研究区位于内蒙古自治区东部呼伦贝尔盟牙克石地区,构造单元属于额尔古纳地块与兴安地块分界线及其两侧。经系统的地质考察发现本区晚古生代花岗岩类岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩及正长花岗岩。闪长岩-石英闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-黑云母二长花岗岩呈带状分布于断裂带北西侧;浅色二长花岗岩及正长花岗岩在两侧均有分布。头道桥-乌努尔一带花岗质岩石的地球化学数据分析表明:(1)闪长岩类-花岗闪长岩类岩石总体为一套钙碱性系列岩石,为Ⅰ-型花岗岩,具有俯冲带花岗岩的基本特征,其锆石U-Pb同位素年代表明形成时代为中石炭世(315-324Ma);浅色二长花岗岩和正长花岗岩为钙碱系列S-型花岗岩,具碰撞花岗岩的基本特征,锆石U-Pb同位素年代学研究表明其侵位时代为中二叠世(275Ma左右)。所有特征均反应了从中石炭世到中二叠世,随着构造环境由岛弧转为同碰撞,本区花岗岩类岩石从中性到酸性连续演化的基本特征。研究表明,石炭纪头道桥-乌努尔断裂控制了研究区两侧地质发展进程。本区于中石炭世沿头道桥-乌努尔一带已向北西发生俯冲作用,在断裂带北西侧形成与俯冲有关的花岗岩,牙克石地区形成拉张性质的弧后盆地,形成具深海-半深海细碧角斑岩及放射虫硅质岩;到中二叠世构造环境由俯冲过渡为同碰撞,形成一套浅色的S型过铝质碰撞花岗岩。而在断裂带附近原来正常沉积的泥盆石炭系地层由于俯冲碰撞作用强烈破碎,在断裂带多呈断片接触。此外,碰撞作用导致断裂带附近及其南侧地壳隆升遭受剥蚀,区域上普遍缺失泥盆、石炭系地层。