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本文针对内蒙古地区争论较大的晚古生代构造性质问题,选取晚石炭世-早三叠世火山-沉积地层和花岗岩,进行了详细的沉积学、同位素年代学和地球化学方面的综合研究,获得以下结果:(1)结合古生物化石资料和同位素年代学,厘定了内蒙古东南部地区晚石炭-早三叠世地层层序,确定内蒙古东部地区石炭系-三叠系地层沉积在一个近东西走向的盆地之中:盆地北部,东乌旗地区从老到新划分为晚石炭世宝力高庙组→石炭-二叠纪格根敖包组→中二叠世哲斯组;盆地中部,即内蒙古草原地区是晚石炭世阿木山组→早二叠世寿山沟组→早二叠世大石寨组→中二叠世哲斯组→晚二叠世林西组→早三叠世幸福之路组;盆地南部,赤峰地区则划分为早二叠世三面井组→早-中二叠世额里图组→中-晚二叠世于家北沟组→晚二叠世铁营子组。北部地区晚石炭世是陆相、海陆交互相沉积,早二叠世是海陆交互相沉积,中二叠世是滨浅海相沉积;中部地区晚石炭世是碳酸盐台地相沉积,早-中二叠世是浅海相、滨浅海相沉积,晚二叠世早期海陆交互相,晚期则为陆相沉积,早三叠世是河湖相沉积;南部地区早二叠世是滨浅海相沉积,早-中二叠世是陆相沉积,中-晚二叠世是海陆交互相沉积,晚二叠世陆相沉积。(2)利用火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学,对晚石炭世-早三叠世地层中的部分火山岩进行了测定。获得格根敖包组火山岩年龄311.2±0.9Ma和311.6±1.3Ma;对侵入幸福之路组地层中的石英闪长玢岩脉进行了测定,获得年龄246.2±1.7Ma和255.5±0.82Ma,将原幸福之路下段巨砾岩层划归为林西组上部;发现三面井组上部存在早二叠世火山岩,其年龄是283.7±2.3Ma。三面井组不整合覆盖于奥陶纪(462.7±4.3Ma)片麻状石英闪长岩之上;额里图组上部火山岩年龄是268.7±2.0Ma,因此它属于早-中二叠世火山-沉积地层;获得于家北沟组上部砾岩层中安山岩砾石年龄252.6±1.3Ma,推测于家北沟组上部可能已属晚二叠世或早三叠世沉积地层。(3)对早二叠世格根敖包组、三面井组、额里图组以及晚二叠世林西组和早三叠世幸福之路组等碎屑沉积岩进行了碎屑锆石年代学研究,发现三面井组与额里图组锆石年龄分布特征类似,均具有明显的1.8Ga和2.5Ga的峰值年龄;格根敖包组年龄频谱则反应了造山带内部物源。晚二叠世林西组显生宙锆石具有两组年龄260-345Ma和443-528Ma,前寒武纪锆石没有形成明显的峰值。早三叠世幸福之路组碎屑锆石峰值年龄在248-257Ma之间。结合前人研究资料,发现哲斯组与林西组碎屑锆石年龄频率与泥盆、石炭纪碎屑锆石年龄类似,均是接受华北克拉通物源而形成的陆源碎屑岩沉积。此外,晚二叠世与早三叠世碎屑锆石年龄频率的不一致可能反应了一次沉积间断事件。(4)在巴林左旗和林西附近分别发现晚二叠世骆驼场岩体(254.18±0.7Ma)和温都村岩体(259.2±1.1Ma),地球化学特征显示它们是地壳挤压隆起过程中下地壳物质熔融形成的I型花岗岩;三叠纪花岗岩可分为两个阶段,第一阶段花岗岩(249-241Ma)是挤压造山过程中形成的I型花岗岩,第二阶段花岗岩(235-229Ma)是同造山背景下的产物。约229Ma以后,研究区进入造山后伸展阶段。(5)古亚洲洋闭合于晚石炭世之前或更早。晚石炭世以来,研究区表现为西伯利亚和华北克拉通联为一体后的陆内裂陷沉积活动及岩浆活动。尤其是晚二叠世以后,它可能已是另一个构造旋回(印支旋回)的开始。