中天山造山带是位于吐哈地块与塔里木板块之间的一个狭长构造带,是天山造山带以及中亚造山带的重要组成部分,同时也是理解中亚造山带复杂构造演化的一把钥匙。前人对于中天山的地质演化已开展了大量的研究工作,并在晚古生代以来岩浆活动、构造演化以及成矿作用方面取得了丰硕的研究成果。然而,由于出露零星、交通不便、变质程度高,再加上之前研究手段和重视程度的限制,使得人们对中天山晚古生代之前,特别是前寒武纪基底演化、岩浆活动以及成矿作用知之甚少。前寒武纪岩浆活动和成矿作用研究的薄弱一方面造成了中天山构造属性的不确定性,另一方面也导致了中天山早古生代花岗岩的构造背景以及中天山早古生代的构造演化仍争议不断。论文从前人研究较为薄弱的前寒武纪岩浆活动和成矿事件入手,结合对中天山地区广泛分布的早古生代花岗岩及相关矿床的实例研究,探讨中天山前寒武纪及其早古生代的岩浆活动和成矿作用,并结合前人的研究成果,确定中天山前寒武纪构造属性及其对早古生代岩浆活动和成矿作用的制约。论文立足于详细野外考察、岩相和矿相研究,确定岩浆岩和相关矿床的野外接触关系、野外地质特征和矿物共生组合关系,并在利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得岩浆活动、成矿作用时代的基础上,通过矿物学、岩石主量元素、微量元素及Sr-Nd同位素分析,结合锆石原位Hf同位素分析结果,讨论含矿岩浆岩的源区特征、岩石成因和大地构造背景。与此同对,对相关矿床的地质特征、成矿物质来源和成矿过程进行分析研究,并通过区域对比研究,确定相关矿床的形成机制和大地构造背景,为进一步区域找矿提供理论依据。论文在中天山地区发现了一系列新元古代裂解有关的岩浆活动和成矿作用。报道了中天山地区新元古代岩浆侵入活动红柳井花岗岩和沙垄变质双峰式火山岩,确认了与新元古代碱性花岗岩有关的红柳井铌钽矿,并通过与全球新元古代铁建造的对比研究,结合矿石稀土元素的配分特征,确定沙垄铁矿为成冰纪的全球铁成矿事件,其形成过程伴随全球Rodinia超大陆裂解和双峰式火山作用,火山热液参与了铁成矿作用。通过对中天山早古生代岩浆岩及相关矿床的研究论证了中天山早古生代为火山弧背景,并发育与弧岩浆活动有关的成矿作用。通过天湖矿区含矿岩系夹层变质火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,确认中天山唯一大型铁矿——天湖铁矿的成矿时代为中奥陶世而非前人所认识的新元古代,天湖铁矿应该为形成于岛弧背景下火山-沉积铁矿床,矿床形成后经历了加里东期变质作用并受到印支期岩浆热液的叠加改造。同时,通过对天湖东钼矿的研究论证了中天山地区存在早古生代与钙碱性花岗岩有关的斑岩型钼矿床,为在该区进一步寻找斑岩型钼矿床提供了理论依据。此外,论文通过大量的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学工作,并综合研究区近年来的研究成果,建立了中天山前寒武纪-早古生代的地质演化简略格架。认为中天山存在早元古代和中元古代构造-岩浆活动记录,其新元古代构造-岩浆活动和成矿作用显著,具有和塔里木地块北缘的库鲁克塔格相类似的前寒武纪构造-岩浆活动和地质演化记录,应是塔里木地块的一部分。至早古生代初期,随着古天山洋向塔里木北缘的消减和弧后拉张作用,南天山洋逐渐打开并造成中天山与塔里木地块分离。中天山早古生代广泛发育的岛弧钙碱岩浆岩便是古天山洋向南消减作用的产物。然而,由于研究区自然条件的限制,加之时间仓促,论文中有关矿床成因机制方面的研究尚待进一步深入,这也将是作者今后工作的重要方向。