增生造山带构造演化重建是固体地球科学研究的热点和难点。增生型造山带是地壳生长的主要地区,也是矿产资源的重要富集区,因此研究增生造山带的构造演化对理解汇聚板块边界俯冲-增生-碰撞地球动力学过程和地壳生长机制等科学问题具有重要意义。北祁连造山带位于青藏高原北缘阿拉善地块和中祁连地块之间,是原特提斯洋北支消亡后的产物,记录了早期的增生造山和随后的碰撞造山作用。北祁连造山带发育较完整的大陆裂解、洋盆扩张、洋壳俯冲-增生、洋盆闭合、岛弧/微陆块拼贴和碰撞等离散和汇聚板块边界地质记录,是研究增生造山作用的天然实验室。北祁连造山带包括两条近平行的蛇绿岩带、岛弧和增生杂岩,其中北蛇绿岩带一般认为形成于弧后洋盆。然而,该弧后洋盆的俯冲初始、俯冲极性和闭合时间等地球动力学过程尚不明确,严重制约了对北祁连造山带构造演化的认识。本研究选取北祁连造山带东缘老虎山杂岩为对象,通过野外填图、构造解析、岩石学、地球化学及同位素、地质年代学和相平衡模拟等多学科手段,开展构造-岩浆-沉积-变质等综合研究,探讨了增生杂岩物质组成和变形特征、蛇绿岩形成时代和成因、高压变质岩P-T演化和碰撞相关岩浆岩成因机制等关键问题,进而提出了一个综合的构造演化模型,为北祁连造山带增生造山演化和地壳生长等问题的研究提供了关键证据和新的认识。主要成果如下:（1）将北祁连造山带北部蛇绿岩带东缘的原老虎山蛇绿岩残片重新解剖为多个岩性-构造单元。包括来自北部上覆板片的蛇绿岩（橄榄岩-辉长岩-玄武岩-斜长花岗岩）-弧前盆地组合,以及南部刮削自俯冲板片的枕状或块状玄武岩-远洋硅泥质岩（大洋板块地层）、混杂岩、高压低温变质岩及海沟浊积岩组合,二者共同组成了一套完好的弧前蛇绿岩-增生杂岩序列。大洋板块地层单元由呈逆冲接触的枕状-块状玄武岩、红色-浅绿色硅泥质岩及少量的灰岩组成,在剖面上可重复数十次。混杂岩单元具有典型的“基质夹岩块”特征,发育双重构造、逆冲叠瓦构造和不对称组构。混杂岩岩块主要为数厘米-数十米的灰岩、硅质岩、含铁建造、杂砂岩、玄武岩和蓝片岩等;基质主要为强烈变形的云母石英片岩和变基性片岩。海沟浊积岩单元包括较为连续的含砾砂岩、杂砂岩、粉砂岩和泥岩,并与大洋板块地层呈断层接触。北部的弧前盆地沉积单元包括较为连续的砂岩-粉砂岩-泥岩组合,并被碰撞相关的闪长质岩体侵入。运动学标志指示所有的岩性构造单元均具有向南逆冲和剪切的运动方向,结合不同单元的空间展布特征,笔者提出北祁连弧后洋壳具有向北的俯冲极性。对老虎山杂岩中不同岩性构造单元内的沉积物开展了碎屑锆石定年,限定了弧前盆地砂岩（～453 Ma）、大洋板块地层中远洋泥岩（～447 Ma）、海沟浊积岩（～453 Ma）和混杂岩基质（～470 Ma）最大沉积年龄,结合蛇绿质岩石和碰撞相关岩浆岩的形成年龄,表明老虎山增生杂岩最终的增生和构造堆叠时代为～447-430 Ma。（2）对老虎山杂岩蛇绿质岩石开展了详细的年代学、地球化学和同位素研究。新的锆石U-Pb年龄揭示了两期洋壳（约474 Ma和450 Ma）,以辉长岩（474±5 Ma,449±5 Ma）和斜长花岗岩（473±3 Ma和454-449 Ma）为代表。橄榄岩具有U形稀土配分模式,尖晶石具有高Cr#（53-60）值特征,显示俯冲带上盘（SSZ）弧前橄榄岩特征。俯冲杂岩和蛇绿岩中出露的玄武岩包含三种类型。来自北部增生杂岩的类型1玄武岩和来自蛇绿岩岩片的类型3玄武岩具有正常洋中脊玄武岩（N-MORB）特征,显示轻稀土亏损到平坦的稀土元素配分型式,没有明显的高场强元素亏损和大离子亲石元素富集,表明形成于与俯冲无关或远离俯冲带的洋中脊。相比之下,南部增生杂岩中的类型2玄武岩显示出MORB-IAT过渡特征,富集Th、U和Pb,具有Nb和Ta负异常,并具有高Th/Yb 比值,表明其形成于SSZ环境。两期辉长岩均亏损轻稀土元素和高场强元素（如Nb和Ti）、富集大离子亲石元素,并具有正的锆石εHf（t）值（+12.6～+15.3）,表明来源于俯冲改造的地幔。侵入蛇绿岩岩片中的斜长花岗岩具有高Mg#（53.7-55.0）、高Sr/Y 比（39.3-54.4）、富集轻稀土元素等埃达克质岩石特征,同时具有正的锆石εHf（t）值（+12.3～+14.8）,表明其可能形成于含水镁铁质洋壳的部分熔融。增生杂岩中的斜长花岗岩具有较高的SiO2含量,较低的Mg#（36.4-37.4）,可能起源于弧后镁铁质岩石的部分熔融。所有斜长花岗岩均具有强烈富集的大离子亲石元素,和明显的Nb、Ta和Ti负异常,表明其形成于SSZ构造环境。根据两期超镁铁质-镁铁质和长英质岩石的构造、年代学、地球化学和同位素等特征,提出了弧后扩张和向北的洋内俯冲-增生的地球动力学模型,来解释北祁连弧后盆地蛇绿岩的形成和侵位过程。较老的辉长岩和斜长花岗岩（约474-473 Ma）记录了弧后盆地的早期扩张事件,年轻的SSZ型辉长岩和埃达克质斜长花岗岩（454-449 Ma）指示了弧后盆地洋内俯冲初始。（3）首次在北祁连造山带东缘老虎山增生杂岩中识别出蓝片岩,并通过岩相学、矿物化学、地球化学、年代学和相平衡模拟等限定其P-T-t演化、原岩属性和构造背景,为北祁连弧后盆地的扩张和闭合的演化过程提供了新的认识。老虎山蓝片岩岩块被变基性片岩、绿帘石片岩和变沉积岩基质包裹,构成绿片岩至蓝片岩相混杂岩。相平衡模拟表明,蓝片岩记录的温压条件约为7.5-14.5 kbar/410-465℃,对应的地温梯度约为9.7-16.5℃/km;含钠质角闪石的变基性片岩基质具有约7.2-9.1 kbar/～462-500℃的峰期温压条件,对应约15.9-19.5℃/km的地温梯度。锆石和榍石U-Pb年龄表明蓝片岩和变基性片岩的原岩形成年龄约为493-474 Ma。钠质角闪石40Ar/39Ar坪年龄为425±13 Ma,可能代表了蓝片岩折返的时代。结合混杂岩基质的碎屑锆石年龄数据,表明老虎山蓝片岩相变质作用可能发生于约450-425 Ma。蓝片岩岩块和变基性片岩基质的地球化学数据表明其原岩为玄武质岩石,具有明显的Nb、Ta和Ti亏损特征,可能形成于北祁连岛弧-弧后环境。结合区域上的高压变质作用、地球化学和构造数据,提出北祁连造山带东缘老虎山杂岩中的蓝片岩是北祁连弧后洋盆洋壳俯冲增生的产物,其地温梯度（9.7-16.5℃/km）明显高于南部高压变质带的地温梯度（6-9℃/km）,可能与其年轻而温暖的弧后洋壳俯冲以及较短俯冲持续时间有关。（4）对阿拉善地块与中祁连-柴达木地块初始碰撞产生的老虎山岩体进行综合的野外调查,地球化学、全岩Rb-Sr和Sm-Nd同位素以及年代学和锆石Lu-Hf同位素研究,限定了其形成时代、岩石成因、源区特征和动力学背景。老虎山碰撞相关岩浆岩以石英闪长岩为主（约426Ma）,少量英云闪长岩,含有闪长质暗色包体（约430 Ma）和角闪石岩捕虏体（约448 Ma）。石英闪长岩以轻稀土元素和大离子亲石元素富集以及高场强元素亏损为特征,具有负的εNd（t）（-1.6～-2.9）和正的锆石εHf（t）（+3.0～+6.2）值。闪长质包体具有轻稀土元素富集和高场强元素亏损的地球化学特征,其εNd大多为负值（-9.2～+0.03）,但锆石εHf为正值（+3.0～+5.9）。这些地球化学和同位素特征结合同位素混合计算表明,石英闪长岩可能由增生的镁铁质洋壳和少量沉积物组成的下地壳的部分熔融形成,而闪长岩包体则是由底侵的幔源岩浆与壳源熔体通过岩浆混合作用形成。角闪石岩捕虏体具有高的MgO、Cr和Ni含量,Th、U和Pb正异常,Nb、Ta和Ti负异常;负的εNd（t）（-2.8）,接近球粒陨石的锆石εHf（t）（-0.4～+1.4）和古老的Nd模式年龄（TDM=2.74 Ga）,表明角闪石岩可能是由受俯冲熔体交代的阿拉善地块下大陆岩石圈地幔橄榄岩的部分熔融产生。早古生代北祁连造山带下地壳的部分熔融和幔源岩浆底侵可能是碰撞造山初期板片断离和软流圈上涌的结果。该项研究表明,增生物质（如增生的洋壳和沉积物）和多种幔源物质经历岩浆混合作用形成北祁连造山带东缘碰撞相关的岩浆岩,另外,研究强调了碰撞岩浆作用在陆壳生长和促进增生-碰撞造山带地壳稳定方面具有重要意义。（5）通过上述构造-岩浆-沉积-变质等综合研究,提出了一个精细构造演化模型。首先北祁连主洋盆向北发生初始俯冲,形成北祁连岛弧弧前杂岩（～517-487 Ma）和北祁连（老虎山）弧后洋盆（～490-454 Ma）,在弧前形成南蛇绿增生杂岩带并发育低T/P高压变质岩,主洋盆可能闭合于～440Ma。奥陶纪晚期,北祁连弧后洋盆向北发生洋内俯冲初始,形成老虎山弧前蛇绿岩（～454-449Ma）和弧前沉积盆地,大洋板块地层增生至弧前形成老虎山增生杂岩。北祁连弧后洋盆可能于志留纪中期闭合,并与阿拉善地块发生碰撞,形成大量碰撞相关岩浆岩和前陆盆地沉积序列。老虎山弧前蛇绿岩-增生杂岩的详细解剖为古祁连洋的增生构造演化历史提供了新的思路和关键制约。同时,上覆弧前洋壳和下伏增生杂岩（大洋板块地层、混杂岩）的厘定,揭示了在增生造山过程中洋内俯冲-弧前增生构造和蛇绿岩侵位机制的复杂性,并在全球增生造山带构造演化中是一个通用的模式,即通过仰冲形成了较为完整的上覆弧前洋壳序列（弧前蛇绿岩）,而通过俯冲板片的刮削和底垫形成了叠瓦状大洋板块地层和混杂岩。