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北祁连造山带经历了多期次、多阶段的复杂构造演化,形成了不同类型的花岗岩类。本文选择了祁连山地区东部13个花岗岩体,进行了系统的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石原位Hf同位素、全岩Rb-Sr、Sm-Nd同位素地球化学研究,并在前人工作的基础上,结合花岗岩类岩石地球化学特征及年代学结果,划分了花岗质岩浆活动的期次,阐述了各期次花岗岩类的岩石成因、源区物质特征及其形成的地球动力学背景。北祁连造山带的花岗质岩浆活动可划分为4期共5个阶段：第1期(505.4-498.6Ma)属晚寒武世,主要为出露于北祁连造山带东南侧的石英闪长岩、花岗闪长岩,具有Ⅰ型花岗岩的特点,属于VAG型花岗岩。第Ⅱ期(464.6-440.9Ma)属早中奥陶世,该期岩浆活动规模最大,分布范围最广,具有I-S过渡型花岗岩的特征。早阶段(464.6-450.6Ma)形成的石英闪长岩—花岗闪长岩—花岗岩具有低硅、高FeOT、∑REE、Y,弱过铝质的特征；晚阶段(450.3-440.9Ma)形成具有低∑REE、Y特征的两类花岗岩：一类具有高Sr、低Y的特征；另一类为低Sr、低Y的特征。第Ⅲ期(435-421.3Ma)属晚奥陶世,在整个祁连山地区不同的构造块体上均有分布,具有低硅、高铝、高Sr、高Y,富碱的特征,属于造山带根部的岩石圈发生拆沉,引起造山带上不同块体的伸展、滑塌环境下形成的造山后Ⅰ型花岗岩类。第Ⅳ期(422～418.1Ma)属中晚志留世,主要为分布在走廊过渡带的A型花岗岩,具有高硅、低铝、低Na2O/K20、低Sr,轻重稀土具有弱分馏、强负铕异常(δEu=0.11-0.49)的雁行式配分特征,标志着北祁连俯冲造山带造山过程的结束。锆石原位Lu-Hf同位素及全岩Sr-Nd同位素研究表明,第Ⅰ期花岗岩类的εHf(t)=-5.7--2.5、二阶段模式年龄(TDM2)=1.31-1.83Ga,其源岩为壳幔混合物质,主要为中元古代幔源物质。第Ⅱ期早阶段(464.6-450.6Ma)分布在北祁连俯冲造山带南侧的花岗岩类的εHf(t)=-1.4～12、TDM2=0.68-1.53Ga,推测其源岩主要为新元古代幔源物质,并混入少量中元古代壳源物质。分布在北祁连俯冲造山带北侧的早阶段(464.6-450.6Ma)花岗岩类(样品07CL113、114)的πNd(t)值分别为-8.2、-12.0,TDM2分别为1.86、2.17Ga,表明源岩主要为古老陆壳物质；晚阶段(450.3-440.9Ma)形成的花岗岩类εNd(t)(-5.5～-0.1)、翻f(t)(-1.8～4.8)值增大、模式年龄减少(TDM2=1.2-1.6Ga、TDM2=1.12-1.54Ga),具有壳幔混合源区的特征。第Ⅲ期花岗岩类的εHf(t)变化范围较大(-12.2-1.8)、TDM2=1.3-2.19Ga,表明源岩为新元古代幔源与古元古代壳源物质的混合源。第Ⅳ期形成的A型花岗岩,推测其源岩可能为定位于陆—陆碰撞后造山环境的下地壳变质火成岩。在上述研究的基础上,探讨了古生代北祁连俯冲造山带的构造演化特点：(1)寒武纪(512-501Ma)北祁连洋向南俯冲；(2)早—中奥陶世(464.6-440.9Ma)北祁连洋向南俯冲受阻,转为向北俯冲,并最终导致洋盆闭合；(3)晚奥陶世(435Ma-421.3Ma)进入晚造山阶段；(4)中晚志留世(422～418.1Ma)造山作用结束,进入陆内演化阶段。