从大陆碰撞转换到大陆张裂是汇聚板块边缘构造演化中的一个关键环节,对认识板块边缘地球动力学演化具有重要意义。温压结构和动力体制是刻画汇聚板块边缘构造演化过程的两个重要特征。大陆碰撞带中的地壳岩石可能在不同的热梯度下经历多阶段的变形、变质和岩浆作用,记录了岩石圈的温压结构和动力体制的转换。位于喜马拉雅-青藏高原南部的喜马拉雅-冈底斯造山带是世界上最典型的大陆碰撞带之一,是印度大陆与亚洲大陆之间在新生代时期发生碰撞造山的产物。本学位论文的研究区域位于喜马拉雅造山带东端的错那地区,通过对在该区域出露的变泥质岩、花岗片麻岩以及淡色花岗岩进行了系统的矿物学、岩石学、同位素年代学和地球化学研究,结合岩石圈一维热模拟,结果恢复了这些变泥质岩和花岗片麻岩的变质演化历史,厘定了喜马拉雅造山带变质演化特征的框架,探明了新生代时期地壳岩石在变质温压条件、变质温压比和热梯度随时间的演化规律。基于这些观察,进而探讨了地壳再造过程中的主要热源,并刻画了地壳深熔变质过程中源区岩石的变化过程,由此为喜马拉雅造山带的构造演化过程提供新的制约。这些结果为认识汇聚板块边缘温压结构和动力体制的转换提供了岩石年代学证据。喜马拉雅造山带东端错那地区的变泥质岩可分成三种类型,它们在始新世到中新世期间经历了两幕降压变质作用。Type Ⅰ石榴石十字石矽线云母片岩在41-30 Ma经历了近等温降压的退变质过程,从角闪岩相的峰期条件（M2:655-670℃和9.5-10kbar）到退变质（M3:约660℃和6.5 kbar）,对应的变质热梯度从20.1-20.7℃/km逐渐增加到30.5℃/km。Type Ⅱ石榴矽线云母片岩不仅在40-30Ma经历了角闪岩相变质作用,而且在26-18Ma也经历了近等温降压的退变质过程,从麻粒岩相峰期条件（M2:755-775℃和10.4-11.2kbar）越过钾长石产出线（M2’:约755℃和9kbar）再到固相线（M3:700℃和7.5 kbar）,对应的变质热梯度逐渐从20.8-21.8℃/km增加到25.2℃/km再到28.0℃/km。Type Ⅲ石榴钾长矽线黑云片麻岩首先在25-21 Ma经历降压增温的进变质过程,从高角闪岩相条件（M1:700-720℃和12-13 kbar）到峰期高压麻粒岩条件（M2:800-850℃和11.5-12.5 kbar）,而后在20-15 Ma经历近等温降压的退变质过程到固相线（M3:约770℃和8.6 kbar）。这一轨迹对应的变质热梯度也逐渐增加,从16.6-17.5℃/km到20.9-22.2℃/km再到26.9℃/km。总体来说,这三类变泥质岩均记录了降压的P-T轨迹,具有逐渐增加的变质热梯度,从在蓝晶石稳定域的巴罗式变质相系增加到在矽线石稳定域的巴肯式变质相系。此外,这些变泥质岩具有顶端向北的剪切组构,所记录的两幕降压变质作用与藏南拆离系的构造活动密切相关。对整个喜马拉雅造山带中的地壳岩石在新生代时期的变质作用和岩浆作用特征进行归纳总结,发现大致可以分成以下三个阶段:（1）在古新世至始新世早期,地壳变质以榴辉岩相、具有低T/P比的阿尔卑斯型变质作用为特征,未见同时期的岩浆活动;（2）在始新世晚期至渐新世早期,地壳变质以角闪岩相、具有中T/P比的巴罗型变质作用为特征,并伴有少量岩浆活动;（3）在渐新世晚期到中新世时期,地壳变质以高角闪岩到麻粒岩相、具有中T/P比的巴罗型到高T/P比的巴肯型变质作用为特征,并且同时期的岩浆作用十分广泛。这些观察表明,从新生代早期到晚期,喜马拉雅造山带的变质热梯度逐渐从低到中再向高的变化,而动力体制从同碰撞的挤压转变为碰撞后的拉张。喜马拉雅造山带东端错那地区的花岗片麻岩也可以分成三种类型。这三类花岗片麻岩产出于不同的构造层位,具有不同原岩年龄和岩石学特征,在中新世期间经历了高角闪岩相到麻粒岩相的深熔变质作用。Type Ⅰ片麻岩位于研究区北部,具有新元古代（约832 Ma）的原岩年龄,在约15 Ma经历了高角闪岩相变质作用及退变质过程,峰期变质条件为720-735℃和7.7-8.2 kbar。Type Ⅱ片麻岩位于研究区中部,具有早古生代（526-515 Ma）的原岩年龄,在18-14Ma期间经历了麻粒岩相变质作用及退变质过程,峰期变质条件为765-795℃和9.9-10.6 kbar。Type Ⅲ片麻岩位于研究区的南部,具有早古生代（506-505 Ma）的原岩年龄,在22-13 Ma期间经历了高压麻粒岩相变质作用及退变质过程,峰期变质条件为850-875℃和14-14.5 kbar。综合这些花岗片麻岩的变质条件,所对应的变质温压比从22-18 Ma期间的586-803℃/GPa,升高到15-13 Ma期间的878-967℃/GPa,最后再到1071℃/GPa。相应地,变质热梯度从22-18 Ma期间的17.6-24.1℃/km,升高到15-13 Ma期间的26.4-29.0℃/km,最后再到32.2℃/km。结合岩石圈一维热模拟结果,所观察到的变质P-T条件以及向更高T/P比的偏移超出了在无额外热量加入的热模型所能解释的范围。因此,外部热源对于高热梯度下深熔变质作用的发生是必要的。而异常高的热量供给标志着岩石圈减薄及其随后软流圈上涌对汇聚板块边缘地壳再造所发挥的重要作用。这意味着,喜马拉雅造山带中新世时期的地壳再造过程是在拉张而非挤压的动力体制下进行的。对喜马拉雅造山带东端错那地区的高喜马拉雅淡色花岗岩以及三类变质岩在同位素年代学和地球化学上进行了对比研究,结果表明,高喜马拉雅淡色花岗质岩浆作用的时代与高喜马拉雅变泥质岩、变杂砂岩和花岗岩片麻岩的深熔变质作用的时代近乎同时,并且高喜马拉雅淡色花岗岩的初始Nd同位素组成落在这些变质岩的初始Nd同位素组成范围内。在三类变质岩石中,变泥质岩具有最低的εNd（t）值-19.9到-15.7,变杂砂岩具有中等的εNd（t）值-17.4到-12.7,而花岗片麻岩的εNd（t）值最高,为-14.1到-7.7。在残留锆石U-Pb年龄分布、全岩微量元素组成以及初始Nd同位素组成和两阶段亏损地幔Nd模式年龄等特征上,高喜马拉雅淡色花岗岩与三类变质岩之间存在相似性,表明高喜马拉雅出露的高级变质岩的部分熔融可以形成高喜马拉雅淡色花岗岩。这一结论也得到了部分熔融相平衡模拟结果的支持。此外,高喜马拉雅淡色花岗岩的初始Nd同位素组成随着结晶年龄的年轻而降低。这一随时间变化的地球化学特征表明,在渐新世到中新世漫长的地壳深熔过程中,随着岩石圈热梯度的增加,占主导的源区岩石从相对不富沃的花岗片麻岩逐渐转变为相对富沃的变泥质岩。这也说明处于地壳深部层位、未出露的岩石与处于地壳浅部层位的岩石在岩石学和地球化学特征上具有相似性。因此,可以通过产物花岗岩地球化学组成的视角来刻画地壳深熔过程。根据喜马拉雅造山带变质作用、岩浆作用、构造作用以及地球物理观测资料的总结汇编,可以对已提出的构造演化模型的有效性进行评估。已有的模型可以分为连续过程和特殊地质事件两种。目前比较流行的连续过程模型包括隧道流、临界锥和构造楔等,它们只能够解释造山带内观察到的部分地质现象,有些并不能得到其它地质学观测数据的支持,甚至是相互对立的,因此在应用这些模型解释天然样品中观测到的数据时,需要谨慎对待。相比之下,特殊地质事件模型,如板片回卷、板片断离、板片撕裂、岩石圈减薄等,能够与多学科的观测相互印证,因而相对而言更加合理。根据对已有观测资料的总结分析,喜马拉雅造山带的构造演化可以分为以下三个阶段:（1）古新世至始新世早期,在新特提斯洋板片的牵引下,印度大陆与亚洲大陆发生碰撞,汇聚板块边缘岩石圈加厚,在低热梯度条件下发生阿尔卑斯型变质作用,形成高压-超高压榴辉岩相变质岩石,缺乏岛弧型岩浆作用。因此,该时期属于大陆碰撞的主要阶段;（2）在始新世晚期,俯冲的印度大陆在岩石圈地幔深度发生阻塞,俯冲的新特提斯洋板片发生回卷,引起汇聚板块边缘的动力体制从挤压变为拉张,导致高压-超高压变质岩石从岩石圈下部深度折返到上部深度（大多停滞在莫霍面深度）。由于大洋板片回卷,软流圈上涌带来热流使得岩石圈热梯度提高,导致折返到地壳深度的阿尔卑斯式相系的岩石受到巴罗型变质作用的叠加,同时引起大陆碰撞带下盘喜马拉雅造山带发生局部岩浆活动,而在上盘冈底斯造山带则发生广泛岩浆活动。因此,该时期属于大陆碰撞的结束阶段;（3）在渐新世晚期至中新世时,加厚岩石圈发生减薄引起软流圈上涌,导致下盘喜马拉雅造山带广泛发育巴罗型到巴肯型的深熔变质作用和长英质岩浆作用,而上盘冈底斯造山带发育广泛而强烈的岩浆作用。因此,该时期已经从大陆碰撞造山阶段转变为碰撞后张裂造山阶段。