柴北缘构造带是中国西部新近发现并确立的一条高压-超高压变质带,呈北西向带状展布于祁连板块和柴达木板块之间。带内与该高压-超高压变质岩石在时空上密切伴生有一套早古生代浅变质火山-沉积建造。本文通过细致的野外调查,在柴北缘超高压变质带西段的开屏沟地区厘定出一套与洋内弧形成和演化相关的超镁铁岩-中基性岩浆岩组合,本文采用矿物学、岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究方法,对其中的各类岩石进行了系统研究,在此基础上探讨了这套岩石组合的成因、形成时代和形成的构造背景,为进一步探讨柴北缘大陆深俯冲发生之前古生代大洋的形成和演化提供重要信息。本文取得的进展主要包括以下几个方面:1.详细的野外地质调查和岩石学研究,确定柴北缘开屏沟地区超镁铁岩-中基性岩浆岩组合主要由橄榄岩、辉长岩、玄武岩、玻安岩、安山玢岩和斜长花岗岩组成,它们构成了一套蛇绿岩组合。2.系统的地球化学研究表明,开屏沟玄武岩和均质辉长岩都显示了轻度富集大离子亲石元素、亏损高场强元素但具有平坦甚至LREE亏损的稀土元素配分曲线特征,与典型的前弧玄武岩所具有的的“MORB-like”型的地球化学特征相近;玻安岩也总体显示出高Si、富Mg、低Ti和低Ca的前弧环境玻安岩的地球化学特征;安山玢岩明显富集大离子亲石元素Rb、Ba、U、K、Pb和Sr,亏损高场强元素Nb、Ta,具有典型的岛弧岩浆岩特征。斜长花岗岩具有微量元素含量低、LREE轻度富集,低Sr、明显Eu正异常的特征,与“剪切型”大洋斜长花岗岩的地球化学特征相近,为大洋洋内变质变形过程中,在剪切带中发生角闪岩相变质的辉长岩在含水条件下部分熔融形成。综合各岩石的地球化学特征和前人对开屏沟橄榄岩的认识,提出开屏沟蛇绿岩是一套形成于洋内弧前弧环境的SSZ型蛇绿岩。3.采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得开屏沟该蛇绿岩中2个堆晶辉长岩和1个均质辉长岩的形成时代为513±3Ma,510±3Ma和510±9Ma,斜长花岗岩的形成时代为492±8Ma;由此限定开屏沟前弧型蛇绿岩的形成时代约为513Ma,进而限定了柴北缘地区早古生代时期的大洋俯冲应开始于513Ma之前。