祁连造山带处于青藏高原东北缘,作为特提斯构造域最北部典型的增生型造山带,在华北克拉通与柴达木地块之间经历了早古生代的俯冲和碰撞的多阶段造山过程,并于新生代受印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应的影响形成了现今的祁连山逆冲断裂带。祁连造山带早古生代的构造变形在后期的中生代的伸展作用和新生代的陆内挤压造山作用过程中被相当程度的活化或改造。为了更好地约束祁连造山带的构造演化过程,本文通过野外地质考察,综合地质填图,岩浆岩和碎屑沉积岩的锆石U-Pb测年,电子背散射衍射方法,锆石和磷灰石的裂变径迹低温年代学,构造物理模拟等方法来试图剖析祁连造山带早古生代的造山作用和新生代陆内变形与扩展过程,以及早期构造对青藏高原东北缘生长过程的控制与制约。综合本文及前人在祁连造山带内开展的碎屑锆石U-Pb测年结果的基础上,本文获得了祁连造山带内新元古界至白垩系沉积地层碎屑锆石的5个峰值年龄区间:2550-2350 Ma,1850-1750 Ma,1050-950 Ma,500-435 Ma和320-240 Ma,以及造山带演化过程中的3次主要的影响沉积过程的物源转变与古水系变迁。基于祁连造山带的地质概况、岩浆侵入序列和前人的地球物理资料所显示的深部结构,本文提出了祁连造山带前新生代的综合演化模型,其中包括1)新元古代晚期至寒武纪裂谷作用导致祁连洋沿着塔里木洋闭合的古缝合带开启;2)寒武纪—奥陶纪的俯冲引发了祁连洋在柴达木地块与华北克拉通之间的洋壳背向双重俯冲作用,并导致了与洋壳俯冲相关的早期岩浆作用和(超)高压变质作用;3)祁连洋的最终封闭和大陆碰撞发生在~440 Ma左右,并开启了由地壳熔融导致的同碰撞和后碰撞的岩浆活动和陆陆碰撞导致的志留纪复理石沉积的中低温度(400-500°C)韧性变形过程并千枚岩化,以及沉积物物源的变化和造山带内部古水系的重构;4)泥盆纪中晚期的伸展坍塌,形成了典型的磨拉石沉积,重构了造山带内部古水系并导致沉积物源的从早古生代沉积物转变为元古代的基底;5)中生代伸展导致了侏罗—白垩纪陆内伸展盆地的广泛发育。海原断层中段增压弯曲构造部位,中祁连地块和北祁连造山带中段和柴达木盆地东段的锆石和磷灰石裂变径迹热年代学结果表明,祁连山逆冲断裂带经历了多期的冷却历史,主要包括:1)受构造事件远程效应影响的侏罗纪至白垩纪晚期的早期冷却过程;2)沿祁连山逆冲断裂西段和柴北缘逆冲断裂带发生的始新世—渐新世与逆冲断层活动相关的冷却过程,以及祁连山逆冲断裂带东段从白垩纪晚期到中新世的长期构造静止状态;3)中新世中晚期准同期的构造活动与快速冷却使岩石样品最终隆升至地表,并导致早期逆冲断层的活化和海原断裂在~15-10 Ma间走滑活动的启动。基于本文的构造物理模拟和前人的数值模拟结果,本文认为祁连山逆冲断裂带自新生代早期以来就成为了整个青藏高原—喜马拉雅造山带的东北部边界,并在印度板块与欧亚板块碰撞不久后始新世便开始以无序变形的方法发育一系列逆冲断层,伴随着山脉的隆起和盆地的沉积。祁连山逆冲断裂带新生代早期的构造变形过程是受到祁连造山带早古生代的构造演化过程及其残存构造的影响,其作为低摩擦系数的脱离层在青藏高原东北缘新生代陆内变形过程中对上地壳变形的模式,应变分布和变形时序方面起着决定性作用。