秦岭造山带地处我国中央造山带（秦岭-桐柏-大别-苏鲁）西部,是一个复合的造山系,记录了早古生代时期的大陆俯冲和弧陆增生事件以及中生代时期的华南陆块与华北陆块之间的陆陆碰撞事件。该造山系发育有大量奥陶纪和三叠纪时期的高压-超高压变质岩,是研究汇聚大陆边缘演化、俯冲带物质循环以及壳幔相互作用的理想场所。北秦岭造山带是一个早古生代碰撞造山带,在大陆俯冲和折返过程中经历了多期次变质演化过程,具有复杂的构造演化历史。前人业已在北秦岭造山带中识别出了大量超高压变质作用的证据,但是关于北秦岭造山带在早古生代的变质过程和构造演化仍然存在较大争议。有鉴于此,本学位论文选取了北秦岭造山带清油河、寨根、官坡和松树沟四个地区的榴闪岩、斜长角闪岩及其围岩片麻岩进行了详细的岩相学、矿物学和地球化学研究,限定了北秦岭榴闪岩峰期变质时代,进而制约了北秦岭造山带在早古生代时期的构造演化过程。本文对四个地区的榴闪岩、斜长角闪和围岩片麻岩进行了全岩主微量分析研究。榴闪岩含有较高的MgO、Fe2O3、MnO和TiO2含量（MgO=5.48-6.16 wt.%,Fe2O3=15.10-24.22 wt.%,MnO=0.19-0.44 wt.%,TiO2=2.24-4.25 wt.%）,围岩片麻岩含较高的 SiO2、Na2O、K2O 含量（SiO2=66.11-73.99 wt.%,Na2O=1.30-4.09 wt.%,K2O=0.84-4.05 wt.%）,而斜长角闪岩的主量元素含量介于两者之间。围岩片麻岩相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素,大部分具有明显的Eu负异常（Eu*=0.25-0.42）,以及较高的Th含量（11.6-20.8 ppm）。榴闪岩和斜长角闪岩富集高场强元素,亏损大离子亲石元素,具有较低的Th含量（0.86-3.77 ppm）和 Th/U 比值（0.70-6.15）。在此基础上,本文以松树沟地区的榴闪岩为研究对象,进行系统的石榴石矿物学和锆石年代学地球化学研究。石榴石的主量元素研究表明,北秦岭松树沟榴闪岩的石榴石主要富集铁铝榴石和钙铝榴石,存在明显的核-边成分环带特征。从核到边,镁铝榴石端元（Pyr）的含量逐渐升高（颗粒Ⅰ:7.9-18.0 mol%;颗粒Ⅱ:7.1-14.0 mol%）,而锰铝榴石端元（Sps）的含量逐渐降低（颗粒Ⅰ:9.4-0.50 mol%;颗粒Ⅱ:8.7-2.1 mol%）,从核至边具有连续增加的Mg#（0.11-0.22）,且核部明显富集HREE、边部亏损HREE,是典型的进变质生长环带的特征,表明石榴石边部在变质峰期生长。结合详细的岩相学和石榴石矿物包裹体的观察,在北秦岭松树沟榴闪岩中识别出进变质、峰期以及退变质三期变质矿物组合。进变质矿物组合主要包括石榴石核部及其所包裹的角闪石、单斜辉石、石英和磷灰石包裹体;峰期矿物组合主要为石榴石边部及包裹的绿帘石、锆石和大量呈定向的Rt+Ap+Qz的棒状出溶体,表明该岩石可能曾经历过超高压变质作用;退变质矿物组合主要是石榴石“冠状边”的斜长石+角闪石的后成合晶。根据不同期次的变质矿物组合和矿物成分,计算不同变质阶段的变质温压条件。结果显示,进变质阶段的温压条件为522-611℃/1.4-3.0 kbar;峰期阶段的变质温度为742-749℃;退变质阶段的温压条件为726-764℃/7.3-8.3 kbar。综上,松树沟榴闪岩记录了从早期斜长角闪岩相经历升温升压达到峰期超高压榴辉岩相,而后经历近等温降压的退变质到后期斜长角闪岩相的变质演化轨迹。对松树沟榴闪岩中的开展锆石U-Pb年代学和微量元素研究,识别出三组年龄:G1组为残留锆石核部,具有典型岩浆振荡环带,富集HREE,明显的Eu负异常,具有746±16Ma到720±7Ma的206Pb/238U年龄,表明榴闪岩的原岩结晶时代为新元古代时期。G2组锆石无环带或弱的振荡环带,具有陡峭的HREE配分型式,明显变化的Eu异常,属于变质重结晶锆石,具有较大变化范围的206Pb/238U年龄,从547±17 Ma到492±15 Ma。G3组锆石主要为薄片中位于石榴石边部并与其平衡共生的原位锆石以及靶上部分锆石的边部,具有云雾状或冷杉叶状CL特征,206Pb/238U年龄范围为491-480 Ma（加权平均年龄为488±10Ma）,富集MREE,亏损HREE,低Th/U比值（0.01-0.04）的特征,表明其形成于榴辉岩相变质阶段,代表峰期变质时代。综上所述,松树沟榴闪岩的原岩是来源于Rodinia超大陆在新元古代裂解出来的北秦岭微陆块,从寒武纪开始深俯冲并在488 Ma达到峰期榴辉岩相,而后发生折返经历角闪岩相的退变质作用。