华北板块周缘于晚古生代主要以活动大陆边缘为主,北部以中亚造山带南部的温都尔庙俯冲增生杂岩和白乃庙岛弧为界,南部受限于北秦岭造山带的北秦岭岛弧。华北板块大部分区域在中奥陶–晚石炭世期间经历了沉积间断之后开始接受沉积,而华北板块西南缘地区直至中晚二叠世才开始接受沉积,使得上石盒子组不整合覆盖于奥陶系马家沟组之上。本文结合前人研究成果,通过岩相学、地球化学和碎屑锆石U-Pb测年等方法,探讨了华北板块西南缘上石盒子组碎屑物源属性问题,并进一步分析了华北板块周缘造山带的构造运动及对板块内部活动的约束。砂岩岩相学及地球化学特征表明,研究区上石盒子组沉积物主要为岩屑砂岩和杂砂岩,沉积物既有来自短距离也有长距离搬运的特点,其沉积环境主要为活动大陆边缘;砂岩主微量元素分析特征显示物源区物质主要以长英质岩石为主,构造环境较强烈,构造背景兼具活动大陆边缘和大陆岛弧特征。碎屑锆石阴极发光图像和微量元素组成特征显示,上石盒子组锆石主要为岩浆锆石。锆石年龄主要有4个年龄谱段:2.4～2.6 Ga、1.7～2.0 Ga、368～551 Ma和254～352 Ma;其中,最年轻的6个碎屑锆石加权平均年龄为256.8±3.6 Ma,并结合古生物地层年龄,指示上石盒子组最大沉积时代为中晚二叠世。研究区上石盒子组沉积物来自多个物源区,综合分析认为,新太古代–古元古代早期的锆石主要来源于华北板块基底岩系,少量来源于北秦岭–北祁连造山带;古元古代中晚期的锆石主要来源于华北板块基底岩系;368～551 Ma的碎屑锆石主要来源于北秦岭和北祁连造山带岛弧火山岩,其结合部位是最有可能的物源区;华北板块北缘晚古生代火山岩为研究区提供254～352 Ma的碎屑锆石。对比了研究区与华北板块其他地区上石盒子组的碎屑锆石年龄谱发现,除东南部洛阳盆地以外,其余地区均含有较多来自华北板块北缘峰值年龄为～320 Ma的锆石,暗示华北板块的古地形在这一时期应为南倾特征。这可能是受古亚洲洋闭合碰撞的影响,华北板块北缘发生强烈的抬升和岩浆构造活动,为华北板块内部提供碎屑物。研究区存在峰值年龄～450 Ma的锆石表明,由于南秦岭地块进一步向北俯冲,使得北秦岭–北祁连造山带在上石盒子组时期开始发生小幅度隆升,为研究区提供碎屑物。