豫西嵩山地区西南部出露的兵马沟组是华北克拉通化后最早的陆相沉积岩系,对于认识华北古陆南缘构造古地理格局及其演化具有重要意义。本文综合运用同位素年代学、沉积地质学和历史大地构造学等基础理论、方法,对兵马沟组进行综合研究,以分析、确定其地质时代、沉积相及相序、盆地原型及形成的大地构造环境,取得以下主要新认识:1.兵马沟组Ⅲ段下部、上部砂岩的碎屑锆石SHRIMP²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb定年研究结果显示,兵马沟组碎屑锆石有两个峰值年龄分别是2500Ma、2700Ma,指示兵马沟组沉积物源区主要以太古代结晶基底岩系为主。兵马沟组最小年龄峰值为2100Ma,与华北古陆古元古代中期的裂谷岩浆活动事件一致,表明源区经历过古元古代中期的裂谷构造,并将兵马沟组的时代限定在此裂谷事件之后,为古元古代末期。2.基于新的锆石测年结果,结合前人碎屑锆石测年资料,对比研究确认兵马沟组与马鞍山组的碎屑锆石年龄谱明显不同,应属不同构造阶段,暗示兵马沟组不应放在五佛山群之内,应单独划出。3.通过对兵马沟组序列、沉积相、沉积相序研究,兵马沟组发育冲积扇、辫状河三角洲、湖泊相三种沉积相类型,垂向上总体呈一水进沉积序列,表现为从底部的冲积扇,逐渐向上经辫状河、辫状河三角洲至上部的滨湖沉积。4.野外实测了133组斜层理位态,经水平校正后所做的玫瑰花图解证实,兵马沟组的辫状河古流向指向北,表明兵马沟组的物源在研究区之南。5.基于以上新成果,结合前人资料,分析、讨论了兵马沟组原型盆地的属性及其地球动力学环境,综合判断兵马沟组可能沉积于被动陆缘盆地。