周缘造山带的构造活动制约着陆内盆地的形成与演化,由于构造运动与风化剥蚀作用,一些重要的地质信息被保存在盆地的地层中,因此对盆地的研究显得格外重要。本文对华北克拉通中部柳林地区以及沁水盆地上二叠统孙家沟组和下三叠统刘家沟组地层中沉积砂岩进行碎屑锆石U-Pb年代学、砂岩骨架分析以及地球化学主微量元素研究,讨论了华北中部盆地沉积物源,建立了华北克拉通古生代构造演化模式。通过砂岩U-Pb年代学研究发现,柳林地区和沁水盆地孙家沟组与刘家沟组砂岩样品的碎屑锆石主要为古生代岩浆锆石和前寒武纪变质锆石,柳林地区孙家沟组与刘家沟组砂岩中含有少量的早古生代锆石,而沁水盆地孙家沟组砂岩中未见早古生代锆石。通过对锆石年龄峰值与周缘潜在源区峰值进行对比,结合古流向初步认为早古生代来自华北北缘的白乃庙岛弧,而晚古生代碎屑锆石来自内蒙古隆起。在对地层沉积时限的限定上运用最小年龄加权平均法得出柳林地区孙家沟组、刘家沟组和沁水盆地孙家沟组砂岩最小年龄的加权平均年龄分别为255±7 Ma、251±7 Ma和250±5 Ma,推测华北地区孙家沟组沉积时代存在北早南晚的特征。锆石微量元素分析发现亏损轻稀土元素逐步富集重稀土元素,认为柳林地区和沁水盆地锆石物源来自同一物源区。砂岩骨架分析表明,Q-F-L和Qm-F-Lt图解中孙家沟组与刘家沟组砂岩样品主要落在切割型岛弧区,少量落在过渡型岛弧及再旋回造山带中,这一构造环境与华北北缘白乃庙岛弧早古生代受到古亚洲洋俯冲环境较为相似。地球化学主微量元素分析表明,砂岩氧化物质量分数显示孙家沟组与刘家沟组砂岩中主要为硅铝含量较高的浅色类矿物,整体来看主要为富硅与富铝的石英和长石类矿物,并且含有少量的云母及黏土矿物;从砂岩样品稀土含量结合标准化配分模式图认为,孙家沟组与刘家沟组稀土元素LREE富集,HREE相对亏损,Eu元素轻微负异常。总体认为孙家沟组和刘家沟组砂岩样品的稀土元素平均值与活动大陆边缘稀土元素参数基本吻合。综上所述,初步认为华北克拉通古生代时期构造演化阶段为:（1）早奥陶世早期,古亚洲洋开始向南部俯冲,位于古亚洲洋与华北克拉通中部的白乃庙岛弧在古亚洲洋的俯冲作用下发生隆升;（2）晚泥盆世以来,古亚洲洋持续向南俯冲白乃庙岛弧最终与华北克拉通北部发生碰撞,使华北北部隆升并形成内蒙古隆起,并形成了北高南低的地理格局。（3）晚二叠世晚期,古亚洲洋在持续的俯冲作用下与华北北部拼合完成,内蒙古隆起最终隆升成为华北克拉通内陆盆地的物源区,为盆地的形成和演化提供物质。