前人对中国东部幔源包体的研究已揭示了在显生宙期间中国东部岩石圈减薄了约100km，然而对岩石圈减薄的时间和机制尚存在争议。辽西地区出露有大量的不同时代的中生代火山岩，它们地球化学性质的演化能够对华北北缘岩石圈减薄的时间和机制给以制约。因此，本文对辽西中生代火山岩进行了年代学和地球化学研究。1．初步建立辽西中生代火山作用的年代学格架本文对辽西中生代四期火山岩和两个含珍稀化石层位火山岩进行了精确的锆石U-Pb SHRIMP和全岩Ar-Ar定年，结果为：兴隆沟组（～176 Ma）、蓝旗组（166-153 Ma）、义县组（125-122 Ma）、张老公屯（～106 Ma）、道虎沟含珍稀化石层（～165Ma）、义县组含珍稀化石层（～125Ma）。结合已发表的年代学数据，初步建立了辽西地区中生代火山作用的年代学格架，辽西地区中生代共有四次岩浆事件，分别是（176Ma）、（166-148 Ma），（132-120 Ma），（～106 Ma）。并确定了辽西热河生物群的时代归属为早白垩世；道虎沟生物群的时代归属为中侏罗世，它对应蓝旗组下部或海房沟组上部层位。2．辽西中生代各期火山岩的地球化学特征及成因兴隆沟组安山岩：属于富镁的埃达克质岩石，除具有典型埃达克岩（adakite）的特征（如：SiO₂％＞56％，Al₃O₂％＞15％，MgO＜3％，Y＜18 ppm，Yb＜1．9 ppm，Sr＞400 ppm，无Eu负异常）外，还表现出高Mg^#（0．57），Cr（156 ppm）、Ni（82．2 ppm）含量的特点，表明其源区有石榴石残留，且岩浆上升过程中与地幔橄榄岩发生过反应。在同位素方面，兴隆沟组安山岩具有中等富集⁸⁷Sr／⁸⁶Sr为0．706597，不太低的ε_Nd（T）为-1．5和高放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb=18．211，²⁰⁷pb／²⁰⁴pb=15．554和²⁰⁸pb／²⁰⁴pb=38．176)，这一特征反映了其源区Sr-Nd-Pb同位素性质，因此其源区应是底垫在华北克拉通之下的古老洋壳。蓝旗组粗面玄武岩和玄武质粗安岩：具有非常低的放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb＜16．5，²⁰⁷pb／²⁰⁴pb＜15．3，²⁰⁸pb／²⁰⁴pb＜36．5)，中等⁸⁷Sr／⁸⁶Sr比值（～0．706）和低ε_Nd（T）值（～-12），富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE），亏损高场强元素（HFSE），低Ce／Pb比值（＜10）的特征，表现出强烈的下地壳特征而并非富集岩石圈地幔的特征，指示了其形成过程中有下地壳物质的加入。同时它们还具有低MgO、Cr、Ni含量，亏损Th、U的特征，指示其在岩浆演化过程中经历了强烈的橄榄石结晶分异和同化混染华北下地壳麻粒岩的过程，反映此时发生了一次玄武岩浆的底侵作用，这一过程使得该区镁铁质下地壳发生增厚。蓝旗组粗面安山岩：不属于埃达克质岩石，它以高Al₂O₃（＞16％），低MgO（＜2．5％），低Cr（＜1 ppm）和Ni（＜7 ppm）含量为特征，与兴隆沟组安山岩有显著不同，具有明显Eu负异常，Sr-Nd-Pb同位素与该组玄武岩相似表现为中等⁸⁷Sr／⁸⁶Sr初始比值（0．704～0．706），低ε_Nd（T）值（-13～-10），低放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb＜16．6，²⁰⁷pb＜²⁰⁴pb＜15．4和²⁰⁸pb＜²⁰⁴pb＜36．8)，表明其是华北麻粒岩相下地壳部分熔融的产物。熔融过程所需热量可能来自底侵玄武岩及其AFC过程。义县组粗面玄武岩和玄武质粗安岩：与蓝旗组粗面玄武岩具有相似的地球化学特征，具有非常低的放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb＜16．7，²⁰⁷pb／²⁰⁴pb＜15．3和²⁰⁸pb／²⁰⁴pb＜36．7)，具有中等⁸⁷Sr／⁸⁶Sr比值（～0．706）和低ε_Nd（t）值（＜-9．7），富集LREE和LILE，亏损HFSE，低Ce／Pb比值的特征，因此表明其形成过程中也有下地壳物质的加入。其与蓝旗组粗面玄武岩的不同之处是具有高MgO、Cr、Ni含量，不亏损Th、U，这一特征表明其混入地壳物质的方式不是AFC过程，而可能是地幔源区混染的是拆离下地壳熔融的富SiO₂熔体。义县组粗面安山岩：与兴隆沟组安山岩地化特征相似，同属富镁的埃达克质岩石（SiO₂％＞56％，Al₃O₂％＞15％，MgO＜3％，低Y＜18ppm，低Yb＜1．9ppm，高Sr＞400ppm，无Eu负异常，Mg^#＞0．54，Cr＞200ppm，Ni＞100ppm），所不同的是具有非常低的放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb＜16．7，²⁰⁷pb／²⁰⁴pb＜15．3和²⁰⁸pb／²⁰⁴pb＜36．7)，具有中等⁸⁷Sr／⁸⁶Sr比值（～0．706）和低ε_Nd（T）值（＜-9．7），表明其源区可能是拆离并进入地幔的华北克拉通下地壳。因此，辽西地区镁铁质下地壳的拆沉应可能发生在早白垩世。张老公屯组玄武岩：与蓝旗组和义县组粗面玄武岩不同，它具有Nb、Ta的正异常和Pb负异常，富集轻稀土元素和大离子亲石元素，不亏损高场强元素，高放射成因Pb(²⁰⁶pb／²⁰⁷pb＞17．8，²⁰⁷pb／²⁰⁴pb＞15．4和²⁰⁸pb／²⁰⁴pb＞37．6)，低⁸⁷Sr／⁸⁶Sr比值（＜0．704）和高ε_Nd（T）值（＞4）的特征，指示其源自一个亏损的软流圈上地幔。源自软流圈地幔的张老公屯玄武岩的出现，说明辽西地区在106Ma时发生了一次岩石圈减薄的重要事件。3．中生代华北克拉通北缘岩石圈的演化模型结合火山岩年代学、地球化学数据和区域构造背景，本文建立了华北克拉通北缘中生代岩石圈演化模型，A三叠纪-早侏罗世：蒙古增生褶皱带向华北克拉通俯冲并与之拼合，蒙古带洋壳平俯冲并底垫在华北克拉通岩石圈之下。Bca．176 Ma：底垫的洋壳在地幔中受到充分加热，发生部分熔融诱发兴隆沟组火山作用。C 166-148 Ma：底垫的蒙古增生褶皱带岩石圈拆离，并扰动上地幔，诱发了大规模的玄武质岩浆底侵作用及低镁粗安岩火山作用。玄武质岩浆底侵作用使该区镁铁质下地壳增厚。D 148-132 Ma：发生在义县组之前的燕山二幕挤压事件，导致地壳的进一步加厚并使加厚镁铁质下地壳相变为榴辉岩。E 132-120 Ma：郯庐断裂系发生大规模走滑运动，诱发了榴辉岩相下地壳发生拆离和拉分引张事件，它导致义县组火山作用。F ca．106 Ma：郯庐断裂系由最初的走滑运动转变为东西向引张运动，这一大规模引张作用导致岩石圈进一步减薄（＜80km）。