克拉通盆地的演化与成因

对北美古生代克拉通盆地(伊利诺斯盆地,密执安盆地,威利斯顿盆地)构造沉降史的分析表明,它们是由最初的断裂控制、机械沉降、下沉以及随之而来的热沉降作用形成的。热沉降作用在伊利诺斯盆地始于约525～510Ma,密执安盆地约520～410Ma,威利斯顿盆地约530～500Ma。在伊利诺斯盆地,第二期沉降幕(穿越早二叠纪的中晚密西西比期)是随阿伯拉契亚和奥希托褶皱带中的阿莱干尼—海西期造山作用所发生的弯曲前陆沉降形成的。由于时代准确的二叠纪黄长煌斑岩侵入体的产出,推断在伊利诺期盆地存在二叠纪裂谷系,这些部分熔融的火成岩石与纯剪切形成的裂谷系有关。在地壳基底之上的盆地形成作用以及由均衡欠补偿所引起的机械沉降作用导致了火成岩侵入、地幔羽侵入至地壳或区域热变质事件。北美、欧洲、非洲和南美的古生代和中生代克拉通盆地不仅形成时代相同(550～500Ma至220～200Ma),而且有相近的沉积物堆积史、沉积物堆积的暂时体积变化、平行相演化及跨区域不整合时代。它们的形成时代一致,表明它们属于同一成因过程。超大陆的行为可以看作是一个热透镜,它引起了下地壳和上地幔的部分熔融,作为超大陆解体过程中的一部分,这一部分熔融后来在拉张构造时期由纯剪切作用侵入至非造山花岗质地壳。非造山花岗岩及其它部分熔融的侵入作用削弱了大陆岩石圈,从而形成一个固定的区域扩张带。克拉通盆地几乎同时     

北美克拉通盆地的形成作用及其演化

伊利诺斯、密执安、威利斯顿和哈得逊湾盆地的构造沉降史表明这些盆地是通过初始的机械沉降和尔后的热沉降形成的,热沉降是均衡的、非补偿的冷却岩浆体过剩质量所造成的沉降。伊利诺斯、威利斯顿和密执安盆地的热沉降发生于530～500Ma这一很窄的时间间隔内。而哈德逊湾盆地的热沉降发生在400Ma。随后在阿莱干尼—海西运动期间,伊利诺斯和密执安盆地中发生了挠曲的前陆盆地沉降,这种沉降是远距离场(Far-field)的挤压应力作用的结果,而威利斯顿类似的挠曲沉降发生在落矶山的拉拉米运动变形期间。落矶山的第四纪隆升也促使威利斯顿盆地再次沉降。     

超级克拉通盆地发育的构造背景及其形成模式探讨

克拉通盆地是所有盆地类型中最稳定、最长寿的盆地,也是地壳和地幔长期垂向变形最重要的地质记录。地史上面积最大的克拉通盆地(超级克拉通盆地)原型面积常超过200×10^4 km^2,对探讨克拉通盆地成因演化具有重要的代表性意义。目前世界各地的研究可以识别出10余个不同时期的超级克拉通盆地。本文根据超级克拉通盆地基底性质、盆地发育的超大陆构造演化背景及其构造特征,将超级克拉通盆地划分为A型盆地和B型盆地两种类型,它们分别以西西伯利亚盆地和刚果盆地为代表。A型盆地形成于超大陆裂解之前至初始裂解的背景下,基底为前期造山带,为短波长盆地。盆地形态不规则性强,内部均一性相对较低,克拉通盆地边缘可能渐变为弧后盆地或前陆盆地。B型盆地形成于超大陆裂解末期(即下一个超大陆汇聚之初),基底为古克拉通陆块,为长波长盆地,盆地多呈对称的宽缓碟型。A型盆地处于短期活动的热地幔柱之上,伴随早期裂谷作用及其随后的热衰减成盆;B型盆地常处于热点和地貌高地之间的部位,盆地沉降长期受地幔持续缓慢下沉控制。     

华北东部早白垩世A型花岗岩与克拉通破坏

A型花岗岩是非造山的、无水的碱性花岗岩, 具有独特的矿物学、岩石学和地球化学特征, 形成于造山后、板内非造山或者地幔热柱等伸展动力学背景, 蕴涵着大陆地壳生长、岩石圈演化及区域构造发展等大陆动力学的重要信息.在华北东部广泛分布着一期中生代A型花岗岩及伴生的碱性岩, 结合前人的研究成果以及笔者近年来的研究发现: 它们主要侵位于早白垩世(130~110Ma), 来源于上地壳、下地壳和地幔等多元源区, 是不同成分的岩浆经过分离结晶、岩浆混合作用形成; 综合区域地球动力学研究和A型花岗岩本身的地球化学特征, 认为华北东部早白垩世A型花岗岩形成于地壳伸展背景之下, 是岩石圈减薄和克拉通破坏的浅部地质响应, 标志着华北东部岩石圈减薄和克拉通破坏作用的峰期.      

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。     

华北克拉通古元古代构造事件

本文讨论了华北克拉通的古元古代表壳岩系、高压麻粒岩和孔兹岩系的若干问题,提出了(1)华北克拉通在约2500Ma太古宙结束时已基本形成.在2300Ma之前处于相对稳定的构造环境;(2)2300～1950Ma期间,华北克拉通经历了一次基底陆块的拉伸-破裂事件,在克拉通内部发育了晋豫、胶辽裂陷盆地和丰镇陆内凹陷盆地;(3)约1900Ma期间,有地幔上涌并伴随辉长岩浆的底侵作用,引起大青山-丰镇地区的超高温变质作用.底侵的辉长岩浆作为岩体和岩墙在下地壳就位,并发生高压麻粒岩相变质作用;(4)约1850Ma期间,华北克拉通经历了一次挤压构造事件,导致了裂陷盆地的闭合和焊接,形成晋豫和胶辽两个类似于现代陆.陆碰撞型的造山带;(5)在华北克拉通的北缘,华北克拉通可能与其北部的另一古老陆块或岛弧拼合,其拼合带应位于白云鄂博以北.现在已残缺不全.孔兹岩系可能代表了平行于北缘造山带的一条构造带.与北部造山带的俯冲碰撞相关的陆内深部逆掩造成了麻粒岩相岩石的形成和抬升;(6)白云鄂博群、化德群和渣尔泰(-狼山)群是与长城系相同时期发育的被动大陆边缘裂谷盆地;(7)1850～1700Ma期间,华北克拉通进入伸展构造体制,导致基底抬升,产生裂陷槽、基性岩墙群和非造山岩浆活动.     

新疆卡特巴阿苏金铜矿床地质特征及构造环境

新疆卡特巴阿苏金铜矿床位于新疆西天山那拉提构造带的北缘,主要赋存于晚泥盆世二长花岗岩之中。推测富矿二长花岗岩形成于俯冲-碰撞-造山的构造环境,可能是以下动力过程的产物:伊犁中天山南缘地壳解体,地幔物质强烈加入形成的新生南天山洋壳,向北沿那拉提构造带俯冲,部分熔融后在碰撞-造山晚期于晚泥盆世侵入,且与海西运动早期的地质事件关系密切。成矿年龄推测为二叠纪,与成岩年龄相差约91Ma,所以成矿物质应该不是来源于二长花岗岩。从成矿构造与矿体关系及矿石结构构造特征来看该矿受到断裂和节理裂隙系统的联合控制,且在成矿期经历了一次先挤后张的地质构造事件。结合区域构造演化,推测此次地质构造事件应该与二叠纪塔里木地台北缘一带发生的裂谷引张作用有关。     

准噶尔盆地的类型和构造演化

准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地 ,存在意见分歧 ;晚二叠世—老第三纪盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究 ,对盆地类型和构造演化获得了一些新的认识 :( 1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷 ,晚二叠世为热冷却伸展坳陷 ,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地 ,新第三纪至今 ,由于印度板块与亚洲大陆碰撞才形成陆内前陆盆地。 ( 2 )对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明 ,准噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点 ,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下造山带伸展塌陷的产物。 ( 3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。     

攀西裂谷存在吗？

大陆裂谷以地幔上隆、岩石圈伸展、减薄、断陷和沉降为特征，伸展构造环境是大陆裂谷形成的必要条件和本质特征。中国学者以前所认为攀枝花-西昌裂谷的主要标志是海西期层状堆晶杂岩、晚二叠世峨眉山玄武岩、印支期环状碱性杂岩和晚三叠世裂谷盆地沉积。最近一系列研究成果表明攀西地区海西期-印支期构造岩浆热事件是地幔柱和岩石圈相互作用的结果，不是裂谷作用的产物。进一步对上扬子西缘二叠纪-三叠纪的沉积作用和构造特征综合分析表明攀西地区不存在裂谷盆地沉积。该区晚二叠世-中三叠世为古陆隆起遭受剥蚀，晚三叠世断陷型类磨拉石建造是前陆走滑复合盆地的产物。本文根据对攀西地区二叠纪-三叠纪的岩浆活动、沉积作用、构造特征和地球物理资料等方面综合研究对攀西裂谷的存在提出质疑，并以峨眉山地幔柱活动为主线探讨了攀西地区古生代和中生代的地质构造演化历史。     

兴蒙造山带晚古生代伸展过程:来自二连浩特东北部石炭-二叠系沉积地层的证据

本文选取内蒙古二连浩特东北部本巴图地区,通过对石炭-二叠纪沉积典型地层的剖面测制、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,查明其充填层序、沉积环境及物质来源,并进一步探讨了兴蒙造山带晚古生代伸展构造的演化过程。来自石炭-二叠纪地层的3个凝灰岩样品中最年轻峰值年龄分别为298Ma、302Ma、303Ma,表明其形成时代为303～298Ma,即晚石炭世-早二叠世,应归属格根敖包组。沉积环境研究揭示石炭-二叠纪沉积地层发育两个从前三角洲相到三角洲前缘相的旋回,其沉积速率估算结果与伸展构造背景下的裂谷盆地沉积速率相似。锆石Hf同位素特征分析表明,从约400Ma到约300Ma,其演化趋势具有新生地壳明显增多的特点,揭示从早中古生代年轻造山带形成到晚古生代伸展作用发生过程中的变化。结合区域地质研究,晚古生代北造山带的沉积演化和伸展作用过程可分为四个阶段:第一阶段为磨拉斯盆地形成,以盆地南缘泥鳅河组为代表;第二阶段为贺根山伸展带发育阶段,形成超基性-基性-酸性的岩浆组合;第三阶段为稳定的陆表海环境,以晚石炭世本巴图和阿木山组的碎屑岩-碳酸盐岩组合为代表;第四阶段是晚石炭世-早二叠世的第二次伸展,发育格根敖包组火山-沉积岩系组成的三角洲沉积,具有陆内裂谷盆地性质。     

华北克拉通古元代区域构造格架及其板块构造演？…

华北克拉通古元古代区域构造至少可以划分出三大构造单元：（１）陆内裂谷带（２．３０￣２．６０Ｇａ）;（２）陆缘造山带（２．３０￣２．６０Ｇａ）;（３）再造的太古代克拉通区（麻粒岩相带）（大于２．５０Ｇａ）,太古代末－古元古代重要的区域性构造－热事件序列依次为：（１）克拉通中部不同地壳层次伸展及裂谷盆地的发育;（２）克拉通北缘构造活动、增生及陆壳基底再造;（３）与大陆裂谷盆地闭合过程相联系的板内造山－     

碰撞造山过程中热—构造状态演化与陆壳岩石熔融的关系

碰撞造山作用过程中陆壳岩石熔融形成花岗岩浆主要出现在加热期和伸展抬升期，是碰撞后岩石圈热状态调整引起陆壳物质化学分异的结果。陆壳碰撞前的构造历史，大陆岩石圈的热参数和地幔过程，造山带的几何学特征和运动学性质等制约了造山带花岗岩类的发育，尤其是与各种造成地幔高热流叠加于下部地壳的岩石调整过程关系密切。     

从地壳上地幔构造看大陆岩石圈伸展与裂解

本篇讨论大陆岩石圈拆沉、伸展与裂解作用过程。由于大陆岩石圈厚度大而且很不均匀,产生裂谷的机制比较复杂。大陆碰撞远程效应的触发,岩石圈拆沉,以及板块运动的不规则性和地球应力场方向转折,都可能产生岩石圈断裂和大陆裂谷。岩石圈拆沉为在重力作用下"去陆根"的作用过程,演化过程可分为大陆根拆离、地壳伸展和岩石圈地幔整体破裂三个阶段。大陆碰撞带、俯冲的大陆和大洋板块、克拉通区域岩石圈,都可能产生岩石圈拆沉。大陆岩石圈调查表明,拉张区可见地壳伸展、岩石圈拆离、软流圈上拱和热沉降;它们是大陆岩石圈伸展与裂解早期的主要表现。从初始拉张的盆岭省到成熟的张裂省,拆离后地壳伸展成复式地堑,下地壳幔源玄武岩浆侵位,断裂带贯通并切穿整个岩石圈,表明地壳伸展进入成熟阶段。中国东北松辽盆地和西欧北海盆地曾处于成熟的张裂省。岩石圈破裂为岩浆侵位提供了阻力很小的通道网。岩浆侵位作用伴随岩石圈破裂和热流体上涌,成熟的张裂省可发展成大陆裂谷。多数的大陆裂谷带并没有发展成威尔逊裂谷带和洋中脊,普通的大陆裂谷要演化为威尔逊裂谷带,必须有来自软流圈的长期和持续的热流和玄武质岩浆的供应。威尔逊裂谷带岩石圈地幔和软流圈为地震低速带,其根源可能与来自地幔底部的地幔热羽流有关。     

阿尔泰大型-超大型矿床富集区地壳演化

通过构造、岩浆、变质、成矿等地质作用及其时空演化规律的对比分析,以及物探重力、航磁及遥感信息的综合研究,认为古生代阿尔泰富蕴地幔热柱成因的三联点裂谷形成与演化———“手风琴式”开合,是阿尔泰大型- 超大型矿床富集区形成与演化的根本原因。地幔热柱热地幔物质大规模上涌和横向扩张,产生三联点裂谷系统,导致古大陆解体,形成阿尔泰“洋岛型”蛇绿岩、阿尔泰型花岗岩、花岗岩化、高温低压变质带和主要大型- 超大型矿床;地幔热柱活动停止或间息,导致三联点裂谷系统发生A 型俯冲而封闭造山,形成三叉式陆间造山带和同造山花岗岩、     

云南兰坪盆地喜马拉雅期碱性岩^40Ar／^39Ar年龄及地质意义

对侵位于云南兰坪中新生代红层盆地中的碱性岩进行了Ar_Ar同位素定年 ,获得永平卓潘碱性杂岩体的侵入年龄为 36 .70Ma,巍山莲花山碱性石英二长斑岩的侵入年龄为 38.81Ma。兰坪盆地的构造演化受控于古特提斯的闭合及印度与亚洲大陆碰撞的造山作用 ,盆地经历了陆内裂谷、拗陷盆地和走滑盆地 3个阶段的发育过程。喜马拉雅期盆地处于走滑拉分阶段 ,可分为 4个构造幕 ,碱性岩主要在第 1构造幕期间侵入。盆地中的碱性岩体是青藏高原东缘总体呈NW走向的金沙江红河巨型富碱侵入岩带的组成部分。金沙江红河断裂带经历由转换压扭变形(42～ 2 4Ma)到转换张扭变形 (2 4～ 16Ma)、再到东西向伸展 (<16Ma)的过程 ,兰坪盆地的碱性岩发育于转换压扭变形期间。认为兰坪盆地碱性斑岩的侵入和盆地的喜马拉雅期构造演化主要受控于古特提斯扬子地块向西的俯冲板片遗迹引发的地幔上隆和部分熔融     

中国花岗岩与大陆地壳生长方式初步研究

中国大陆造山带花岗岩可分为东西两个区，西区的中亚造山带、秦祁昆造山带和青藏高原冈底斯造山带为与大洋发育有关的造山带花岗岩，东区主体的东北、华北和华南是形成于中国大陆拼合之后的燕山期造山带花岗岩。根据不同造山带花岗岩的形成背景、地质地球化学特征差异，以阿尔泰、东昆仑、华北燕山、东北和南岭造山带花岗岩为例讨论花岗岩与大陆地壳生长的关系，区分出中国大陆的5种大陆地壳生长方式：阿尔泰式是古亚洲洋背景上形成的古生代对流地幔物质、热输入和上地壳混合为主的方式；东昆仑式是元古代造山带TTG陆壳背景基础上古生代一早中生代对流地幔物质和热输入，改造元古宙造山带基底的方式；东北式是燕山期中亚造山带背景上对流地幔物质和热输入改造显生宙陆壳的生长方式；燕山式是燕山期对流地幔物质和热输入改造太古宙基底的方式；南岭式燕山期对流地幔输入大陆的是以热为主、物质为辅，大陆地壳生长是以陆壳物质再循环为主（零增长）的生长方式。它们构成中国大陆显生宙地壳生长的基本方式。     

华北克拉通古元古代区域构造格架及其板块构造演化探讨

华北克拉通古元古代区域构造至少可以划分出三大构造单元：（１）陆内裂谷带（２．３０～２．６０Ｇａ）;（２）陆缘造山带（２．３０～２．６０Ｇａ）;（３）再造的太古代克拉通区（麻粒岩相带）（大于２．５０Ｇａ）．太古代末—古元古代重要的区域性构造－热事件序列依次为：（１）克拉通中部不同地壳层次伸展及裂谷盆地的发育;（２）克拉通北缘构造活动、增生及陆壳基底再造;（３）与大陆裂谷盆地闭合过程相联系的板内造山－前陆盆地发育．板块构造模式可以很好地解释上述构造作用类型．     

中国大陆大规模成矿作用油气田形成——来自岩石圈的约束

由克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型构成的中国大陆,由于不同类型岩石圈对应的动力学机制及其效应不同,岩石圈不同类型之间的连接带必定是不连续带,与大陆成矿作用有密切的联系。中国大陆已知的绝大多数金属矿床分布于岩石圈不连续和再活化不连续处,表明岩石圈不连续为大型矿床(矿集区)形成提供有利的运-储空间。中国大陆西北、中国东部和西南地区构造-岩浆-成矿事件序列对比表明,一个地区岩石圈的壳-幔岩石学结构、大规模成矿作用,取决于最强的、最后一次的岩浆作用,大规模成矿作用的发生起始于造山岩石圈根失稳、去根和大规模软流圈上涌时期,C型埃达克岩的出现是其标志之一。分布于中国内陆的扬子、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔盆地等地表热流值低的“冷盆”,深部属于克拉通型岩石圈背景,在构造上往往为造山带的前陆盆地,克拉通型岩石圈构造上的稳定性决定了这些克拉通盆地不断被周围造山带吞食、掩埋、改造的格局,虽然在这些盆地内如今都已发现油气田,但在盆地外那些现今被造山带前缘逆冲体覆盖的区域,也应该是油气田产出的有利区域,即盆地外造山带花岗岩下依然是寻找油气田的重要远景区。分布于中国东部的平原区和黄海、东海及南海等陆缘海区,属于地表热流值高的“热盆”,这些盆地下对应的是裂谷型或洋壳型岩石圈,它们是在新生代时期中国东部沿海地区进入了新的构造演化阶段——大陆裂谷作用下形成的,以伴随广泛的玄武岩喷发为标志,对流地幔物质和热输入使盆地热流值升高成为“热盆”、大陆裂谷型岩石圈,乃至洋壳岩石圈(如南海中央海盆);伴随裂陷作用及伸展构造普遍发育的幔源玄武岩浆大量喷发,以及大量沉积物的快速沉积、埋藏有利于油气田的形成,其中的组分,如CO2气田中的CO2可能主要源于地幔。中国东部平原及边缘海区域是最具前景的油气田分布区之一。     

鲁西地区石门山—凤仙山岩体的锆石SHRIMP U-Pb定年及形成时代

鲁西地区石门山岩体主要岩性为片麻状花岗闪长岩,原划为新太古代早期侵入岩。根据新测锆石SHRIMPU-Pb年龄为（2530±8）Ma,其形成时代确定为新太古代晚期。凤仙山岩体为中粒二长花岗岩,锆石SHRIMP U-Pb年龄为（2513±12）Ma,并侵入片麻状花岗闪长岩。石门山岩体属峄山岩套,为TTG质花岗岩,是地幔岩浆侵入混入地壳物质形成的。凤仙山岩体属傲徕山岩套二长花岗岩,为上地壳物质重熔（深熔）作用形成的。峄山岩套TTG类岩石是2560~2530 Ma壳幔岩浆活动的产物,岩体普遍具有片麻状构造,表明经历变质变形作用。未受区域变质作用的傲徕山岩套大规模壳源花岗岩是2530~2500 Ma地壳物质部分熔融形成的,与华北克拉通新太古代末超大陆拼合有关,2530 Ma是鲁西地区重要的构造热事件发生时期。     

Late Carboniferous-Permian intracontinental extension and orogeny in Dashizhai-Holin Gol area,Inner MongoliaSCIEI北大核心CSCD

俯冲和挤压过程将形成具有加厚地壳的岛弧带或造山带,而伸展过程则形成具有减薄地壳的伸展盆地,因此可以通过地壳厚度推测岩石组合形成时的大地构造背景,并揭示它代表的深部地球动力学过程。兴蒙造山带东部大石寨地区以著名的大石寨组火山岩为特征,其岩浆活动的性质、形成过程和构造背景一直备受争议,其中,该套岩石的构造背景的认识存在岛弧和陆内裂谷两种主要观点。本文根据岩性组合及年代学特征,将大石寨地区主要岩石组合从下到上分为晚石炭世火山岩、早二叠世寿山沟组和大石寨组、中二叠世哲斯组,并利用大石寨-霍林郭勒地区的火山岩和碎屑岩锆石的微量元素及火山岩的全岩微量元素数据,估算了晚石炭世-二叠纪地壳厚度的变化趋势。结果表明,360Ma到320Ma时期发生地壳加厚,320~300Ma地壳从加厚转为减薄;而在300~280Ma时期,地壳厚度减薄最明显且厚度最小。综合岩浆活动、沉积环境和地壳厚度变化曲线等特征,可将大石寨-霍林郭勒地区晚石炭世到二叠纪的构造演化分为4个阶段:第一阶段(360~320Ma),碰撞产生的挤压背景导致区域性隆升和早-中古生代造山带物质的堆叠,使地壳厚度增大,导致幔源岩浆上侵,引起部分熔融作用,形成以侵入岩为特征的地壳垂向增生;第二阶段(320~300Ma),由于碰撞后伸展使得地壳处于从加厚到减薄的转换过程,发育与伸展相关的岩浆活动;第三阶段为300~280Ma,软流圈上涌造成地壳发生强烈伸展,导致地壳厚度明显减薄和大规模岩浆活动,以大石寨组岩浆活动进入高峰期为标志。该时期大规模岩浆活动和裂谷沉积特征与地壳厚度减薄的地球动力学背景高度吻合,从而揭示大石寨-霍林郭勒地区早-中二叠世处于地壳伸展而非俯冲-碰撞过程。第四阶段为280~260Ma,由于蒙古-鄂霍茨克造山带和大别-秦岭中央造山带的远距离效应造成地壳加厚,形成陆内造山带。