南秦岭（图2-1）作为秦岭造山带的重要组成部分，与秦岭主体造山带一样，经历了漫长的历史和复杂的演化。已有的较多研究结果表明（张国伟等，1994，1997，2000；张宗清等，2002；董云鹏等，2002；杜远生等，1997），现今的南秦岭主要经历了四个大的演化阶段。其中新太古—古元古代结晶基底和中元古代火山岩过渡基底是南秦岭地质演化的基础；新元古代火山-沉积建造是由火山盆地向现代板块构造体制转换过程的物质表现；震旦纪—早古生代形成统一扬子板块北缘的沉积盖层；海西期勉略-石泉构造蛇绿岩残片的存在表明秦岭曾从扬子板块分离而形成一独立的小板块；印支期俯冲型花岗岩带与蛇绿岩带平行展布，标志着南秦岭板块构造体制的结束；燕山多期陆内巨大的向南推覆构造造就了南秦岭构造岩片系统、勉略-石泉巨大构造混杂岩带和巴山推覆构造前锋带三大构造单元的构造格局。
图2-1 陕西南秦岭构造地质略图
（据陕西省区域重力成果报告，1996）
1—商丹缝合带；2—饶峰-麻流坝-钟宝缝合带；3—区域性大断裂；4—华北地块；5—秦岭地块；6—扬子地块；7—结晶基底出露区；8—过渡基底出露区；9—加里东陆内裂谷带
一、基底形成阶段
（一）新太古代—古元古代结晶基底形成阶段
该结晶基底包括后河群、三花石群、鱼洞子群及铁佛店、龙草坪片麻岩等。同位素年龄集中在30亿～25亿年和23亿～18亿年，分别属于新太古代和古元古代。各岩群呈大小不同的构造岩块（岩片）、夹块等残存状态以构造裹挟形式分散孤零地夹持于南秦岭构造带中，都经历了多期构造变形变质。原岩既有以火山-沉积岩系为主体的活动性碎屑岩建造，也有古老的侵入体经多期变形变质。不同岩群在地球化学上的显著差异，说明其分属于不同的地球化学省。然而都经历了20亿～17亿年左右的一次克拉通化作用，有地幔物质的大量加入和地壳结构的重大调整（董云鹏等，2002）。
（二）中元古代浅变质火山岩过渡基底
该基底是以火山岩为主体、绿片岩相变质为特点的强变形构造-岩石地层组合，包括陨西群和跃岭河群的一部分、三花石群大部、西乡群、火地哑群麻窝子组和上两组、大安岩群、陈家坝岩群等地层。不同地带的岩石组合虽不同，但共同的特点是同位素年龄主要集中在10亿～16亿年，个别早于18亿年，部分可能延续到7亿～8亿年。火山岩主要为大陆边缘性非典型双峰式火山岩建造。火山岩形成的构造环境从早到晚表现为由大陆裂谷—大洋盆地—陆缘火山岩演化的特点。
二、新元古代—早古生代扬子板块北缘火山-沉积岩建造
（一）新元古代火山-沉积岩组合
主要分布有勉略宁碧口岩群火山岩—火山沉积岩、汉南火山岩—火山沉积岩及跃岭河群火山岩—火山沉积岩及武当基性岩墙。这些火山岩的大量发育表明：晚古生代在南秦岭曾存在着广泛的火山活动。据董云鹏（2002）等系统研究，火山岩的岩石成分特征显示出与中元古代火山岩化学成分的明显不同，耀岭河群在不同地区岩性的变化较大，武当地区以基性火山岩为主的耀岭河群，其与下伏武当群或郧西群不整合接触，显示两者不是连续岩浆演化产物。基性火山岩富集Ba、Rb、Th、La、Ce，轻微亏损Nb、Ta，类似于大陆拉斑玄武岩，全岩Sm-Nd等时年龄分别为1019ma±81ma，εNd（t）＝＋5.8，806Ma±37ma，εNd（t）＝＋3.7，711ma±31ma，εNd（t）＝＋2.1；锆石U-Pb年龄796Ma±162ma和730ma左右。显然，耀岭河群火山岩主体形成于新元古代，同位素组成以143Nd/144Nd相对稳定、87Sr/86Sr变化范围大，以及δ18O值高且变化大为特征，显示存在陆壳混染作用，无疑是形成于陆内扩张环境中，但与南秦岭其他中新元古代火山岩具有明显的差别。耀岭河群基性火山岩具有类似南秦岭的高Pb同位素比值特征，但以明显低的εNd（t）区别于南秦岭中元古代火山岩，显示其源区性质存在显著差异。地质、元素和同位素地球化学研究揭示，耀岭河群火山岩与武当岩群中的基性岩墙群具有类似的地球化学组成，可能是同源异相的岩浆活动产物。武当地区的基性岩墙群主要由绿片岩相-低角闪岩相变质的辉绿岩和辉长岩组成，全岩 Sm-Nd 等时年龄782ma±164ma，εNd（t）＝＋1.5，辉石Ar-Ar年龄750ma±4ma，表明岩墙形成于8亿年左右的伸展地球动力学背景下。它以稳定的δ18O值（7.1‰～7.8‰）和相对变化大的87Sr/86Sr初始值为特征，143Nd/144Nd和87Sr/86Sr初始值分别为0.5115～0.5119和0.703～0.706，尤其是明显的低Pb同位素比值，指示岩浆源区是由亏损地幔与第I类富集地幔（EMI）混合而成的，反映了一次可能的板内地幔柱构造活动。新元古代，南秦岭由中元古代长期的伸展扩张裂谷构造逐步转化为以耀岭河基性火山岩和武当岩墙群为代表的特殊地球动力学背景，地幔源区明显以低εNd（t）和Pb同位素比值为特征，并区别于南秦岭中元古代岩浆源区的地球化学特征。耀岭河基性火山岩和武当岩墙群具有相同的时空演化特点，前者呈面状分布，属大陆拉斑玄武岩系列，后者则为共生的高位基性侵入体。近年来的研究表明，基性岩墙群是在大陆岩石圈伸展背景下，由来自岩石圈地幔或软流圈的岩浆上涌侵入地壳上部形成的，常常与地幔柱活动有关。野外地质填图表明，南秦岭基性岩墙群只侵入于武当群、郧西群和随县群中，而在其他前寒武纪地质体中不存在，显示特殊的形成区域和构造背景。综合地质、地球化学、年代学研究，推断武当基性岩墙群及共生的耀岭河群基性火山岩可能生成于南秦岭8亿年左右的小型地幔柱。
（二）震旦纪—早寒武世扬子北缘碎屑-碳酸盐岩建造
自晋宁运动以来，南秦岭归属于统一的扬子板块北部边缘，发育了震旦系与下寒武统。南沱组和陡山沱组碎屑岩普遍不整合于下伏不同地层或岩体之上，上部普遍夹欠补偿沉积的硅质岩、薄层灰岩或磷、锰、菱铁矿层。灯影组白云岩、灰岩覆盖全区。下寒武统下部在不同地带称谓各异，名称不同反映了岩性上的微小差异，但总体上为一套硅质岩、碎屑状碳酸盐岩或薄层状灰岩夹泥质岩，由南向北有沉积环境水体由浅而深变化。其时代与构造环境在勉略-石泉构造带无明显差异，为扬子北缘一套稳定的盖层沉积。
三、勉略-石泉海槽演化阶段
加里东运动使统一的扬子板块从北缘发生裂解，逐渐进入勉略-石泉海槽演化时期（张国伟等，1997）。该海槽的演化可分为三个阶段：一是加里东差异性升降阶段；二是勉略-石泉海槽形成阶段，即南秦岭微板块从扬子地台的游离；三是海槽闭合，板块碰撞造山阶段。图2-2（张国伟等，1997）反映了秦岭构造演化过程中南秦岭微板块从游离到板块碰撞造山阶段的完整过程。
四、陆内造山演化阶段
印支期的海槽闭合结束了南秦岭的板块构造演化历史。但板块运动机制并未完全终止，而是紧接着发生了大规模的陆内造山作用。这种陆内造山作用在南秦岭主要表现在以下几个方面：①形成了由北向南的巨大逆掩推覆构造，造就了南秦岭的构造-岩片系统，并伴随低绿片岩相变质作用，本次构造事件主要发生于燕山早期；②第二期的高角度由北向南逆冲推覆运动伴随扬子地块北缘不同块体差异性向北运动形成巴山弧形弯曲，从而造就了勉略-石泉构造带晚期西部的左旋走滑与东部右旋斜冲的构造现象（张国伟等，1997）。
图2-2 秦岭造山带构造演化图
（据张国伟等，1997）