大桦背花岗岩,位于华北板块北缘西段,阴山中段乌拉山地区东部,与多种矿产存在紧密联系,是古亚洲洋板块与华北板块相互作用、华北板块增生、壳幔演化和造山成矿的重要研究对象。以往研究存在只重矿产,忽视成岩基础研究,将其作为一个整体考虑,未从岩浆演化序列具体分析,地球化学研究缺少系统性,野外研究不足等问题。本文在充分研究和总结前人研究成果的基础上,针对大桦背花岗岩的上述问题,以1:5地质调查为依托,通过设置覆盖全区的地质调查路线和实测剖面,(1)根据获得室内外证据和相关分析测试结果,对其进行详细的划分,将其分为中粗粒正长花岗岩(ξγzc)、斑状中粗粒二长花岗岩(ηγbzc)、中细粒二长花岗岩(ηγzx)、中粗粒二长花岗岩(ηγzc)、粗粒正长花岗岩(ξγc)和正长花岗斑岩(ξγπ)等6个岩石单元(2)查明大桦背花岗岩整体呈近等轴圆形,不同岩石单元呈同心环带分布,其发育在乌拉特前旗-呼和浩特断裂和大桦背-合教断裂交汇处,同时处在两韧性剪切带之间,单元或者复合单元长轴走向与大桦背-合教断裂走向近平行,指示大桦背花岗岩存在强力侵位机制,韧脆性断裂控制了其形成、发育和演化。就野外研究不能解释的若干岩石单元成因先后问题,进行针对性采样,通过单颗粒锆石高精度LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,得到中粗粒正长花岗岩(ξγzc)的年龄为333.8±1.3Ma,斑状中粗粒二长花岗岩(ηγbzc)的年龄为332.8±1.2Ma,中细粒二长花岗岩单元(ηγzx)的年龄为332.6±1.1Ma,厘定不同岩石单元形成的先后顺序,最终理顺了大桦背花岗岩岩浆演化序列:C1ξγzc→C1ηγbzc→C1ηγzx→C1ηγzc→C1ξγc→ξγπ。为了进一步佐证大桦背花岗岩细分成果,深入认识其成因及其构造环境特征,根据统计规律和岩体分布特征,本次研究在区域地质和野外地质研究基础上,对大桦背花岗岩不同岩石单元进行了系统地球化学研究,包括岩石地球化学、微量元素和稀土元素分析,及重新整理计算了Pb同位素数据,认为(1)大桦背花岗岩细分出不同岩石单元在具备某些共性的基础上,具有各自特殊的地球特征,印证了野外细分结果;(2)大桦背存在两种类型的花岗岩-S型和分异I型,S型花岗岩存在于C1ηγbz和C1ηγzx单元中,其他单元为分异I型;(3)大桦背的源岩主要为中下地壳、成熟岛弧和大洋岛弧玄武岩,有未知比例的上地壳组分、海洋沉积物和少量的幔源物质加入;(4)大桦背花岗岩体形成于古亚洲洋板块向华北板块俯冲过程中的弧后挤压向伸展环境过渡的活动大陆边缘构造背景下。为了进一步解释大桦背花岗岩具体的构造-岩浆机制,在统计分析区内共轭节理的基础上,对其进行分期配套,认为大桦背花岗岩体记录了海西期、印支期、燕山期和喜山期四期构造运动,并对控制大桦背形成的海西期本区的构造应力场进行模拟和构造应变场分析,认为近南北向挤压触发下,局部隆起和多断裂作用,形成大桦背最大应力和应变异常区,该区为岩浆形成、运移及最终定位提供了热源、动力和空间,多次挤压间歇形成了现今规模的大桦背花岗岩复合体。综合以上各因素,对大桦背花岗岩成因进行总结,提出了其综合成因模式。