黑龙江杂岩中蓝片岩的地球化学特征和云母片岩的4期40Ar-39Ar年龄对佳木斯地块晚古生代至中生代构造演化的制约

黑龙江杂岩作为存在于佳木斯地块西缘的牡丹江洋俯冲—增生的唯一直接记录,对限定佳木斯地块晚古生代—中生代的构造演化具有关键作用。本文主要对依兰和牡丹江地区出露的黑龙江蓝片岩和云母片岩分别进行了地球化学和⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学方面的分析。研究结果显示,依兰和牡丹江地区的蓝片岩原岩均为碱性玄武岩,与 OIB的地球化学性质相一致,指示其形成于洋岛环境。结合作者在依兰地区发表的蓝片岩原岩结晶年龄为～288 Ma,表明在早二叠世时期,佳木斯地块与松嫩地块之间存在古洋盆,即牡丹江洋。此外,在牡丹江地区黑龙江杂岩中获得的云母片岩白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄为187±2 Ma,其与变基性岩常常相伴产生,表明二者共同经历了牡丹江洋的俯冲消亡过程,因此代表了黑龙江蓝片岩的形成时代,即早侏罗世。综上,本文对佳木斯地块晚古生代—中生代的构造演化历史提出了新的解释,即：早二叠世,牡丹江洋一直存在于佳木斯地块与松嫩地块之间;早侏罗世,牡丹江洋向松嫩地块之下发生俯冲消减,进而造成佳木斯地块与松嫩地块发生碰撞拼贴。     

黑龙江嘉荫与俄罗斯远东Kundur地区黑龙江杂岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及其地质意义

本文报道了黑龙江嘉荫和俄罗斯远东Kundur(昆杜尔)地区黑龙江杂岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析结果,并结合前人研究成果,探讨了黑龙江杂岩的物质组成、形成时代、构造就位时间及物源。黑龙江嘉荫地区黑龙江杂岩中两个石榴石白云母石英片岩(13HYC28-1和13HYC29-1)原岩为流纹岩,其锆石U-Pb年龄分别为185±1Ma和183±1Ma,应代表黑龙江杂岩中存在的中酸性火山岩原岩的形成时代;俄罗斯远东Kundur(昆杜尔)地区石榴石二云母片岩(14RF4-1)和白云母石英片岩(14RF5-1)碎屑锆石年龄频谱主要存在两个年龄区间:183～286Ma和420～525Ma,另外还有少量前寒武纪年龄。这些碎屑锆石年龄组合与佳木斯地块和松嫩-张广才岭地块东缘发育的岩浆事件相对应,揭示其沉积物源应来自于这些火成岩。黑龙江杂岩碎屑锆石年龄数据中早侏罗世的最小峰期年龄(188Ma)代表了黑龙江杂岩原岩成岩时代的下限,结合区内177～165Ma的单矿物变质变形年龄,可以判定黑龙江杂岩的构造就位时间为早侏罗世晚期-中侏罗世。黑龙江杂岩的形成与就位过程揭示了东北亚陆缘早中生代的构造演化历史:中-晚三叠世(240～230Ma),牡丹江洋沿嘉荫-牡丹江断裂裂开并逐渐扩张,早侏罗世期间,古太平洋板块开始向欧亚大陆之下俯冲,受其影响,牡丹江洋俯冲并闭合于早侏罗世晚期-中侏罗世,最终导致佳木斯地块与松嫩-张广才岭地块碰撞拼合以及黑龙江杂岩的构造就位。     

黑龙江省东部古生代—早中生代的构造演化:火成岩组合与碎屑锆石U-Pb年代学证据

黑龙江省东部松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的演化历史以及古亚洲洋构造体系与环太平洋构造体系的叠加与转化一直是地学领域研究的热点问题之一。依据该区古生代—早中生代火成岩的年代学与岩石组合研究,结合碎屑锆石的年代学研究成果,讨论了松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的演化历史以及两大构造体系叠加与转化的时间。锆石U-Pb定年结果表明:黑龙江省东部古生代—早中生代岩浆作用可划分成8期:早奥陶世(485Ma)、晚奥陶世(450Ma)、中志留世(425Ma)、中泥盆世(386Ma)、早二叠世(291Ma)、中二叠世(268 Ma)、晚三叠世(201～228 Ma)以及早侏罗世(184 Ma)。早奥陶世—中志留世,岩浆作用主要分布在松嫩—张广才岭地块的东缘,并呈南北向带状展布,主要由闪长岩-英云闪长岩-二长花岗岩组成,显示活动陆缘—碰撞的构造演化历史,揭示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块于中志留世(425Ma)已经拼合在一起,这也得到了早泥盆世地层碎屑锆石年代学的支持。中泥盆世,火山作用分布在佳木斯地块东缘和松嫩—张广才岭地块上,前者为双峰式火山岩组合,后者为A型流纹岩,它们共同揭示该区处于一种碰撞后的伸展环境。早二叠世,佳木斯地块东缘发育一套钙碱性火山岩组合,揭示古亚洲洋俯冲作用的存在,而同期的张广才岭地区则发育一套典型的双峰式火成岩组合,揭示了陆内伸展环境的存在。中二叠世,同碰撞型火山岩分布于佳木斯地块东缘及东南缘,其形成可能与佳木斯地块和兴凯地块的碰撞拼合有关。晚三叠世,张广才岭地区存在的双峰式火山岩和敦—密断裂东南区发育的A型流纹岩均显示陆内的伸展环境,其形成应与古亚洲洋最终闭合后的伸展环境相联系。此外,结合牡丹江断裂两侧均发育中—晚二叠世花岗岩以及佳木斯地块上晚三叠世—早侏罗世岩浆作用的缺失,暗示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块在三叠纪早期沿牡丹江断裂可能存在一次裂解事件。而早—中侏罗世陆缘(东宁—汪清—珲春)钙碱性火山岩和陆内(小兴安岭—张广才岭)双峰式火成岩组合的出现,结合牡丹江断裂两侧"张广才岭群"和"黑龙江群"构造混杂岩的就位,暗示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块在早—中侏罗世再次拼合,这也标志着环太平洋构造体系的开始。     

佳木斯地块及邻区早古生代——晚中生代构造演化

为厘清嘉荫—牡丹江缝合带的形成时代,确定佳木斯地块早古生代—晚中生代构造演化过程,笔者对佳木斯地块及邻区出露的一些特征岩石的相关资料进行了收集与系统分析。分析结果显示,黑龙江杂岩外来岩块原岩具有类似蛇绿岩的特征,锆石U--Pb年龄结果显示其形成时代为257～210 Ma,云母及蓝闪石Ar--Ar年龄显示基质与外来岩块共同发生高压变质与退变质事件的时间为193～145 Ma,结合出露于佳木斯地块与松嫩地块的早古生代-早侏罗世火成岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄,提出佳木斯地块与松嫩地块间经历了早古生代拼合—二叠纪末期三叠纪裂解—侏罗纪-白垩纪初期再次拼合的构造演化过程。古太平洋板块向西的俯冲作用,驱动了其最终的拼合,形成了以黑龙江杂岩为标志的嘉荫—牡丹江缝合带。     

黑龙江杂岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义

黑龙江杂岩带位于佳木斯地体西缘,为佳木斯地体向西与松嫩地体之间俯冲、拼贴、碰撞而形成的高压变质带.黑龙江杂岩沿牡丹江断裂分布,其构造-岩石组合、变质变形特征等显示其为佳木斯地体向松嫩地体俯冲拼帖的过程中形成的增生杂岩,目前保存下来的杂岩带应为大规模增生楔仰冲到佳木斯地体之上的残余部分.88颗碎屑锆石的全部样品SHRIMPU-Ph年代学测试结果显示三个主要年龄区间:170～220Ma,峰值年龄为183Ma;240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～520Ma,峰值年龄为470Ma.而28个碎屑锆石谐和年龄的年龄谱为两组:240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～500Ma,峰值年龄为470Ma.碎屑锆石年龄数据分析得到,240～338Ma峰期年龄为256Ma的年龄应代表黑龙江杂岩主体岩石的沉积年龄上限;而450～500Ma的年龄谱对应于佳木斯地体的基底变质岩年龄,显示佳木斯地体的基底变质岩曾为黑龙江杂岩的物源区;而170～210Ma,峰期年龄为183Ma的不谐和年龄应为受印支期-早侏罗世构造热事件的扰动年龄,与该区变质单矿物的Ar-Ar年龄相一致,应代表了该区陆-陆碰撞的时代.上述年龄为黑龙江杂岩的形成与演化提供了重要的地质年代学制约,即黑龙江杂岩的原岩成岩时代上限为早三叠世,佳木斯地体向西的俯冲时代主体为印支期,而陆-陆拼贴及碰撞过程主要为晚印支期并可能持续到早侏罗世.这些结果将为揭示我国东北地区构造演化的年代学格架以及三叠纪古亚洲构造域向环太平洋构造域叠加和转换的动力学背景研究提供新的基本地质事实依据.     

牡丹江地区黑龙江杂岩锆石U-Pb年代学特征及地质意义

黑龙江杂岩主要出露在佳木斯地块西缘,沿牡丹江断裂分布,为佳木斯地块与松嫩地块拼合过程中形成的构造混杂岩.杂岩以强烈变形的长英质糜棱岩为主体,其中含有大量具洋壳性质的超基性岩、变基性熔岩（蓝片岩）及变硅质岩和大理岩等岩块或岩片.对出露于黑龙江省东部牡丹江地区的长英质糜棱岩进行了锆石LA-ICP-MS研究.获得两组²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄数据,其加权平均年龄分别为509.4±7.1 Ma（n=9,MSWD=1.3）和269±1.9 Ma（n=22,MSWD=0.93）.其中最老2 420和2 459 Ma锆石年龄的出现,表明杂岩中有来自古元古界古老物质;509 Ma左右是佳木斯地块中麻山群的高级变质和花岗质岩浆作用年龄;约269 Ma年龄说明黑龙江杂岩变形基质形成于晚二叠世之后,可能与晚古生代古亚洲洋闭合事件相关.     

黑龙江宁安英城子热液金矿床与成矿伴生的辉绿玢岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

英城子热液金矿床产于张广才岭岩浆构造带东侧的早古生代花岗岩岩体内的韧脆性剪切带中。矿区内出露的辉绿玢岩中锆石的SHRIMPU--Pb测年结果表明:16个单颗粒锆石的谐和年龄值可划分为4组,分别为849.7～897.0Ma、755.6±19.2Ma、486～514.0Ma和419～451Ma。结合锆石的特征和相关地质测年结果,初步认为辉绿玢岩岩浆作用发生在麻山期或加里东期陆内造山后的地壳伸展环境内(432Ma);该区在晚元古代和早古生代属于佳木斯地块的一部分或地壳演化与佳木斯地块、额尔古纳地块处于相同的地质环境中。     

黑龙江省中东部地区二叠纪—早侏罗世洋陆演化过程及成矿动力学背景探讨

我国东北古生代—中生代洋陆构造演化存在较大争议。黑龙江省中东部地区二叠纪—早侏罗世岩浆活动强烈、矿床发育,为我们认识中国东北晚古生代至早中生代洋陆转换过程以及成矿地质背景提供了重要素材。本文在系统总结黑龙江省中东部的蛇绿岩、岛弧岩浆岩和矿床学研究成果基础上,分析并识别出洋内弧前弧玄武岩、富铌玄武（安山）岩和英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩（TTG）等岩石类型,并将研究区二叠纪—早侏罗世洋陆演化与成矿划分为二叠纪、早—中三叠世、晚三叠—早侏罗世三个阶段。（1）早二叠世佳木斯地块东侧的前弧玄武岩、富铌玄武岩和TTG岩类记录了古太平洋初始俯冲和洋陆俯冲,由于该西向俯冲导致佳木斯地块和松嫩地块间弧后拉张形成牡丹江洋,这期间佳木斯地块上的金矿围岩花岗岩类为与古太平洋俯冲背景有关的I型花岗岩。（2）早—中三叠世牡丹江洋发生双向俯冲消减,其中与牡丹江洋西向俯冲板片后撤相关的成矿序列为斑岩型钼矿。（3）晚三叠—早侏罗世佳木斯地块东缘受到古太平洋持续俯冲,以及晚三叠世末期—早侏罗世早期牡丹江洋闭合,形成松嫩地块和佳木斯地块同碰撞、碰撞后伸展以及古太平洋俯冲相关的岩浆事件,该时期主要形成早侏罗世斑岩型钼矿床和矽卡岩型多金属矿床。     

佳木斯地块构造演化

佳木斯地块位于中亚造山带东段,是我国东北地区一个重要的大地构造单元,古生代以来经历了复杂的多构造体系叠合的演化过程。本文在总结近二十年已报导的相关研究成果基础上,结合笔者近年工作,探讨了佳木斯地块的基底属性和来源,重塑了佳木斯地块西缘碰撞拼贴,以及东缘俯冲-增生的构造演化过程。研究表明,佳木斯地块具有亲冈瓦纳大陆的构造属性,裂离后经历了长距离的北漂。与松辽地块先后两次拼合,首次发生于中志留世(～425Ma),在晚二叠世前后(～250Ma)沿原缝合带位置发生裂解,拉张出新的有限洋盆(牡丹江洋),并于侏罗纪(185～145Ma)与松辽地块沿牡丹江-依兰构造带再次碰撞拼贴,形成了高压变质的黑龙江增生杂岩带。而佳木斯地块东缘受晚石炭世-晚三叠世(305～250Ma)泛大洋的俯冲-增生事件影响,形成了跃进山增生杂岩,随后于中侏罗世-早白垩世(165～128Ma)在古太平洋板块的西向俯冲作用下,形成了饶河增生杂岩。因此,佳木斯地块的构造演化既涉及了晚古生代古亚洲洋构造域的消亡,又经历了中生代古太平洋构造域的叠加与改造,而黑龙江杂岩的形成标志着古太平洋构造体制与古亚洲洋构造体制的转换始于晚三叠世(～210Ma)。     

黑龙江省东南部张广才岭群新兴组的形成时代及物源

为确定张广才岭群新兴组的形成时代和物源,本文测定了其碎屑锆石和岩浆锆石的年龄。在新兴组中测得的两组碎屑锆石(LA- ICP- MS U- Pb)产生多组谐和年龄,BP18R15样品91个测点最小峰值(谐和)年龄为260Ma (41个点),BP18R83样品100个分析点最小峰值(谐和)年龄为253Ma (52个点)。锆石绝大多数呈自形—半自形晶,显示典型振荡岩浆生长环带或条痕状吸收,且Th/U值相对较高,暗示其岩浆成因。以此确定新兴组沉积下限为晚二叠世之后。结合侵入于新兴组的正长花岗岩年龄为210 ±1Ma,表明张广才岭群新兴组形成于晚二叠世—晚三叠世之间,而非前人所确定的新元古代。从新兴组中碎屑锆石的年龄频数可看出,新兴组的沉积物主要来源于周边晚古生代地质体以及次要的中元古代、新元古代、早古生代和早中生代地质体。前寒武纪碎屑锆石的存在暗示新兴组沉积时,区域地表或浅部曾存在一些具有类似年龄的前寒武纪残余地质体。新兴组几乎所有沉积物源来自松嫩- 张广才岭地块,暗示松嫩- 张广才岭地块与佳木斯- 兴凯地块及华北地块的拼合应晚于晚二叠世。     

黑龙江跃进山杂岩中砾岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义

黑龙江省饶河县石场一带分布的跃进山杂岩为一套富含晚三叠世化石的海陆交互相沉积地层.砾岩样品中的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示，样品中的碎屑锆石年龄谱具有4组年龄，分别为800 Ma以上、500 Ma、251~284 Ma和219~222 Ma.前三者与佳木斯地块中的热事件年龄完全一致，表明其沉积物源主要来自佳木斯地块；后者为砾岩最小年龄组，大致可将这组最小年龄视为这套砾岩的沉积时代下限，与西侧松辽地块东缘的张广才岭地区广泛分布的210~228 Ma的晚三叠世早期花岗岩基本一致，说明具有最小年龄组的碎屑锆石可能来自松辽地块东部.碎屑锆石年龄及其源区特征表明，在晚三叠世之前，跃进山增生杂岩已经就位在佳木斯地块东缘，并成为佳木斯地块东部大陆边缘的一部分.     

黑龙江跃进山杂岩中砾岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义

黑龙江省饶河县石场一带分布的跃进山杂岩为一套富含晚三叠世化石的海陆交互相沉积地层.砾岩样品中的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,样品中的碎屑锆石年龄谱具有4组年龄,分别为800 Ma以上、500 Ma、251~284 Ma和219~222 Ma.前三者与佳木斯地块中的热事件年龄完全一致,表明其沉积物源主要来自佳木斯地块;后者为砾岩最小年龄组,大致可将这组最小年龄视为这套砾岩的沉积时代下限,与西侧松辽地块东缘的张广才岭地区广泛分布的210~228 Ma的晚三叠世早期花岗岩基本一致,说明具有最小年龄组的碎屑锆石可能来自松辽地块东部.碎屑锆石年龄及其源区特征表明,在晚三叠世之前,跃进山增生杂岩已经就位在佳木斯地块东缘,并成为佳木斯地块东部大陆边缘的一部分.     

滇西允沟岩组碎屑锆石年龄谱对相关地块亲缘性的约束

滇西允沟岩组为一套低绿片岩相的泥质浅变质岩,岩性以云母石英片岩、云母石英千枚岩、云母片岩、细晶灰岩为主,局部夹硅质岩,一直以来被认为是前寒武纪变质基底的重要组成部分。其原岩以碎屑岩为主,含有部分灰岩、白云岩,是一套形成于特提斯洋被动大陆边缘的半深海-深海沉积物,因此,是研究特提斯洋构造演化的重要窗口。但是,对允沟岩组的形成时代至今仍存在较大争议,为此本文选取允沟岩组中的片岩进行了碎屑锆石U-Pb精确定年。分析结果表明,允沟岩组原岩沉积时代为新元古代晚期-寒武纪期间(551～491Ma),主要由新太古代、新元古代及少量古元古代碎屑物质组成。其中,大量太古宙晚期碎屑锆石表明其源区有太古宙基底的存在,而1749Ma这组碎屑锆石可能与哥伦比亚超大陆聚散有关,956Ma和848Ma这两组锆石记录的事件可能是对罗迪尼亚超大陆三阶段裂离事件的前两期的响应。此外,还含有少量泛非运动信息,但泛非运动对其源区的影响极其有限。结合前人研究成果和本文碎屑锆石年龄谱,显示允沟岩组形成于原特提斯洋的被动陆缘,与印度板块、南羌塘地块具有显著的亲缘性。     

Detrital Zircon U‐Pb Dating of Nanshuangyashan Formation in the Jiamusi Massif,NE China and its Tectonic Implications

A suite of the fossil-rich marine-land interbedded strata(Nanshuangyashan Formation) is distributed at the eastern margin of the Jiamusi massif in the eastern Heilongjiang Province, NE China. The authors had recently discovered a suite of arkose beneath the marine-land interbedded strata, which overlays unconformably on the Permain granite in the eastern margin of the Jiamusi massif. The LA-ICP-MS zircon U-Pb dating indicate that all detrital zircons from the analysed four arkose samples show the four population ages of 800 Ma, 538–481 Ma, 269–250 Ma and 223–215 Ma. The former three population ages are widely recorded in the Jiamusi-Khanka massif and the Songnen massif. The later group is the minimal age population in the analyzed samples, limiting the sedimentation time of the arkoses occurred after the Late Triassic. At present, the minimal age population is not recorded in the Jiamusi massif, but the granites with the ages of 228–210 Ma are widely distributed in the Songnen-Zhangguangcai Range massif and the Khanka massif. The predominantly Permian zircons are characterized by oscillatory zoning and euhedral shapes, with variable zircon ε_(Hf)(t) values(-5.5 to +11.2), indicating that they were derived from mixture sources, possibly mixed with components of the Songnen-Zhangguangcai Range massif and the Jiamusi-Khanka massif. These results, combined with regional analyses, indicate that the closing of Mudanjiang ocean and Panthalassa ocean possibly existed from Early Permian to Late Triassic.     

大兴安岭南部扎赉特旗团发村晚古生代沉积岩源区和时代限定

大兴安岭南部扎赉特旗地区分布着一套晚古生代地层,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成,由于缺乏古生物化石和年代学证据,前人依据地层对比将其定为晚二叠世林西组。本次工作在详细地野外地质调查基础上,运用锆石LA-ICP-MS U-Pb测年技术,对三个砂岩样品(样品号:18TF-01、18YSL-04和18XBL-01)中的碎屑锆石进行了测定,共获得219颗碎屑锆石U-Pb年龄值,其主要分布在243~269Ma,273~298Ma,305~339Ma,350~377 Ma,445~507 Ma和754~1053 Ma六个年龄区间。其中获得最年轻的一组锆石的谐和年龄为245 Ma,并结合区域上侵入该地层花岗岩的年龄,限定其沉积时代可能为中三叠世。根据碎屑锆石的年龄值特征反映出该地层具有多物源供给的特点,其中年龄为243~269Ma的碎屑物质源区主要来自于古亚洲洋闭合及碰撞造山相关的岛弧花岗岩类;年龄为273~298 Ma主要来自于大石寨组火山岩;年龄为305~339 Ma可能主要来自于格根敖包组火山岩;350~377 Ma的碎屑锆石可能源于北部大民山组火山岩;年龄为754~1053 Ma的碎屑锆石与漠河杂岩、兴华渡口群及佳木斯微陆块中元古代的岩浆事件有关;较古老~1800 Ma的碎屑锆石可能来自于古亚洲洋中微陆块或结晶基底。砂岩中锆石的形成年龄与地层沉积年龄较为相近,显示出汇聚背景下的特征。因此,综合砂岩物质组成、锆石年龄特征及弧-盆之间时空关系,显示中三叠世该地区可能形成于汇聚背景下的弧前盆地。