郯庐断裂带东侧的皖东地区上第三系花果山组和桂五组玄武岩,是我国东部大陆新生代玄武岩带中,尚未作详细地球化学研究的少数岩区之一。本文报道了该岩区22个样品的常量元素和稀土等20多种微量元素的丰度,以及其中11个样品的Nd,Sr,Pb同位素组成,比较系统地揭示了该大陆玄武岩套的地球化学特征。依据同位素和元素地球化学的制约,讨论了该岩套的成因及其地幔源区的性质和过程。该岩套来源于具EMI型大洋玄武岩地幔端元特征的不均一的大陆岩石圈地幔,该源区曾受地幔交代(或微量元素富集)作用的影响,具有开放条件下多阶段演化的特征。