海南岛地处华南地块与印支地块之间，其特殊地理位置是深入理解印支半岛和华南地块构造演化历史的重要地区之一。前人主要对海南岛中生代-新生代的岩浆活动开展了较多的研究工作，但对岛内古生代火山岩和沉积岩缺乏系统的元素和同位素地球化学、锆石年代学及其原位Hf同位素研究。本文选择海南岛北部的邦溪、晨星和雅星等地区的火山岩和沉积岩为研究对象，在详细的野外地质调查的基础上，通过岩石学、元素地球化学、Sr-Nd同位素地球化学和锆石U-Pb年代学及锆石原位Hf同位素分析等综合研究，探讨了这些火山岩的形成时代、成因和构造意义;识别了相关沉积岩的物质来源，同时讨论了华南地区的地壳演化历史，并为深入理解海南岛早古生代的大地构造演化及华南早古生代时期的可能位置提供了制约。本文研究所取得的主要进展如下:　　1.识别出了两套不同类型的火山岩。　　海南岛西北部的火山岩根据其岩石矿物学和地球化学等特征的不同可分为两类，一类是玄武质火山岩，一类是安山质火山岩。其中，玄武质火山岩可进一步分为两组，第一组玄武质火山岩的SiO2含量为42.78％～51.34％，TiO2含量为0.47％～0.75％; MgO和Fe2O3T含量分别为9.30％～19.65％和8.98％～11.93％，MgO＃为67～79。样品亏损Nb、Ta，富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr;其稀土配分形式呈左倾型，(La/Yb)N=0.23～0.47，部分样品具有Eu负异常，其微量元素蛛网图和稀土元素配分模式均类似于N-MORB。第二组玄武质火山岩具有更低的SiO2含量(42.11％～42.91％)，更高的MgO(20.50％～21.95％)和Fe2O3T含量(12.89％～13.15％)以及低的K2O(0.002％～0.046％)和Na2O(＜0.1％)含量。样品的稀土配分模式呈右倾型，(La/Yb)N=1.97～3.55;这些样品强烈亏损大离子亲石元素Rb、Ba、K等，无明显Nb、Ta异常，同时具有相对高的Nb含量(＞6ppm)，与富Nb玄武岩(Nb-enriched basalt，NEB)相似;其微量元素蛛网图和稀土元素配分模式均类似于E-MORB。安山质火山岩SiO2含量为58.72％～70.41％，TiO2含量为0.55％～0.76％;MgO和Fe2O3T含量分别为2.61％～3.57％和5.91％～8.25％，MgO＃为51～52;其K2O含量为1.92％～3.58％，K2O/Na2O比值为1.17～2.17。样品的稀土配分形式呈右倾型(La/Yb)N=5.16～7.87，Eu有不同程度的负异常。Sr-Nd同位素分析表明，第一组样品的87Sr/86Sr(i)值为0.706148～0.708132，εNd(t)值变化于+3.74～+6.76之间;第二组样品87Sr/86Sr(i)值为0.707783～0.708616，εNd(t)值变化于+5.54～+6.71之间，两组样品的二阶段Nd模式年龄为0.62～0.87 Ga;安山质火山岩样品的87Sr/86Sr(i)值变化范围为0.704688～0.706736，εNd(t)值为-0.21～-3.60，其二阶段Nd模式年龄为1.20～1.48 Ga。综合以上地球化学特征，本文认为第一组玄武质火山岩起源于亏损地幔源区，类似于N-MORB，其母岩浆可由10-25％的尖晶石橄榄岩部分熔融而形成，并受到了俯冲流体/熔体的改造。第二组玄武质火山岩起源于类似于E-MORB型地幔源区，其源区物质的熔融主要发生在尖晶石稳定区内。安山质火山岩是壳幔相互作用的产物。　　2.厘定出了一套早古生代火山岩。　　对海南岛西北部邦溪-西昌一带的火山岩进行的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明，8个代表性火山岩样品给出了～432-430 Ma的形成年龄，其中5个安山质火山岩样品的年龄为430±4 Ma、431±4 Ma、430±7 Ma、431±3 Ma和430±6 Ma;3个玄武质火山岩给出的年龄各为432±9 Ma、430±10 Ma和430±7 Ma。前人对这套火山岩也进行过一些年代学方面的研究，但由于传统定年方法的局限性，加之这套火山岩受到后期构造事件的强烈影响而导致对其形成时代有形成于中元古代、奥陶纪-志留纪、石炭纪等不同的认识。本文对这套火山岩系统的年代学研究表明它们形成于奥陶纪-志留纪(～432-430 Ma)，并受到后期(～360-330 Ma、～130Ma)多次构造热事件的影响。这些火由岩与扬子板块和华夏板块广泛出露的同期岩浆岩在形成时代具有一致性，但两者的岩石类型有所不同，前者以中基性火山岩为主;后者以酸性岩（花岗岩）为主，并被认为是陆内造山的产物，两者的相异性暗示它们可能具有不同的形成环境和动力学机制。　　3.发现了原特提斯洋壳残余物。　　海南岛西北部邦溪-西昌一带发育有N-MORB型玄武质火山岩、富Nb的E-MORB型玄武质火山岩，同时还发育有正常岛弧特征的安山质火山岩，这种岩石组合并结合其它地球化学特征，反映它们形成于岛弧环境。年代学分析表明它们形成于早古生代(～432-430 Ma)，因此，它们的形成可能与原特提斯的演化有关，代表了原特提斯的洋壳残片，是原特提斯洋的东向延伸部分。结合相关区域地质资料，如藏南龙木错-双湖结合带堆晶辉长岩的形成年龄为467-432 Ma、昌宁-孟连缝合带堆晶辉长岩的侵入年龄为473-439 Ma，暗示海南岛西部邦溪-西昌一带的洋壳残片可能与龙木错-双湖、班公湖-怒江和昌宁-孟连缝合带中的蛇绿岩一起共同代表了原特提斯洋消亡的残迹。　　4.海南岛早古生代地层中沉积岩的物源主要来自东冈瓦纳。　　锆石U-Pb年代学和原位Hf同位素的综合研究可有效识别碎屑沉积物的物源。本文对海南岛儋州，东方，万宁和三亚等地区的沉积岩的锆石U-Pb年代学和原位Hf同位素的研究表明，9个代表性沉积岩样品的709个锆石分析点给出了五组主要年龄:2598-2320 Ma(峰值2480 Ma)，1944-1604 Ma(峰值1685 Ma)，1600-1400 Ma(峰值1416 Ma)，1288-901 Ma(峰值957 Ma)，470-413Ma(峰值434Ma)，以及两个次要年龄组898-710Ma(峰值731 Ma)和618-513Ma(峰值579Ma)。区域地质资料表明，海南岛在中元古代和早古生代均发育岩浆活动，如抱板群中发育～1400 Ma的花岗质岩石、屯昌～527 Ma的变火山岩以及本文研究的邦溪-西昌一带～432-430 Ma的火山岩，这些岩浆活动对本区沉积岩的物源可能也做出了贡献。结合其它岩浆作用、古水流、古沉积环境等资料，本文认为海南岛早古生代地层中沉积岩的物源主要来自东冈瓦纳，部分物源（特别是中元古代和早古生代碎屑物）可能来自本地或附近源区。　　5.海南岛前寒武纪以来的地壳演化特征。　　碎屑锆石U-Pb年代学研究表明，海南岛沉积岩中～2480 Ma的峰值年龄与新太古代全球陆壳增生时期一致，锆石Hf同位素分析表明这一年龄段样品点的εHf(t)值多为负值并具有古-中太古代模式年龄，暗示其主要来源于古-中太古代物质的重熔。～1944-1604 Ma与哥伦比亚超大陆聚合和裂解时期一致，大部分样品点的εHf(t)为正值(+0.19～+8.69)，表明其源区存在新生地壳物质的加入，暗示这一时期本区可能存在地壳的生长。～1416 Ma的年龄峰值暗示了海南岛存在中元古代构造热事件，大部分分析点具有正的εHf(t)值(+0.23～+8.76)和较小的模式年龄(1990～1577 Ma)，表明这一时期可能也是海南岛地壳生长的重要时期。大多数年龄为1288～901 Ma的锆石具有负εHf(t)值，表明了该时期发生了古老地壳的重熔，可能与格林威尔造山事件有关。新元古代年龄(898～710 Ma)锆石同时具有正εHf(）值和负εHf(t)值，表明同时存在古老地壳的重熔和新生物质的参与，这一事件可能与罗迪尼亚超大陆裂解相关。～618-513 Ma的年龄组可能与冈瓦纳(Gondwana)大陆的聚合相关，其中大部分样品点具有负εHf(t）值，暗示了其主要源于古老地壳物质的重熔。～434 Ma的明显峰值暗示本区可能广泛受到了早古生代构造热事件的影响，这一年龄组的大部分碎屑锆石具有负εHf(t）值，也有少部分具有正εHf(t）值，反映其源区同时存在古老地壳物质的重熔和新生地壳物质的参与。以上分析表明，～1944-1604 Ma和～1416 Ma可能是海南岛地壳生长的重要时期，而其它时期的岩浆活动广泛的诱发了古老地壳物质的重熔。　　6.早古生代时期海南岛位于东Gondwana大陆北缘。　　综合火山岩的年代学和地球化学特征及其动力学意义、沉积岩的源区特征等资料，本文认为海南岛在早古生代时期位于东Gondwana大陆北部边缘。海南邦溪-西昌一带的N-MORB型玄武质火山岩+富Nb的E-MORB型玄武质火山岩+安山质火山岩的岩石组合反映一种岛弧环境，代表了原特提斯演化过程中形成的蛇绿混杂岩，它们与藏南龙木错-双湖、班公湖-怒江和昌宁-孟连缝合带中的蛇绿岩一起共同代表了原特提斯洋消亡的残迹。如果这种认识正确的话，那么海南岛应处于靠近原特提斯缝合带的位置（东Gondwana大陆西北部缘），即澳大利亚西部和印度板块北部之间。海南岛早古生代地层中沉积岩的物源分析表明它们的物源主要来自东南面，即东Gondwana大陆地区，其碎屑锆石年龄频谱图也与亲Gondwana大陆的印支地块和澳大利亚西部相似，因此早古生代时期将海南岛置于东Gondwana大陆西北部缘不仅可以合理解释本区早古生代火山岩的成因，同时也可以为海南岛与东Gondwana大陆地区的碎屑沉积物具有相似的年龄分布特征提供依据。