位于塔里木北缘的中国中天山地块是中亚造山带的重要组成部分。研究中天山地块的来源、形成和演化,对我们更好地认识中国天山和中亚造山带都将大有裨益。前人已经在本地区开展了大量的研究(特别是塔里木板块的前寒武纪历史,中国天山拼合特性和中天山地块的构造特性等),并取得了丰硕的研究成果。然而,许多科学问题至今没有解决,特别是涉及到中天山地区出露的大量花岗岩的侵位时代和形成背景、古天山洋的闭合时限、天山地区后碰撞时代、中天山的前寒武纪构造属性等问题。在综合分析区域地质资料和区域地质背景的前提下,论文采用点-线-面的野外考察思路,选择最合适路线进行考察,对重要区域和地段进行详细解剖、分析、作图和系统采样,对重点现象和岩体进行重点观察并详细记录、采样分析。论文实地重点考察和采样路线如乌鲁木齐-巴仑台-库尔勒、巴仑台-后峡-干沟、托克逊-库米什、库尔勒-尉犁-蛭石矿-兴地等线路。在中-南天山的考察中,深入观察、分析了已经有所报道的前石炭纪地层和岩石中保存的指示上部向北韧性剪切运动的动力学标志(如轴面南倾的褶皱-推覆构造、不对称残斑系、S-C组构等),由此认为石炭纪之前存在古天山洋向南俯冲到塔里木和后期的中天山之下。结合中天山地区存在的下石炭统马鞍桥组不整合覆盖在前石炭纪地层之上的事实,推测中天山北缘的首期碰撞发生在晚泥盆-早石炭。此外,整个天山地区多处发育下二叠统磨拉石不整合覆盖在前二叠地层之上,预示着造山事件的结束,整个天山造山带在二叠纪之前已经结束碰撞造山并进入后碰撞阶段。在中天山地区出露大面积古生代花岗岩类岩体,对这些岩体的形成时代和构造背景的研究将为我们更好地认识中天山及周边构造演化提供更多科学依据。论文对采集自中天山和少部分采自北天山及南天山的23个花岗岩体进行了锆石LA-ICPMS U-Pb定年和全岩地球化学分析。锆石U-Pb年龄分析结果显示,这些岩体的形成年龄可归纳为四个阶段：450-400 Ma, 365-350 Ma,340 Ma和300-270 Ma。450-400 Ma的花岗岩具有典型的准铝质、镁质、高钾-钾玄岩系列特征,稀土和微量元素表现为轻稀土富集,重稀土亏损,显著的Eu负异常,亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,这些都是典型的I型岛弧花岗岩特征。结合中南天山地区广泛存在的前石炭纪地层中保存的上部向北韧性剪切的运动学证据,这些I型岛弧花岗岩的形成应该与古天山洋(古亚洲洋的一部分)向南俯冲到塔里木板块及稍后分裂出的中天山块体之下的俯冲效应有关。365-350 Ma的花岗岩地球化学性质则发生了微妙的变化,主量元素结果显示为钙碱性,微量元素显示为弱的Eu正异常。在岩性类型判别图上,365 Ma的花岗岩落于A型花岗岩区域(104Ga/Al>2,6; Zr+Nb+Ce+Y=475-512 ppm>350 ppm),在构造背景判别图上,365 Ma的花岗岩落在边缘弧-同碰撞构造背景,350 Ma的花岗岩则落在后碰撞背景。结合韧性剪切运动学、高压变质作用研究以及中天山下石炭统马鞍桥组超覆不整合前泥盆纪地层之上,我们认为365-350 Ma的花岗岩形成于碰撞-后碰撞背景,中天山北缘的首期碰撞(北天山弧与中天山地块)发生在400-350Ma之间。340Ma的花岗岩又展示了典型的I型岛弧背景花岗岩特征,准铝、镁质、高钾-钾玄岩系列特征,显著的Eu负异常,亏损高场强元素Nb、Ta和Ti。这些340 Ma的花岗岩形成在中天山与北天山弧碰撞之后,而运动学又不支持南天山洋的向北俯冲,那么是什么构造机制造成了这些花岗岩的侵位?推测可能是伴随着中天山和北天山弧的碰撞,古亚洲洋主体已经关闭,残余洋盆后撤到克拉麦里-伊吾一带继续南下俯冲的产物。此外,在天山地区大量的花岗岩体侵位年龄集中在300-270 Ma,为海西期岩浆活动产物。地球化学上显示这些花岗岩具有高钾钙碱性I型花岗岩的特征。但是,结合区域地质和前入研究成果,我们认为这些花岗岩形成于后碰撞背景,是后碰撞作用的产物。在后碰撞过程中,俯冲板片的断裂以及由此而造成的软流圈地幔的扰动上升对新生下地壳的底侵和内侵作用,是形成包括这些高钾钙碱性花岗岩等一系列独特地质特征的主要根源。针对中国中天山地块前寒武纪构造属性争议存在的现实,在大量野外地质调查和系统采样的基础上,运用当代国际前寒武纪研究的先进理论和方法,本文选择碎屑锆石为研究载体,结合前人其它方面的研究成果,尝试对中天山地块的前寒武纪构造属性进行限定。出露在中国中天山地块巴仑台镇以南的泥盆系杂砂岩和巴仑台镇以北的新元古代变质沉积岩(片岩)是重点考察和研究对象。泥盆系地层共采集5块样品,分析近400颗碎屑锆石的LA-ICPMSU-Pb年龄,部分锆石进行了Hf同位素测定。绝大部分锆石为自形到半自形,显示为近源搬运,且大部分锆石岩浆环带清晰,以岩浆成因为主。U-Pb年龄分析结果展示显著的前寒武纪年龄峰：2470 Ma,1858 Ma,1541 Ma,952 Ma以及820-750 Ma年龄段。相似地,来自于中天山新元古代变质沉积岩中的碎屑锆石(261颗)U-Pb测年展示年龄峰：2455 Ma,1855Ma,1573 Ma,955 Ma,805 Ma和752 Ma,且这些锆石以自形为主,部分微弱磨圆,应为近源搬运沉积。对比表明,中天山巴仑台南泥盆系杂砂岩与巴仑台北变质沉积岩的物质源区一致。综合这些碎屑锆石的自形-半自形特征,绝大部分具有Th/U>0.4和清晰的岩浆环带属性,推测它们的主要源区应为中天山老基底。这些年龄峰所代表的岩浆事件在塔里木也有清晰的记录,无论是碎屑锆石还是相应时代的岩体。由此推测,中天山块体的前寒武纪基底应该是塔里木基底的一部分,它们具有相同的前寒武纪演化史。2470-2450 Ma的年龄峰期可能代表早古元古代塔里木古陆核的生长时期；1860-1850Ma和1570-1540 Ma年龄峰期分别与全球性的Columbia超大陆的聚合与裂解时期相吻合；950 Ma和820-750 Ma年龄峰期分别与Rodinia超大陆的聚合与裂解期相对应。论文在中天山巴仑台南巴仑台群地层中采集的古元古代片岩,进行锆石U-Pb定年。大量的锆石具有共同的特征：包含继承核和变质增生边。核部年龄分布在2600-1880 Ma,变质边年龄集中在1830-1788 Ma。综合已经在塔里木库鲁克塔格地区报道的多期古元古代岛弧岩浆岩事件,我们认为塔里木北缘从晚新太古代到晚古元古代长期处于活动大陆边缘背景；稍后从大约1830 Ma开始,塔里木北缘发生碰撞,与Columbia超大陆的聚合期时代一致。