秦岭造山带是连接华北克拉通与华南陆块的核心纽带,其古老基底为北秦岭地体,发育中元古代-新元古代的地壳物质。在古生代造山作用的叠加和变质作用的广泛影响下,其基底性质和构造演化一直存在争议。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,其太古宙和古元古代的岩浆作用、变质作用和构造演化已经研究非常充分,但由于华北克拉通相对缺乏中元古代晚期和新元古代岩石,使得其新元古代构造演化历史缺乏有效制约,导致北秦岭地体与华北克拉通之间的关系长期存在争议。本博士学位论文选取北秦岭地体的秦岭岩群变沉积岩、新元古代花岗岩以及华北克拉通南缘新元古代岩浆岩进行研究,揭示了秦岭岩群的沉积物物质来源和北秦岭地体构造属性,制约了北秦岭地体和华北克拉通南缘新元古代不同类型岩浆岩的成因和构造背景,在此基础上恢复了北秦岭地体和华北克拉通南缘在新元古代时期的构造演化历史,并探讨了二者之间的关系。在超大陆重建中,诸如北秦岭地体这样的微陆块往往会被忽视,但是它们既可能是一个连接两个大陆的独立微陆块,也有可能是从某一大陆的边缘分裂出来的碎片。无论是哪种可能性,都对制约主要陆块之间的相互关系、重建超大陆具有重要的意义。北秦岭地体是华北克拉通与华南陆块之间的一个微陆块,在新元古代和寒武纪时期通过古大洋俯冲和大陆碰撞而增生到华北克拉通南缘。北秦岭地体出露有大量中元古代-新元古代沉积岩,为限制其在罗迪尼亚超大陆聚合和裂解过程中的构造演化提供可能。本文对北秦岭地体秦岭岩群变质沉积岩进行了全岩主微量元素、锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素研究,结果显示变沉积岩具有杂砂岩成分,其原岩为成熟度较低的沉积物。铝饱和指数A/CNK比值为0.99～1.28。微量元素蛛网图显示LILE和LREE富集、HFSE和HREE亏损,稀土配分图显示Eu的负异常,具有与上部陆壳相似的微量元素特征。锆石U-Pb定年结果显示,变沉积岩的变质年龄约为510～490 Ma,对应着早古生代的大陆碰撞事件。三个变沉积岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄分别为1161±54 Ma、954±15 Ma和861±10 Ma,对应于最大沉积年龄。考虑到研究地区存在960至890 Ma的花岗岩侵入体,我们将其沉积时代分别限制为1110～960 Ma、～960 Ma和～860 Ma。根据～960 Ma和～860 Ma变沉积岩碎屑锆石结晶年龄与沉积年龄之间的差异所表现出的分布特征,推测它们沉积于罗迪尼亚超大陆聚合过程中的陆间盆地环境。秦岭岩群变沉积岩具有1000～900Ma和1700～1400 Ma两个主要的碎屑锆石年龄峰值,900～800 Ma、1300～1200Ma和1800～1700 Ma三个次要的年龄峰值以及少量的太古宙锆石。新元古代碎屑锆石主要具有负εHf（t）值,与北秦岭地体中的新元古代花岗岩一致;而中元古代碎屑锆石主要具有正εHf（t）值,类似于东劳伦和东格陵兰的碎屑锆石。这意味着秦岭岩群中沉积物的主要来源是北秦岭地体本身和东劳伦,说明了北秦岭地体在罗迪尼亚超大陆聚合之前与东劳伦克拉通连接。结合华北克拉通南缘的同时代地层,可见北秦岭地体是华北克拉通南缘与罗迪尼亚东劳伦北部之间的缺失块体。北秦岭地体存在大量的新元古代S型花岗岩,是北秦岭陆壳物质重熔的产物,对这些新元古代花岗岩的研究有助于理解北秦岭地体陆壳的形成与演化。锆石U-Pb定年显示,S型变花岗岩结晶年龄为946～893 Ma,结合前人数据,获得北秦岭地体S型花岗岩活动时间从～960 Ma持续到～890 Ma,与北秦岭地体中～890 Ma的Ⅰ型花岗岩形成时代重叠。主微量元素显示,S型变花岗岩具有钙碱性、过铝质特征,富集LILE和LREE、亏损HFSE和HREE,具有Pb正异常、Eu负异常,显示与大陆上地壳相似的微量元素特征。这些S型变花岗岩全岩εNd（t）值为-4.98至-2.99,全岩εHf（t）值为-3.69至4.00,锆石εHf（t）平均值为-2.79至-0.1,表现出不同程度的全岩Hf-Nd同位素解耦、全岩Hf同位素和锆石Hf同位素解耦,并且解耦S型花岗岩的锆石Hf同位素具有相对更大的变化范围。锆石Ti温度和锆饱和温度表明,S型花岗岩的结晶温度大于720℃。全岩Sr-Nd-Hf同位素和微量元素特征表明,S型变花岗岩为秦岭岩群变质沉积岩部分熔融形成。低Ba高Rb/Sr和低Sr高Rb/Sr特征表明,熔融过程中白云母和黑云母分别发生脱水分解。这些S型花岗岩中Hf-Nd同位素解耦的特征难以用实验室分析过程中锆石的溶解不彻底、同质异位素干扰校正不彻底,以及磷灰石、独居石和石榴石不一致熔融解释。秦岭岩群变质沉积岩显示出Hf-Nd同位素耦合的特征,说明沉积岩源区的锆石分选也不是S型花岗岩Hf-Nd同位素解耦的原因。源区锆石的不平衡熔融和结晶时继承锆石的局部影响,可能是导致全岩Hf-Nd同位素的解耦、全岩和锆石的Hf同位素解耦,以及锆石Hf同位素不均一性的原因。同样是S型花岗岩,890 Ma的岩浆温度相对960～900 Ma的明显升高,以及890 Ma的Ⅰ型花岗岩的出现,说明引起地壳熔融的地幔热流逐渐升高,指示北秦岭地体已经从大陆碰撞转变为碰撞后伸展背景。为了制约华北克拉通南缘在新元古代时期的构造背景,本文选取华北克拉通南缘方城地区的碱性岩进行研究。岩相学观察表明,方城碱性岩包含硅不饱和霞石正长岩、硅饱和石英正长岩和碱长正长岩。在主量元素上,碱长正长岩具有异常高的K2O含量,显示超钾质过铝质特征;霞石正长岩和石英正长岩均为碱性钾玄质偏铝质岩石。碱长正长岩异常高的钾含量可能是后期热液强烈蚀变的结果。方城碱性岩都具有富集LILE、HFSE和REE的特征。石英正长岩锆石U-Pb年龄为848.7±5.9 Ma,锆石显示LREE亏损、HREE富集、Ce正异常、Eu负异常的特征。霞石正长岩榍石的U-Pb年龄为837±15 Ma,榍石富集LILE和LREE、亏损HFSE和HREE。结合前人的同位素年龄数据,方城碱性岩的形成时间为870～830 Ma。锆石Ti温度、锆饱和温度和长石三元图解表明霞石正长岩的岩浆温度可能为900～1000℃,石英正长岩的岩浆温度为800～900℃,霞石正长岩的侵位压力为246～285 MPa。霞石正长岩和石英正长岩均显示高的氧逸度（ΔFMQ+0.1～ΔFMQ+2.2）,表明它们的形成于受交代的岩浆源区。富集的全岩Hf-Nd同位素特征表明霞石正长岩[εNd（t）=-1.5～-1.4;εHf（t）=-3.79～-3.39]和石英正长岩[εNd（t）=-4.8～-4.4;εHf（t）=-6.28～-5.97]来自相对富集的岩浆源区。霞石正长岩为富集源区低程度部分熔融的产物,经历了一定程度的分离结晶,而石英正长岩则是富集的镁铁质下地壳部分熔融形成。锆石SIMS氧同位素和单矿物氧同位素表明,石英正长岩具有低δ18O值3.37‰至5.38‰,这种低δ18O特征继承自低氧源区。这些碱性岩是华北克拉通南缘在伸展背景下岩石圈小规模部分熔融的产物,对应于罗迪尼亚超大陆裂解时期,反映华北克拉通南缘经历过一次陆缘拉张。北秦岭～960 Ma和～860 Ma变沉积岩对应板块汇聚背景;960～890 Ma的S型花岗岩的发育,暗示北秦岭处于大陆挤压的加厚阶段;890 Ma的I型花岗岩和890 Ma的S型花岗岩岩浆温度的相对升高,表明北秦岭地体此时转向大陆碰撞后的伸展构造。870～830 Ma华北克拉通南缘已经处于大陆碰撞之后的拉张背景。