西南三江永平卓潘碱性杂岩体源区与形成机制:全岩元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素联合约束

永平卓潘碱性杂岩体是三江特提斯新生代钾质岩浆带重要组成部分,位于兰坪盆地西缘。岩石类型主要为正长辉石岩、辉石正长岩、正长岩以及少量霞石正长岩。岩石化学性质显示高碱、高K_2O/Na_2O比值、低TiO_2和高Al_2O_3的特征。岩体微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE)元素,特别是"Ta-Nb-Ti"负异常更明显,具有典型俯冲带岩浆的特征。稀土总含量都比较高,LREE富集,HLEE相对亏损,Eu负异常不明显或无Eu负异常,(La/Yb)_N值较大介于38.2～80.3之间。对卓潘岩体的正长岩和正长辉石岩2个样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,年龄分别为33.40±0.38Ma和34.22±0.33Ma。正长辉石岩εHf(t)值介于-10.6～-4.3之间,二阶段模式年龄在1356～1759Ma之间。卓潘碱性杂岩体不同岩性的稀土元素配分曲线和微量元素原始地幔标准化图解基本一致,表明卓潘碱性杂岩体不同类型的岩石是同源岩浆演化的产物。岩体的Nb/U均值为2.95介于俯冲带流体和全球俯冲沉积物之间以及岩体微量元素明显亏损高场强元素Ti、Nb、Ta,稀土元素表现为轻稀土富集、无或弱的负Ce和负Eu异常,暗示了岩浆源区存在俯冲的洋壳或陆壳沉积物的流体或熔融体与岩石圈地幔的交代富集作用。岩浆源区经历晚石炭世-晚二叠世(305～250Ma)古特提斯昌宁-孟连洋和古特提斯金沙江-哀牢山洋双向俯冲,岩石圈地幔发生富集作用并形成富钾的交代岩石圈地幔。在新生代,新特提斯洋岩石圈从印度大陆岩石圈断离,引发交代富集大陆岩石圈地幔拆沉,热的软流圈上涌,熔融交代的富钾岩石圈地幔,岩浆侵位分异形成卓潘岩体。     

云南个旧碱性杂岩体的岩石成因及稀土元素富集机制

云南个旧碱性杂岩体由边缘相碱长正长岩和中心相霞石正长岩组成。全岩地球化学分析表明,该碱性杂岩体具有高碱、富钾、富铁、低镁、高分异的碱性-过碱性岩石特征,晚期更富集碱金属元素; LREE/HREE值为20～59,(La/Sm)N=8～50,(Sm/Yb)N=1.2～5.0,富集轻稀土元素,轻稀土元素较重稀土元素分馏程度高,具Eu负异常,亏损Ti、Nb、P、K、Sr等元素,富集Zr、Hf、Th、La、Ce、Nd、U、Rb等元素,岩浆来源与幔源物质有关;碱长正长岩和霞石正长岩具有相似的微量元素和稀土元素特征,具有同源岩浆分异演化的特点; Rb/Sr、Nb/Ta、Zr/Hf等比值均高于或接近于原始地幔的相应值; CIPW标准矿物计算结果表明边缘相碱长正长岩中出现紫苏辉石、锥辉石、橄榄石,中心相霞石正长岩中出现橄榄石。结合(Th/Nb)N和Nb/La值特征以及前人Sr-Nd同位素研究成果,认为个旧碱性杂岩体的岩浆来源于遭受交代作用的富集地幔部分熔融,同时受有限的地壳混染作用而成,形成于后碰撞的伸展环境。碱性岩浆演化晚期更加富碱、经历了更高程度的结晶分异作用是稀土元素、Nb、Ga和Zr元素超常富集的重要原因。     

Magmatic evolution and rare earth element enrichment of Saima alkaline complex,Liaoning, ChinaSCIEI北大核心CSCD

赛马碱性杂岩体位于我国辽东半岛,是一个典型的铀-铌和稀土多金属矿化杂岩体,富含重稀土,其复杂的演化过程和稀土元素富集机制仍没有得到有效约束。本文对该碱性杂岩体中角闪辉石正长岩、正长岩、黑云正长岩、云霓霞石正长岩和异霞正长岩5类岩石及锆石的元素地球化学特征进行了系统研究,并开展了特征矿物包裹体的显微岩相学研究,旨在限定杂岩体母岩浆的演化路径,揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示,赛马碱性杂岩体的母岩浆经历了由钾质碱性(角闪辉石正长岩、正长岩和黑云正长岩),到钾质过碱性(云霓霞石正长岩),向钠质过碱性(异霞正长岩)的充分演化。在演化过程中赛马碱性杂岩体母岩浆的体系状态发生了明显变化,碱性岩浆演化受流体不饱和的纯岩浆体系的控制,而过碱性岩浆岩则形成于流体过饱和的岩浆体系,且异霞正长岩母岩浆流体的饱和程度明显高于云霓霞石正长岩的母岩浆。研究还显示,钾质碱性岩浆稀土元素的地球化学行为主要受控于磷灰石等矿物的分离结晶,而成矿的钠质过碱性岩浆稀土、锆和铌等元素的富集成矿则主要受富CO_(2)的高盐度岩浆热液的控制。     

四川红原地区三叠纪花岗岩的地球化学特征及地质意义

红原地区三叠纪花岗岩位于松潘-甘孜造山带的北部,侵位于三叠纪西康群砂板岩系中,岩石类型主要为中细粒花岗闪长岩和二长花岗岩。岩石地球化学分析结果表明该区岩体属于准铝质-过铝质富钾钙碱性系列,大部分为I型花岗岩(羊拱海和达盖寨岩体部分表现为A型),稀土元素总量变化较大,轻稀土元素相对富集,稀土元素球粒陨石标准化配分型式为右倾型,Eu异常不明显。轻重稀土元素分馏明显,轻稀土元素分镏大于重稀土元素。岩石地球化学特征指示该区花岗岩体可能为同源的地壳物质的部分熔融作用所形成,源岩可能为变杂砂岩和变中性火山岩,热源可能来自于地幔岩浆的底侵作用。     

赛马—柏林川碱性火山-侵入杂岩体岩浆成因

呈岩席产出的赛马—柏林川碱性火山侵入 杂岩体由正长岩类及响岩霞石正长岩类组成。两类岩浆来源于统一的富集地幔源区。源区中镁铁云母、单斜 辉石等的熔融生成了贫镁铁富碱铝的碱性岩浆。地幔富集作用增强生成正长质岩浆,经一个时期的间隔,从更深位的更加富集的地幔产生了响岩霞石正长质岩浆。 岩浆中有上地壳组分的参予。     

陕西省洛南县长岭碱性杂岩体锆石U-Pb年代学及岩石地球化学特征

长岭碱性杂岩体位于华北陆块南缘洛南台缘褶皱带,侵位于中元古界长城系熊耳群和高山河群,主要岩石类型为石英正长岩和霓辉正长岩。开展了石英正长岩主量元素、稀土元素、微量元素分析和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。研究结果显示:岩石为过碱质系列。稀土元素具有弱Eu正异常,表现出轻稀土富集,重稀土亏损。微量元素具有亏损Ti、Ce、Ta、Nb、相对亏损P等高场强元素,富集大离子亲石元素的特点。δEu-(La/Yb)N图解中,两类岩石样品落在壳幔型区域,说明岩浆起源可能与壳幔相互作用有关;LA-ICP-MS锆石U-Pb表明其形成年龄为(265.3±1.5)Ma,为晚二叠世早期岩浆活动产物。长岭正长岩形成于拉张的构造环境,由受俯冲组分改造的岩石圈地幔物质与部分熔融的地壳物质混合形成。     

太行山南段中生代杂岩体成因及其演化分析

平顺-符山-武安-洪山杂岩体主要由橄榄辉长辉绿岩、角闪闪长岩,经闪长岩、二长闪长岩、正长岩、花岗岩一系列岩石组成,其地球化学性质相似,CaO、FeO、MgO和TiO与SiO2呈线性正相关,富集大离子亲石元素(如Sr、Ba、K)和LREE,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和HREE,具有微弱的正Eu异常。符山杂岩体的εNd=-12.3~-16.9,ISr=0.705 6~0.707 1,武安杂岩体εNd=-13.8~-18,ISr=0.705 9~0.707 6,相比之下,洪山杂岩体具有比符山-武安杂岩体明显高但相对均一的εNd值(-8.2~-11)和变化较大的ISr(0.705 2~0.710 2)。平顺杂岩体Pb同位素比值较高,(206Pb/204Pb)i=17.859~18.474,(207Pb/204Pb)i=15.429~15.612,(208 Pb/204 Pb)i=37.374~38.641。而符山杂岩体(16.92~17.3,15.32~15.42,37.16~37.63)、武安岩体(16.63~17.4,15.28~15.44,36.78~37.3)和洪山杂岩体(17.28~17.74,15.40~15.48,37.01~38.12)变化连续。平顺-符山-武安杂岩体可能是同一期岩浆演化的产物,起源于EMI型富集地幔的部分熔融,但在上升过程中受到不同程度的下地壳物质混染。洪山岩体也来源于EMI型富集地幔的部分熔融,但属于不同岩浆热事件,仅受轻微下地壳混染。太行山南段中生代广泛的岩浆活动可能与邯邢地幔柱上涌有关。     

布什维尔德杂岩体Platreef矿床与金川铜镍硫化矿床微量元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP-MS方法分析了布什维尔德杂岩体Platreef矿床含矿岩石的主量及微量元素含量,并与金川铜镍硫化矿床进行对比研究.Platreef矿床含矿岩石与金川二辉橄榄岩的∑REE接近,球粒陨石标准化后的稀土元素(REE)均表现为轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦的右倾型配分曲线,但Platreef含矿岩石总体表现为正Eu异常,金川二辉橄榄岩与矿石样品则大部分表现为较强的负Eu异常,二者的差异实质上反映了成岩矿物斜长石与斜方辉石比率细微的变动.Platreef矿床岩(矿)石富集和高度分异不相容元素,Nb、Ta亏损,显示地幔柱岩浆受到地壳混染后,产生与弧苦橄岩相似的微量元素地球化学特征.金川含矿岩石富集Fe和Ti以及强不相容亲石元素,显示铁质玄武岩微量元素分布特征,虽然也可能受到地壳物质混染,但总体表现出含矿岩体母岩浆则可能来自EMI型富集地幔源区.Platreef矿层原始地幔标准化后Pt、Pd、Ru富集,Ir、Rh相对亏损的PGE配分型式以及Cs、Rb、Th、U、LREE等不相容元素和亲铜元素Cu、Ni的富集.暗示布什维尔德杂岩体岩浆源区残留地幔橄榄岩遭受含高度不相容元素的富矿流体的渗透混染即地幔交代,导致幔源岩浆发生PGE分异.     

桂东南富钾岩浆岩岩的Nd同位素组成：华南中生代地幔物质上涌事件

广西东南部罗容杂岩体由辉长岩－闪长岩－二长岩－正长岩组成，马山由碱性辉长岩－正长岩－花岗闪长岩－花岗岩组成。它们富K、富大离子亲石元素（LIL），无Nb、Ta负异常等特征表明它们是形成于板内环境的钾玄质侵入岩。罗容杂岩体的各种岩石和马山的基性岩的εNd(T)稍低，为－0．6，此岩石单元是由幔源岩浆加热地壳使之熔融的壳源岩浆形成的，并伴有幔源岩浆的混合或交换。此二杂岩体形成于拉张构造环境。地幔物质上涌导致了中生代华南地壳张裂以及华南大规模花岗岩和相关矿床的形成。     

西藏措勤地区布嘎寺碱性正长岩的特征及构造环境

布嘎寺正长岩体是目前冈底斯乃至青藏高原地区唯一含似长石及碱性暗色矿物的新生代碱性正长岩体,主要岩性为霓辉正长岩。碱性正长岩体与新生代钾质熔岩密切共生,Ar-Ar法测得正长岩的年龄为27.14Ma±0.05Ma,略早于熔岩。正长岩在化学成分上高钾、富碱,K2O Na2O>11%,K2O>8%,K2O/Na2O>2,里特曼指数σ>9,属超钾质的碱性系列岩石。岩石富集大离子亲石元素、生热元素和轻稀土元素,贫Sr、Ba,具弱的Eu负异常。岩石地球化学特征、O同位素组成、黑云母化学成分等显示其成岩物质来源于富集的上地幔。渐新世碱性正长岩与中新世钾质火山岩构成了该区碰撞后的构造岩浆组合,是在印度-欧亚板块碰撞引起的岩石圈加厚及高原隆升的基础上,岩石圈拆沉、软流圈上涌导致富集的岩石圈地幔部分熔融所形成的。     

Geology of Pulikonda and Dancherla alkaline complexes,Andhra Pradesh

Geological studies on saturated to oversaturated and subsolvus aegirine-riebeckite syenite bodies of the Pulikonda alkaline complex and Dancherla alkaline complex were carried out. The REE distribution of the Dancherla syenite shows a high fractionation between LREE and HREE. The absence of Eu anomaly suggests source from garnet peridotite. The Pulikonda syenite shows moderate fractionation between LREE and HREE as reflected by enrichment of HREE and moderate enrichment of LREE. The negative Eu anomaly indicates role of plagioclase fractionation.Three distinct co-eval primary magmas i.e. mafic syenite-, felsic syenite- and alkali basalt magmas — all derived from low-degrees of partial melting of mantle differentiates and enriched metasomatised lower crust played a major role in the genesis and emplacement of the syenites into overlying crust along deep seated regional scale trans-lithospheric strike-slip faults and shear zones following immediately after late-Archaean calc-alkaline arc magmatism at different time-space episodes i.e. initially at craton margin and later on into the thickened interior of the Eastern Dharwar craton. The ductile sheared and folded Pulikonda alkaline complex was evolved dominantly from the magmas derived from partial melting of lower crust and minor juvenile magmas from mantle. Differentiation and fractionation by liquid immiscibility of mafic magma and commingling-mixing of intermediate and felsic magmas followed by fractionational crystallisation under extensional tectonics during waning stages of calc-alkaline arc magmatism nearer to the craton margin were attributed as the main processes for the genesis of Pulikonda syenite complex. Commingling and limited mixing of independent mantle derived mafic and felsic syenitic magmas and accompanying fractionation resulting into soda rich and potash rich syenite variants was tentatively deduced mechanism for the origin of Dancherla, Danduvaripalle, Reddypalle syenites and other bodies belonging to Dancherla alkaline complex at the craton interior. The Peddavaduguru syenite was formed by differentiation of alkali mafic magma (gabbro to diorite) and it’s simultaneous mingling with fractionated felsic syenitic magma under incipient rift. Vannedoddi and Yeguvapalli syenites were derived due to desilicification and accompanying alkali feldspar mestasomatism of younger potash rich granites along Guntakal-Gooty fault and along Singanamala shear zone respectively.     

滇东南个旧白云山碱性岩年代学和地球化学及成因意义滇东南个旧白云山碱性岩年代学和地球化学及成因意义

报道了滇东南个旧超大型锡多金属矿区西区北部白云山碱性岩新的锆石U-Pb年龄、全岩地球化学和Sr-Nd同位素数据。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,白云山碱性正长岩形成于晚白垩世（80.0±0.6 Ma）,与个旧地区的中基性岩及花岗岩均为同一次构造岩浆事件的产物;碱性正长岩与霞石正长岩具有相似的主微量元素地球化学特征及Sr-Nd同位素组成,暗示二者很可能是源于同一富集地幔源区并经历了不同程度演化的产物。结合已有的元素和同位素组成结果,认为碱性岩、中基性岩和成矿花岗岩很可能分别源自富集的岩石圈地幔、正常的岩石圈地幔和地壳源区。在晚白垩世伸展构造背景控制下,源于不均一岩石圈地幔的碱性和中基性的岩浆底侵,促使中下地壳岩石部分熔融形成花岗质熔体,在上升至近地表过程中引起构造活动带成矿物质的富集,从而形成个旧超大型锡多金属矿床的矿化格局。可以说,源于富集地幔的碱性岩浆在含矿花岗质岩浆的成岩成矿过程中,应不只是提供热量的贡献。     

西准噶尔北部比图岩体的地球化学特征及构造环境

选择西准噶尔北部晚志留世比图岩体进行系统的岩石学、地球化学特征研究,揭示其岩石成因及形成的大地构造环境。比图岩体岩性以钾长花岗岩为主,边部为碱性花岗岩、正长岩和闪长岩。钾长花岗岩和正长岩贫Mg O(0.3%~0.5%)、CaO(0.8%~1.1%),稀土含量高(105~204μg/g),Eu异常明显,属于碱性高分异I型花岗岩;碱性花岗岩富碱(6.8%)、贫Al_2O_3(9.9%),稀土含量较高(271μg/g),极度亏损Sr、Ba、Eu,属于典型的A型花岗岩。闪长岩富MgO(4.1%)和CaO(7.5%),稀土含量较高(93μg/g),属于高钾钙碱性系列,源自富水地幔的部分熔融。岩体地球化学特征表明比图钾长花岗岩、碱性花岗岩、正长岩均是新生地壳部分熔融之后不同程度结晶分异的产物;比图岩体的各种岩性普遍具有富碱、轻稀土和大离子亲石元素(Rb、K),弱亏损高场强元素(Nb、Ta)的地球化学特征,形成于后碰撞的伸展环境。     

河南舞阳南部张士英岩体的地球化学与成因及其构造意义

张士英岩体岩石类型以石英二长岩、石英正长岩为主。岩体属于准铝质的高钾-钾玄岩系列(Al2O3为14.8%～16.7%,A/CNK=0.77～1.02,K2O/Na2O在1.00～1.43之间),稀土元素总量在261.7～381.0μg/g之间,轻稀土元素相对富集,稀土元素球粒陨石标准化模式呈右倾平滑曲线,(La/Yb)N比值为28～50,具有轻微的Eu负异常,Eu/Eu?比值在0.73～0.87之间。微量元素组成上表现为Sr、Ba、Nb、Ta的亏损,而Th、U相对富集。(87Sr/86Sr)i初始平均值为0.709,εNd(t)值为-13.9～-19.9,Nd的模式年龄为1.48～2.10Ga。岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(124.2±0.5)Ma,为早白垩世岩浆作用的产物。岩体侵位的区域地质背景为华北克拉通白垩纪大规模岩石圈转型和减薄时期,岩石的微量元素及同位素特征表明,岩体主要来源于下地壳物质的部分熔融,但有年轻地幔物质的加入。反映在区域强烈伸展拉张和岩石圈减薄背景下,软流圈地幔岩浆底侵所造成的下地壳部分熔融及壳幔混合过程。     

云南个旧似长石正长岩类及其岩石成因

云南个旧碱性岩体主要的岩石类型有碱性正长岩和似长石正长岩,其中,似长石正长岩中出现大量似长石矿物霞石、方钠石和碱性暗色矿物。本文根据矿物成分及特征,将这些似长石正长岩进一步划分为黑榴霞石方钠正长岩、霞石方钠正长岩、霞石正长岩及方钠霞石正长岩4类。岩石地球化学结果表明,4类岩石的地球化学行为整体表现出过碱质岩的特征,K2O+Na2O含量很高,为钾玄岩系列,同时表现出钾质的特点。分异指数高,呈现高度分异演化特点。稀土元素变化大,轻重稀土元素分异明显,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素。微量元素富集大离子亲石元素Th、U及Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr大离子亲石元素,而P和高场强元素Ta、Ti亏损,同时Cr、Co、Ni含量非常低,具有中等的负Eu异常和微弱的负Ce异常。研究表明,似长石正长岩在岩浆演化过程中表现出明显的分离结晶作用特征,且岩浆起源温度较高,约为835℃,起源较深。个旧似长石正长岩为A型岩套A1亚型,结合构造判别图解,认为其可能来自角闪石或者金云母相矿物存在的富集地幔,形成于燕山晚期伸展的构造背景,岩浆在较高温度下高度结晶分异,并在侵位过程中伴随陆壳成分的混染。     

长江中下游庐枞火山岩盆地南侧钾质侵入岩带的成因

庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123"130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4"7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前(推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。     

北京燕山地区薛家石梁杂岩体特征、成因、源区性质及岩石圈减薄方式

薛家石梁杂岩体位于北京北山地区,在平面上呈北西向的椭圆状,主要由辉长岩、二长辉长岩、二长岩、正长岩和花岗岩组成。根据锆石SHRI MP定年结果为132·8~123·3Ma,形成于早白垩世早期。野外地质特征、矿物学特征、岩石学特征及地球化学特征表明,薛家石梁杂岩体中二长岩是二长辉长岩岩浆与正长岩岩浆混合作用的产物,从辉长岩岩浆到二长辉长岩岩浆经历了结晶分异作用。薛家石梁杂岩体中正长岩具高Sr,低Y及Eu正异常特征,推测其可能来源于加厚陆壳的底部。薛家石梁杂岩体中辉长岩中Mg#值为65,w(Nb)/w(U)值为37·8,这些特征暗示其可能为原生岩浆。辉长岩中ε(Nd)值为-6·5,表明其源区岩石不具亏损地幔特征;而辉长岩具富集Pb、Ti、Nb正异常,Hf的负异常,与EMI型富集地幔特征(具Nb、Hf正异常及Pb的负异常)不一致;辉长岩中Rb、Th、Nb、U、La、Ce元素含量比EMI型富集地幔低一个数量级;杂岩体中N(87Sr)/N(86Sr)与N(206Pb)/N(204Pb)值具正相关关系也表明不具交代富集型地幔特征。因此,我们认为辉长岩岩浆源区应为软流圈地幔,而不是富集型地幔(EMI)。辉长岩中ε(Nd)的负值是辉长岩岩浆与太古宙下地壳相互作用的结果。因此,我们认为中国东部岩石圈减薄的主要机制是岩石圈的拆沉作用。     

燕山造山带后石湖山碱性环状杂岩体的成因与形成过程

后石湖山杂岩体是与垮塌破火山口有关的碱性环状杂岩体, 主要由呈环形分布的碱性火山岩、环状岩墙(斑状石英正长岩)、嵌套的中心复式岩株(晶洞碱长花岗岩和斑状碱长花岗岩)和锥状岩席(石英正长斑岩和花岗斑岩)组成.LA-ICPMS锆石U-Pb年代学分析表明, 斑状石英正长岩环状岩墙、石英正长斑岩和花岗斑岩锥状岩席的侵位年龄分别为119±3Ma、121±2Ma和121±2Ma.该环状杂岩体火山岩与侵入岩的形成年龄相近, 体现了它作为火山-侵入杂岩体的特征.斑状石英正长岩富碱(Na₂O+K₂O=10.0%~10.5%), K₂O含量较高(5.21%~5.42%), 具正的Eu异常(Eu/Eu*=1.05~1.40).碱长花岗岩和斑岩均具有富碱、高FeOtot/MgO、Ga/Al、Zr、Nb和REE值(Eu除外), 以及低Al₂O₃、CaO、MgO、Ba、Sr和Eu含量的特征, 都属于A型花岗岩质岩石.其中斑岩为铝质A型花岗岩, 具有高的初始岩浆温度(880~901℃).所有A型花岗质岩石均具有较富集的Nd同位素组成, ε_Nd(t)值变化于-13.9~-12.2之间.斑状石英正长岩是下地壳中-基性麻粒岩和片麻岩部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 后又发生单斜辉石分离结晶的产物; 碱长花岗岩源于上地壳长英质岩石部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 随后经历长石的分离结晶作用而成; 斑岩是受幔源岩浆底侵加热的上地壳长英质岩石的部分熔融产生的熔体, 并经历了长石的分离结晶作用而产生.该环状杂岩体的形成过程可以概括为: (1)火山爆炸性喷发形成大量的碱性火山熔岩和火山碎屑岩; (2)地下岩浆房空虚导致压力下降, 其顶板围岩失稳而沿火山口周围近直立的环状断裂垮塌, 形成塌陷的破火山口.与此同时, 下覆岩浆房的岩浆被动挤入环状断裂而形成斑状石英正长岩环状岩墙; (3)浅部地壳的长英质岩浆房过压, 促使其高温过碱质A型花岗质岩浆上升侵位形成了中心的斑状碱长花岗岩岩株, 这些岩浆的上涌导致上覆围岩产生倾角中-陡的、内倾的锥状裂隙, 为石英正长斑岩锥状岩席侵位提供了空间; (4)浅部岩浆房复活, 高温过碱质A型花岗质岩浆再度上升侵位形成被嵌套的晶洞碱长花岗岩岩株.同样, 这种岩浆的再度上侵导致上覆围岩产生了倾角较陡而内倾的锥状裂隙, 为花岗斑岩锥状岩席提供了侵位空间.后石湖山碱性环状杂岩体的形成是华北东部早白垩世与克拉通破坏相关的伸展构造体制下的产物, 这种构造体制可能与古太平洋板块的俯冲作用有关.