燕山地区位于华北克拉通北缘中部腹地,区域中生代岩浆活动强烈,形成了一系列花岗岩,这些花岗岩的研究对于理解华北克拉通构造—岩浆演化及深部作用机制具有重要的意义。千层背岩体作为燕山地区规模较大的中生代花岗岩类侵入体,呈北东向展布,由石英正长岩、正长花岗岩和二长花岗岩组成,主要为斜长石、钾长石、石英和少量黑云母、角闪石。其主量元素地球化学特征较为相似,富SiO2,富碱（Na2O+K2O）,贫CaO、MgO、Al2O3,具较高的FeOt/MgO比值,微量元素和稀土元素特征表现出石英正长岩具明显富集大离子亲石元素Ba、K、高场强元素Zr、Hf,显著亏损Th、Rb、Sr、P、Ti等元素,稀土元素总量含量较高,球粒陨石标准化稀土元素配分模式图为右倾型,体现了轻稀土较富集的特点,δEu>1,具微弱的Eu正异常;正长花岗岩和二长花岗岩类特征一致,明显富集大离子亲石元素Rb、K、高场强元素Zr、Hf、Th,显著亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,稀土元素总量含量较高,球粒陨石标准化稀土元素配分模式图呈右倾型,体现了轻稀土较富集的特点,δEu<1,具明显的Eu负异常。锆石U-Pb年代学研究表明,千层背岩体形成的时限为140Ma～126Ma,是早白垩世的产物。该区花岗岩类的多样性与岩浆混合作用有关,石英正长岩的岩浆是由富集的岩石圈地幔低程度部分熔融形成的少量碱性玄武岩岩浆与下地壳部分熔融形成的长英质岩浆经岩浆混合作用而形成的,其演化所经历的时间较短,分离结晶作用不明显,在较短时间内完成侵位;正长花岗岩与二长花岗岩是富集地幔部分熔融产生的碱性玄武岩岩浆与浅部地壳钙碱性花岗岩类部分熔融所形成的岩浆经岩浆混合作用的产物,它们的演化过程中都经历了斜长石、黑云母及磷灰石等矿物的分离结晶作用,在正长花岗岩岩浆演化的晚期,由于幔源岩浆的再次加入而形成了二长花岗岩岩浆。千层背花岗岩类形成于挤压向伸展转换的构造环境下,其形成可能与早白垩世太平洋板块俯冲、岩石圈减薄和克拉通破坏有关。