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中亚造山带是地球上显生宙地壳增生最强烈的巨型造山带，中国东北地区的兴蒙造山带是其东南段。林西地区位于兴蒙造山带的西南缘，南部紧邻华北克拉通。该地区经历了古生代古亚洲洋构造域的俯冲增生过程、中生代蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造域的叠加改造过程，是研究中亚造山带地壳增生和演化的理想地区之一。本论文选择林西地区晚古生代-晚中生代的镁铁质岩石和花岗岩为研究对象，通过锆石/斜锆石U-Pb年龄、矿物学、全岩主、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素以及锆石Hf-O同位素的综合研究，本论文取得了如下主要认识: 1、林西早二叠世(272±2 Ma)辉绿岩具有亏损地幔式的Sr-Nd-Pb-Hf同位素和比正常地幔锆石略高的18O同位素组成，以及类似弧火山岩的微量元素特征，如富集大离子亲石元素(LILE)和亏损高场强元素(HSFE)。综合的成分特征表明其来源于受俯冲沉积物流体交代的亏损地幔部分熔融的产物。林西早二叠世辉绿岩和内蒙古中部地区其他同期的镁铁质岩石属于拉斑-钙碱性系列岩石，我们认为它们形成于古亚洲洋北向俯冲的弧后伸展作用，该结果也暗示古亚洲洋在中造山带东段的俯冲活动持续到晚古生代末期。 2、林西三叠纪(241～249 Ma)花岗岩具有类似地幔锆石的δ18O值，以及该地区晚古生代-晚中生代长英质火成岩中最低的稀土元素总量(∑REE)、最高的全岩εNd(t)和锆石εHf(t）值。这些具有强烈新生地壳特点的花岗岩主要通过残留洋壳部分熔融形成。综合三叠纪该类岩石主要沿着索伦-西拉木伦河-长春缝合线分布的特点，我们认为碰撞后板片断离作用触发的残留洋壳部分熔融作用是区域三叠纪地壳增生的重要机制。 3、林西地区早白垩世(139～143 Ma)辉长岩-苏长岩明显不同于早二叠世辉绿岩的元素-同位素组成，以高SiO2、低MgO、类似富集地幔的Sr-Nd-Hf同位素，以及甚至高于区域上同期花岗岩的18O同位素组成为特征。其造岩矿物（如橄榄石、辉石和长石）的成分变化指示初始岩浆在侵位过程中或之后受到富Si和K而低Ca熔体的混染作用;苏长岩中斜锆石和锆石的Hf同位素的差异，以及锆石的O同位素特征，进一步表明初始镁铁质岩浆经历了多阶段的低εHf(t)而高δ18O值地壳物质的混染作用。林西辉长岩-苏长岩所揭示出的多阶段地壳混染作用，对于讨论中亚造山带及世界其他造山带地区的普遍具有演化元素-同位素成分的造山后镁铁质岩浆作用的成因具有广泛的科学价值。 4、林西地区存在两期(约140Ma和130Ma)早白垩世花岗质岩浆作用。第一期花岗岩相对高SiO2含量和具有更加演化的主、微量元素含量。而且，以林西断裂为界南北区域的花岗岩显示差异较大的同位素组成。相同区域的两期花岗岩具有相似的Sr-Nd-Hf-O同位素特征，表明其熔融源区相似，主微量成分的差异是不同岩浆分异程度的结果。不同区域间，北部早白垩世花岗岩具有较低的全岩87Sr/86Sr(i)(0.70529～0.70581)、较高的εNd(t)(＞-1)、锆石εHf(t)值(平均值＞+6.0)，南部早白垩世花岗岩具有较高的87Sr/86Sr(i)(0.70569～0.70616)、εNd(t)(＜-1)、锆石εHf(t)值（平均值＜+4.0）。结合区域上的地壳增生历史，林西地区晚中生代花岗岩的源区物质主要是古生代弧增生地壳和少量残留在深部地壳的俯冲沉积物，林西断裂以南地区的花岗岩的源区可能还有华北克拉通下地壳的组分。因此，早白垩世期间并没有明显的地壳增生作用，相反，林西早白垩世花岗岩主要是先存弧地壳物质的壳内再循环和分异的产物。 5、林西地区自早二叠世到早白垩世经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克和古太平洋俯冲-增生过程的叠加改造作用，主要时期包括:(1)早二叠世古亚洲洋的北向俯冲和弧后伸展阶段;(2)晚古生代末期-早三叠世古亚洲洋闭合及俯冲板片断离作用的碰撞后伸展阶段;(3)早侏罗世-早白垩世蒙古-鄂霍茨克洋与古太平洋俯冲活动的叠加作用阶段。