秦岭岩群是北秦岭构造带的重要组成部分,具有漫长的演化历史和复杂的岩石组成,是研究中国中央造山系早期构造格局和演化的重要对象,受到地学界的广泛关注和持续研究。近些年来,随着研究手段的提高和秦岭岩群中多种类型的高压-超高压变质岩石的陆续发现,有关秦岭岩群形成时代和环境、是否经历过超高压变质作用、整体俯冲还是部分俯冲以及折返过程等问题,吸引了大批研究人员的兴趣,但目前仍存在较大争议。本文在详细野外地质研究的基础上,以丹凤大寺沟地区秦岭岩群为重点研究对象,对该地区主要岩石类型以及混合岩中长英质浅色体和含暗色包体花岗质脉体开展了系统的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,另外,为探讨高压(超高压)变质岩石的空间分布范围,对丹凤分水岭和西峡方庄地区的斜长角闪岩以及侵位于秦岭岩群中的新元古代花岗岩体及其围岩片麻岩也开展了变质特征和年代学的对比研究,获得以下主要认识:(1)详细的激光拉曼包裹体分析,首次在丹凤大寺沟剖面的秦岭岩群斜长角闪岩锆石中发现了超高压标型矿物柯石英,以及绿辉石、石榴子石和金红石等榴辉岩相变质包体矿物组合,表明该斜长角闪岩是退变的超高压榴辉岩,为秦岭岩群的超高压变质提供了最直接的证据。(2)详细的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果,获得秦岭岩群中牛角山、方庄、寨根和德河岩体的形成时代分别为953±6、935±5、920±6和933±6Ma;继承性岩浆锆石年龄为～1.0、～1.08、～1.2、～1.39、～1.57和～1.65 Ga;获得这些岩体围岩长英质片麻岩/片岩和大寺沟长英质片麻岩碎屑锆石年龄谱分别为～1.0、～1.08、～1.2、～1.27、～1.45、～1.56、～1.7、～1.77、～1.86Ga和～1.0、～1.08、～1.29、～1.42、～1.52、～1.69Ga,不同地区秦岭岩群长英质片麻岩与新元古代花岗岩中的继承锆石具有相似的碎屑锆石年龄谱系,其中最年轻岩浆锆石年龄为～1.0 Ga,从而限定秦岭岩群形成于0.96～1.0 Ga的新元古代早期,并且通过不同大陆锆石U-Pb年龄对比,认为其形成于劳伦大陆北缘的活动大陆边缘。(3)综合锆石CL图像内部结构、矿物包裹体组合、微量元素组成特征和原位U-Pb同位素分析结果,获得大寺沟含柯石英斜长角闪岩和榴闪岩的原岩形成时代为771±12 Ma,峰期变质时代为496～499 Ma,麻粒岩相退变质时代为451～453 Ma,角闪岩相退变质时代为413～425 Ma;大寺沟长英质片麻岩峰期变质时代为491～500 Ma,两期退变质时代分别为453±4和408±6 Ma;丹凤分水岭斜长角闪岩峰期变质时代为491±6 Ma,两期退变质时代分别为458±6和415±8 Ma;方庄斜长角闪岩原岩形成于789±7 Ma,峰期变质时代为495±5Ma,分别在445±7和415±6Ma经历了两期退变质,同时得到方庄长英质片麻岩的峰期变质年龄为489±5Ma。含柯石英斜长角闪岩、榴闪岩及其围岩片麻岩具有一致的峰期变质和两期退变质年龄,表明它们是同一高压-超高压变质的产物,秦岭岩群在～500 Ma经历峰期变质后分别在～450和～420 Ma发生连续两期折返抬升。(4)系统的地球化学分析显示,大寺沟含柯石英斜长角闪岩、榴闪岩以及分水岭和方庄斜长角闪岩原岩具有基本一致的大离子亲石元素和轻稀土富集,Nb、Ta和Ti等基本不显亏损的板内玄武岩的地球化学特征,且主体显示陆壳混染趋势,大寺沟榴闪岩与方庄斜长角闪岩原岩分别具有正的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值,指示它们是大陆伸展背景下幔源岩浆活动的产物。(5)通过对大寺沟长英质片麻岩中浅色体和含暗色包体花岗质脉体详细的矿物学、地球化学和年代学研究,指出它们是秦岭岩群超高压长英质片麻岩部分熔融的产物,部分熔融发生的时代分别为445±3和417±3 Ma,与高压-超高压变质岩石的两期退变质时代一致,形成于深俯冲板片的折返阶段。(6)依据石榴子石、白云母和锆石的成因矿物学研究,发现除方庄岩体围岩长英质片麻岩有古生代变质作用记录外,牛角山、寨根和德河花岗岩及其围岩、方庄花岗岩并未发现明显变质作用的证据,提出秦岭岩群中的新元古代花岗岩和围岩主体没有经历俯冲-深俯冲,它们与高压-超高压变质岩石之间应为构造接触关系。(7)综合本文及前人已有研究结果,讨论了北秦岭构造带秦岭岩群的形成和演化问题:秦岭岩群在0.96～1.0Ga期间形成于劳伦大陆北缘的活动大陆边缘环境,随着Rodinia超大陆的裂解与劳伦大陆脱离,并在早古生代期间受到商丹洋壳的俯冲拖曳向华北陆块之下发生俯冲-深俯冲,在～500 Ma经历峰期变质后分别在-450和-420 Ma发生连续两期折返抬升遭受退变质叠加和部分熔融作用;新元古代花岗岩及其围岩位于俯冲带上盘,与折返的高压-超高压变质岩由于构造混杂而在一起。