东昆仑东段青海战红山地区早三叠世火山岩的发现及其地质意义

在东昆仑东段都兰县沟里乡战红山地区开展1∶2.5万区域地质矿产调查工作时,新填绘出一套早三叠世火山岩地层,主要为一套酸性火山岩局部夹灰岩组合,具海相喷发特点。火山岩主量元素显示为弱过铝质中钾-高钾钙碱性系列岩石,轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,Eu中等负异常。大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th富集,高场强元素Ti、Nb、Ta等亏损,构造环境显示具有岛弧火山岩特征。通过LA-ICP-MS方法获得流纹岩锆石U-Pb年龄为244.1±1.8 Ma,认为该套火山岩形成于早三叠世。结合东昆仑区域构造演化,认为战红山地区酸性火山岩地层是与东昆仑东段同时期大规模岛弧型花岗岩配套的弧火山岩,为早三叠世阿尼玛卿古特提斯洋向北俯冲阶段岩浆活动的产物,是继东昆仑中段晚二叠世大灶火沟组的发现与建组之后,在东昆仑地区晚二叠世—早三叠世存在火山活动的又一力证。     

西南三江地区洋板块地层特征及构造演化

以大地构造研究为主导,初步梳理了三江地区洋板块地层系统的分布及其构造演化规律。本文阐述了三江地区经历原-古特提斯大洋连续演化、分阶段拼贴增生至最终俯冲消亡的地质演化历程。甘孜-理塘弧后洋盆于早石炭世打开,二叠纪—中三叠世进入顶峰扩张期,晚三叠世洋盆萎缩引起向西俯冲,最终在晚三叠世末局部地区保留残留海。哀牢山弧后洋盆不晚于早石炭世形成,早石炭世—早二叠世整体扩张发育,早二叠世末或晚二叠世初开始向西俯冲,晚三叠世最终完全关闭。金沙江洋盆早石炭世时已扩张成洋,到早二叠世晚期开始俯冲,石炭纪—早二叠世早期是金沙江洋盆扩张的主体时期,早二叠世晚期至早、中三叠世俯冲消亡。澜沧江弧后洋盆中晚泥盆世开始扩张,在石炭纪—早二叠世发育为成熟洋盆,早二叠世晚期洋内俯冲形成洋内弧,晚二叠世—早、中三叠世双向俯冲消亡。昌宁-孟连洋为特提斯洋主带,具有原-古特提斯洋连续演化的地质记录,晚奥陶世开始向东俯冲消减,二叠纪末、早三叠世发生弧-陆碰撞作用,昌宁-孟连洋盆闭合。     

东昆仑东段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其对重大构造事件的响应

地层不整合接触是研究地质发展历史和鉴定地壳运动特征的重要依据。通过大范围露头尺度和填图尺度不整合面的识别,结合不同时代地层沉积体系的特征及构造变形样式的对比研究,发现东昆仑造山带东段晚古生代—中生代地层由底到顶共发育有4个不同类型的不整合面,分别是上二叠统格曲组与上石炭统浩特洛哇组之间的角度不整合面、中三叠统希里可特组与闹仓坚沟组之间的微角度不整合面、上三叠统八宝山组与下伏不同时代地层之间的角度不整合面、下侏罗统羊曲组与上三叠统八宝山组之间的平行不整合面。这几个不同时代的不整合面分别代表了东昆仑东段晚古生代—中生代地质演化时期中特定的构造事件。其中,格曲组与浩特洛哇组角度不整合关系代表东昆仑造山带南缘阿尼玛卿—布青山古特提斯洋晚二叠世开始向北俯冲的构造事件;希里可特组与闹仓坚沟组微角度不整合关系与陆(弧)陆局部差异性初始碰撞的洋陆转换构造事件密切相关;八宝山组与下伏不同时代地层角度不整合关系是东昆仑地区分布较广、意义重大的一个不整合面,代表中三叠世晚期—晚三叠世早期东昆仑地区陆(弧)陆全面碰撞的主造山构造事件,同时该期碰撞造山事件铸就了东昆仑及其周缘地区的基本构造格架。羊曲组与八宝山组之间平行不整合面则与晚三叠世晚期—早侏罗世早期陆内演化过程中地壳垂向抬升事件相关。这些不整合面的厘定及其代表的相应构造事件对于合理建立东昆仑地区晚古生代—中生代构造演化过程具有重要意义。     

东昆仑造山带海西—印支期东昆南前陆盆地构造岩相古地理

地层相态的恢复对于研究非史密斯地层区沉积盆地的演化过程有着非常重要的意义。在1∶ 2 5万野外地质填图基础上作出了东昆仑造山带东段东昆南前陆盆地晚二叠世至中三叠世构造岩相古地理图 ,该系列图揭示了东昆南前陆盆地在 5个发展阶段中的岩相分布特征和空间上的古地理展布范围 ,即晚二叠世早期东昆南前陆盆地发育的初始阶段、晚二叠世晚期前陆盆地的扩展至短期萎缩阶段、早三叠世早期前陆盆地的再次扩展阶段、早三叠世晚期盆地发育的高峰阶段和中二叠世前陆盆地的萎缩至消亡阶段。东昆南前陆盆地的演化过程在一定程度上反映了构造对沉积的控制作用     

东昆仑西段晚古生代盆地系

东昆仑西段晚古生代从北向南分别为昆北弧后盆地、昆中岛弧及昆南弧前增生楔.在二叠纪,增生楔又转变成岛弧及弧后盆地.昆北弧后盆地石炭纪发育有陆缘到深海盆地的沉积,二叠纪由碎屑岩过渡为浅海碳酸盐岩.昆中岛弧带沉积盖层为一些碳酸盐岩孤立台地和小的山间盆地,并有火山熔岩、火山碎屑岩的堆积.昆南弧前盆地岩石类型非常复杂,石炭纪包括了陆源碎屑岩、火山熔岩、火岩碎屑岩、钙屑浊积岩、硅质岩等.二叠纪的弧间盆地从深海盆地演化为浅海碳酸盐岩沉积.前锋弧也逐渐露出水面,形成孤立灰岩台地.东昆仑西段晚古生代沉积整体特征具有沉积相分布不对称性及"盆岭"相问展布、沉积类型多样性、物源、古流向的双(多)向性、沉积序列的两层性、沉积物的成熟度低、近源等.盆地演化可划分为盆地扩张阶段、弧陆碰撞阶段两个阶段.总体表现为弧后盆地性质的沉积与演化特点.     

金沙江沟—弧—盆体系岩石组合特征

金沙江海西印支期海沟－岛弧－弧后盆地－陆缘裂谷体系是从晚二叠世开始发育,有近于典型大洋蛇绿岩套。残余洋壳有两个时代（二叠纪和中下三叠纪）,主弧火山岩发育良好,极性清晰。弧后为次生洋盆蛇绿岩及二叠－中三叠世玄武岩,晚三叠世出现反极,是金沙江岛弧发展演化独具特色的演化阶段。     

黑龙江省中东部地区二叠纪—早侏罗世洋陆演化过程及成矿动力学背景探讨

我国东北古生代—中生代洋陆构造演化存在较大争议。黑龙江省中东部地区二叠纪—早侏罗世岩浆活动强烈、矿床发育,为我们认识中国东北晚古生代至早中生代洋陆转换过程以及成矿地质背景提供了重要素材。本文在系统总结黑龙江省中东部的蛇绿岩、岛弧岩浆岩和矿床学研究成果基础上,分析并识别出洋内弧前弧玄武岩、富铌玄武（安山）岩和英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩（TTG）等岩石类型,并将研究区二叠纪—早侏罗世洋陆演化与成矿划分为二叠纪、早—中三叠世、晚三叠—早侏罗世三个阶段。（1）早二叠世佳木斯地块东侧的前弧玄武岩、富铌玄武岩和TTG岩类记录了古太平洋初始俯冲和洋陆俯冲,由于该西向俯冲导致佳木斯地块和松嫩地块间弧后拉张形成牡丹江洋,这期间佳木斯地块上的金矿围岩花岗岩类为与古太平洋俯冲背景有关的I型花岗岩。（2）早—中三叠世牡丹江洋发生双向俯冲消减,其中与牡丹江洋西向俯冲板片后撤相关的成矿序列为斑岩型钼矿。（3）晚三叠—早侏罗世佳木斯地块东缘受到古太平洋持续俯冲,以及晚三叠世末期—早侏罗世早期牡丹江洋闭合,形成松嫩地块和佳木斯地块同碰撞、碰撞后伸展以及古太平洋俯冲相关的岩浆事件,该时期主要形成早侏罗世斑岩型钼矿床和矽卡岩型多金属矿床。     

青海祁漫塔格晚古生代—早中生代侵入岩构造背景与成矿关系

造山带成矿作用研究是当代成矿学重大研究的前沿,通过对东昆仑造山带北西段祁漫塔格晚古生代—早中生代侵入岩研究,表明祁漫塔格与东昆仑东段晚古生代—早中生代构造演化具有一定相似性。早二叠世之前为洋盆扩张期,早二叠世空谷期洋盆扩张结束,俯冲作用开始,发育钾玄岩系列POG型花岗岩,形成斑岩型铜矿。中三叠世为主俯冲阶段,发育高钾钙碱性大陆弧花岗岩(CAG),形成矽卡岩型铁多金属矿。晚三叠世卡尼—诺利期,大洋闭合,进入后碰撞陆内造山阶段,发育高钾钙碱性钾玄岩系列后造山花岗岩(POG),形成了斑岩钼矿和矽卡岩型铁多金属矿。     

华北板块北缘东段库伦杂岩的发现及其构造意义

在华北板块北缘东段辽宁与内蒙古交界的库伦旗地区新发现了以晚古生代变质火山岩为主体的库伦杂岩.通过剖面测制,确定库伦杂岩岩石组合包括凝灰岩、安山岩及变沉积岩.凝灰岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测试结果为391.0±3.7 Ma,确定库伦杂岩形成时代为中泥盆世.地球化学特征显示库伦杂岩形成于晚期岛弧环境.通过对新发现的中泥盆世库伦杂岩及相关古生代的沉积事件、岩浆事件及变形的研究,结合本区古生代杂岩、岩浆岩及火山沉积地层研究成果,建立了华北板块北缘东段古生代增生型造山带的构造演化过程,其经历了志留纪活动大陆边缘阶段、泥盆纪弧-陆碰撞阶段、石炭纪—中二叠世活动大陆边缘阶段和晚二叠世碰撞造山阶段.志留系方家屯岩组、西别河岩组形成于弧后盆地环境,反映了奥陶纪—志留纪研究区处于活动大陆边缘环境;泥盆纪库伦杂岩火山-沉积为弧-陆碰撞结果,伴随伸展背景下的岩浆活动.石炭纪—中二叠世研究区在碰撞后伸展背景下重新拉张,接受了白家店岩组、酒局子岩组沉积并导致了佟家屯岩组火山岛弧的形成.晚二叠世古亚洲洋闭合,发生陆-陆碰撞,后造山作用延续到三叠纪.     

西南三江金沙江弧盆系时空结构及构造演化

金沙江(-哀牢山)弧盆系是西南三江多岛弧盆系的重要组成部分,恢复其时空格架及其形成演化过程对理解古特提斯多岛弧盆系的时空格局具有重要意义。根据新的地质调查资料、研究成果并结合分析数据,系统总结了金沙江弧盆系不同构造单元的物质组成及其构造属性,讨论了其构造演化过程及其对VMS型矿床的控制作用。金沙江洋壳发育时限主要为晚志留世—二叠纪,古洋壳地幔受到了早期俯冲带物质富集组分的影响,主体形成于弧后盆地的构造环境。江达-德钦-维西岩浆弧为一复杂的陆缘弧,经历了俯冲消减(300～260 Ma)、早碰撞聚合(255～250 Ma)、同碰撞伸展(249～237 Ma)和晚碰撞造山(236～212 Ma)等构造事件叠加改造,形成了不同类型、不同环境的岩浆活动及其盆地。金沙江带新发现的贡觉榴辉岩、维西退变榴辉岩等高压变质带,为恢复金沙江古特提斯洋的俯冲-碰撞造山的复杂演化过程提供了重要证据。在此基础上,结合区域地质资料,构建了金沙江弧盆系的演化历史,认为经历了晚志留世—早二叠世金沙江(-哀牢山)弧后洋盆扩张、早二叠世晚期—晚二叠世洋壳俯冲消减、早三叠世—晚三叠世弧-陆碰撞造山与盆-山转换、晚三叠世末期后碰撞陆内造山至陆内汇聚-走滑转换等阶段的演化过程,每个阶段控制着不同类型的VMS型矿床。     

Late Permian–early Middle Triassic back-arc basin development in West Qinling,China

The Late Permian–early Middle Triassic strata of the northern West Qinling area, northeastern Tibetan Plateau, are composed of sediment gravity flow deposits. Detailed sedimentary facies analysis indicates these strata were deposited in three successive deep-marine environments. The Late Permian–early Early Triassic strata of the Maomaolong Formation and the lowest part of the Longwuhe Formation define a NW–SE trending proximal slope environment. Facies of the Early Triassic strata composing the middle and upper Longwuhe Formation are consistent with deposition in a base-of-slope apron environment, whereas facies of the Middle Triassic Anisian age Gulangdi Formation are more closely associated with a base-of-slope fan depositional environment. The lithofacies and the spatial–temporal changes in paleocurrent data from these strata suggest the opening of a continental margin back-arc basin system during Late Permian to early Middle Triassic time in the northern West Qinling. U–Pb zircon ages for geochemically varied igneous rocks with diabasic through granitic compositions intruded into these deep-marine strata range from 250 to 234 Ma. These observations are consistent with extensional back-arc basin development and rifting between the Permian–Triassic Eastern Kunlun arc and North China block during the continent–continent collision and underthrusting of the South China block northward beneath the Qinling terrane of the North China block. Deep-marine sedimentation ended in the northern West Qinling by the Middle Triassic Ladinian age, but started in the southern West Qinling and Songpan-Ganzi to the south. We attribute these observations to southward directed rollback of Paleo-Tethys oceanic lithosphere, continued attenuation of the West Qinling on the upper plate, local post-rift isostatic compensation in the northern West Qinling area, and continued opening of a back-arc basin in the southern West Qinling and Songpan-Ganzi. Rollback and back-arc basin development during Late Permian to early Middle Triassic time in the West Qinling area explains: the truncated map pattern of the Eastern Kunlun arc, the age difference of deep-marine sediment gravity flow deposits between the Late Permian–early Middle Triassic northern West Qinling and the late Middle Triassic–Late Triassic southern West Qinling and Songpan-Ganzi, and the discontinuous trace of ophiolitic rocks associated with the Anyemaqen-Kunlun suture.     

东昆仑二叠系格曲组火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东昆仑古特提斯造山带经历了从洋壳俯冲到陆-陆碰撞及后碰撞伸展的造山过程,但对古特提斯洋闭合时间一直存在争议,争论的焦点集中在晚二叠世格曲组沉积盆地原型及中上二叠统之间不整合关系代表的构造事件。本文对东昆仑红石山地区格曲组火山岩开展了锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,结果表明,岩石富集Rb、Th、Ba等大离子亲石元素(LILE)而亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSE),具有大陆岩浆弧的地球化学特征。火山岩具有高Ba/Th比值(53.6)、Th/Ce比值(0.23)、Nb/Ta比值(18.35)及低Dy/Yb比值(1.42),表明晚二叠世火山岩由枕状玄武岩和洋底沉积物等洋壳物质俯冲至60 km左右深度时熔融所形成。锆石U-Pb定年表明,格曲组下部碎屑岩段流纹质凝灰岩和英安质沉凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄分别为(257.5±2.5)Ma和(256.2±4.8)Ma,上部灰岩段粗安质晶屑凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄为(251.8±2.3) Ma。结合区域上已报道的格曲组及花岗岩研究成果,认为古特提斯洋在晚二叠世开始向北俯冲消减,沉积于弧前盆地的格曲组为古特提斯...     

青海尕林格南地区火山岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

在东昆仑山脉西段祁漫塔格山中东部的尕林格南地区发育一套火山岩,调查显示火山活动爆发相→溢流相相间的韵律周期较明显,见由玄武质含火山角砾凝灰岩→玄武岩、玄武质凝灰岩→安山岩、安山质角砾凝灰岩→安山岩,以及安山质含火山角砾凝灰岩和安山岩质凝灰岩→玄武岩组成的4个韵律。根据研究区安山质火山角砾凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄222.2±2.1Ma,将该火山岩地层由前人划分的顶志留统—下泥盆统契盖苏组火山岩段重新厘定为上三叠统鄂拉山组。岩石地球化学研究结果表明,该套火山岩属于亚碱性钙碱性系列岩石,具有富钾、同源岩浆演化的特点,并具弧火山岩和碰撞火山岩的地球化学特征,为陆内造山作用下的产物,较好地记录了东昆仑祁漫塔格造山带在晚三叠世岩浆演化的地质信息。     

西准噶尔萨吾尔地区二叠纪火山活动规律

西准噶尔萨吾尔地区位于新疆阿勒泰的吉木乃县及塔城地区和丰县。区内泥盆纪—二叠纪均有火山活动,其中二叠纪火山作用尤为强烈。二叠纪火山岩地层包括哈尔加乌组和卡拉岗组,哈尔加乌组为一套陆相中基性-中性火山岩及火山碎屑岩,卡拉岗组为一套陆相中基性-中酸性火山岩及火山碎屑岩。哈尔加乌—卡拉岗旋回火山岩主要岩性包括橄榄玄武岩、玄武岩、粗玄岩、安山岩、粗安岩、流纹岩、火山碎屑岩等。根据火山岩地层综合剖面以及火山岩的岩石学、岩相学特征,萨吾尔地区二叠纪火山活动由早至晚可分为5个阶段:中性喷发阶段、间歇性基性喷发阶段、酸性爆发及喷溢阶段、小规模中性间歇性爆发及喷溢阶段、基性喷发阶段;火山岩为陆相火山岩,具有双峰式特征,形成于伸展的构造背景下。     

Late Paleozoic volcanic record of the Eastern Junggar terrane, Xinjiang, Northwestern China: Major and trace element characteristics, Sr–Nd isotopic systematics and implications for tectonic evolution

The Eastern Junggar terrane of the Central Asian Orogenic Belt includes a Late Paleozoic assemblage of volcanic rocks of mixed oceanic and arc affinity, located in a structurally complex belt between the Siberian plate, the Kazakhstan block, and the Tianshan Range. The early history of these rocks is not well constrained, but the Junggar terrane was part of a Cordilleran-style accreted arc assemblage by the Late Carboniferous. Late Paleozoic volcanic rocks of the northern part of the east Junggar terrane are divided, from base to top, into the Early Devonian Tuoranggekuduke Formation (Fm.), Middle Devonian Beitashan Fm., Middle Devonian Yundukala Fm., Late Devonian Jiangzierkuduke Fm., Early Carboniferous Nanmingshui Fm. and Late Carboniferous Batamayineishan Fm. We present major element, trace element and Sr–Nd isotopic analyses of 64 (ultra)mafic to intermediate volcanic rock samples of these formations. All Devonian volcanic rocks exhibit remarkably negative Nb, Ta and Ti anomalies on the primitive mantle-normalized trace element diagrams, and are enriched in more highly incompatible elements relative to moderately incompatible ones. Furthermore, they have subchondritic Nb/Ta ratios, and their Zr/Nb and Sm/Nd ratios resemble those of MORBs, characteristics of arc-related volcanic rocks. The Early Devonian Tuoranggekuduke Fm., Middle Devonian Beitashan Fm., and Middle Devonian Yundukala Fm. are characterized by tholeiitic and calc-alkaline affinities. In contrast, the Late Devonian Jiangzierkuduke Fm. contains a large amount of tuff and sandstone, and its volcanic rocks have dominantly calc-alkaline affinities. We therefore propose that the Jiangzierkuduke Fm. formed in a mature island arc setting, and other Devonian Fms. formed in an immature island arc setting. The basalts from the Nanmingshui Fm. have geochemical signatures between N-MORB and island arcs, indicating that they formed in a back-arc setting. In contrast, the volcanic rocks from the Batamayineishan Fm. display geochemical characteristics of continental intraplate volcanic rocks formed in an extensional setting after collision. Thus, we propose a model that involves a volcanic arc formed by northward subduction of the ancient Junggar ocean and amalgamation of different terranes during the Late Paleozoic to interpret the formation of the Late Paleozoic volcanic rocks in the Eastern Junggar terrane, and the Altai and Junggar terranes fully amalgamated into a Cordilleran-type orogen during the end of Early Carboniferous to the Middle–Late Carboniferous.     

东昆仑花石峡北部上二叠统格曲组源区特征:来自碎屑组成和岩石地球化学的证据

东昆仑南缘上二叠统（乐平统）格曲组为一套由砾岩、砂岩和钙质泥岩构成的扇三角洲-浅海碳酸盐台地相沉积组合,记录了东昆仑造山带海西-印支过渡期构造演化过程,是解析该构造演化过程的理想对象。通过分析花石峡北坦地克借地区格曲组碎屑岩的碎屑组成与主量、微量和稀土元素特征,探讨了其物源区属性。结果显示,砂岩类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,石英、长石和岩屑平均含量分别为50.9%、36.8%、12.4%,长石以钾长石为主,岩屑和砾石成分复杂。砂岩的SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、TFe₂O₃、MgO、K₂O和Na₂O平均百分含量分别为62.06%、13.26%、0.44%、4.53%、3.02%、2.42%和3.18%;微量元素比值Th/Sc和Th/U较高,平均为1.06和7.71;稀土元素总量∑REE平均120.43×10-6,LREE/HREE和（La/Yb）_N均值分别为9.34和12,轻稀土相对富集,δEu平均为0.96,Eu异常不明显,REE特征与大陆岛弧背景区杂砂岩相似,与东昆仑地体加里东期俯冲-碰撞型火山弧花岗岩具有亲缘性。碎屑组分和主量、微量元素特征与判别图解揭示,格曲组砂岩物源区为海西旋回早期从东昆仑地体裂离的东昆南微地块,源岩以花岗岩为主,变质岩、沉积岩和酸性-基性火山岩较少,其中花岗岩形成构造背景为加里东期的大陆岛弧。结合区域地质和前人研究成果,认为格曲组为前陆盆地系统的隆后盆地沉积。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区上石炭统—下二叠统阿木山组的沉积特征和时代

额济纳旗地区是阿木山组分布的最西端,产出于伸展背景下的裂谷环境,火山岩比较发育,从下到上可分为火山岩段、灰岩段和碎屑岩段。火山岩段和灰岩段产丰富的类化石,灰岩段下部产丰富的珊瑚化石。珊瑚化石的时代主要为晚石炭世,类从下到上分别属于Triticites组合和Pseudoschwagerina组合,从而确定阿木山组的3个岩性段之间以叠覆关系为主,地质时代为晚石炭世至早二叠世,其中火山岩段为晚石炭世小独山期或更早;灰岩段下部为小独山期,上部为紫松期;碎屑岩段为早二叠世紫松期或更晚一些至隆林期。     

从岛弧向裂谷的变迁—来自阿吾拉勒地区火山岩的证据

阿吾拉勒地区早、中石炭世火山岩以碱性系列为主，少部分属钙碱性系列；稀土元素具有岛弧和活动陆缘区橄榄安粗岩和高钾安山岩的特征：微量元素具有大陆型岛弧火山岩的特征。由此证明本区在早、中石炭世处于内弧环境。二叠纪火山岩属碱性系列；稀土元素和微量元素明显有板内碱性玄武岩的特征。     

Late Carboniferous-Permian intracontinental extension and orogeny in Dashizhai-Holin Gol area,Inner MongoliaSCIEI北大核心CSCD

俯冲和挤压过程将形成具有加厚地壳的岛弧带或造山带,而伸展过程则形成具有减薄地壳的伸展盆地,因此可以通过地壳厚度推测岩石组合形成时的大地构造背景,并揭示它代表的深部地球动力学过程。兴蒙造山带东部大石寨地区以著名的大石寨组火山岩为特征,其岩浆活动的性质、形成过程和构造背景一直备受争议,其中,该套岩石的构造背景的认识存在岛弧和陆内裂谷两种主要观点。本文根据岩性组合及年代学特征,将大石寨地区主要岩石组合从下到上分为晚石炭世火山岩、早二叠世寿山沟组和大石寨组、中二叠世哲斯组,并利用大石寨-霍林郭勒地区的火山岩和碎屑岩锆石的微量元素及火山岩的全岩微量元素数据,估算了晚石炭世-二叠纪地壳厚度的变化趋势。结果表明,360Ma到320Ma时期发生地壳加厚,320~300Ma地壳从加厚转为减薄;而在300~280Ma时期,地壳厚度减薄最明显且厚度最小。综合岩浆活动、沉积环境和地壳厚度变化曲线等特征,可将大石寨-霍林郭勒地区晚石炭世到二叠纪的构造演化分为4个阶段:第一阶段(360~320Ma),碰撞产生的挤压背景导致区域性隆升和早-中古生代造山带物质的堆叠,使地壳厚度增大,导致幔源岩浆上侵,引起部分熔融作用,形成以侵入岩为特征的地壳垂向增生;第二阶段(320~300Ma),由于碰撞后伸展使得地壳处于从加厚到减薄的转换过程,发育与伸展相关的岩浆活动;第三阶段为300~280Ma,软流圈上涌造成地壳发生强烈伸展,导致地壳厚度明显减薄和大规模岩浆活动,以大石寨组岩浆活动进入高峰期为标志。该时期大规模岩浆活动和裂谷沉积特征与地壳厚度减薄的地球动力学背景高度吻合,从而揭示大石寨-霍林郭勒地区早-中二叠世处于地壳伸展而非俯冲-碰撞过程。第四阶段为280~260Ma,由于蒙古-鄂霍茨克造山带和大别-秦岭中央造山带的远距离效应造成地壳加厚,形成陆内造山带。