研究区位于内蒙古东部牙克石-阿尔山地区,构造单元属于额尔古纳地块与兴安地块及其拼帖带。本区晚古生代花岗岩类主要分为三期,石炭纪早期、石炭纪晚期和早二叠世。石炭纪早期的岩石类型主要为闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-英云闪长岩-黑云母二长花岗岩,呈带状分布于拼接带——头道桥-乌奴耳断裂带的北西侧;石炭纪晚期岩石类型主要为二长花岗岩和正长花岗岩,亦主要分布于头道桥-乌奴耳断裂带的北西侧;而早二叠世主要是狭义的花岗岩,在断裂带两侧均有分布,集中分布于断裂带南东侧。石炭纪早期的花岗岩类总体为一套钙碱性系列岩石,具有俯冲I型花岗岩的基本特征,其锆石U-Pb同位素年龄为328Ma~320Ma;石炭纪晚期花岗岩类以黑云母二长花岗岩最为典型,具有I-S型过渡特征,锆石U-Pb同位素年龄为315Ma~304Ma;早二叠世的狭义花岗岩为钙碱性系列S型花岗岩,具碰撞花岗岩的基本特征,锆石U-Pb同位素年龄为293Ma~275Ma。以上特征均反映了从石炭纪早期到早二叠世,随着构造环境由岛弧转为同碰撞,本区花岗岩类岩石从中性到酸性连续演化的基本特征。研究表明,石炭纪头道桥-乌奴耳断裂控制了研究区地质发展进程。本区于石炭纪早期沿头道桥-乌奴耳一带已存在向北西俯冲作用,在断裂带北西侧形成与俯冲有关的I型花岗岩,牙克石地区形成拉张性质的弧后盆地;石炭纪晚期逐渐由俯冲开始向碰撞环境过渡,形成具有I-S型过渡特征的花岗岩;到早二叠世构造环境转变为同碰撞,形成一套浅色的S型过铝质碰撞花岗岩。