塔里木大火成岩省是我国境内发现的两个重要的二叠纪大火成省之一,不仅有大规模的溢流相玄武岩喷发,还有复杂多样的侵入岩及其组合。本文以塔里木盆地西北缘阿克苏地区侵入前寒武系的基性岩及碳酸岩为研究对象,在遥感影像识别和野外剖面地质调查的基础上,开展了岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr-Nd-Pb同位素等方面的研究,阐明了两类侵入岩的发育特征、侵位时代、岩浆源区、岩浆演化特征和岩石成因,进而探讨了它们与塔里木早二叠世大火成岩省之间的关系,揭示了其重要的地球动力学含义。阿克苏地区前寒武系中的基性侵入岩主要有两类,分别是侵入南华系的基性岩墙和侵入震旦系中下部的基性岩床。岩墙、岩床与围岩之间均显示出典型的侵入接触关系,包括岩体内部结晶粗、边部结晶细的淬冷边结构、岩床底面和顶面显著的切层现象以及包裹围岩团块等;显微镜下,基性岩主要表现为典型的辉绿结构和嵌晶含长结构。锆石U-Pb年代学研究表明,什艾日克剖面下震旦统中发育的两层基性岩床形成时代分别为290±6 Ma和292±5 Ma;尤尔美那克剖面基性岩墙形成于287±2 Ma。由此提出阿克苏地区下震旦统砂岩中发育的基性岩并非都是前人认为的震旦纪玄武岩,有相当一部分是早二叠世侵位的辉绿岩,其侵位时代大致介于286-292 Ma。岩石地球化学特征表明,这些辉绿岩具有与洋岛玄武岩（OIB）相似的稀土及微量元素配分模式,富集大离子亲石元素如Ba、U、LREE等,轻度亏损Nb、Ta,明显亏损Rb、K、Pb、Sr等元素,具有高的Nb/Ta、Ti/Zr、Ta/Th、Zr/Hf和La/Nb比值和低的Mg#值,再结合Sr-Nd-Pb同位素测试结果,认为它们来源于碳酸盐化的富集型岩石圈地幔部分熔融。火成碳酸岩主要出露于尤尔美那克剖面,以岩墙或岩脉侵入南华系,锆石UPb测年结果获得了多个年龄峰值,这些锆石均为碳酸岩岩浆捕获成因,其中最年轻一组（3颗）岩浆锆石的谐和加权年龄为272±4 Ma,结合区域地质分析,推测该碳酸岩很可能形成于早二叠世（270Ma）。岩石学观察和电子探针测试结果表明,碳酸岩主要由方解石（90%以上）构成,并含白云石、重晶石、天青石、赤铁矿等矿物,可见方解石与白云石之间明显的出溶结构以及方解石基质包裹围岩等现象。全岩地球化学分析显示,碳酸岩的Ca O含量高（44.40%50.40%）,Si O2含量低（1.83%7.97%）,稀土元素总量很低（21.7×10-691.3×10-6）,大离子亲石元素Sr、Rb、Ba等相对富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素相对亏损,具有高的（87Sr/86Sr）i值（0.7101060.710558）、低的εNd（t）值（-8.46-12.80）以及稳定同位素δ13CV-PDB高（-2.69‰-2.93‰）、δ18OV-SMOW高（17.33‰17.86‰）等特征,综合分析认为这些碳酸岩与典型的壳源型碳酸岩特点十分相似。结合前人研究成果,提出本次在塔里木西北缘阿克苏地区厘定的基性岩和碳酸岩侵入事件应是塔里木二叠纪大火成岩省的一部分。早二叠世辉绿岩岩床和岩墙,其形成时代、岩浆源区和演化特征、构造背景均与塔里木大火成岩省早期喷出的柯坪玄武岩十分相似,同时它们在空间发育上毗邻,因此认为这些侵入的基性岩应属于塔里木二叠纪大火成岩省早期基性岩浆的一部分;而侵入南华系的壳源型碳酸岩很可能是塔里木大火成岩省晚期岩浆事件的产物,系由塔里木西北缘地幔柱减压熔融后形成高温基性岩浆向上侵位时,导致下地壳的碳酸盐储库部分熔融形成碳酸岩岩浆,并沿着伸展断裂快速向上侵位形成的。本文的研究不仅丰富了塔里木二叠纪大火成岩省的岩石成因类型,而且有助于增进对早二叠世深部复杂的壳幔作用过程的理解。