.7±4.5） Ma（n=15，MSWD=0.20）（圖5-b），代表黑白山巖體形成年齡為早泥盆世。

4.4? 鉿同位素

本次對測年鋯石進(jìn)行了復(fù)位Lu-Hf同位素分析，所有測試位置與U-Pb測年點(diǎn)位相同或相近。由表3可知，鋯石176Lu /177Hf 比值最大值0.000 781，說明鋯石形成后放射成因Hf 積累較少[18]，所測定的176Hf /177Hf 比值代表其形成時(shí)體系的 Hf 同位素組成[19]。176Hf /177Hf 比值為0.282 775～0.282 841，εHf（t）為正值（8.46～10.75），均值9.40，二階段Hf模式年齡（tDM2）在769～842 Ma之間，均值785.72 Ma，與其形成年齡（392.7 ±4.5） Ma 相差較大。

5? 討論

5.1? 巖漿演化

原始巖漿從源區(qū)地幔源經(jīng)部分熔融作用開始生成、到遷移至巖漿房、再到最終噴出地表，是一個(gè)不斷結(jié)晶分異、物質(zhì)不斷帶出或帶入、巖漿和礦物間平衡和再平衡的過程[20]。黑白山巖體與白石泉含銅鎳礦鎂鐵-超鎂鐵巖體同處于中天山地塊。據(jù)前人研究，白石泉巖體的母巖漿是含水的高鎂拉斑玄武質(zhì)巖漿[15]，雖然兩者形成時(shí)代相差較大，前者形成時(shí)代為早泥盆世，后者形成時(shí)代為早二疊世[21]，但兩者具有相近的Mg（白石泉MgO=15.87%～31.88%，Mg#=75～83）含量[15]，較低的相溶元素Cr，Co和Ni含量，說明黑白山巖體來源于分異程度相對較高的巖漿[22]。在Harker圖解中，MgO與TFe2O3具正相關(guān)性（圖3），說明巖漿在上升侵位過程中經(jīng)歷了橄欖石和斜方輝石分離結(jié)晶作用，而MgO與TiO2，Al2O3，CaO之間具負(fù)相關(guān)性，暗示富含Ti礦物（金紅石、鈦鐵礦和榍石）、磷灰石和單斜輝石非主要結(jié)晶相[23]。對于橄欖石和輝石而言，Mg與Co，Ni是相容元素，該巖體Co ，Ni與MgO呈正相關(guān)性，說明該巖體發(fā)生過橄欖石、輝石的結(jié)晶作用。

綜上所述，原始巖漿演化過程中經(jīng)歷了橄欖石、輝石和斜長石分離結(jié)晶作用，與巖相學(xué)特征一致。

5.2? 源區(qū)特征及地殼混染

樣品具高M(jìn)gO、高Cr的特征，表明黑白山巖體具幔源特征，巖石稀土元素分布曲線呈先陡后緩右傾曲線（圖4），富集大離子親石元素（Rb，Ba）、LREE和活潑高場強(qiáng)元素（U）、虧損高場強(qiáng)元素（Nb，Ta，Ti，Zr，Hf）的特征和低TiO2（小于 1%）（表1），表明黑白山巖體具幔源特征和島弧巖漿特征[24]。鋯石復(fù)位測試176Hf /177Hf 比值為0.282 775～0.282 841，εHf（t）為正值（8.46～10.75），二階段Hf模式年齡（TDM2）在769～842 Ma之間，均值785.72 Ma，與其形成年齡（392.7 ±4.5） Ma相差較大，在T-176Hf/177Hf和T-εHf（t）圖中，樣品落入球粒隕石和虧損地幔之間（圖6），暗示其形成于球粒隕石εHf（t）值較大分異的虧損地幔的巖漿，有俯沖洋殼物質(zhì)加入。

幔源巖漿在上升或侵位過程中一般都會(huì)受到不同程度地殼混染[25]。黑白山巖體虧損高場強(qiáng)元素Ta，Nb，Th和Ti，富集LILE和LREE，且Ta / La比值（0.017～0.040）低于原始地幔（Ta/La=0.06[26]），說明在上升或侵位過程中可能存在殼源物質(zhì)混染[23]。一般MORB和OIB的Nb/U值較高（37±10）且均一 [27]，而大陸地殼Nb/U值通常很低[28]，因此Nb/U值可作為判別地殼混染的一個(gè)指標(biāo)，同樣鐵鎂質(zhì)巖石中的高La/Nb值和低Zr/Ba值一般認(rèn)為是軟流圈與下地殼混合的結(jié)果[29]。黑白山巖體Nb/U值2.83～9.33，低于MORB和OIB，較高La/Nb值（1.71～2.59）和較低Zr/Ba值（0.36～1.64），說明黑白山巖體存在殼源物質(zhì)混染。另地殼中富集Zr和Hf元素，地殼混染會(huì)導(dǎo)致Zr和Hf元素含量顯著增高[30]，而樣品中Zr和Hf元素?zé)o明顯異常（圖4-b），其較低的含量指示殼源物質(zhì)混染程度較低。鋯石的復(fù)位測試176Hf/177Hf測試值（現(xiàn)今值）、初始值和Lu/Hf比值變化均較小，也說明巖漿源區(qū)性質(zhì)較單一，俯沖殼源物質(zhì)加入較少。上述事實(shí)表明，巖漿演化過程中可能有較弱的地殼混染作用。

5.3? 形成環(huán)境及構(gòu)造意義

黑白山巖體玄武巖類樣品主量元素TiO2多介于0.18%～0.99%之間，平均0.50%，TiO2 含量較低，明顯低于洋脊玄武巖TiO2的均值1.5%，P2O5變化介于0.01%～0.08%，平均0.04%，與洋島玄武巖的P2 O5平均含量0.14%相差甚遠(yuǎn)，暗示此玄武巖非大洋中脊玄武巖和洋島玄武巖。高場強(qiáng)元素Nb，Ta，zr，Hf在蝕變和變質(zhì)等過程中具很好的穩(wěn)定性，因此是巖石成因和源區(qū)性質(zhì)的示蹤劑，并且，一般島弧玄武巖和部分虧損型洋中脊玄武巖（N-MORB）的Ta，Nb豐度分別小于0.7×10-6和12×10-6，Nb/La<1，Hf/Ta>5，La /Ta>15 ;而板內(nèi)玄武巖（WPB）、過渡型洋中脊玄武巖（T-MORB）和富集型洋中脊玄武巖（E-MORB）則正好相反。本次樣品中玄武巖類樣品Ta豐度為0.07×10-6～0.17×10-6，Nb豐度為0.98×10-6～3.7×10-6，含量較低，Nb/La比值0.43～0.58，Hf/Ta比值8.13～15.71，La/Ta比值25～58，表明該玄武巖類巖體成因環(huán)境與WPB、T-MORB、E-MORB巖石構(gòu)造環(huán)境無關(guān)，類似于島弧玄武巖或N-MORB的形成環(huán)境。我們采用不同構(gòu)造環(huán)境判別圖來進(jìn)一步分析黑白山巖體形成環(huán)境，在2Nb-Nb /4-Y構(gòu)造判別圖解中，樣品投影點(diǎn)落入火山弧玄武巖區(qū)（圖7-a），在Ti/100-Zr-Sr/2構(gòu)造判別圖解中，樣品投影點(diǎn)落入島弧拉斑玄武巖區(qū)和鈣堿性玄武巖區(qū)（圖7-b），在Zr/117-Th-Nb/16構(gòu)造判別圖解中，樣品投影點(diǎn)落入破壞板塊邊緣玄武巖區(qū)（圖7-c）。上述特征說明樣品具與俯沖有關(guān)的環(huán)境特征。

長期以來，對東天山造山帶內(nèi)覺羅塔格地區(qū)大地構(gòu)造背景及演化存在爭議，歸納起來主要有以下3種認(rèn)識(shí)：①為晚古生代裂陷槽[31-34]，這種觀點(diǎn)被普遍應(yīng)用于其范圍內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)工作;②為晚古生代被動(dòng)大陸邊緣[35，36];③為塔里木板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊縫合帶[37-41]。中天山東北緣天宇與白石泉巖體源區(qū)特征極為相似，即巖漿起源于有少量俯沖板片貢獻(xiàn)的虧損地幔[15]，說明覺羅塔格構(gòu)造帶比中天山地塊更接近俯沖帶，提供了北天山洋早二疊世向南俯沖的依據(jù)。尾亞Ⅰ型花崗巖（469 Ma）、火山巖（477 Ma）以及混合花崗巖（452 Ma）的出現(xiàn)，表明了北天山洋于早古生代沿沙泉子斷裂向南俯沖，并于石炭紀(jì)末封閉[42]，而此次新發(fā)現(xiàn)的黑白山巖體為北天山洋于早古生代沿阿其克庫都克斷裂向南俯沖提供了新的證據(jù)。

6? 結(jié)論

（1） 黑白山巖體中的輝長巖鋯石U-Pb測年表明，該鎂鐵超鎂鐵巖體的形成年代為早泥盆世（392.7 ±4.5） Ma，本次為該地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)早泥盆世鎂鐵超鎂鐵巖，形成時(shí)代區(qū)別于前人認(rèn)識(shí)的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)和新元古代。

（2） 黑白山巖體屬鐵質(zhì)鎂鐵超鎂鐵巖，具高M(jìn)gO，Cr，低TiO2的特征，富集大離子親石元素（Rb，Ba），LREE和活潑高場強(qiáng)元素（U）、虧損高場強(qiáng)元素（Nb，Ta，Ti，Zr，Hf）的特征，表明黑白山巖體具幔源特征和島弧巖漿特征。

（3） 主微量元素、鉿同位素特征顯示，巖漿起源于含有早期俯沖洋殼的虧損軟流圈地幔，在巖漿演化過程中受到地殼及圍巖混染，但混染作用較弱。

（4） 黑白山巖體的發(fā)現(xiàn)，為北天山洋于早古生代沿阿其克庫都克斷裂向南俯沖提供了新的證據(jù)。

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Abstract：The Heibaishan mafic ultramafic rock is located about 4 km south of the Akkekuduk fault， the boundary fault between the Middle Tianshan block and the Jelotag tectonic belt in Xinjiang province. The rock mass is mainly composed of anolitic pyroxenite， pyroxenite， pyroxenite and altered fine gabbro. The study on the geochemical characteristics of the main， trace and rare earth elements of the rock mass shows that the rock mass belongs to ferromagnesian ultramafic and has the differentiation trend of low potassium tholeiite. Rocks with relatively low SiO2 （43.90% ～ 52.80%）， relatively rich Na2O （0.38% ～ 2.97%）， poor K2O （0.11% ～ 0.47%） and Na2O > K2O， the characteristics of the MgO style change of value and higher （4.25% ～ 32.49%）， high Mg# （63.94 ～ 82.98）， the relative enrichment of light rare earth （La/Yb N 2.03 ～ 5.76）， the enrichment of large ion lithophile Rb， Ba，U，La， loss of high field strength elements Nb，Ta，Ce，Ti， strong enrichment of Pb， It shows that the rocks have mantle-derived characteristics and island arc magmatic characteristics. The zircon LA-ICP-MS U-PB age （392.7 ±4.5Ma） indicates that the rock mass is a product of early Devonian magmatic activity. The geochemical characteristics of hafnium isotopes and petrology show that the magma originated from the asthenosphere with the loss of the subducted oceanic crust at the early stage， and was mixed by the crust and surrounding rocks during the magma evolution， but the mixing was weak. The discovery of the Heibaishan rock mass provides a new evidence for the southern subduction of the Northern Tianshan Ocean along the Akhikkuduk fault in the early Paleozoic.

Key words：Mafic ultramafic rock;Zircon U-Pb age; Hf isotope;Geochemical characteristics; Heibaishan;East Tianshan