碧口地块位处扬子板块西北缘,保存了丰富的新元古代岩浆活动、沉积地层和构造变形等记录,是探讨扬子板块新元古代构造演化的天然窗口。然而,对于碧口地块新元古代构造演化过程及动力学机制,目前仍缺乏明确的认识。基于此,本次博士论文选取碧口地块鱼洞子杂岩、碧口群变质火山岩系、横丹群碎屑沉积岩系、镁铁质-长英质深成岩体为主要研究对象,综合开展了野外地质、岩石学、年代学、地球化学等方面的研究工作,明确了碧口地块的构造亲缘性,梳理了碧口群变质火山岩的成因机制及构造属性,厘清了横丹群的沉积时限、源区特征及构造背景,阐明了碧口地块关键岩浆作用的形成时限、成因机制及动力学背景。通过系统总结区域地质资料,综合分析已发表研究成果,探讨了碧口地块新元古代构造演化过程及动力学机制。主要取得了以下几个方面的研究成果与认识:(1)碧口地块是扬子板块西北缘早前寒武纪构造单元,演化历史可以追溯至太古代–古元古代时期。碧口地块鱼洞子杂岩中奥长花岗质片麻岩属于典型的太古代TTG类岩石,具有亏损的锆石Hf同位素(ε_(Hf)(t)= 2.1- 8.1)组成,源于新生镁铁质地壳的重熔作用,代表了～2.82Ga改造新生地壳事件。角闪斜长片麻岩属于幔源岩浆序列,锆石Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0.9- 3.9)组分整体亏损,代表了～2.69Ga重要的地壳生长活动。花岗片麻岩组分类似于太古代TTG类岩石,整体富集的锆石Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-3.4- 1.5)组成,由太古代地壳物质发生部分熔融形成,继承了原岩的组分特征,代表了～2.45Ga古老地壳物质再循环事件。斜长角闪岩～1.85Ga的变质年龄代表了古元古代末期重要的区域性变质事件。鱼洞子杂岩物质组成和构造-热演化事件与崆岭杂岩和钟祥杂岩等扬子板块内部早前寒武纪结晶基底岩系具有可对比性,表明鱼洞子杂岩与扬子板块存在潜在的亲缘性。(2)碧口地块至少在新元古代早期～880Ma已经处于持续俯冲且伴随板片回卷的动力学背景。碧口地块镁铁质深成岩体花岩沟辉长闪长岩、林后坝辉长岩和坪头山辉长岩的形成时代一致,约为880Ma,是目前碧口地块中已识别最早的新元古代岩浆岩记录。花岩沟辉长闪长岩与典型弧岩浆作用的地球化学信号相似,属于岩石圈地幔楔橄榄岩发生重熔作用形成的产物,原始熔体源区遭受了俯冲沉积物熔体的改造。林后坝辉长岩和坪头山辉长岩具有基本一致的主微量元素和同位素组成,与典型E-MORB的组分特征类似,是与E-MORB源区类似的深部富集地幔物质上涌,并在减压条件下发生部分熔融而形成。花岩沟辉长闪长岩形成于与俯冲相关的岛弧环境,林后坝辉长岩和坪头山辉长岩属于俯冲洋壳板片发生板片回卷机制的岩浆响应。(3)碧口地块在～860-825Ma依旧受控于持续俯冲伴随板片回卷的动力学体制。碧口地块长英质深成岩体白雀寺石英二长岩、八海河石英二长岩和石林沟二长花岗岩侵位年龄相似,形成于～860Ma。麻柳铺花岗闪长岩侵位时限稍晚,形成时代为～825Ma。白雀寺石英二长岩、八海河石英二长岩和石林沟二长花岗岩具有一致的同位素组分特征,二长花岗岩是石英二长岩熔体发生强烈分异结晶作用的产物。白雀寺石英二长岩和八海河石英二长岩属于典型的埃达克质岩,具有幔源特征的锆石Hf(ε_(Hf)(t)= 4.8- 6.7)和全岩Nd同位素(ε_(Nd)(t)= 1.7- 2.1)组成,属于俯冲板片回卷机制下,洋壳板片受到上涌软流圈地幔物质持续烘烤发生部分熔融,与上覆地幔楔橄榄岩相互作用形成的产物。麻柳铺花岗闪长岩为典型的I型花岗岩,具有富集的锆石Hf(ε_(Hf)(t)=-15.0--10.9)及全岩Nd同位素(ε_(Nd)(t)=-11.8--11.9)组成,是俯冲过程中幔源岩浆底侵致使碧口地块古老地壳物质发生重熔所形成,代表了碧口地块重要的古老物质再循环事件。(4)碧口地块持续的板片回卷触发了～845-760Ma弧后伸展活动。碧口地块碧口群变质中-基性火山岩依据地球化学特征可以划分为Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组三种类型。Ⅰ组变质中-基性火山岩组分特征类似于IAB,形成于地幔楔橄榄岩的部分熔融,源区受到早期俯冲消减组分的交代;Ⅱ组变质基性火山岩与E-MORB的配分模式类似,源于上涌的深部富集地幔物质的部分熔融;Ⅲ组变质中-基性火山岩配分模式类似于OIB,源于深部软流圈地幔,岩浆演化过程中受到少量壳源组分的改造。碧口群变质酸性火山岩可以划分为Ⅰ组和Ⅱ组两种类型。Ⅰ组变质酸性火山岩具有变化范围较大的MgO、Ni和Cr含量,源于中下地壳的重熔,岩浆演化中有幔源物质的加入;Ⅱ组变质酸性火山岩MgO、Ni和Cr含量低,由碧口地块古老地壳发生重熔所形成。碧口群变质中-基性火山岩和变质酸性火山岩均属于碧口地块弧后伸展体制的岩浆响应。(5)碧口地块在～720Ma构造-岩浆活动趋于沉寂,逐步过渡为板内裂陷的动力学体制。碧口地块横丹群碎屑沉积岩系是一套富集火山物质的沉积建造,具有近源沉积特征。碎屑锆石年代学的结果显示,下部白杨组和上部秧田坝组具有一致的最大沉积时限,约为720Ma,表明横丹群属于新元古代早-中期快速堆积的沉积序列。横丹群整体具有类似的物源属性,白杨组和秧田坝组均显示出以新元古代(～915-720Ma)为主并含有少量古元古代-中元古代(～2450-1750Ma)年龄的碎屑锆石年龄谱系特征,显示碧口地块和邻近的扬子板块西北缘-西缘新元古代早期岩浆弧为主要物源区。横丹群白杨组和秧田坝组碎屑沉积岩具有相似的地球化学组成,组分特征与典型弧前盆地浊积岩相似。横丹群是碧口地块新元古代早-中期沉积盆地中发育的产物,沉积时限不早于～720Ma。(6)综合上述最新研究成果以及区域已发表研究数据,提出碧口地块结晶基底形成于太古代-古元古代时期,认为碧口地块属于扬子板块西北缘早寒武纪构造单元。新元古代时期,碧口地块构造活动趋于活跃,演化过程主要包括以下四个阶段:新元古代早期(～880-860Ma)俯冲板片回卷和岩浆弧逐步发展阶段;新元古代早期(～845-760Ma)俯冲作用持续进行、弧后伸展机制触发和弧后裂谷发育阶段;新元古代中期(～720Ma)构造体制转换和岩浆活动沉寂阶段;新元古代中-晚期岩浆作用停滞、裂陷-拗陷盆地发展和沉积盖层发育阶段。