华北克拉通中生代以来经历了大规模岩浆-热力改造,已有认识认为华北克拉通东部自中生代以来遭受了破坏,而对于克拉通中西部来说,中～新生代岩石圈演化规律存在较大争议,限制了对华北克拉通破坏时空范围、动力机制的理解。本文在对华北克拉通中西部现今地温场及中～新生代热历史恢复的基础上,结合深部地壳分层结构模型及岩石热-流变参数,研究了不同构造单元中～新生代热-流变结构,揭示研究区岩石圈深部热结构及厚度信息、流变学性质及演化,结合中西部中～新生代火成岩岩石学及地球化学研究结果,进一步探究火成岩形成原因、构造背景及源区特征,进而综合探讨研究区中生代以来深部岩浆-热力作用过程及岩石圈动力演化机制。结果表明:1)鄂尔多斯盆地与沁水盆地中～新生代热历史演化路径基本类似,均在早白垩世末达到热流峰值（74～92 m W/m2）,反映两者受到同一构造热事件的影响,中生代初期,盆地具有“冷幔热壳”岩石圈热结构类型,岩石圈相对较厚。早白垩世岩石圈减薄峰期岩石圈最小厚度在50～75 km,表现出典型的“热幔冷壳”型岩石圈热结构,具有“香蕉船”型的热-流变结构。晚白垩世以来,热流快速衰减,岩石圈发生显著垂直增厚。2)华北克拉通中西部不同构造单元现今热-流变结构具有明显的差异,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡和渭北隆起、沁水盆地南部和中部,在干地幔和湿地幔条件下都具有“强地壳～弱地幔”的流变学特征,岩石圈总强度(1.89×1012～2.78×1012 N/m)及有效弹性厚度较小（24～30 km）;天环凹陷和西缘逆冲带、沁水盆地北部,在干地幔条件下,具有“弱地壳～强地幔”的流变学特征。鄂尔多斯盆地现今热岩石圈厚度呈现东薄西厚的特点,东部在80～100 km,西部在100～160 km,西部壳幔热流比明显大于1,具有“热壳冷幔”的岩石圈结构,Moho面温度介于610～850℃。沁水盆地中、南部壳幔热流比在0.7～0.93,北部壳幔热流比在0.95～1.30,现今热岩石圈厚度介于90～160 km,自北向南逐渐增大。渭河盆地现今深部地幔热流分布在35.4～47.1m W/m2,壳幔热流比介于0.65～0.83,具有“冷壳热幔”的岩石圈热结构,热岩石圈厚度介于65～95 km。3)华北克拉通中西部晚侏罗-早白垩世岩浆岩地质、地球化学特征分析表明,山西浑源地区岔口、六棱山、中庄铺岩体U-Pb年龄分别为150.9 Ma、137.9 Ma、115.4Ma,岔口二长花岗岩形成于基性岩浆底侵导致下地壳物质的部分熔融、六棱山正长花岗岩起源于受幔源岩浆底侵,并与部分熔融的壳源岩浆发生岩浆混合作用,壳源组分占主导地位。中庄铺黑云二长花岗岩形成于伸展条件下,软流圈物质上涌引发壳内物质部分熔融作用形成。平顺西安里杂岩体中角闪辉长岩的形成年龄为127±1 Ma,闪长岩的形成年龄为128.1±1.6 Ma,岩石整体具有低Si O2、富Mg O特征,地球化学研究表明橄榄角闪辉长岩主要来源于岩石圈地幔部分熔融,闪长岩原始岩浆可能来源于富集岩石圈地幔熔融体与下地壳熔融体的混合作用。鄂尔多斯黑石头沟玄武岩为钾质粗面玄武岩,Cr、Ni含量低,暗示岩浆在分异过程中,发生过橄榄石矿物的分离结晶,同位素特征指示黑石头沟玄武岩起源于早白垩世富集岩石圈地幔的部分熔融。4)中西部新生代火山岩地质、地球化学特征分析表明,左云玄武岩为碱性橄榄玄武岩、和林格尔为拉斑玄武岩、大同玄武岩两者兼具,这些新生代玄武岩在主量元素和微量元素上具有相似的特征,岩石整体Si O2含量较低,Mg O含量较高,富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素,且Nb、Ta相对富集,同位素特征指示这些玄武岩主要来源于亏损软流圈地幔熔体,并存在与EMI型富集岩石圈地幔的相互作用,区别在于不同玄武岩源区富集岩石圈组分贡献不同。5)通过结合华北克拉通岩石圈热-流变结构及深部岩浆热力作用过程,认为早白垩世华北克拉通中西部存在一期明显的构造热事件,岩石圈厚度发生了减薄,现今岩石圈仍具有相对稳定的热岩石圈结构。地壳伸展减薄、深部热物质上涌,引起岩石圈地幔及地壳物质部分熔融是华北克拉通晚侏罗世-早白垩世火成岩形成的主要原因,新生代玄武岩主要形成于板内拉张裂谷环境下,软流圈地幔的部分熔融。华北克拉通中西部岩石圈减薄及构造-岩浆-热事件发生时间与华北克拉通东部岩石圈破坏的时间基本一致,反映两者可能受同一动力学机制的影响,即与古太平洋板块向西俯冲及回撤密切相关。