大陆深俯冲和超高压变质岩的研究是地球科学研究的前沿和热点方向,有助于发展板块构造理论。对大陆俯冲带中的熔/流体活动,尤其是超高压变质岩部分熔融的研究有助于深入理解大陆俯冲过程和机制、壳幔相互作用以及陆壳物质再循环等重要科学问题。大别-苏鲁造山带是世界上典型的大陆碰撞造山带,形成于三叠纪时期华南陆块向华北陆块之下俯冲,为研究超高压变质岩的部分熔融及其地球化学效应提供了理想场所。本文研究区域选取苏鲁超高压变质带的北部威海地区和中部仰口地区,通过对其中的花岗片麻岩、混合岩及榴辉岩等进行系统的岩石学、矿物学、锆石U-Pb年代学和元素同位素地球化学研究,为探究大陆碰撞造山带超高压变质岩部分熔融时限、熔融过程和反应机制,以及熔体成分演化和花岗岩成因等提供了重要制约。本文还详细探讨了深熔过程中副矿物行为和元素活动性,丰富了对大陆深俯冲化学地球动力学的认识。对苏鲁造山带仰口地区新元古代花岗片麻岩的研究表明,其原岩包含扬子陆块始太古代陆壳组分,并且这些岩石经历了古元古代和新元古代的多期再造过程。我们首次在苏鲁片麻岩中发现了始太古代的岩浆锆石(～3.7 Ga),证实了扬子克拉通北缘存在始太古代陆壳基底。同时片麻岩中还记录有三组锆石U-Pb年龄,分别为古元古代的2.1 Ga和新元古代的790 Ma和720 Ma。样品中始太古代锆石具有负εHf(t)值(-2.8～-0.9)以及更老的球粒陨石模式年龄(3.74-3.96 Ga),推测其所属的扬子陆块在始太古代甚至冥古宙末期就有新生地壳出现。根据这些古老锆石的地球化学特征,如低A1和P含量、高(REE+Y)/P摩尔比值等,推测形成锆石的地壳熔体源区可能为偏铝质花岗岩。古元古代和新元古代三组锆石均具有太古宙的亏损地幔Hf模式年龄(2.6-3.0 Ga),指示太古宙地壳经历了古元古代和新元古代的多期再造过程。古元古代锆石可能记录了与哥伦比亚超大陆聚合相关的岩浆事件,而新元古代的两组锆石可能记录了与罗迪尼亚超大陆裂解相关的岩浆活动。这个结果揭示了在扬子克拉通北缘可能存在始太古代陆壳基底,这些古老基底物质在古元古代和新元古代经历了多期再造过程。对苏鲁造山带威海地区混合岩的研究表明,深俯冲陆壳在折返阶段和碰撞后阶段经历了多期次部分熔融。混合岩中锆石记录了超高压变质年龄为230±1Ma,随后的多期次深熔事件分别发生于晚三叠世222±2Ma和215±1 Ma,以及侏罗纪177±2 Ma和152±2 Ma。变质锆石具有低Th/U比值(<0.1),平坦的重稀土(HREE)配分,无明显Eu异常,且鉴定出柯石英包裹体,指示其超高压变质成因。深熔锆石具有较高的U含量,同时富Th、Nb、Y和稀土元素(REE),具有低Th/U 比值(<0.1),陡峭的HREE配分型式和Eu负异常。深熔锆石和变质锆石均具有相对残留核升高的εHf(t)值,指示在锆石生长过程中有含放射成因Hf矿物的分解。浅色体和对应的深色体具有相对均一的S r-Nd-O同位素,为同一原岩的部分熔融产物。多期地壳深熔和不同程度的熔体结晶分异导致显著地球化学分异。相比深色体而言,浅色体/脉体有更高的长英质组分,较富集大离子亲石元素(LILE),具有低REE、Th、Y含量,显著Eu正异常和高Ba/Th和Sr/Y比值。结合浅色体地球化学特征和岩相学观察,推测混合岩化主要与白云母脱水熔融有关,且熔融过程中磷灰石、绿帘石等副矿物在熔体中溶解极为有限。大别与苏鲁造山带在深熔期次和时限等方面存在显著差异,苏鲁造山带发育普遍的侏罗纪深熔事件及相关岩浆活动,而同期事件在大别造山带却缺乏记录。这指示了二者在碰撞后阶段具有不同的构造演化历史。对苏鲁造山带仰口地区的富多硅白云母花岗质岩脉研究表明,其形成于围岩花岗片麻岩在高压和超高压条件下的部分熔融。这些花岗质岩脉在Sr-Nd-O同位素组成上和同一露头的榴辉岩有显著差异,指示不可能由榴辉岩部分熔融形成。锆石U-Pb年代学给出,花岗质岩脉形成年龄为216-222 Ma,稍晚于榴辉岩形成的变质年龄,指示片麻岩部分熔融可能发生在峰期超高压变质之后的早期折返阶段。同时,根据多硅白云母压力计限定出花岗质岩脉结晶于高压-超高压条件(1.9-3.0 GPa),这也与其中含大量金红石和石榴石(高钙铝榴石组分)的矿物学证据一致。这些过铝质花岗岩脉均富集大离子亲石元素(LILE)、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有较高的轻稀土元素(LREE)含量和Eu负异常,与威海及其它地区混合岩中浅色体的微量元素特征有明显区别。这可能与仰口花岗质岩脉更高的形成压力,以及深熔过程中磷灰石、绿帘石等副矿物在熔体中较高的溶解度有关。它们具有低Sr/Y和(La/Yb)N比值,这与同为高压/超高压榴辉岩相部分熔融产物的埃达克质岩石成分有明显区别。根据不同形成压力花岗质岩脉之间的成分差异可以看出,随着压力变化,一些地球化学参数如K/Na、A/CNK、P2O5、LREE、Li、Ba、V等与压力之间表现出很好的正相关关系,指示压力条件对熔体成分具有显著的影响。这与前人通过实验岩石学在高压-超高压条件下模拟不同压力下熔体特征变化的趋势相符合。压力对熔体成分的影响可以与矿物的稳定性联系起来。在高压-超高压条件下多硅白云母、单斜辉石、碱性长石的稳定性在压力变化过程中控制着深熔熔体的K/Na、A/CNK、LILE等特征。随着压力升高,熔体更偏过铝质,同时也进一步促进了磷灰石、绿帘石等副矿物的溶解,使熔体中P和LREE等组分升高,而磷灰石的加入导致熔体εNd(t)值的升高。深熔锆石Hf同位素相对残留核显著升高,同样也指示了石榴石以及磷灰石等矿物的重要贡献。本论文通过对典型碰撞造山带的天然样品研究,查明了在高压-超高压条件下长英质岩石部分熔融熔体成分受压力变化和不同矿物行为的具体影响和内在联系。