印度和亚洲大陆碰撞形成的喜马拉雅造山带是目前地球上最典型的陆-陆碰撞造山带,对其研究所获得的构造模型直接影响着我们对其它造山带的认识。然而,目前我们对于喜马拉雅造山作用的早期过程却知之甚少。本论文以藏南日喀则地区的晚白垩世-早中新世沉积地层为研究对象,运用地层学、沉积学、岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析、碎屑铬尖晶石地球化学等多种方法对代表性的剖面进行了详细的研究,为印度-亚洲大陆初始碰撞和喜马拉雅造山带的早期隆升提供了新的证据。本论文重点研究地层包括：萨嘎桑单林剖面晚白垩世-始新世地层、柳区和夏鲁剖面始新世-渐新世柳区砾岩和日喀则地区晚渐新世-早中新世秋乌组和恰布林组。这三套地层是藏南喜马拉雅造山作用不同阶段的代表性沉积记录,时代从晚白垩世延续到早中新世,完整记录了喜马拉雅造山作用的早期构造-盆地演化。桑单林剖面位于萨嘎县城南侧约10km的泥沙质混杂岩带之中。剖面中的地层从下至上可分为三个部分：晚白垩世-古近纪蹬岗组主要由石英砂岩和粉砂质页岩组成,顶部出现少量的硅质岩和硅质页岩。早始新世桑单林组位于蹬岗组之上,由岩屑砂岩、硅质岩、硅质页岩和少量石英砂岩组成。者雅组整合于桑单林组之上,以黑色页岩与灰绿色岩屑砂岩互层为特征,下部含少量杂色硅质岩。者雅组中缺少具有年代意义的化石,根据碎屑锆石年龄和地层接触关系认为其时代为早-中始新世。蹬岗组石英砂岩中的碎屑锆石年龄主要分布在奥陶纪-前寒武纪(94%),并在早白垩世出现一个年龄峰(6%),其年龄分布显示典型的特提斯喜马拉雅特征,物源区为印度被动大陆边缘。而早-中始新世桑单林组和者雅组岩屑砂岩中的碎屑锆石年龄大多小于200Ma(85%),主要集中在～54-70、～80-125和～180-196Ma三个年龄区间,与冈底斯岩浆弧的锆石年龄一致。另外,这些砂岩中含有大量的碎屑铬尖晶石,其低Ti低Al的地球化学特征同样指示拉萨地体的物质输入。桑单林组和蹬岗组之间物源区的突然变化,为印度-亚洲大陆碰撞提供了最小年龄约束。桑单林组底部的最年轻碎屑锆石年龄和放射虫化石(RP9,49-50.3Ma)指示印度-亚洲初始碰撞至少早于Ypresian晚期(～50Ma)。柳区砾岩主要沿雅鲁藏布缝合带南侧分布,从拉孜至白朗东西延展超过150km,主要由沉积于冲积扇环境的粗粒碎屑岩组成。柳区砾岩由于不含冈底斯来源的中酸性火成岩砾石,被部分学者认为是印度和大洋岛弧碰撞的产物。为了确定柳区砾岩的物源区,本研究进行了详细的碎屑组分分析和碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析。柳区砾岩的砾石组成包括石英砂岩、岩屑砂岩、板岩、硅质岩、玄武岩和少量的千枚岩、辉长岩和蛇纹岩。硅质岩、基性-超基性岩组合指示雅鲁藏布蛇绿岩套为重要物源区。柳区砾岩的碎屑锆石年龄主要分布在80-150、200-400和-450-1250Ma。年龄为80-150Ma的锆石可以分为两组：一组具有正的εHf(t)值,与冈底斯弧的岩浆锆石相似,为日喀则弧前盆地的再旋回锆石；另一组具有负的εHf(t)值,其物源区为特提斯喜马拉雅白垩纪地层或日喀则弧前盆地(最初来自北冈底斯)。年龄为200-400Ma的锆石的εHf(t)值为-4.3-+9.1,其唯一可能的物源区为朗杰学群。年龄大于450Ma的锆石可以来自特提斯喜马拉雅、朗杰学群以及日喀则弧前盆地。柳区砾岩中出现大量源自亚洲大陆(日喀则弧前盆地)的碎屑锆石,表明其沉积于印度-亚洲大陆碰撞之后。因此,新的数据不支持柳区砾岩为印度-大洋岛弧碰撞的沉积记录。日喀则地区的内磨拉石包括秋乌组和恰布林组,恰布林组可进一步划分为江庆则段、德日段和屯穷段。秋乌组由下部黑色页岩、厚层砂岩和上部杂色泥质岩、中薄层砂岩组成,沉积于湖泊和三角洲环境。江庆则段由互层状的红色泥质岩和灰绿色砂岩组成,沉积于河流环境。德日段主要由巨厚层粗粒砾岩组成,夹少量砂岩和紫红色泥质岩,沉积于以辫状河为主的冲积扇环境。屯穷段由红色泥岩、含砾泥岩和少量砾岩、砂岩组成,沉积于冲积扇扇中-扇端环境。最新的孢粉化石资料和年轻的碎屑锆石年龄指示秋乌组和恰布林组的沉积时间为晚渐新世-早中新世。物源区分析表明秋乌组和江庆则段的沉积物主要源自北侧的冈底斯弧,仅包含少量来自南侧雅鲁藏布缝合带的碎屑物质。而德日段和屯穷段中硅质岩、基性-超基性岩和沉积岩碎屑大量出现,指示南侧雅鲁藏布蛇绿岩套和日喀则弧前盆地碎屑物质的大量输入。晚渐新世时期沿冈底斯南麓大量出现湖相沉积地层,可能反应了这一时期上地壳的拉张作用,而之后南侧物质大量向盆地输入则是大反向断裂发育的结果。晚渐新世-早中新世沿雅鲁藏布缝合带短暂的拉张和之后迅速的挤压可能是印度板块俯冲角度反转(低角度向高角度变化)和最终断离的结果。这一研究结果表明内磨拉石并非印度-亚洲大陆碰撞的直接产物,而是后碰撞时期区域地质作用的结果。基于本论文的研究结果和最新的地质资料,笔者提出了一个新的沉积-构造模式来解释雅鲁藏布缝合带晚白垩世-第三纪时期的沉积演化：印度-亚洲大陆初始碰撞发生在白垩纪末期-早始新世,初始碰撞发生后,由于亚洲大陆地壳加载到印度大陆边缘之上,之前的被动大陆边缘盆地向喜马拉雅欠充填前陆盆地演化。萨嘎地区的桑单林组和者雅组沉积于前陆盆地的前渊位置。大约在始新世中期,喜马拉雅前陆盆地由欠充填阶段进入过充填阶段,特提斯海完全关闭。同一时期,特提斯俯冲板片的断离,导致陆-陆缝合部位快速均衡隆升,可能是盆地性质转化的深部控制因素。雅鲁藏布缝合带的隆起,还导致了柳区砾岩的沉积。研究认为柳区砾岩为前陆盆地楔顶沉积物,记录了喜马拉雅的早期隆升。渐新世-早中新世时期,俯冲印度板块的反转,引起冈底斯南缘短暂的拉张,形成以秋乌组为代表的湖相地层。之后由于俯冲印度板块的断离,导致迅速的地壳缩短和大规模逆冲断裂的发育,形成了以恰布林组为代表的内磨拉石沉积。