华北克拉通北缘中元古代白云鄂博裂谷是哥伦比亚超大陆裂解的重要记录之一,其不仅记录着超大陆和华北克拉通的演化历史,而且发育了世界上最大的Fe-Nb-REE矿床。因此,研究白云鄂博裂谷形成演化过程及成矿作用对理解超大陆演化和资源效应具有重要意义。目前对白云鄂博裂谷的研究大多集中在含矿白云岩的成因及时代方面,对裂谷性质、充填过程、发生和闭合机制的研究还很薄弱。与同时期华北克拉通两条裂谷(燕辽、熊耳陷槽)的相比,研究程度较低。本文针对白云鄂博裂谷中段白云鄂博–达茂旗一带的白云鄂博群,通过野外剖面实测、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学采样分析,结合前人研究资料,对白云鄂博群的构造层序、原岩属性、沉积环境和沉积物源进行了研究,探讨了白云鄂博裂谷的沉积-构造演化过程。获得的主要成果如下: 1.理清了白云鄂博矿区及周缘白云鄂博群构造层序,恢复了原岩类型和沉积环境。白云鄂博群由一套中浅变质的片岩、变砂岩组成,间夹变质火山岩。原岩恢复显示都拉哈拉组原岩包括长石石英砾岩、长石石英砂岩和石英砂岩,沉积于冲积扇–三角洲环境;尖山组原岩为泥质粉砂岩和石英砂岩,形成于潟湖–潮坪环境。矿区以东吉姆斯泰哈拉霍疙特组原岩为连续相变的砂岩–钙质砂岩–砂质灰岩–灰岩,形成于碳酸盐岩台地环境;矿区比鲁特组(H9岩段)的“富钾板岩”原岩为粗面岩和粗面质熔结凝灰岩,片岩原岩为泥质粉砂岩,沉积于半深海–深海环境。 2.碎屑锆石年代学分析结果显示,白云鄂博群都拉哈拉组、尖山组、哈拉霍疙特组和比鲁特的沉积物主要来自新太古代阴山地块结晶基底和古元古代孔兹岩带,发现~2.5 Ga和~1.9 Ga的物源呈现“振荡式”变化特征,与白云鄂博裂谷拉张导致物源区变远、渣尔泰裂谷发育拦截沉积物有关。 3.白云鄂博群沉积过程可以划分为都拉哈拉组–尖山组、哈拉霍疙特组–比鲁特组和白音宝拉格组–呼吉尔图组三个沉积旋回,分别对应裂谷初期拉张的海进,裂谷持续扩张的海进和裂谷萎缩期的先海进再海退三个演化阶段。 4.在矿区比鲁特组(H9)中鉴别出了碱性火山岩、年代为1.48±0.06 Ga;梳理出裂谷活动带经历了三个岩浆活动阶段并计算了相应的源区深度:1.65±0.05Ga的A型花岗岩阶段(源区20-40 km)、1.48±0.06 Ga的碱性火山岩阶段(源区80-100 km)及1.33±0.06 Ga的碳酸岩阶段(源区110-150 km)。 5.划分了白云鄂博裂谷演化阶段,即1.73–1.67 Ga初始拉张、1.58–1.35 Ga持续扩张和1.22 Ga以来的收缩消亡三个阶段,分别指示了华北克拉通北缘对哥伦比亚超大陆初期裂解、持续裂解和最终裂解的响应。