本论文以北秦岭西端陕西省周至县-凤县地区出露的早古生代变质火山-沉积地层为主要研究对象，以大陆板块构造及增生-碰撞造山作用理论为主要学术指导思想，借鉴国际典型造山带研究的最新成果，恢复重建北秦岭古生代洋陆构造格局及洋陆转化过程；运用岩石学、地球化学、同位素年代学以及构造地质学等多学科、多手段综合分析，查明北秦岭早古生代火山岩的岩石组合，岩石地球化学特征、形成时代，重点研究与北秦岭古生代洋壳俯冲-增生过程密切相关的构造-岩浆作用，探讨火山岩源岩特征、形成构造环境及造山作用过程中壳幔相互作用的岩浆响应。 本论文通过岩石学、岩石地球化学、同位素地球化学、同位素年代学及构造地质学等多学科系统分析研究，将北秦岭由北向南划分为5个构造单元：北秦岭中新元古代弧后盆地，北秦岭早古生代弧后盆地火山杂岩，北秦岭新元古代、早古生代弧岩浆杂岩带及岛弧基底块体，早古生代北秦岭丹凤洋、岛弧火山岩-蛇绿混杂岩及北秦岭古生代弧前盆地。 各构造单元的基本特征如下: (1)中新元古代北秦岭弧后盆地由宽坪岩群组成，为一套变质基性火山岩、碎屑岩、碳酸盐岩组合。岩石地球化学和锆石U-Pb同位素测年结果表明，这些基性火山岩形成弧后盆地环境，其形成时代为959～1753Ma。黑云母40Ar/39Ar测年和锆石年代学研究结果表明，宽坪岩群曾经历了多期变质变形事件，变质年龄有437～383Ma、320Ma。此外，宽坪岩群中浅变质碎屑岩产有早-中奥陶世微古化石。这些事实表明，宽坪岩群组成复杂，时代跨度大，结合宽坪岩群组成及变形变质特征，认为宽坪岩群时代主体应属于中新元古代。 (2)北秦岭早古生代弧后盆地由草滩沟群、斜峪关群、云架山群及二郎坪群火山岩组成。其中草滩沟群为一套低绿片岩相变质的火山-沉积建造组合，火山岩以中酸性熔岩、集块岩、火山碎屑岩为主，并有少量玄武岩。斜峪关群为凝灰质碎屑岩—细碧石英角斑岩组合。岩石地球化学分析表明，草滩沟群和斜峪关群中的玄武岩为低钾拉斑玄武岩系列，其微量元素及稀土元素特征与弧后盆地内玄武岩十分相似。 草滩沟群及斜峪关群内的中酸性火山岩呈低铝或高铝两种系列，MG＃(0.41～0.79)含量中等偏高，FeOT/MgO及K2O/Na2O比值反映这些火山岩为造山带安山岩。Th、Ba、Rb等大离子亲石元素富集，高场强元素亏损，Nb、Ta槽明显，具有俯冲带环境安山岩的地球化学特征；稀土元素总含量高，轻稀土富集，重稀土元素亏损，且负Eu异常明显。在构造环境判别图上，分析样品落入岛弧或大洋弧区域内。此外，这些火山岩的的(143Nd/144Nd)t(0.5122～0.5118)，(87Sr/86Sr)t(0.703～0.707)和206mPb/204pb(17.93～18.18)接近地幔源区。 草滩沟群玄武岩锆石U-Pb年龄为456.7Ma，斜峪关群含砾安山熔岩锆石U-Pb(SHRIMP)年龄为472±11Ma，与前人在草滩沟群和斜峪关群碎屑岩内获得古生物化石时代基本一致，进一步表明这两套地层形成于早古生代。 (3)北秦岭新元古代、早古生代岛弧岩浆杂岩带及岛弧基底块体指秦岭岩群及侵入其中的新元古代中酸性侵入岩及早古生代侵入岩。岩石学和地球化学、同位素年代学研究共同表明，沿商丹构造带北侧，呈北西向带状展布且侵入于秦岭岩群中的新元古代(985～863Ma)中酸性侵入岩形成于俯冲一碰撞构造环境。本论文对这一时期的二河口片麻状二长花岗岩体进行了系统研究，结果表明两河口岩体为钙碱性“S”型花岗岩，形成时代为9294-16Ma，产于同碰撞向后碰撞转换期构造环境。 早古生代侵入体岩性有基性、中性、酸性，具有钙碱性系列特征和良好的俯冲极性指向，形成于俯冲—碰撞构造环境，其中唐藏石英闪长岩体w(MgO)为1.71％～2.09％，Mg＃值为0.59～0.63，高Sr低Y、Yb，REE强烈分异，高场强元素强烈亏损，没有或呈弱的负Eu异常，La/Yb＞50，Sr/Y＞80，Zr/Sm＞20。这些特征与典型的埃达克岩十分相似，说明唐藏石英闪长岩体可能源自于俯冲的洋壳板片发生部分熔融并与上覆地幔楔发生反应，其形成于岛弧环境。岩体锆石U-Pb年龄为454.7±1.9Ma，可代表了古丹风洋盆俯冲时限。岩湾片麻状二长花岗岩体的w(SiO2)、w(K2O)高，Mg＃低，w(K2O)/W(Na2O)＞1，A/CNK＞1，w(SiO2)与w(FeOT+MgO+TiO2)总体呈负相关性，显示出该岩体具有碰撞型花岗岩的地球化学特征；岩石微量元素及稀土元素特征与碰撞型花岗岩相似；锆石U-Pb年龄为414.3±1.9Ma，代表丹凤洋盆初始碰撞闭合时期。 (4)早古生代北秦岭洋、岛弧火山-蛇绿杂岩是指组成商丹构造带主体的丹凤岩群(含木其滩岩组)、罗汉寺岩组及武山、关子镇、岩湾、鹦鸽咀蛇绿(混杂)岩。 丹凤岩群为一套变质火山岩—碎屑岩夹碳酸盐岩组合，空间上熔岩向东增多，在部分地段熔岩已变质为斜长角闪岩。地球化学分析表明玄武岩火山岩包含TH和CA两个系列，并具有大离子亲石元素富集和高场强元素平坦或有Nb、Ta槽特征，与E-MORB或岛弧玄武岩相似；稀土元素配分曲线右倾或平坦，无或有弱的负Eu异常。在构造环境判别图解上，玄武岩落入活动陆缘—洋中脊区域。同位素组成研究表明，(87Sr/86Sr)t(0.6854～0.7060)和(143Nd/144Nd)t(0.511715～0.512486)与Ⅰ型富集地幔(0.5123～0.5124)接近；基性火山岩的εNd(t)介于+1.22～+15.9之间，结合(87Sr/86Sr)t介于=0.6854～0.7060，显示丹凤岩群基性火山岩源自地幔源区，但有俯冲带流体的加入。丹凤岩群中酸性火山岩富集K、Rb、Ba、Th，Nb、Ta、Y、P等高场强元素亏损，Nb、Ta槽异常明显，具有与消减带岛弧火山岩相似的微量元素组成特征。其中斜长角闪岩锆石U-Pb同位素年龄为762.5±4.6Ma，可能代表丹风洋盆初始裂解时限；玄武岩和变安山岩锆石U-Pb年龄分别为454±5.9Ma和456.8±3.5Ma，可能代表了丹凤岩群主体形成时代。 罗汉寺岩组玄武岩具有粗玄岩系列的地球化学特征，微量元素和稀土元素曲线与活动大陆边缘火山岩相似，代表成熟岛弧；罗汉寺岩组中玄武岩锆石U-Pb同位素年龄为389.4Ma，代表成熟岛弧形成时代。 北秦岭西端早古生代丹凤残留洋盆以武山、关子镇、岩湾、鹦鸽咀蛇绿(混杂)岩及丹凤岩群MORB型玄武岩为代表。组成各蛇绿(混杂)岩的超基性岩、玄武岩、辉长岩、硅质岩等相互之间均以断裂接触，普遍遭受低角闪岩相—绿片岩相变质。其中超基性岩包括方辉橄榄岩、单辉橄榄岩、二辉橄榄岩等。岩石地球化学研究表明，武山蛇绿岩与木其滩岩组基性火山岩属E-MORB型玄武岩，形成于初始扩张阶段的大洋中脊构造环境；其形成时代大约为762～457Ma；关子镇蛇绿岩与岩湾—鹦鸽咀蛇绿混杂岩基性火山岩具有N-MORB特征，代表了成熟洋盆环境，形成于534～471Ma。 (5)北秦岭弧前盆地主要为中秦岭泥盆纪刘岭群、西汉水群、舒家坝组及晚泥盆世大草滩组碎屑岩组合。 泥盆系沉积环境、沉积物源及构造环境研究表明泥盆系形成于弧前盆地环境。建立了北秦岭南华纪—古生代构造演化模式南华纪时期，秦岭以裂解—拉张构造体制为主体，形成木其滩岩组基性火山岩，代表丹凤古初始洋盆形成；随着初始洋盆进一步裂解—拉张，沿武山—关子镇—风县岩湾—鹦鸽咀—丹风县—商南—线丹凤古洋盆达最大规模；中寒武世晚期，丹风古洋盆开始向北俯冲消减，在古洋盆北侧形成丹风岩群钙碱性火山岩及俯冲型中性侵入岩，受俯冲板块的刮削作用，在俯冲带前缘形成弧前碎屑+火山岩堆积，同时弧后盆地形成并演化；地壳进入侧向增生为主，垂向增生为次的演化阶段：大约在410～310Ma，丹凤古洋盆封闭，南北陆块碰撞，北秦岭隆升剥蚀，早期形成的各地质单元变形变质，碰撞型花岗岩侵入就位；晚石炭世草凉驿组陆相含煤碎屑岩沉积标志造山作用结束。 取得的主要研究进展为： (1)对早古生代出露的火山岩进行了系统的岩石学、岩石和同位素地球化学、同位素年代学及变形变质综合研究，结合区域资料，建立了北秦岭早古生代构造格架；探讨了北秦岭古生代地壳增长及造山作用过程。提出斜峪关群、草滩沟群形成于早古生代弧后盆地构造环境；丹凤岩群是由岛弧与洋壳共同构成的混杂体，其形成时代跨度大，主体形成于南华一奥陶纪(Nh-O)。罗汉寺岩组属早泥盆世岛弧。 (2)岩湾、鹦鸽咀蛇绿混杂岩是作者建立并命名的，首次提出岩湾、鹦鸽咀蛇绿混杂岩为连接武山、关子镇和商丹蛇绿混杂岩的重要组成部分。通过野外调研与岩石学、岩石及同位素地球化学综合研究表明岩湾、鹦鸽咀蛇绿混杂岩中的玄武岩具有N-MORB型特征；形成于早奥陶世。 (3)指出北秦岭为晚加里东—早华力西期俯冲—增生型造山带，由火山—岩浆岛弧、弧前和弧后盆地共同构成。其中火山—岩浆岛弧带由丹凤岩群、罗汉寺岩组及古生代钙碱性侵入岩组成；弧前盆地为凤镇—榨水—山阳断裂及商县—丹凤断裂之间的泥盆系组成，弧后盆地以斜峪关群和草滩沟群为代表。区域构造综合分析表明，秦岭岩群构成了北秦岭早古生代岛弧火山岩的基底。 (4)取得了一些高精度岩石同位素年龄及岩石化学测试数据，修正了一些重要地质体的形成时代，如罗汉寺岩组前人认为形成于新元古代、早古生代，本论文依据基性火山岩锆石同位素年龄厘定为早泥盆世等；为北秦岭构造演化研究提供了新的资料。