甘肃龙首山芨岭地区为祁连-秦岭铀成矿省之龙首山-祁连山铀成矿带的重要组成部分,也是我国碱交代热液型铀矿最为典型的地区。花岗岩是该区碱交代型铀矿化主要围岩。受当时研究手段、测试方法等局限,前人对该区花岗岩形成时代的精确厘定相对滞后。本次论文对龙首山芨岭地区花岗岩开展岩相学、地球化学及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等研究,探讨花岗岩成岩时代、岩石成因、岩浆来源、岩浆演化及花岗岩与构造演化之间的成因联系。取得以下主要认识:(1)通过野外观察及岩相学的研究,确定芨岭地区花岗岩的岩性主要为黑云母二长花岗岩、二长花岗斑岩、花岗质细晶岩及斑状黑云母二长花岗岩。(2)芨岭地区花岗岩的主量元素具富碱、低镁特征,属于准铝质高钾钙碱性系列岩石。Harker图解中Si O2与K2O呈正相关关系,与Na2O、Al2O3、Mg O、Ca O、Mn O、Ti O2、P2O5呈负相关关系,反映钾钠长石及镁铁矿物的结晶分异过程。(3)芨岭地区花岗岩的稀土元素具LREE富集,HREE分馏相对不明显特征,稀土元素总量较大,除LSS12-05 Eu具有强烈负异常外,其他样品均表现出Eu弱负异常,弱亏损特征,可能与斜长石在岩浆源区部分熔融过程中的残余有关。(4)芨岭地区花岗岩的微量元素具相对富集Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE)且相对贫Ta、Nb、Zr、Hf、Ti、P等高场强元素(HFSE)特征。不同类型花岗岩中,除花岗质细晶岩在微量元素含量上与其他岩性差别较大外,其他类型花岗岩组成及特征均较相似。(5)芨岭地区花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,花岗岩的形成时代从早到晚可划分为两个年龄段:428.6±8.1Ma~412.8±9.0Ma及401.3±5.0Ma,属于志留纪-泥盆纪岩浆作用的产物,记录了芨岭地区在加里东晚期到海西早期至少经历了两期的岩浆作用。(6)芨岭地区花岗岩属于I型花岗岩,其岩浆物质主要来源于地壳,可能也有部分幔源物质混入,形成于后碰撞构造环境。(7)从早期到晚期,芨岭地区花岗岩演化的岩性由黑云母二长花岗岩→二长花岗斑岩→斑状黑云母二长花岗岩→花岗质细晶岩转变,颜色由灰白色变成肉红色。分异程度及交代结构种类逐渐增加。造岩矿物碱性长石、石英增多,副矿物种类增多。主量元素Fe、Mg、Ti减少,Na增加,稀土总量及轻稀土含量先增后降。