青藏高原位于喜马拉雅-阿尔卑斯造山带的东缘,以往的研究主要集中在各时期特斯提洋的演化记录上,主要包括蛇绿岩、高压变质带和岩浆岩等。相比之下,有关青藏高原早期形成与演化的研究报道较少。羌南-保山板块是青藏高原上重要的大地构造单元,地处青藏高原腹地,夹持于龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带和班公湖-怒江板块缝合带之间,是国内外长期关注的特提斯构造域的组成部分。由于青藏高原本身复杂的构造演化历史以及高原极端恶劣的气候和交通条件,致使羌南-保山板块的研究程度相对较低。尤其是关于晚新元古代-早古生代的地质记录研究资料较少,许多关键的地质问题仍处于争论之中。其中泛非造山运动在羌南-保山板块的影响范围和表现形式就是争论的焦点问题之一。有关羌南-保山板块在晚新元古代-早古生代时期的基底物质组成、时代和性质,以及是否构成泛非造山运动的地质记录等关键的地质问题仍然存在很大的争论,这直接制约了对青藏高原早期形成与演化历史的认识。对于恢复和重建冈瓦纳大陆北缘早期构造演化,确定其物质组成和形成时代是问题的关键。目前,越来越多的地质学家报道了青藏高原上早古生代的岩浆事件以及区域上广泛发育的沉积不整合。关于这期岩浆事件和沉积不整合所代表的构造热事件的认识还不统一,争论较大,主要存在以下两种截然不同的观点:第一种观点认为在早古生代时期冈瓦纳大陆北缘为被动大陆边缘,这期早古生代岩浆事件形成于冈瓦纳大陆聚合后的碰撞后伸展背景;第二种观点认为这期岩浆事件是安第斯型造山事件的产物,其与原特提斯洋洋壳向冈瓦纳大陆北缘的南向俯冲有关。依据上述认识的不同,不同的学者提出了不同的冈瓦纳大陆北缘构造演化模型。岩浆岩作为板块运动与构造活动的信息载体,赋含了丰富的地球动力学信息,是探讨基底形成与构造演化的重要介质。基性岩、尤其是双峰式火山岩,对于恢复古构造背景,反演古板块构造演化具有非常重要的研究意义。由于构造作用、岩浆源区与岩浆演化过程的复杂性,需要综合区域地质、岩石学、地球化学、沉积学和地球动力学等多方面的研究成果来进行基底构造演化研究。本文在总结前人的研究成果的基础上,以羌南-保山板块中部已经报道的和我们项目组近年来新发现的花岗岩类、安山岩、玄武岩、辉长岩、双峰式火山岩和裂谷型沉积建造等为重点研究对象。在详细的野外地质调查的基础上,对研究区晚新元古代-晚奥陶世各岩石单元进行系统的岩石学、锆石u-pb同位素年代学、lu-hf同位素和全岩地球化学研究。在此基础上,系统收集和分析青藏高原南部及邻区上发育的同时代的岩浆岩和沉积建造的研究资料,将他们与典型的泛非造山运动进行宏观的时空联系,探讨青藏高原冈瓦纳大陆北缘构造属性,最终建立青藏高原冈瓦纳大陆北缘早期构造演化模型。研究结果表明,羌南-保山板块中部目前可靠的最古老的岩石记录为晚新元古代(~550ma)达不热碎屑岩和玄武岩夹层。达不热碎屑岩成分成熟度和结构成熟度均较低,具有典型的浊流沉积的特点。玄武岩夹层获得的la-icp-ms锆石u-pb年龄为晚新元古代(~550ma)。地球化学分析表明,达不热玄武岩成分上属于碱性系列岩石,富集钛和铁,稀土元素配分曲线呈现明显的右倾模式,无eu异常,微量元素表现为nb、ta明显的亏损,具有大陆板内玄武岩的特征。锆石hf同位素分析结果显示为不均一的hf同位素组成,但其主体反映出玄武岩起源于富集型地幔,并且受到了地壳物质的混染。达不热玄武岩很可能代表了前寒武纪冈瓦纳大陆北缘初始裂解,龙木错-双湖-澜沧江洋初始拉张的产物。本文首次在羌南-保山板块中部的都古尔地区报道了晚寒武世的花岗片麻岩和辉长岩。三件花岗片麻岩样品获得的la-icp-ms锆石u-pb谐和年龄分别为492.0±1.8ma、500.7±1.5ma和501.8±1.6ma。这为羌南-保山板块是否存在古老的基底提供了一定的线索。该花岗片麻岩原岩为高钾钙碱性的s型花岗岩,hf同位素分析显示其εhf(t)值均为负值(-7.4~-1.1),获得的二阶段模式年龄为1757~1406ma,与本松错同时代的花岗片麻岩具有可比性,表明他们应该来自相同的岩浆源区。本文认为这期岩浆事件来源于古老地壳泥质岩石的部分熔融,并受到了少量幔源物质的混入。一件辉长岩获得的锆石u-pb加权平均年龄为490±4ma。地球化学特征显示为中钾钙碱性系列,富集轻稀土,无明显eu负异常。在微量元素蛛网图中未见nb和ta的亏损,具有e-morb的特征。辉长岩的εhf(t)值变化较大(-9.2~1.2),其起源于富集型地幔的部分熔融,并伴随有后期少量的地壳混染。羌南-保山板块中部的早奥陶世岩浆岩主要集中在都古尔、戈木日、本松错和俄久卖地区。岩性较丰富,分别为玄武岩、安山岩和花岗岩。其中都古尔地区的玄武岩和安山岩为本文首次报道。一件玄武岩样品获得的锆石u-pb加权平均年龄为486±10ma。样品显示为低钾拉斑系列,富集轻稀土,可见较弱的eu负异常。在微量元素蛛网图中未见nb和ta的亏损,具有e-morb的特征。玄武岩的εhf(t)值变化较大(-6.9~-0.04),起源于富集型地幔的部分熔融,并经历了少量的地壳混染。三件安山岩样品获得的锆石u-pb年龄为473±15ma、475±4ma和477±3ma。样品为低钾拉斑系列,富集轻稀土,并可见轻微的eu负异常。在微量元素蛛网图中可见轻微的nb和ta的亏损,具有oib的特征。安山岩的εhf(t)值变化较大(-6.6~2.2),岩浆起源于幔源基性岩浆与古老地壳部分熔融形成的酸性岩浆的混合。戈木日、本松错和俄久卖地区的花岗岩时代集中在486~477ma。三个地区的花岗岩均具有高钾钙碱性过铝质s型花岗岩的特征,εhf(t)值变化较大,多为负值(–18.7~1.7)。该期酸性岩浆事件来源于古老地壳物质的部分熔融,并混入少量幔源物质,其与都古尔地区的晚寒武世花岗片麻岩为同源不同时的产物。在以往研究的基础上,结合本次研究成果认为羌南-保山板块中部晚寒武世-早奥陶世岩浆岩形成于泛非造山事件的后碰撞构造背景中,代表了造山运动后期伸展拆沉事件的产物。羌南-保山板块中部中-晚奥陶世物质记录为都古尔地区的花岗片麻岩和达瓦山地区的裂谷型沉积夹双峰式火山岩。其中都古尔地区的花岗片麻岩为本文首次报道。一件花岗片麻岩样品获得的锆石u-pb谐和年龄为455±3ma。样品显示为高钾钙碱性过铝质的s型花岗岩,富集轻稀土,可见明显的eu负异常。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,富集pb、u和大离子亲石元素,亏损ba、sr和高场强元素。花岗片麻岩具有负的εhf(t)值(-7.1~-3.8),起源于古老地壳物质的部分熔融并伴随有少量幔源岩浆的混染。中-上奥陶统达瓦山组主要为一套复理石沉积,岩性组合以变质砂岩、变质杂砂岩和千枚岩为主,并夹双峰式火山岩,岩性为流纹岩和玄武岩。达瓦山组代表了冈瓦纳大陆北缘中-晚奥陶世裂谷型深水-半深水沉积。该期岩浆事件形成于泛非造山运动之后的伸展垮塌阶段,代表了青藏高原泛非造山事件的结束。通过区域综合对比,羌南-保山板块晚新元古代-晚奥陶世岩浆事件与青藏高原上广泛分布的同时代岩浆事件在时代上是一致的,岩浆事件可以分为两期。其中第一期(550~520Ma)岩浆记录在冈瓦纳大陆北缘呈带状零星分布,其在时代上与典型的泛非造山运动的变质高峰期是吻合的;第二期(520~450Ma)岩浆岩出露规模较大,同期变质作用也见有少量报道,但分布范围仅集中在青藏高原及其邻区,并且比冈瓦纳大陆内典型的泛非造山带的时代明显年轻30~50Ma。泛非造山运动标志着东冈瓦纳和西冈瓦纳大陆的最终汇聚拼合。这期造山运动会在平行于造山带的方向形成伸展,并伴随有岩石圈的伸展和减薄(拆沉)。因此本文认为第一期岩浆事件是由于冈瓦纳大陆内部强烈的挤压造山而在北缘地带形成的局部伸展事件的产物;第二期岩浆事件是泛非造山运动后期和/或之后岩石圈伸展减薄的产物。青藏高原上广泛分布的奥陶系与寒武系/前寒武系之间的不整合可能归因于岩石圈减薄和造山带垮塌形成的裂陷盆地。岩石圈拆沉事件很可能造成了冈瓦纳大陆北缘的初始裂解事件。