佳木斯地块南缘牡丹江地区高压变质作用：黑龙江杂岩的岩石学和地质年代学

牡丹江地区出露的黑龙江杂岩是由变质基性岩、泥质片岩、大理岩和变硅质岩系列组成的类似于蛇绿岩层序的构造混杂岩,代表了佳木斯地块西南缘碰撞增生的产物。钠长石和绿帘石变斑晶中共生的矿物组合(钠云母+蓝闪石+多硅白云母+绿帘石)的地质温压计估算结果表明,黑龙江杂岩的峰期变质的温压条件为 T=320~480℃, p=800~1600MPa,为典型的绿帘-蓝片岩相高压变质作用。黑龙江杂岩带中泥质片岩所含的多硅白云母单矿物给出的40Ar/39Ar坪年龄为164.9Ma±0.5Ma。根据白云母中K-Ar同位素体系的封闭温度(350~430℃)接近于得到的黑龙江杂岩的峰期变质温度,可以认为40Ar/39Ar坪年龄指示了这期高压变质事件的年龄,也证实了黑龙江杂岩带中普遍存在一期中侏罗世末期的变质-热事件。     

佳木斯地块南缘牡丹江地区高压变质作用:黑龙江杂岩的岩石学和地质年代学

牡丹江地区出露的黑龙江杂岩是由变质基性岩、泥质片岩、大理岩和变硅质岩系列组成的类似于蛇绿岩层序的构造混杂岩,代表了佳木斯地块西南缘碰撞增生的产物.钠长石和绿帘石变斑晶中共生的矿物组合(钠云母+蓝闪石+多硅白云母+绿帘石)的地质温压计估算结果表明,黑龙江杂岩的峰期变质的温压条件为T=320～4800℃,p=800--1600MPa,为典型的绿帘-蓝片岩相高压变质作用.黑龙江杂岩带中泥质片岩所含的多硅白云母单矿物给出的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为164.9Ma±0.5Ma.根据白云母中K~Ar同位素体系的封闭温度(350～430℃)接近于得到的黑龙江杂岩的峰期变质温度,可以认为~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄指示了这期高压变质事件的年龄,也证实了黑龙江杂岩带中普遍存在一期中侏罗世末期的变质-热事件.     

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.     

中国东北黑龙江杂岩体蓝闪石片岩岩石学研究

黑龙江杂岩主要由蓝闪石片岩构成,蓝闪石片岩主要包括绿帘石、绿泥石、钠长石、钠质角闪石、多硅白云母和石英以及为数不多的榍石、钛铁矿和黑硬绿泥石。其中,钠质角闪石包括蓝闪石和镁质钠闪石。变质条件的压力（P）温度（T）评价条件为400－425℃和0.69－0.86 MPa,对应岩相为绿帘蓝闪石片岩相。黑龙江杂岩蓝闪石片岩的地球化学研究表明,其原岩是可与洋岛型（OIB）玄武岩和一些洋中脊型（E-MORB）玄武岩相对比的大洋玄武岩,这说明黑龙江杂岩蓝闪石片岩的玄武岩原岩是在海底山或者在大洋隆起条件下由富集源形成的;具有洋岛型玄武岩地球化学特征的变质玄武岩以及富锰的变质燧石、大理石、变质硬砂岩和蛇绿岩鳞片的加入证明黑龙江杂岩是消减—增生杂岩,它含有变形洋壳的碎块和在被改造的前震旦纪佳木斯岩体西边缘上形成于侏罗纪的增生楔岩石;黑龙江杂岩在原岩成分上可与活动大陆边缘许多增生的杂岩相当。     

黑龙江依兰地区黑硬绿泥石片岩岩石学与P-T条件研究

依兰地区黑龙江杂岩中黑硬绿泥石片岩矿物组合为黑硬绿泥+绿泥石+多硅白云母+钠长石+透闪石+钾长石±黑云母.岩石矿物学研究表明黑硬绿泥石片岩形成于250～400℃,6～9kbar的变质条件下.黄褐色黑硬绿泥石呈束状、放射状集合体.黑硬绿泥石片岩形成于佳木斯地块向西与松嫩地块俯冲拼贴过程中蓝片岩变质作用的后期,压力稍有降低而温度略有升高的变质变形环境,是蓝片岩向绿片岩转变的蓝闪绿片岩相变质条件下的产物.     

苏北连云港地区蓝闪绿片岩相岩块的发现

在苏北连云港地区(红石咀、东西连岛及蟹脐沟)发现以岩块、岩片形式出现的蓝闪绿片岩相岩石，其由石榴石、蓝透闪石、冻蓝闪石、阳起石、钠长石、多硅白云母、榍石及文石等矿物组成。石榴石变斑晶作为低扩散的刚性矿物，经历了多期变质变形作用，变质反应证据保存在石榴石的成分环带及包体矿物组合中。蓝透闪石、冻蓝闪石及文石包体的存在表明，本区出露的绿片岩相岩系属早期经历低温高压变质作用、晚期又叠加绿片岩相变质作用的高压变质地体。这一发现为苏鲁高压地体的构造单元划分提供了重要依据。     

早古生代北阿尔金HP/LT混杂岩片——一个“化石”俯冲隧道

北阿尔金高压/低温(HP/LT)变质岩呈构造岩片分布在俯冲-增生杂岩中，主要由强变形的变质沉积岩(泥质片岩、钙质片岩和石英片岩)和少量呈透镜状分布在变沉积岩中的蓝片岩和榴辉岩组成，与相邻的蛇绿混杂岩呈断层接触。榴辉岩主要矿物为绿辉石、石榴子石、多硅白云母、石英、冻蓝闪石，含少量蓝闪石、绿泥石、方解石、钠长石、榍石。蓝片岩主要矿物为蓝闪石、石榴子石、碳酸盐类矿物、阳起石、绿帘石、钠云母、绿泥石、钠长石和石英，偶见多硅白云母，其中在部分蓝片岩的石榴子石中有少量硬柱石和绿辉石包体。本文对蓝片岩(样品A06-16-7)和榴辉岩(样品A03-3-5.3)开展了岩石学和相平衡模拟研究，得到它们形成的压力峰期的温压条件分别是：T=～524℃、P=～2.1GPa和T=～527℃、P=～2.2GPa,并均经历了后期蓝片岩相的退变质叠加。结合区域上已有的研究表明，北阿尔金HP/LT混杂岩片中不同类型岩石可能经历了不同的变质演化历史，反映了古俯冲隧道的不均匀性，并在俯冲隧道的较浅部混杂在一起，共同经历了蓝片岩相或蓝片岩-绿片岩过渡相条件下的透入性变形作用。     

黑龙江依兰地区蓝片岩的变质演化P-T-t轨迹

黑龙江省依兰地区出露了一套经高压变质形成的蓝片岩、云母片岩、长英质糜棱岩和少量超基性岩及大理岩并经历了强变形作用改造,一直被认为是佳木斯地块与其西侧松嫩地块碰撞拼贴所形成的缝合带产物。本次研究,通过岩相学与矿物化学分析,根据矿物组合的不同,识别出研究区内三种不同类型的蓝片岩;并获得了绿帘蓝闪石片岩(T=350~550℃,P=10~14kbar)、蓝闪霓辉石片岩(T=350~550℃,P=10~14kbar)和石榴石冻蓝闪石片岩(T=500~540℃,P=10~12kbar)的峰期变质温压条件。结合前人发表的地质年代学数据,建立了变质演化P-T-t轨迹。其中,绿帘蓝闪石片岩具"发卡式"变质演化P-T-t轨迹;而蓝闪霓辉石片岩与石榴石冻蓝闪石片岩具顺时针的演化轨迹。我们推测其成因可能为不同类型的蓝片岩形成于不同的俯冲阶段,由动力学机制的变化所造成。该研究成果为进一步探索佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴的构造演化过程提供重要的依据。     

内蒙古头道桥地区蓝闪石片岩和相关变质岩石岩石学特征及其构造意义

内蒙古头道桥地区出露了一套经高压变质形成的岩石组合。本次研究通过岩相学和矿物化学分析,根据矿物组合的不同,识别出蓝片岩、绿片岩两种不同类型的岩石类型。其中,蓝片岩的矿物组合为角闪石（蓝闪石、蓝透闪石）+绿帘石+钠长石+绿泥石+石英+赤铁矿±多硅白云母±方解石±榍石;绿片岩的矿物组合为绿泥石+钠长石+石英±绿帘石±角闪石（阳起石、镁角闪石、蓝透闪石、冻蓝闪石等）±多硅白云母±赤铁矿。确定了蓝片岩的峰期变质级别为绿帘-蓝闪片岩相,峰期变质温度为400~600℃,压力为1.2~1.4 GPa。绿片岩的峰期变质级别为绿帘-角闪岩相。结合前人研究成果,认为蓝片岩和绿片岩的形成与额尔古纳地块和兴安地块的碰撞拼合有关。     

吉林-黑龙江高压变质带的初步厘定:证据和意义

本文定义的吉林-黑龙江高压变质带是指我国东北地区佳木斯-兴凯地块西缘和南缘共同发育的呈弧形展布的高压变质带,具体包括佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带(黑龙江蓝片岩带和张广才-小兴安岭增生杂岩带)和佳木斯-兴凯地块南缘的长春-延吉增生杂岩带.其中佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带形成于晚三叠-早侏罗世(180 ～ 210Ma),为佳木斯-兴凯地块向西冲增生而形成的高压变质带;而长春-延吉增生杂岩带由一系列特征性俯冲-增生杂岩组成,包括石头口门-烟筒山红帘石片岩带、呼兰群变质杂岩、色洛河群变质杂岩、青龙村群变质杂岩和开山屯变质杂岩等,形成时代为187～230Ma,峰期为220～230Ma.长春-延吉增生杂岩带曾被认为是西拉木伦河断裂带的东延部分,但是区域构造分析表明,它们形成的动力学背景与佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带相同,均为太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合过程.我们将佳木斯-兴凯地块西缘和南缘发育的三叠纪-早侏罗世增生杂岩带作为统一的构造单元来考虑,结合该区发育有典型的高压变质带,因此命名为“吉林-黑龙江高压变质带,简称吉黑高压带”.吉黑高压带形成于太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合的过程,同时该带记录了古亚洲构造域的结束和太平洋俯冲开始的关键时期,为两大构造域叠加与转换的关键性地质证据.     

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.     

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。     

东北中生代增生杂岩及对古太平洋向欧亚大陆俯冲历史的制约

吉林-黑龙江东部地区的中生代增生杂岩,主要由吉林-黑龙江高压变质带和那丹哈达增生杂岩(或那丹哈达地体)组成。它们将为古亚洲洋与环太平洋构造域的转换作用,大洋板块地层(OPS)层序重建,特别是古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲历史提供重要的科学依据。吉林-黑龙江高压带分布在佳木斯-兴凯与松辽地块之间的具有高压变质带性质的缝合带,新的地质年代学研究表明其形成时代为210～180Ma,表明晚三叠-早侏罗世为南北向古亚洲洋关闭和西向俯冲增生开始的关键时期。那丹哈达增生杂岩则发育在佳木斯-兴凯地块东侧,并具体分为西部的跃进山杂岩和东部的饶河杂岩。新近发表的数据显示,跃进山杂岩就位时代为210～180Ma,这与佳木斯-兴凯地块西缘的吉黑高压带形成时代相似。而饶河杂岩就位时代为晚侏罗-早白垩世,最晚期就位的时代为早白垩世(137～130Ma)。因此,吉黑东部地区的中生代增生杂岩为古太平洋向欧亚大陆中生代的俯冲过程提供了关键的信息。     

土耳其Pütürge变质地体晚白垩世岩浆作用与变质作用的年代学研究

Pütürge变质地体位于新特提斯构造带南部的土耳其Anatolia逆冲推覆构造带内,形成于欧亚板决与阿拉伯板块之间晚白垩纪碰撞造山事件.Pütürge变质地体主要由变质泥质片岩及片麻岩、花岗质片麻岩、石英岩、角闪岩和大理岩组成,发育类似巴罗型递增变质带的变质带序列,变质程度达高绿片岩相至低角闪岩相.此前该变质地体一直缺乏精确的年代学约束,为此我们采用了二次离子质谱锆石U-Pb测年方法和黑云母40Ar/39 Ar测年方法,对该变质地体进行了年代学研究.结果表明,区内花岗片麻岩原岩形成于84.2±1.1Ma,变质泥质片麻岩中黑云母40Ar/39 Ar年龄所代表的变质时代为83.21±0.1Ma.这说明早白垩世期间岩浆侵入事件不久,Pütürge变质地体就发生了区域变质作用.     

Geochemical and SIMS U-Pb rutile and LA–ICP–MS U-Pb zircon geochronological evidence of the tectonic evolution of the Mudanjiang Ocean from amphibolites of the Heilongjiang Complex,NE China

This study presents new secondary-ion mass spectrometry (SIMS) rutile and laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry (LA–ICP–MS) zircon U-Pb geochronological and whole-rock geochemical data for amphibolites of the Heilongjiang Complex, located within the Yilan area of NE China, to constrain the tectonic evolution of the Mudanjiang Ocean between the Songnen–Zhangguangcai Range and Jiamusi massifs. Magmatic zircon from amphibolites collected from the Yilan Marble Quarry yields a weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 274 ± 2 Ma, which is interpreted as the protolithic age. Amphibolites from the Longlangang and Tuanshanzi areas yield rutile U-Pb ages of 177 ± 11 Ma and 172 ± 5 Ma, respectively, which are interpreted to reflect the cooling of these rocks below the closure temperature of Pb diffusion in rutile. Amphibolites from the Yilan Marble Quarry are enriched in light rare earth elements (LREEs) and depleted in high field strength elements (HFSEs; e.g., Nb, Ta and P) relative to large ion lithophile elements (LILEs). Amphibolites from the Longlangang and Tuanshanzi areas have relatively flat chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns, and remarkable negative Nb and Ta anomalies. Moreover, all of the amphibolites from the Heilongjiang Complex in the Yilan area have tholeiitic and arc-type geochemical affinities. These amphibolites formed by similar petrogenetic processes, but from distinct mantle sources. The magmas that formed these units were generated by the partial melting of mantle sources metasomatized by subducted slab fluids, and the magma that formed the amphibolites within the Yilan Marble Quarry may have also incorporated sedimentary material. Mantle peridotite from the garnet-spinel transition zone is a possible source for the protolith of amphibolites in the Yilan Marble Quarry, and spinel-peridotites may have been the magma sources for the protoliths of amphibolites in the Longlangang and Tuanshanzi areas. Combining our data for amphibolites from the Heilongjiang Complex in the Yilan area with the results of previous research on Late Paleozoic–Early Mesozoic arc magmatism and metamorphism, we infer that the Late Paleozoic–Early Mesozoic tectonic evolution of the Mudanjiang Ocean was characterized by double-sided subduction. These data indicate that the Mudanjiang Ocean closed during the Jurassic (180–160 Ma).     

敦密断裂带白垩纪两期重要的变形事件

本文报道了敦密断裂带糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar定年结果和大规模走滑-逆冲断裂的几何学、运动学特征及其形成时代,以便揭示断裂带两期变形事件的构造属性。黑龙江省密山市花岗质糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar加权平均年龄为132.2±1.2Ma,它是敦密断裂带经历伸展事件的冷却年龄,也是东北亚大陆边缘在早白垩世Hauterivian期-Albian期发生强烈区域伸展作用的产物。密山市至辽宁省清原县系列大型走滑-逆冲断层和断层相关褶皱揭示出在晚白垩世晚期-末期发生右旋走滑-逆冲事件,该事件规模大,影响范围广,导致整个断裂带遭受到强烈改造,形成对冲式断裂系统。将研究区走滑-逆冲断裂与山东省郯庐断裂带中段挤压构造对比,认为郯庐断裂带北段和中段在晚白垩世末期都发生了强烈的走滑-逆冲事件,它们具有相同的构造特征和构造属性。