花岗岩是大陆地壳的最重要组成部分,记录了大陆地壳生长与演化的重要信息,因此,花岗岩的成因及其地球动力学意义一直以来是固体地球科学领域的研究热点。北秦岭造山带东段出露有不同类型的加里东期花岗岩类,并且记录有完整的早古生代构造演化历史,是研究造山带花岗岩成因和探讨造山带地壳生长演化的理想场所。本论文以北秦岭造山带东段加里东期花岗岩类为主要研究对象,进行了系统的锆石U-Pb年代学和详细的岩石学、地球化学和Sr-Nd-Hf-0同位素研究,探讨了造山带S型与I型花岗岩的成因和动力学背景；最后试图探究造山带弧岩浆作用与大陆地壳演化的关系,并建立秦岭造山带加里东期的构造演化模型。本论文获得的主要认识如下：(1)新的SIMS和LA-ICPMS锆石U-Pb年代学分析显示漂池岩体的结晶年龄为473±4Ma,并且保存有约490Ma的变质锆石核,说明漂池岩体的源区可能经历过超高压变质作用。漂池岩体具有原生的白云母矿物,中等过铝指数(ASI=1.00-1.08),低的锆饱和温度以及高的锆石δi18O值(8.70～9.54‰)等特征,显示漂池岩体具有典型的S型花岗岩属性。较低的Sm/Nd(0.13-0.20)和FeOT/MgO比值(2.21～3.90)显示漂池花岗岩并未经历明显的分异作用。漂池花岗岩中度亏损Eu和重稀土元素,并且具有明显高的(La/Yb)N比值(22.8～56.8),说明其形成于相对高压环境,具有富石榴子石而贫斜长石的残留矿物组合。地球化学特征显示漂池岩体的源区为富斜长石与黑云母,而贫粘土矿物的杂砂质岩石,类似于北秦岭单元广泛出露的成熟度较低的变质沉积岩。漂池岩体高的初始87Sr/86Sr(0.72167-0.72511),低的εNd(t)值(-10.23～-8.71),以及较老的Nd同位素两阶段模式年龄(TDM2=1.91-2.03Ga)同样证明其源区为北秦岭单元的表壳沉积物。漂池花岗岩中～470Ma的岩浆锆石的εHf(t)值比较均一,且位于继承锆石εHf(t)随时间t的演化线内,说明岩浆锆石的Hf同位素特征完全继承自源区锆石,并且在源区部分熔融过程中已经均一化。此次研究表明,S型花岗岩没有接受地幔物质的贡献,支持S型花岗岩的原始定义。结合北秦岭早古生代花岗岩的时空分布特点以及野外地质特征,我们倾向于认为漂池岩体为超高压变质沉积岩折返至中下地壳水平部分熔融的产物。(2)新的SIMS锆石U-Pb年代学研究表明,灰池子岩体的侵位时代为422±5Ma,与北秦岭单元南侧混合岩化作用以及高温麻粒岩相变质作用同期,指示其形成于商丹洋的俯冲背景。地球化学研究显示,灰池子花岗岩具有相对高的SiO2、K2O、Na2O含量和Sr/Y、(La/Yb)N比值以及非常低的MgO、Cr和Ni含量,同高硅埃达克岩和太古宙早期TTG类岩石成分极其类似。对比实验岩石学结果发现,灰池子花岗质熔体可能来自高压条件下玄武质岩石的部分熔融。灰池子花岗岩具有与研究区新元古代变玄武岩相似的εNd(t)和εHf(t)值以及类似正常地幔的δ18Ozir值,说明灰池子岩体是北秦岭新元古代玄武质加厚地壳部分熔融的产物。考虑到新元古代是北秦岭造山带一次重要的地壳生长时期,我们推断在北秦岭单元之下底侵有大量的新元古代基性岩,与罗迪尼亚超大陆裂解过程中北秦岭单元从华南板块北缘分离有关。北秦岭单元北侧-490Ma的弧-陆碰撞作用以及南侧商丹洋的持续俯冲作用可能是其地壳加厚的主要动力学机制。综上所述,我们认为玄武质岩浆的底侵与构造加厚,以及后期俯冲板片所诱发的部分熔融,可能是太古宙早期地壳形成的重要方式,这暗示板块运动可能在太古宙早期就已经启动。(3)新的SIMS/LA-ICPMS锆石年代学研究表明,枣园岩体侵位于423±5Ma与灰池岩体同期。地球化学特征表明枣园岩体具有造山带I型花岗岩的属性,较高的Si02含量(67.15～73.84wt.%)以及高于正常地幔的δ18Ozir值(6.95‰到8.25%o,对应的δ18OWR 为9.3-10.6‰),表明其主要来自地壳岩石的部分熔融。全岩Sr-Nd以及锆石Hf-O同位素的模拟结果显示,枣园岩体的源区主要为北秦岭单元新生基性岩石以及少部分古老沉积物。CL图像显示样品10QL15中的岩浆锆石存在两期生长,早期结晶的核部锆石(a区域)具有较为均一的δ18OZir值(6.95～7.96%o)以及相似的锆石形态,说明源区不同地壳岩石的混合发生于枣园岩体母岩浆形成之前。样品10QL15相对10QLl9具有更高的MgO、Cr、Ni含量以及更亏损的Hf同位素组成,说明前者的源区含有更多的新生基性岩石。因此,枣园岩体可能来自不均一的地壳源区。枣园花岗岩的锆石核部(a区域)到锆石边部(b或b’区域),Th、U含量系统升高,818O与εHf(t)值则呈现负相关性,我们倾向于认为锆石的这种系统变化是岩浆演化过程中混染了少量围岩成分所致。这说明寄主岩浆的复杂演化过程可以通过锆石很好的记录下来。在此次研究中,没有任何证据表明地幔岩浆对枣园岩体进行了物质贡献。因此,我们认为造山带I型花岗岩的同位素混合特征不一定代表了壳幔物质的相互作用,而是地壳物质再循环的结果。(4)结合本文与最新的研究成果,我们修正了北秦岭早古生代的构造演化历史,提出：在～490-486Ma,北秦岭单元首先向二郎坪单元发生深俯冲作用,导致北秦岭单元陆壳岩石经历大规模超高压变质作用。与此同时或者稍晚,商丹洋向北秦岭地体发生高角度俯冲,首先导致富水基性岩的侵位。在～480-440Ma,北秦岭单元超高压变质岩石发生折返,在此过程中,北秦岭单元北部超高压变质岩石在中下地壳重熔形成漂池S型花岗岩。与此同时,商丹洋俯冲角度减小,当其俯冲至二郎坪单元之下时,二郎坪岛弧地壳发生重熔,形成同位素组成亏损的花岗质岩浆。此时,经过北侧的弧-陆碰撞以及南侧的商丹洋持续俯冲作用,北秦岭单元地壳可能已经被明显加厚。最后在-440-410Ma,俯冲板片发生回转,导致北秦岭早古生代花岗岩表现出从北往南变年轻的趋势,并且伴随着二郎坪弧后盆地的打开。在伸展初期,地幔物质发生部分熔融形成桐柏地区基性侵入岩。北秦岭单元～430-410Ma的弧岩浆、混合岩化与高温麻粒岩相变质作用,说明商丹洋在-430Ma已经后撤至北秦岭单元之下。(5)北秦岭单元早古生代弧花岗岩的εHf(t)zir均位于上下地壳熔体的Hf同位素演化线之内,表明这些花岗岩主要来自北秦岭单元地壳物质的部分熔融,这可能与它们处于加厚地壳背景有关。因此,在加厚的造山带地壳,陆弧岩浆作用可能较少记录大陆地壳的生长信息。此外,相比二郎坪单元,北秦岭单元内的弧岩浆具有明显富集的Hf同位素组成以及更高的δ18Ozir值,可能与北秦岭单元存在古老的基底岩石有关,这说明陆弧岩浆的同位素组成受造山带地壳基地属性的影响较大,因此,在利用同位素组成来讨论大陆地壳生长时需要充分考虑造山带基底本身的性质。