黑里河基性-超基性侵入杂岩体由二辉辉石岩-辉长岩-辉长苏长岩-石英闪长岩-淡色闪长岩组成,它们的矿物组成相似,但辉石与长石的矿物比例变化显著且连续,部分岩石具有堆晶特征。结合全岩的微量元素特征,黑里河的这一系列侵入岩经历了显著的岩浆分异。侵入体中最老岩石年龄由辉长苏长岩样品中的锆石、斜锆石经SIMS分别测定,均为~238 Ma,较年轻的石英闪长岩年龄为231 Ma。通过全岩和锆石Hf-O同位素的分析,黑里河基性-超基性岩石系列的同位素特征与花岗岩岩基主体很相似(图2),εHf(t)值为-2.3 ~ +3.6,氧同位素略高于地幔特征范围,因此它们的母岩浆可能源自于前文提到的混合源区,即来自于共同熔融的亏损地幔和富集地幔。利用辉长苏长岩中的普通辉石和顽火辉石的电子探针成分分析,再经过二辉石温压计计算表明,黑里河辉长苏长岩的侵位温度约为1080℃,5kbar,即这一基性-超基性高温侵入体可能曾经侵位到了中地壳附近深度。然而,研究团队在野外并未找到该侵入体与喀喇沁岩基的能指示侵位关系的接触边界,亦未发现大量的基性包体或者岩墙等证据,再考虑到几个Myr的年龄差距,他们认为喀喇沁复式岩基和黑里河基性-超基性侵入体可能不存在直接的岩浆作用,但黑里河侵入体母岩浆对地壳的加热可能是地壳熔融和岩浆侵位的原因。
华北克拉通北缘的喀喇沁复式岩基和三叠纪黑里河侵入体的岩石成因表明了多期岩浆作用对克拉通岩石圈的局部改造。岩基中的主体花岗岩反应了深部地壳断断续续地熔融和新物质的加入,并且三叠纪末期侵入的花岗岩岩浆在地壳较浅位置对较早地壳物质循环,而基性-超基性侵入体直接指示了深部地幔的受改造(岩石圈地幔的富集和新生)、熔融。这些岩浆作用的起源可能与华北北缘在古亚洲洋闭合之后的后碰撞伸展事件有关,即岩石圈的减薄、软流圈上涌。另外,喀喇沁邻区的一些同时期碱性岩的产出(e.g. Yang et al., 2012; Zhang et al., 2012; Zhu et al., 2017)又表明了克拉通岩石圈地幔的稳定存在,因此华北克拉通在三叠纪受到了局部的改造。进一步联系华北克拉通在中元古代以及后续发生的一些岩浆事件,华北克拉通稳定以后经历的这些改造很可能是克拉通岩石圈彻底被破坏的诱因。