对内蒙古阿拉善盟苏宏图地区一套早白垩世富钾碱性玄武岩中主量元素和微量元素进行测试, 结果表明: 岩石以富碱(K₂O+Na₂O含量为5.20%~8.92%)、高K₂O/Na₂O比值(0.59~1.03)和高TiO₂ (1.59%~2.05%, 平均1.82%)为主要特征, 为钾玄岩系列。该火山岩富集大离子亲石元素、轻稀土元素及高场强元素, 有微弱的Eu异常(δEu=0.88~1.11)。岩石地球化学特征表明, 华北板块北缘西段的苏宏图组火山岩与中段四子王旗地区及白云鄂博南部的早白垩世火山岩有较大的相似性。苏宏图组火山岩、四子王旗钾玄岩以及白云鄂博南部玄武岩均为钾玄岩系列, 三地火山岩在喷出过程中都较少经历地壳混染作用, Nb和Ta的负异常更可能是古亚洲洋俯冲物质影响的结果。同位素和微量元素分析结果表明, 苏宏图组火山岩与四子王旗钾玄岩源区为被古亚洲洋俯冲板块交代的EMⅠ型富集软流圈地幔, 白云鄂博南部玄武岩富集程度稍弱于其他两地, 但三地源区有相似的演化历史, 都经历了亏损的软流圈地幔交代富集过程。三地火山岩相似的源区演化历史表明, 华北板块北缘中?西段在早白垩世可能有相似的构造运动, 在古亚洲洋闭合后, 晚三叠世南北向挤压缩短, 地壳强烈加厚, 而后下部岩石圈拆沉, 已俯冲的古亚洲洋板块的物质重熔, 对亏损的软流圈地幔进行交代富集, 最终富集的软流圈地幔上涌, 形成沿华北板块北缘中?西段东西向呈线状分布的早白垩世钾玄岩。

为加深对北山晚古生代构造演化的认识, 选取位于甘肃北山南带、敦煌地块北缘的桥湾北花岗岩体进行年代学、地球化学研究。桥湾北角闪石花岗岩体锆石LA-ICP MS年龄为303.7±2.4 Ma, ε_Hf(t)为-1.2~5.8, ε_Nd(t)相对较高(-0.40~-0.06), (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i =(0.704524~0.705062)。 桥湾北花岗岩体K₂O含量为4.09%~5.58%, 属高钾钙碱性岩石, A/CNK值在0.92~1.04之间, 为I型花岗岩; 微量元素较富集LILE, 相对亏损HFSE, 有明显的Nb, Ta负异常。岩体具相对富集的微弱分馏的轻稀土元素, 重稀土元素分馏不明显, 基本没有Eu异常。由Hf, Nd同位素及地球化学特征判断, 桥湾北花岗岩体为壳幔混合成因, 其形式可以是底侵的幔源岩浆再分异, 上升过程中遭受地壳物质混染。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征, 可以认为桥湾北岩体是北山南带后碰撞过程岩浆活动的产物, 反映出在晚石炭世北山地区的碰撞拼贴已经完成。

内蒙古乌拉特中旗的华北板块北缘中段发育了大量的花岗岩类, 主要由石英闪长岩和花岗闪长岩组成。岩石具有钙碱性 I 型花岗岩类特征:暗色矿物以黑云母为主, A/ CNK 为 0. 77 ～1. 04 。多数岩体地球化学特征类似于埃达克岩: SiO₂含量为 55. 70% ～68. 65% , Al₂O₃ 含量为 15. 32% ～22. 87% , Y 和 Yb 含量分别为 2. 82 ～20. 89 μg/ g和 0. 25 ～2. 24 μg/ g; 大离子亲石元素( LILE) 和轻稀土元素( LREE) 富集, 如 Ba 含量为 627 ～2124 μg/ g, Sr 含量为 327 ～968 μg/ g, Sr/ Y 为32. 2 ～211, ( La/ Yb)_N为5. 83 ～81. 1; Eu 多为正异常(δEu = 0. 63 ～2. 25)。它们形成于后碰撞抬升的背景, 主要由增厚的下地壳部分熔融形成, 可能与来 自EM1 型富集地幔的玄武质岩浆底侵作用有关。北七哥陶岩体、塔拉布基岩体、阿格如岩体和保尔汗图庙岩体中黑云母的 ⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄分别为 260 ±3, 258±1, 260 ±3 和258 ±2 Ma, 表明它们的侵位时代均为晚二叠世。

通过对内蒙古达茂旗合教地区具有明显构造意义的新太古代S型花岗岩的主量元素、微量元素及SHRIMP锆石U-Pb年代学的研究, 为揭示华北板块北缘新太古代末的构造环境提供了进一步的证据。合教花岗岩的主量元素特征表明它是高分异的强过铝 S 型花岗岩; 其里特曼指数 σ为0. 54 ～0. 57, 属于低钾钙碱性岩石。稀土元素总量为 243. 8 ～427. 1 μg/ g。球粒陨石标准化分配模式显示 LREE 相对富集, HREE 相对亏损; ( La/ Yb)_N为 14. 88～18. 18, Eu 具有较大的负异常( Eu*/ Eu = 0. 31 ～0. 65); 模式图总体呈一右倾的海鸥型。微量元素显示Nb, Ta, Zr, Hf, Ti 等高场强元素相对亏损。合教花岗岩的微量元素组成表明其来源于正常厚度的大陆地壳, 形成于低压高温的后碰撞环境, 相当于澳大利亚拉克伦造山带的S型花岗岩。合教花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为2556±8Ma, 属于新太古代晚期。合教强过铝 S型花岗岩反映在新太古代晚期华北板块北缘中段可能发生了一次陆-陆碰撞事件, 也表明固阳地区同时期的赞岐岩可能形成于后碰撞环境而非板片消减带。

内蒙古四子王旗东八号地区出露一套含深源包体的中新世玄武岩, 寄主岩石具有高钾( 1.16%< K O 含量 < 3. 36% ) , 高钛( 2. 25% < TiO2 含量 < 2. 51% ) 的特征; 其母岩浆富集 LREE 和 HFSE, 强烈富集 Nb, Ta 和 La, 相对亏损 K, Rb 和 Ba。其母岩浆来源于经历低度部分熔融, 残留石榴石和金云母的软流圈地幔, 运移过程中在高压环境下发生了分离结晶作用, 分异相主要为单斜辉石和斜长石。玄武岩中出现橄榄岩和麻粒岩包体:橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩, 富集 LREE, 平衡温压范围为:1050 ～1100℃, 1. 64 ～2. 37 GPa, 代表富集的或发生过富集事件的上地幔; 麻粒岩包体为中基性麻粒岩, 平衡温压范围为: 960 ～1000℃, 0. 82 ～1. 13 GPa, 其原岩包括原生的下地壳物质和与玄武质岩浆有关的产物。说明华北克拉通北缘的岩石圈受到地幔柱作用的影响, 中新世时处在减薄状态。

内蒙古乌拉特中旗温更地区发育了一套由角闪辉长岩和橄榄辉长岩组成的混杂堆晶岩系，主要造岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石及角闪石等。电子探针数据分析表明，角闪辉长岩中的辉石为透辉石区，而斜长石An平均为86，属倍长石。这些岩石表现为大离子亲石元素（LILE）K，Rb，Sr，Ba明显富集，高场强元素（HFSE）Nb，Ta，Zr相对亏损。根据Al₂-TiO₂，Wo-En-Fs以及An-Mg′图解，结合其微量元素地球化学特征可以判断角闪辉长岩类形成于岛弧环境。橄榄辉长岩中橄榄石Fo平均为74，属贵橄榄石，斜长石An平均为80，属倍长石，辉石全部落入顽辉石区。这些岩石表现了贫SiO₂高MgO，富集大离子亲石元素K，Rb，Sr，Ba和轻稀土（LREE），个别高场强元素Nb亏损，兼具大洋中脊与岛弧的特征。根据Wo-En-Fs以及An-En图解推测橄榄辉长岩产于弧后盆地环境。温更混杂辉长岩的形成与古亚洲洋板块的俯冲消减作用有关，是研究古亚洲洋演化历史的一个重要岩石学标志。

内蒙古四子王旗地区出露的早白垩世玄武岩属于钾玄岩。岩石富集大离子亲石元素（LILE）、轻稀土元素（LREE），亏损高场强元素（HFSE），其地球化学特征总体与洋岛玄武岩(OIB)相似。w(Rb)/w(Nb)、w(K)/w(Nb)、w(Zr)/w(Nb)、w(Th)/w(Nb)和w(Th)/w(La)比值主要落在EM1-OIB范围内。w(²⁰⁶Pb)/w(²⁰⁴Pb)、w(²⁰⁷Pb)/w(²⁰⁴Pb)和w(²⁰⁸Pb)/w(²⁰⁴Pb)分别变化在17.18～17.81, 15.40～15.50和37.54～38.05之间，岩石的Pb同位素组成接近EM1型地幔端元。随着Pb含量(质量分数)的增加，Pb同位素比值几乎没有变化，表明四子王旗钾玄岩没有经历明显的地壳物质混染。钾玄质母岩浆源于软流圈地幔的减压低度部分熔融。四子王旗钾玄岩是华北克拉通岩石圈减薄事件的产物。

内蒙古四子王旗地区地处华北板块北缘，与西伯利亚板块的接合部，其早白垩世橄榄玄武岩中发现大量下地壳麻粒岩捕虏体，并可见辉石、长石捕虏晶。寄主岩石K-Ar同位素年龄在108.6～128.4 Ma之间。四子王旗地区下地壳捕虏体的发现对研究华北板块北缘中生代构造格局转化过程中深部壳幔的相互作用及物质成分的演变具有重要意义，为华北板块中生代末岩石圈拆沉事件提供了证据。

花岗岩与大地构造环境之间存在着成因联系，因为岩浆活动受到了构造环境的控制。在大地构造演化的各个阶段中，花岗岩的岩石化学成分表现出有序的演化趋势，这种趋势在常量、微量及稀土元素等方面都有反映。通过化学成分的变化，并利用典型的构造环境中花岗岩的数据及数学手段建立的一套判别方法，可以用来判别花岗岩形成的大地构造环境。