阿拉善地区位于中亚造山带和阿拉善地块的交界地带,也是华北克拉通和塔里木克拉通之间连接地区,是研究阿拉善地块与中亚造山带的界线以及古亚洲洋晚古生代构造演化问题的关键地区。该地区发育大量花岗岩和少量镁铁质侵入岩,以二叠纪的最为发育。本文选取阿拉善地块北部发育的二叠纪花岗岩类及其伴生的镁铁质岩石为主要研究对象,在详细的野外地质调查和系统的实验分析基础上,结合前人的相关研究资料,利用岩相学、矿物学、岩石地球化学、同位素年代学、地球化学模拟计算等多种手段,对阿拉善地块北部二叠纪花岗岩类及伴生镁铁质岩石的地球化学特征、其形成的构造背景及岩石成因等开展深入研究,取得了以下几点认识:1、在雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带获得了一批花岗岩及其相关镁铁质岩石(花岗岩类以二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗岩为主;镁铁质岩石为花岗岩中发育的暗色微粒包体和少量的辉长岩)的锆石U-Pb年龄、Hf同位素和全岩地球化学数据,结合区域资料,综合分析探讨了其成因。结合已有的年代学资料和定年的岩体出露面积的统计分析,雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带的岩浆侵位活动在时间上,从286 Ma到270 Ma持续发育,主要集中在278-268 Ma,岩浆作用不是在~280 Ma集中爆发;在空间上,这些岩浆岩呈带状分布,与同时期华北北缘西段的侵入岩在岩石组合上具有可比性。阿拉善地块北部二叠纪花岗质岩石主要为高钾钙碱性系列、准铝质至弱过铝质的二长花岗岩、花岗闪长岩,表现为I型花岗岩类;岩体中发育的镁铁质暗色包体岩石类型主要为二长辉长岩和二长闪长岩,呈钙碱性。辉长岩发育堆晶结构,具有明显的Eu和Sr的正异常。花岗岩、暗色包体及辉长岩显示出具有相似的Nd和Hf同位素特征(εHf(t)值主要为-16至-8,Hf地壳模式年龄为1.8-2.2 Ga;εNd(t)值为-10到-8.4,Nd模式年龄变化范围为1.7-1.9 Ga),指示这些I型花岗岩与与同期镁铁质岩石源区物质特征相似。2、通过统计分析区域岩浆岩中捕获锆石的年龄、Hf同位素及其分布特征,结合区域岩浆岩Nd-Hf同位素填图,为了解地壳深部信息和限定阿拉善地块与中亚造山带的界限提供依据。一般认为,阿拉善地块与中亚造山带以恩格尔乌苏蛇绿岩带为界,阿拉善北部的两条重要构造带,宗乃山-沙拉扎山构造带和雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带,均为阿拉善地块的组成部分。统计的岩浆岩中捕获锆石资料表明北边的宗乃山-沙拉扎山构造带的侵入岩中捕获锆石很少,捕获锆石的年龄主要为集中在约350 Ma,600 Ma和1400 Ma左右,捕获锆石的εHf(t)值为+6.3至+13.9;而南边的雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带侵入岩中含有大量的捕获锆石,其年龄主要分布在约460-300 Ma,930-750 Ma,1.8-1.6 Ga和2.6-2.1 Ga,εHf(t)值变化范围较大(-16.1到+13.9),以负值为主。宗乃山-沙拉扎山构造带深部具有亲中亚造山带的特征,与中亚造山带中具有中元古代基底的微陆块特征相似,而雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带深部具有古老块体的典型特征。区域上岩浆岩Nd-Hf同位素填图也揭示出这两个带深部地壳组成不同。因而,提出阿拉善地块的北部界线位置,即与中亚造山带之间的界线位于宗乃山-沙拉扎山构造带和雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带之间,而不是前人所认为的恩格尔乌苏蛇绿岩带。3、对雅布赖-诺尔公-红古尔玉林构造带二叠纪花岗岩中广泛发育岩浆混合现象开展了详细研究,用新的成因模式合理解释该构造带二叠纪这些I型花岗岩类及同时期镁铁质岩石的成因,为探讨该时期阿拉善及其邻区陆壳生长方式提供了新的思路。阿拉善地块北部的雅布赖-诺尔公红古尔玉林构造带,二叠纪花岗岩中广泛发育镁铁质暗色包体和典型的不平衡结构及矿物组合,矿物学研究及混合模拟计算等进一步表明阿拉善北部二叠纪的I型花岗岩类及其伴生的镁铁质岩石(辉长质包体、层状辉长质岩石)代表的岩浆发生过岩浆混合作用。综合区域研究分析,阿拉善地块北部二叠纪花岗岩岩浆混合成因可能发生于陆缘俯冲环境。结合上述,提出阿拉善地块北部这些花岗岩与镁铁质岩石的成因模式:“俯冲侵蚀+岩浆底垫作用”(subduction erosion+relamination),该新的成因机制为我们探讨二叠纪(280-268 Ma)阿拉善地块北部及其邻区二叠纪陆壳生长方式提供了新思路。