内蒙古兴安盟杜尔基地区花岗岩岩石学及锆石U-Pb年龄

内蒙古兴安盟杜尔基地区花岗岩位于大兴安岭中南段,大地构造位置上处于古亚洲洋构造域、蒙古—鄂霍茨克洋构造域和滨西太平洋构造域的叠加部位。该区域集中保存了大量与造山事件有关的构造和岩浆记录,是研究大兴安岭地区造山过程、演化及后期造山作用叠加和改造的理想地区。杜尔基花岗岩主要由中细粒二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗斑岩组成。从主量元素上看,杜尔基地区花岗岩属于过铝质高钾钙碱性系列,整体呈现高硅、高碱、过铝、低钙的特征。岩体中SiO_2含量大于72%,表现为高分异花岗岩的特征。黑云母是本地区花岗岩中主要的暗色矿物,P_2O_5与SiO_2呈现负相关性,这些特征指示杜尔基地区花岗岩具有Ⅰ型岩浆岩的特点。本文采用了激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)技术,对杜尔基地区花岗岩中的锆石进行U-Pb同位素测试。测试结果表明,位于杜尔基镇北侧中细粒二长花岗岩岩体的侵位年龄为(131.5±0.3)Ma;位于杜尔基镇中部的正长花岗岩体岩的侵位年龄为(213±1)Ma,其中并含有一定量的(238±2)Ma的年龄信息,为捕掳锆石,表明在正长花岗岩侵位之前可能还存在一期238 Ma的岩浆活动;位于杜尔基镇西侧的正长花岗岩岩体的侵位年龄为(131±1)Ma,其中含有一定量的(150±1)Ma的年龄信息,为捕掳锆石,表明在正长花岗岩侵位前存在一期较早的岩浆活动。可将杜尔基地区花岗岩岩浆活动划分为3期:中晚三叠世(213 Ma),晚侏罗世(150 Ma),早白垩世(130Ma)。杜尔基岩体所呈现的3期岩浆活动,均指示了一个拉张的构造背景,而缺少与俯冲相关的岩浆活动。从年龄上看,杜尔基岩体总体缺少早侏罗纪的岩浆活动,因而与其周边的孟恩陶勒盖锌铅银矿具有成因上的联系的可能性不大。     

内蒙古兴安盟杜尔基岩体特征研究

内蒙古兴安盟杜尔基岩体位于大兴安岭中南段,岩性主要为中—细粒二长花岗（斑）岩、中—粗粒二长花岗岩、细粒二长花岗岩。岩石化学分析结果属于碱性岩系列,具有高硅、高钾、富碱、过铝、贫铁、镁、钙特征。稀土元素总量平均值为112．43μg／g,球粒陨石标准化曲线整体平缓右倾,具有Eu负异常;微量元素蛛网图解表现为“W”型形态．具有明显的Sr、Ba、Ti负异常,反映了强烈的分离结晶作用存在。4个样品K-Ar全岩法测年结果为100．15-120．29Ma,说明岩体形成于早白垩世。反映杜尔基地区在早自垩世可能处于相对稳定的拉张环境。     

大兴安岭东北部早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

大兴安岭东北部早古生代花岗岩属于Ⅰ型花岗岩.锆石的LA-ICPMS U-Pb年代学研究表明,十八站岩体、内河岩体、白银纳岩体的形成年龄分别为499±1、500±1和460±1 Ma,而查拉班河岩体为一多次侵入的杂岩体,其形成年龄在465～481 Ma.结合本区和邻区其它早古生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄,限定了大兴安岭东北部地区早古生代花岗岩浆活动的时限为460～500 Ma.锆石的LA-MC-ICPMS Hf同位素研究显示,本区早古生代花岗岩的锆石εHf（t）多数介于＋1.5～＋3.8之间,二阶段模式年龄介于1.1～1.4 Ga,表明其主要起源于中-新元古代增生的地壳物质.结合兴安地块其它花岗岩的锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中-新元古代时期曾发生一次重要的地壳增生事件,与兴安地块主要为显生宙地壳的特点明显不同.     

粤北大宝山北部九曲岭花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素测定技术,对大宝山北部九曲岭花岗岩进行测定。结果显示来自九曲岭岩体的三个花岗岩样品的U-Pb谐和年龄分别为169.0±1.9 Ma,171.3±1.4 Ma,450.2±2.9 Ma,表明九曲岭花岗岩体为一复式岩体,主体为燕山期花岗岩,但局部有加里东期花岗岩。锆石Lu-Hf同位素组成测定显示:燕山期岩体的锆石具有低的负εHf(t)值(分别为–12.19~–8.51和–19.47~–8.63),二阶段模式年龄(tDM2)为1.45~1.63 Ga,与华南燕山期花岗岩特征一致,表明其主要是下地壳重熔的产物;加里东期岩体的锆石具有高的εHf(t)值(8.89~12.06),tDM2为0.62~0.78 Ga,表明其源区有新生地壳物质的贡献,暗示早古生代加里东期大宝山区域处于伸展环境。     

东昆仑祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿区花岗岩年代学、地球化学及Hf同位素特征

虎头崖铅锌多金属矿床位于东昆仑祁漫塔格地区,矿区内中酸性侵入岩体广泛发育,且与成矿关系密切。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测试表明,虎头崖Ⅴ矿带外围花岗闪长岩形成时代为(224.3±0.6)Ma,Ⅷ号矿带矿体下部正长花岗岩形成时代为(239.7±0.8)Ma,岩体形成时代为中—晚三叠世。岩石地球化学表明,花岗闪长岩富钾贫钠(K2O/Na2O为2.02~2.88),无明显负Eu异常(δEu为0.68~1.06),富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,明显亏损Nb、P、Ti等元素,属I型花岗岩;正长花岗岩具高硅、富碱、低铁镁、贫钙磷钛的特征,负Eu强烈(δEu为0.08~0.26),富集Rb、Th、U、K,亏损P、Ti、Ba、Sr,属高分异I型花岗岩;二者均形成于后碰撞构造背景;Hf同位素组成不均一,指示其经历了壳幔岩浆混合作用,幔源物质的加入可能带来了丰富的成矿物质。     

青藏高原东南部寒武纪花岗岩类:岩石学和锆石Hf同位素研究

青藏高原南部广泛分布的冈底斯岩基,记录了其强烈的中、新生代造山作用;而古生代以前岩浆作用的报道却屈指可数,限制了我们对青藏高原起源及构造演化的研究。本文研究报道了位于青藏高原东南部南拉萨地体和高喜马拉雅带的寒武纪花岗质岩石,岩石类型包括闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩。锆石U-Pb年代学表明其结晶年龄为503~490Ma。南拉萨地体中的寒武纪花岗岩具有高的铝饱和指数和刚玉分子数,矿物化学成分区别出岩浆成因的过铝质矿物白云母和石榴石,结合岩石中锆石的内部结构和微量元素特征表明其为S型花岗岩。岩石中锆石的Hf同位素具有近一致的负εHf(t)值,地壳Hf模式年龄集中在1.8~1.6Ga,说明寒武纪花岗岩可能来源于元古代物质的部分熔融。因此,南拉萨地体存在古老的结晶基底,而并不是一个年轻的岛弧地体。高喜马拉雅带中近同期的花岗质片麻岩具有较负的εHf(t)值和老的地壳Hf模式年龄(2.3~1.5Ga),说明其可能为元古代的地壳物质部分熔融的产物。结合同期的火山和变质作用以及区域性的不整合,本文认为青藏高原南部经历了广泛的古生代早期原特提斯洋俯冲导致的安第斯型造山作用。     

新疆东准噶尔花岗岩的全岩Hf同位素研究

在综合对比已有Hf同位素分析方法的基础上,我们选用Ln-Spec(100-150目,H+)特效树脂和多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)对4件标准物质和19件岩石样品(新疆东准噶尔的花岗岩及其包体18件、玄武岩1件)进行了全岩Hf同位素研究。所获得的国际标准物质BCR-1、BHVO-2、W-2的176Hf/177Hf比值与文献报道的结果在误差范围内一致,表明所采用的全岩Hf的化学分离和溶液的Hf同位素质谱测定方法是可靠的。本文首次报道了中国花岗岩标样GRS-1的176Hf/177Hf比值,结果为0.282547?07(2?)。依据新疆东准噶尔花岗岩及其包体样品的全岩176Hf/177Hf比值、全岩样品在等离子体质谱(ICP-MS)上测定的Lu、Hf含量和岩石的形成年龄(300 Ma),得到这些样品的全岩εHf(t)。它们与对应样品的锆石εHf(t)在误差范围内总体上的一致性表明,ICP-MS测定的Lu、Hf含量可以用来计算年龄值约300 Ma的全岩初始Hf同位素组成。玄武岩样品QS08-1的全岩εHf(t)与该蛇绿岩套斜长花岗岩的锆石εHf(t)的高度吻合,为利用全岩176Hf/177Hf比值和ICP-MS测定的全岩Lu、Hf含量,研究没有或难以选出锆石的较年轻岩石的Hf同位素组成提供了很好的实例。     

越南西北部Posen花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征

本文报道出露于越南西北部的Posen花岗岩岩体锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征,讨论岩石成因和该地区新元古代岩浆作用的大地构造意义.分析3个花岗岩样品获得723Ma至760Ma的锆石U-Pb年龄,表明花岗岩形成于新元古代.该花岗岩的锆石Hf同位素组成有较大的变化范围,ε_(Hf)(t)值变化范围为-16.1至+3.4,单阶段Hf模式年龄为1186～1945Ma,暗示Posen花岗岩有着复杂的源区物源组成.在误差范围内,锆石两阶段Hf同位素模式年龄值主要集中在2.0～2.1Ga,与两阶段Nd同位素模式年龄值2.1～2.2Ga一致,说明花岗岩体主要由古元古代地壳物质部分熔融形成的.部分锆石颗粒具有正ε_(Hf)(t)值,可能指示花岗岩岩浆形成过程中存在壳-幔混合相互作用.在越南西北部发育新元古代岩浆作用可能与扬子板块广泛发育的、伴随Rodinia超大陆裂解过程的岩浆活动存在成因的联系,也揭示越南西北部地体可能与扬子板块具有亲缘关系,因此,可以推断马江断裂带应该代表印支板块和华南板块之间的古特提斯缝合带在越南西北部的延伸.     

额尔古纳地块太平川巨斑状花岗岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

大兴安岭北段额尔古纳地块莫尔道嘎-太平川一带分布有大量的新元古代巨斑状花岗岩,该岩体形成的确切时代及成因尚不清楚。笔者等运用LA ICP MS技术进行了锆石U Pb定年和锆石Hf同位素组成测定。锆石U Pb年龄结果揭示太平川巨斑状花岗岩形成时代为791.4 Ma。锆石Hf同位素研究显示εHf（t）为1.4~6.4,均>0,反映亏损地幔来源新生地壳物质在花岗岩的形成中起主导作用,锆石Hf单阶段的模式年龄tDM为1.09~1.28 Ga,与岩石的形成时间791.4 Ma有较长的时间间隔,表明该区花岗岩的母岩来自具有较长地壳滞留时间的地壳物质的部分熔融。结合额尔古纳已有的花岗岩锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中、新元古代曾发生过地壳增生事件,存在1.09~1.28 Ga的中元古代晚期增生地壳。     

蚌埠隆起区中生代花岗岩的岩石成因：锆石Hf同位素的证据

对蚌埠隆起区中生代不同时期的花岗岩中6个岩体的锆石LA-MC-ICP MS原位Hf同位素的研究,据此限定它们的岩浆源区和重建华北克拉通东南部的构造格架.结果表明,中生代不同时期的花岗岩中岩浆锆石的初始Hf同位素组成（εHf（t））可以分成两组：第一组的女山（130 Ma）和西庐山花岗岩（130 Ma）的εHf（t）值分别为-18.4和-16.1;第二组的曹山（110 Ma）、锥山二长花岗岩（110 Ma）和蚂蚁山花岗岩（110 Ma）以及淮光花岗闪长岩（130 Ma）的εHf（t）值分别为-22.3、-23.1和-21.1以及-28.1,这些岩浆锆石低的εHf（t）值表明它们可能来源于古老的大陆下地壳.女山和西庐山岩体中早古生代-新元古代继承锆石具有低的εHf（t）值（-2.3～-7.7）和1.52 Ga～1.79 Ga的Hf同位素两阶段模式年龄,表明它们的岩浆源区主要以扬子克拉通下地壳物质为主.曹山、锥山和蚂蚁山以及淮光岩体中岩浆锆石的Hf同位素两阶段模式年龄为1.89 Ga～2.58 Ga,结合淮光岩体中古元古代继承锆石和3400 Ma捕获锆石中低的εHf（t）值（-5.7～-6.8,-0.6、-0.9）和古老的Hf同位素两阶段模式年龄（2.44 Ga～2.80 Ga,3.7 Ga）,表明它们主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融.淮光和女山岩体中古元古代-新太古宙继承锆石中正的εHf（t）值（0.3～6.7）以及高的εHf（t）值（16.9～21.7）的存在,暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的涉入.蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带向西或北西方向俯冲于华北克拉通之下.     

大兴安岭北段小柯勒河花岗斑岩脉成因及地质意义:锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及Hf同位素制约

为了探讨大兴安岭北段小柯勒河花岗斑岩脉的岩石成因、构造背景及地质意义,本文对其进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学与Hf同位素的研究。岩石地球化学结果显示：花岗斑岩富硅（w（SiO₂）为69.85%~70.48%）、富碱（w（Na₂O+K₂O）为9.74%~9.89%）,贫镁（w（MgO）为0.34%~0.40%）、贫钙（w（CaO）为1.04%~1.20%）,A/CNK为0.98~1.02,属于准铝质-弱过铝质系列岩石;具有轻稀土元素富集和重稀土元素亏损的特征,中等Eu负异常,富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素Th、U、Hf、Zr,亏损大离子亲石元素Sr、Ba和高场强元素Nb、Ta、Ti、P。花岗斑岩中的10⁴Ga/Al值为2.32~3.68,分异指数I_D为87.63~89.01。综合分析认为小柯勒河花岗斑岩属于分异的I型花岗岩。花岗斑岩锆石U-Pb加权平均年龄为（124.0±0.6）Ma,属于早白垩世晚期。锆石ε_Hf（t）值为0.5~3.3,二阶段Hf同位素模式年龄T_DM2为1 150~970 Ma。结合岩石地球化学特征分析认为花岗斑岩源岩为由亏损地幔衍生的中-新元古代新增生地壳部分熔融的产物,并有少量古老地壳物质的加入。该花岗斑岩形成于早白垩世晚期蒙古-鄂霍茨克洋闭合背景下的伸展环境,此时太平洋板块持续向欧亚大陆俯冲,但对本区影响有限。     

内蒙古敖包吐铅锌矿床花岗岩类年代学及其地球化学特征

内蒙古敖包吐铅锌矿是大兴安岭南段成矿带上新发现的矿床,成矿与花岗闪长斑岩关系密切。对矿区内花岗闪长斑岩和花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,形成年龄分别为（140.0±0.5）Ma（MSWD=1.3）和（151.6±0.4）Ma（MSWD=1.2）,为晚侏罗世—早白垩世岩浆活动的产物。岩石地球化学测试结果显示,花岗闪长斑岩具有高硅（w（SiO₂）=65.51%~67.85%）,富碱（w（Na₂O+K₂O）=6.86%~7.81%）,贫P₂O₅的特征,A/CNK在0.95~1.02之间,富集微量元素K、Rb、Nd,亏损Ta、Nb、P、Ti,为I型花岗岩。花岗岩的A/CNK值为1.58,属强过铝质岩石。Rb/Sr比值大于0.9,为S型花岗岩。敖包吐花岗岩的全岩Pb同位素组成显示,其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.398~18.755,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.534~15.541,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.386~38.542,铅具有混合来源特征。岩浆很可能来源于岩石圈地幔,并受到一定程度的混染。敖包吐花岗岩类可能与兴蒙造山带东段的后碰撞环境有关,并受到与古太平洋板块俯冲有关的弧后伸展影响。     

大兴安岭北部漠河地区早奥陶世A型花岗岩锆石U- Pb年代学、地球化学及Hf同位素研究

大兴安岭北部漠河地区黑云母二长花岗岩中锆石自形程度较好,主要为长柱状,具有较为清晰的韵律环带结构,表明锆石岩浆成因。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究显示岩石形成时代为早奥陶世(481±5Ma)。岩石地球化学研究显示,岩石属于钙碱性、弱过铝质系列花岗岩,高硅(SiO_2=71.42%～72.57%)、富碱(ALK=8.11%～8.76%)、贫镁(MgO=0.52%～0.54%)。10000Ga/Al值为2.73～2.85,Zr+Nb+Ce+Y含量374×10~(-6)～495×10~(-6),岩浆形成温度801～897℃,判断岩石为A型花岗岩。岩石有中等的负Eu异常(δEu=0.24～0.35),Rb/Sr值为1.18～1.38、Ba/La值为8.7～12.4、Mg~#值为23.3～30.3,及低Ni(1.51×10~(-6)～5.59×10~(-6))、Cr(6.60×10~(-6)～13.4×10~(-6))、V(20.0×10~(-6)～21.6×10~(-6))含量。岩石的ε_(Hf)(t)值为-2.22～5.57,二阶段模式年龄(t_(DM2))变化于1021～1453Ma之间,主要源于中新元古代增生地壳。结合区域构造演化及构造判别,认为岩石形成于额尔古纳地块与西伯利亚板块拼合造山后的伸展背景。     

Discovery and Significance of Quaternary Glacial Vestiges in the Hexigten Area of the Southern Da Hinggan Mountains, Inner Mongolia

1 Introduction Hexigten is situated at the eastern part of the Inner Mongolian Plateau, south of the Da Hinggan Mountains and northwest of Chifeng City, Inner Mongolia, China. It is also at the junction of the Da Hinggan Mountians, Inner Mongolian Plateau and Yanshan Mountains. It is about 650 km north of Beijing. The geographic coordinates are 116?30'?118?20'E and 42?20'?44?10'N (Fig. 1). The elevation range is from 1100 m to 1700 m, and the highest peak (2029 m) of the Da Hinggan…     

大兴安岭中北段莫尔道嘎地区含矿斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及成矿意义

处于大兴安岭中北段额尔古纳地块的莫尔道嘎地区发育大量花岗质岩石,本文报道了该地区与斑岩钼矿有关的花岗斑岩、花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征。锆石的LA-ICPMSU-Pb年龄测试结果显示,太平川含矿斑岩体的形成年龄分别为183.6、193.7和199.1Ma,表明花岗岩主要形成于早侏罗世,可能代表蒙古-鄂霍茨克洋闭合阶段的岩浆侵入事件。锆石的Hf同位素研究显示,3件含矿斑岩样品锆石εHf(t)分别为-3.2～0.4、-3.1～1.8和-3.7～-1.1,两阶段模式年龄分别为1322、1276和1394Ma,岩浆起源于中新元古代增生的地壳物质。结合额尔古纳地块已有的花岗岩锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中新元古代曾发生过地壳增生,增生的地壳物质于早侏罗世发生熔融,形成花岗质岩浆并成矿。太平川含矿斑岩具有与乌奴格吐山含矿斑岩相似的大地构造背景、岩石地球化学特征和岩石年龄,推测太平川斑岩钼矿的成矿年代大致在195～180Ma。     

大兴安岭中部乌兰浩特地区中生代花岗岩的成因——地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约

大兴安岭中部中生代花岗岩成因和构造背景的确定对讨论该地区及东北地区中生代构造-岩浆演化具有重要意义。乌兰浩特地区中生代花岗岩详细的岩石地球化学及Hf、Nd同位素的研究表明:研究区中晚三叠世查干岩体是A2型花岗岩;早中侏罗世景阳岩体为I型花岗岩,而大石寨岩体是具有特殊稀土元素四分组效应的花岗岩;早白垩世花岗岩体可根据其Sr含量划分为高Sr和低Sr两类,它们具有相同或相似的源岩组成,但其起源深度不同。其中高Sr型花岗岩类似于C型埃达克质花岗岩,起源于压力较高的下地壳,而低Sr型及永和屯花岗岩则是起源于压力较低的中地壳的高分异Ⅰ型花岗岩。全岩Nd和锆石Hf同位素特征及前人的研究结果显示,乌兰浩特地区花岗岩类岩石的源区主要为显生宙新增生的年轻地壳物质,并有老的地壳物质的贡献,并且随着花岗岩侵位时间的逐渐变新,锆石的εHf(t)值逐渐减小,认为地幔上涌导致岩浆底侵以及老地壳物质的折返是造成下地壳源岩组成复杂的原因。     

大兴安岭南段罕苏木地区二长花岗岩地球化学特征及其构造意义

大兴安岭南段分布着大量花岗岩体,其成因、物源性质和构造环境对于认识该区域岩浆演化具有十分重要的意义。本文对大兴安岭南段罕苏木地区岩体进行了岩石学、主量元素、微量元素、稀土元素分析。研究结果显示,罕苏木地区岩体的岩石类型为二长花岗岩,为准铝质到弱过铝质高钾钙碱性岩石,总体表现为高硅(Si O_2:75. 842%～78. 27%)、高钾(K_2O:4. 84%～7. 36%)、富碱(Na_2O+K_2O:8. 156%～9. 648%),贫镁(Mg O:0. 088%～0. 095%)、低钙(Ca O:0. 134%～0. 188%)的特点。岩石轻稀土富集明显,稀土元素配分曲线程明显的右倾型,Eu(0. 2～0. 73)显示为强烈的负异常,δCe异常(0. 99～1. 41)不明显。强烈富集大离子亲石元素K、Rb等,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有低Yb、低Sr的特点。结合区域地质研究,认为罕苏木岩体属于高分异的I型花岗岩,岩浆源区可能是来源于新生年轻地壳的部分熔融的产物,可能形成在造山后岩石圈伸展环境下,与古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关。     

大兴安岭东北部侏罗纪花岗岩类Sr-Nd同位素特征及其地质意义

大兴安岭东北部侏罗纪花岗岩类的Sr-Nd同位素研究结果表明,兴安地块侏罗纪花岗岩具有较低的初始锶值(0.7048～0.7065)、高的εNd(t)值(+0.23～+2.54)和较低的TDM2(0.76～0.95Ga),反映其源区物质主要为显生宙期间从亏损地幔增生的地壳物质。额尔古纳地块侏罗纪花岗岩具有相对较高的初始锶值(0.7057～0.7075)、较低的εNd(t)值(-2.47～-9.72)和较高的TDM2(1.16～1.7Ga),反映其源区物质主要为中—新元古代从亏损地幔增生的地壳物质。额尔古纳地块和兴安地块各自具有不同的地壳增生时期,表明它们具有不同的早期地壳演化历史。     

大兴安岭明水地区三叠纪花岗岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

大兴安岭中段明水地区头道河岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果显示,头道河岩体形成于243~240 Ma的中三叠世。岩石地球化学资料显示头道河岩体具有高硅(Si O2=61.32%~78.19%),富铝(Al2O3=11.85%~16.87%),贫铁(TFe2O3=0.56%~5.93%)、镁(Mg O=0.16%~3.30%)、钙(Ca O=0.26%~2.94%)的特征,为一套高钾钙碱性的I型花岗岩;稀土元素总量偏低(ΣREE=75.5×10-6~149.49×10-6),稀土元素分馏明显,(La/Yb)N介于8.71~17.61之间,无明显铕异常;微量元素以富集Rb、Pb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征。锆石原位Hf同位素分析表明,该岩体花岗质岩石的176Hf/177Hf值为0.282 811~0.283 227,εHf(t)为较高的正值(+6.55~+12.19),Hf二阶段模式年龄(tDM2)介于595~1 107 Ma之间。上述地球化学特征指示,头道河岩体源区物质为中元古代显生宙期间从亏损地幔增生的年轻火成岩地壳物质。结合区域地质资料及同期火成岩物质的时空展布规律,认为中三叠世头道河岩体形成于古亚洲洋闭合后的造山后伸展构造环境。