起始于晚古生代的华南大陆与华北大陆的汇聚、碰撞以及秦岭造山带中生代的隆升剥蚀演化重塑了中国大陆的古地理格局,深刻地影响了东亚地区的地质历史,具有鲜明的研究意义。目前关于华南板块与华北板块碰撞时间和秦岭造山带中生代隆升过程仍存在较大争议。受限于造山带中强烈的变质变形作用和后期剥蚀掩盖,造山带本身的地质记录并不完备。对此,毗邻造山带的沉积盆地中保留的沉积记录可为重塑造山带演化提供了重要凭证。秭归盆地和当阳盆地是位于华南板块中部最北端的两个中生代沉积盆地,两大盆地建造于华南大陆晚古生代稳定被动陆缘之上,在三叠纪受秦岭造山带碰撞造山过程影响转为周缘前陆盆地,盆地中充填的三叠系至侏罗系碎屑序列代表了华南-华北大陆碰撞到秦岭造山带隆升阶段的连续沉积响应。本文即是以上述沉积记录为研究对象,以大地构造沉积学为指导思想,以物源分析为研究手段,在厘清巴东组地层时代的基础上,具体通过系统的沉积学、盆地构造沉降计算、砂岩显微岩相学、泥岩全岩地球化学、碎屑锆石年代学和碎屑锆石微量元素等方法来系统地研究造山带不同演化阶段的碎屑沉积响应,从而约束华南板块与华北板块的初始碰撞时限,进一步地讨论秦岭造山带早中生代隆升剥蚀过程。本文主要的研究内容和相关认识如下:一、巴东组地层时代修订。巴东组是广泛分布于华南板块北缘的,早三叠世嘉陵江组之上的一套紫红色块状至厚层泥岩夹灰色泥灰岩和泥晶灰岩地层,代表了上、中扬子区海相沉积的终止。巴东组的年代归属存在一定的争议,争议的焦点在于其是否上延至晚三叠世。在鄂西地区,新近发现巴东组2段的中部和顶部具有两层凝灰岩夹层,对其中的岩浆锆石进行LA-ICP-MS定年。结果表明,中部和顶部的两件样品U-Pb年龄分别为241.7±1.7 Ma和237.5±2 Ma,近似等于凝灰岩层在沉积地层中的沉降时代。这一结果结合生物地层记录将巴东组的地层时代修订为中三叠世至晚三叠世早期。此外,巴东组凝灰岩锆石具有造山环境的微量元素地球化学特征,指示了北侧秦岭造山带在中三叠世对于研究区的火山活动输入。二、中扬子区北缘早中生代沉积演化。中扬子区北缘下三叠统大冶组整体代表了向上变浅的碳酸盐斜坡沉积,大冶组之上的嘉陵江组以开阔台地相泥晶灰岩和局限台地相微晶白云岩组合为主,顶部发育蒸发台地相岩溶角砾岩,整体代表了向上变浅的碳酸盐台地环境。中上三叠统巴东组整体表现为碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积的特点,1段和3段指示了碎屑岩潮坪环境,2段主要为碳酸盐缓坡相沉积。上三叠统九里岗组主要为前三角洲相至三角洲前缘相沉积,顶部发育不整合面。下侏罗统桐竹园为一套向南进积的曲流河-湖泊相沉积序列,其中的曲流河亚相具有南向或南南东向的古流向构造。中侏罗统千佛崖组与下沙溪庙组均为湖泊相沉积,发育滨岸平原、滨湖、浅湖和半深湖等亚相,代表了中扬子区中侏罗世的沉积中心之一。三、中扬子区北缘中三叠统至中侏罗统碎屑岩显微岩相学研究。为更准确地推导岩屑的母岩种类,为后续中扬子北缘中生代碎屑岩物源分析工作提供更多信息,本文讨论了不同种类岩屑的分类标准,总结了基于岩浆酸度的岩浆岩岩屑和基于变质作用等级的变质岩岩屑划分方案。利用Gazzi-Dickinson计数法对中扬子北缘三叠系至中侏罗统砂岩进行碎屑鉴定和半定量统计,对其物源指示意义进行讨论,结果表明:中上三叠统巴东组碎屑组分具有低成熟度,在Dickinson图解中主要指示了再旋回造山带背景。砂岩中较多的灰岩岩屑反映了近距离物源区的存在如华南板块北缘上古生界碳酸盐岩和神农架群等;一定量的火山岩屑结合该组中的凝灰岩记录应对应了毗邻的勉略缝合带弧火山活动。上三叠统九里岗组以石英颗粒为主,石英颗粒磨圆度较好且多具有自生加大边,缺少长石等不稳定碎屑,对应了再旋回造山带背景,九里岗组的潜在源区应包括华南板块或秦岭造山带中碎屑岩地层。下侏罗统桐竹园组以分选、磨圆差,杂基含量高为特点,具有相对丰富的岩屑种类,对应了再旋回造山带和岩浆弧的加入。其中,中低级变质岩屑和火山岩屑组合可能来自于研究区周边的前寒武纪火山碎屑岩系;含放射虫硅质岩岩屑可能来自于华南板块北缘古生界碳酸盐岩中的硅质条带或是勉略缝合带中的深水硅质岩组合。中侏罗统千佛崖组以石英碎屑为主,在Dickinson图解中落入了再旋回造山带和岩浆弧分区。该组新出现了具粗玄结构的基性火山岩屑和以黝帘石、绿帘石包裹体为代表的中级变质岩屑,这种变化结合本组开始出现的微斜长石,可能表明了物源区的持续深入剥蚀。中侏罗统下沙溪庙组具有较高的长石含量,碱性长石如正长石和微斜长石等大量出现,这一特征可能指示了抬升基底源区的存在。该组同时出现的多种类岩屑表明其主要物源区具有相对复杂的母岩组合,指示了秦岭造山带持续的深入剥蚀和碎屑输入。四、华南板块与华北板块在东秦岭段初始碰撞时限。大陆初始碰撞作用会导致俯冲板块一侧的构造沉降和物源组成发生改变。对中扬子区北缘二叠-三叠系构造沉降历史恢复的结果表明,中扬子区北缘在早三叠世经历了快速的构造沉降,在中三叠世发生了构造抬升。此外,碎屑锆石年代学研究表明,大冶组泥岩主要具有年龄峰值为~1.9 Ga和~850 Ma的年龄组,反映了华南大陆内部古老碎屑的旋回沉积;嘉陵江组中部和上部泥岩含有大量的,介于270 Ma—245 Ma的碎屑锆石,对应了南秦岭构造带背景,反映了华北大陆对于华南大陆北缘中段初始碎屑输出;巴东组碎屑锆石频谱分布为~2500 Ma,~1850 Ma,920–800 Ma,~450Ma和350–220 Ma,结合砂岩显微岩相学和全岩地球化学特征认为其代表了北秦岭构造带、南秦岭构造带和华南板块北缘对于研究区的混合输入。通过上述变化,综合考虑中扬子区最高海相层分布和前陆盆地启动时间等指标,将华南板块与华北板块在东秦岭段的初始碰撞时间限定于早三叠世。五、碎屑锆石U–Pb年龄结合成因地球化学特征可以精准指示特殊源区。锆石的高δEu（Eu/Eu*）值可以反映增厚的地壳源区,Th/U值变化可以反映物源区构造挤压或是伸展状态。华南板块北缘下侏罗统桐竹园组中出现了大量的高Eu/Eu*和低Th/U值的~215 Ma碎屑锆石,该特征具有排它性,专一指示了晚三叠世秦岭造山带中代表挤压背景和地壳显著增厚事件的后碰撞花岗岩源区,精准反映了南秦岭构造带在早侏罗世的大规模剥露。此外,中侏罗统中~190—~170 Ma的碎屑锆石同样具有显著高Eu/Eu*和低Th/U值,结合该时期西向的古水流证据指示了同期华南大陆东部滨太平洋陆缘弧源区的输入。以上研究实例表明,碎屑锆石微量元素地球化学特性结合其U–Pb年龄与沉积年龄,可以精准地指示碰撞造山带或活动板块边缘广泛存在的地壳增厚源区,反映物源区的挤压-伸展背景转换,推测物源区的剥蚀速率,有望成为一种新的普适性物源分析方法。六、利用沉积记录重建秦岭造山带早中生代隆升剥蚀过程。早三叠世华南板块与华北板块在东秦岭段的初始碰撞标志着该段造山运动的开始。在该时期,板块间的相互作用并不强烈,秦岭造山带并未大规模隆升,华南板块中扬子区主要表现为快速的负载挠曲沉降,接收了来自于南秦岭构造带的,~249 Ma为主的碎屑。中三叠世至晚三叠世早期,随着华南、华北大陆间的挤压作用增强,中扬子区北缘形成了褶皱逆冲体系和海相前陆盆地,南秦岭构造带开始隆升,并与北秦岭共同成为主要物源区。进入早侏罗世后,中扬子北缘桐竹园组中出现了微量元素特征为增厚地壳背景的~215 Ma碎屑锆石组分,与大量的火山和低级变沉积岩岩屑指示了南秦岭构造带大规模隆升剥蚀。中侏罗统千佛崖组和下沙溪庙组作为秭归盆地充填序列的主体,具有丰富的长石碎屑,复杂的岩屑种类和大量存在的~250—200 Ma年龄组,指示了南秦岭构造带和向南推覆的华南北缘褶皱逆冲体系的持续碎屑输入。山前轴向河流的发育标志着南秦岭构造带在中侏罗世仍处于构造挤压抬升的阶段,处于持续的大规模剥蚀状态。