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.     

古太平洋板块俯冲-增生时限：饶河增生杂岩的地球化学和年代学制约

饶河杂岩作为那丹哈达增生杂岩的主体,是古太平洋板块西向俯冲的直接证据。饶河增生杂岩组成与增生过程的研究对限定古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲与增生过程具有重要的指示意义。本文在野外地质调查和饶河大岱地区大比例尺填图基础上,明确了饶河杂岩主要由枕状玄武岩、辉长岩以及大洋板块沉积地层(OPS)组成,这些岩石均呈构造透镜体状分布在海沟沉积物中,并被中生代花岗质岩脉所穿切,因此为限定饶河增生杂岩的组成、增生和就位时代提供了关键制约。地球化学数据表明玄武岩具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学属性。LA-ICPMS锆石测试结果表明该地区玄武岩和辉长岩的形成时代分别为166±2Ma和214±5Ma,限定了饶河杂岩中镁铁质-超镁铁质岩石的形成时代为晚三叠世至中侏罗世。结合该区粉砂质泥岩和砂岩的沉积时代下限分别为167±3Ma和133±4Ma,表明饶河杂岩的增生时代为167～133Ma,此外样品的碎屑年龄信息表明基质的物源为邻近的佳木斯地块和中亚造山带东段,其中前寒武的碎屑年龄在中国东北的多个陆块均有出现,可能源于早前存在的前寒武纪基底。本文测得侵入饶河杂岩的2个二长花岗岩形成年龄分别为126±1Ma和105±2Ma,表明饶河杂岩中的花岗岩脉主要形成于两个阶段,其中较老的花岗岩侵入体进一步限定了饶河杂岩的最终就位时代为133Ma至126Ma,表明古太平洋板块在中侏罗世至早白垩世存在西向俯冲-增生作用,为古太平洋板块的构造演化提供了重要的制约。     

跃进山杂岩的地质年代学和地球化学证据及其构造演化意义SCIEI北大核心CSCD

那丹哈达地体是中国境内唯一保存的古太平洋板块俯冲-增生的直接记录,包括跃进山杂岩和饶河增生杂岩。跃进山杂岩出露于那丹哈达地体的西缘,属于地体早期阶段的增生产物,对揭示古太平洋板块的俯冲-增生历史以及古亚洲洋构造域、泛大洋和古太平洋构造域之间的转换过程具有重要意义。本文通过野外地质调查明确了跃进山杂岩是一套构造混杂岩,主要由硅质岩、石英片岩、大理岩、二云母片岩、石英-云母片岩、变玄武岩、辉长岩、纯橄榄岩、异剥橄榄岩和单斜辉石岩组成。LA-MC-ICPMS锆石年代学测试结果表明变玄武岩原岩和辉长岩的形成时代分别为303±2Ma和278±2Ma,此外前人报道了跃进山杂岩中最年轻的玄武岩形成于232±5Ma,这些年代学研究成果限定了镁铁质-超镁铁质岩形成于303~232Ma。大量地球化学研究数据证实了跃进山杂岩中的玄武岩为洋中脊玄武岩(MORB)和洋岛玄武岩(OIB)。糜棱岩化绿泥石-绢云母板岩的绢云母^(40)Ar/^(39)Ar测试结果为193±1Ma,根据跃进山杂岩中最年轻的原岩时代为~220Ma,本文限定了跃进山杂岩的最终就位时代为220~193Ma。结合中国东北地区中生代增生杂岩及佳木斯地块和松辽地块东缘晚古生代至中生代的岩浆弧,本文揭示了中国东北地区古亚洲洋和泛大洋构造域向古太平洋构造域的转换发生在晚三叠世至早侏罗世。     

黑龙江省东部跃进山增生杂岩的形成时代和构造意义

那丹哈达地体中的跃进山和饶河增生杂岩对于重建古太平洋板块的俯冲—增生过程以及揭示古太平洋和古亚洲洋之间的构造体制转换过程提供了重要地质证据。然而古太平洋板块俯冲至欧亚大陆下的起始时间以及跃进山增生杂岩相关的古洋盆属性存在较大争议。本文对跃进山增生杂岩的野外地质调查显示其具有“基质+岩块”的物质组成特征,对其中的基质变泥质粉砂岩碎屑锆石U- Pb定年结果显示其沉积时代不早于233. 1 ± 5. 1 Ma,绿片岩岩块的锆石U- Pb定年结果显示其原岩的结晶年龄为194. 7 ± 4. 8 Ma,并具有洋岛玄武岩的地球化学属性。结合前人新近发表的跃进山地区和区域上增生杂岩的岩块和基质的年代学资料,表明跃进山增生杂岩的增生时代主体为三叠纪,而最终就位时代为早侏罗世早期,它为古太平洋板块俯冲—增生的物质记录。     

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)。     

长春-延吉缝合带：性质与意义

长春-延吉缝合带(或长春-延吉增生杂岩带),是由佳木斯-兴凯地块与华北板块之间俯冲拼贴形成的增生杂岩带。该缝合带自西向东分为三个部分,具体包括西段吉林-红旗岭、中段桦甸-两江和东段华集岭-开山屯组成。长春-延吉增生杂岩带以延边地区发育的开山屯混杂岩为代表,自西向东包括石头口门-烟囱山高压红帘石片岩,以及原定为"呼兰群"、"色洛河群"、"青龙村群"等一系列沿着缝合带分布的构造杂岩等,它们均发育"基质包裹外来岩块(block-in-matrix)"的混杂岩结构,并在吉林东部石头口门、烟囱山和延边开山屯等地区发现高压矿物组合,因此,这些杂岩应代表了佳木斯-兴凯地块向华北板块俯冲-拼贴过程中形成的增生杂岩。长春-延吉增生杂岩原岩年龄大致为晚古生代-早中生代(最小峰期240～250Ma),并被时代为～220Ma的晚三叠世大酱缸组磨拉石层序不整合覆盖,这一直接证据与近期发表的年代学证据一致,共同证明了长春-延吉缝合带的就位时代为中三叠世(220～240Ma),而不是前人认为的晚古生代或更早。区域构造分析显示,长春-延吉增生杂岩带不是天山-北山-西拉木伦河-长春断裂带的东延部分,而是佳木斯-兴凯地块西南缘分布的吉林-黑龙江高压变质带的南部组成部分,形成于三叠纪-早侏罗世太平洋板块西向俯冲过程中,佳木斯-兴凯地块自东向西的"剪刀式"闭合过程。因此,长春-延吉增生杂岩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。     

东北地块群:构造演化与古大陆重建

东北地区位于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间,为"中亚造山带"的东段和太平洋构造域的叠加部位,因此东北地块群构造属性和背景的研究对深入探讨二大构造域的叠加与转化背景具有重要的理论意义。东北地块群从东到西可细分佳木斯兴凯、松辽、兴安和额尔古纳四大地块,这些地块具有相同的新元古代泛非期变质基底,而古生代沉积岩也存在一定的可比性,表明这些地块存在相同或者相似的构造演化背景。分割这些地块的构造边界特征为:1）额尔古纳与兴安地块的缝合带为早古生代头道桥-新林缝合带,而非中生代德尔布干断裂;2）兴安地块与松辽地块之间的贺根山黑河缝合带形成时代为晚石炭世（330~300 Ma）,而非最近报道的中生代;3）古亚洲洋分布在东北陆块群与华北板块之间,沿西拉木伦-长春缝合带闭合,时代为三叠纪;4）佳木斯兴凯地块与松辽地块之间的吉黑高压带形成于古亚洲构造域与环太平洋构造域转换的关键时期（210~180 Ma）;5）那丹哈达增生杂岩为中国境内古太平洋板块俯冲增生的唯一直接证据,并记录了晚三叠早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲增生的过程。在此基础上,分析了东北地块群发育的典型古生物和年代学标志,重建了东北地块群从Gondwana 大陆到Pangea大陆的位置与模型。     

那丹哈达地体及周缘中生代变形与增生造山过程

东亚陆缘中生代增生造山过程及变形响应一直以来都是中国区域地质研究的重大课题,也是东亚地质构造演化的一个难点和热点。其中一个最为关键的科学问题就是,古太平洋板块(Izanagi)何时开始启动俯冲?对中生代东亚大陆边缘产生何种影响?那丹哈达地体出露于中国东北,为一套构造混杂岩系,是中国境内由古太平洋板块俯冲-增生形成的唯一证据,为解决这一问题提供了可能。本文通过总结大量前人最新的岩石学、同位素年代学、沉积岩石组合、主干断裂、岩浆活动、古生物及古地磁等资料,试图厘定那丹哈达地体构造属性、增生过程、拼贴时间以及古太平洋板块开始俯冲的时间,并与周缘地体进行对比。结果表明:(1)那丹哈达增生杂岩分为饶河杂岩和跃进山杂岩,饶河杂岩具有洋岛玄武岩(OIB)的特征,不是前人认为的蛇绿岩,可称之为洋岛(海山)杂岩;跃进山杂岩具有洋中脊玄武岩(MORB)的特征,是典型的蛇绿岩,同时暗示古太平洋板块可能于晚三叠世开始启动俯冲,并在136~131 Ma期间就位于现今位置。(2)那丹哈达与日本丹波—美浓—尾足地体都是侏罗纪增生楔,在沉积岩石组合和年龄、放射虫类型及分布、地质构造等特征上都非常相似,在中新世日本海打开之前应是一个统一的超级地体。     

跃进山杂岩中二叠纪辉长岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

正那丹哈达增生杂岩为中国东部古太平洋板块俯冲的唯一地质记录,对限定古大洋板块的西向俯冲具有重要的理论意义。跃进山杂岩位于那丹哈达增生杂岩的增生前锋位置,发育典型的增生杂岩组合。跃进山杂岩总体呈NNE向沿跃进山断裂分布在佳木斯地块以东跃进山一带。这套杂岩由强烈片理化的基质和变质-变形程度各异的岩块及岩片组成。变形基质主要由长英质糜棱岩(浊积岩)及变质片岩等组成;外来岩块则主要由一套类似蛇绿     

饶河杂岩中枕状玄武岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

那丹哈达增生杂岩为中国东部古太平洋板块俯冲最为可靠的地质记录之一,对限定古大洋板块的西向俯冲具有重要的理论意义.饶河杂岩位于那丹哈达增生杂岩的核心位置,发育典型的增生杂岩组合,其中玄武岩类多呈构造透镜体状产出于超镁铁质-镁铁质杂岩带,变形轻微,没有遭受变质.对饶河杂岩中枕状玄武岩样品进行的同位素年代学和地球化学研究结果表明：饶河杂岩中枕状玄武岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为中侏罗世（168±2 Ma）,枕状玄武岩大离子亲石元素Rb、Sr亏损,高场强元素Nb、Ta富集,Th元素丰度较高,形成于洋岛（OIB型）环境.饶河杂岩中枕状玄武岩的形成时代和成因环境,对于该区侏罗纪时期构造动力学背景研究具有意义.     

Marginal accretion processes of Jiamusi Block in NE China: Evidences from detrital zircon U-Pb age and deformation of the Wandashan Terrane

The eastern segment of Central Asian Orogenic Belt underwent not only a long evolution history related to the Paleo-Asian Ocean during Paleozoic but also the tectonic overprinting by the westward subduction of Paleo-Pacific Ocean crust during Mesozoic. When the subduction of Paleo-Pacific Ocean crust started has been long debated issue for understanding the tectonic evolution of the eastern Asian continental margin. The eastern margin of the Jimusi Block (Wandashan Terrane) preserved complete records for the accretionary process of the westward subduction of Paleo-Pacific Ocean crust. Comprising the Yuejinshan Complex and Raohe Accretionary Complex (RAC), the Wandashan Terrane is located in the eastern margin of Jiamusi Block, NE China, and is considered to be an accretionary wedge of the westward subducting oceanic crust. To reconstruct the marginal accretion processes of the Jiamusi Block, the structural deformation of the Wandashan Terrane was investigated in the field and the geochronology of the Dalingqiao and Yongfuqiao formations were studied, which were formed syn-and-post RAC accretion respectively. The Yuejinshan and Raohe complexes were discontinuously accreted to the eastern margin of the Jiamusi Block. Contrary to the previous consideration of the Late Triassic to Early Jurassic, this study suggests that the Yuejianshan Complex in southwest Wandashan Terrane probably accreted from Late Carboniferous to Middle Permian, which was driven by unknown oceanic crust subduction existing to the east (present position) of the Jiamusi Block at that time. The siltstones of the Dalingqiao Fm. yield the youngest zircon U-Pb age of 142 ± 2 Ma, indicating the emplacement of the RAC not earlier than the Late Jurassic. Thus, the RAC might start to accrete from the Jurassic and emplace during 142–131 Ma, resulted from the Paleo-Pacific subduction which started from the Late Triassic to Early Jurassic.     

Late Paleozoic-Mesozoic subduction and accretion of the Paleo-Pacific Plate:Insights from ophiolitic rocks in the Wandashan accretionary complex,NE China

The Wandashan accretionary complex(AC),consisting of the Raohe and Yuejinshan complexes,is located on the continental margin of Northeast Asia and represents an excellent source of information about Paleo-Pacific subduction and accretion.However,the protolith nature and tectonic evolution of the Wandashan AC are under debate.This contribution reports new geochronological,geochemical,and Sr-Nd-Pb-Hf isotopic data for ophiolitic rocks from the Wandashan AC.The 169-166 Ma plagioclasites and homogeneous gabbros from the Raohe complex are OIBs while 228-214 Ma homogeneous gabbros are continental VABs.Cumulate gabbros from the Yuejinshan complex formed at 280-278 Ma and～220 Ma and have similar characteristics with E-MORB and N-MORB,respectively.They are BABBs and their primary magma was derived from a source region between EMI and EMII that was affected by con-tinental crustal contamination as well as subduction-zone metasomatism.Combined with previous stud-ies,we suggest that the onset of subduction of the Paleo-Pacific Plate was in the Early Permian.Subsequently,a back-arc basin,whose present suture is on the eastern margin of the Jiamusi Massif,formed and widened during 280-232 Ma,after which the basin closed and BABBs were emplaced to form the Yuejinshan complex during 210-180 Ma.The formation of VABs of the Raohe complex is coincident with the closure of the back-arc basin,and together with the 169-166 Ma OIBs,they constitute a major part of the Raohe complex.The accretionary process was completed during 133-131 Ma.Taken together,the ophiolitic rocks indicating multistage magmatism in the Paleo-Wandashan region recorded the formation-closure process of back-arc basin and the accretionary process of the Wandashan AC,during the westward subduction of the Paleo-Pacific plate.The back-arc basin identified in our study sheds new lights on geodynamic evolution model of subduction and accretion of the Paleo-Pacific Plate on the continental margin of NE Asia.     

西太平洋俯冲带的演变:来自东北亚陆缘增生杂岩的制约

本文系统总结了东北亚陆缘晚古生代和中生代增生杂岩的构成与形成时代,并结合同时代火成岩组合及其时空变异以及沉积建造组合,重塑了西太平洋板块俯冲带的演变历史.结果表明:①位于佳木斯地块东缘的跃进山杂岩代表了二叠纪俯冲带,它是古亚洲洋构造体制的产物;②侏罗纪增生杂岩代表了侏罗纪俯冲带,与陆缘同期钙碱性火成岩组合以及含煤建造一...     

跃进山杂岩中二叠纪变玄武岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

那丹哈达增生杂岩为中国东部古太平洋板块俯冲最为可靠的地质记录之一,对限定古大洋板块的西向俯冲具有重要意义。跃进山杂岩位于那丹哈达增生杂岩的增生前锋位置,发育典型的增生杂岩组合。其中变玄武岩类多呈构造透镜体状与硅质岩、片理化泥岩和片岩相伴产出,部分可见变余枕状构造。本文对位于研究区北部勤得利和南部东方红地区的3件变玄武岩样品进行了同位素年代学和地球化学研究。变玄武岩样品中含有数量不等的锆石,多呈自形-半自形,条带结构,结合其较高Th/U比值(0.15~2.4),暗示其具有典型的基性岩岩浆锆石特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学证据显示跃进山杂岩中的变玄武岩形成于270±2 Ma~279±4 Ma,表明其原岩形成时代应为早二叠世。地球化学分析显示,跃进山杂岩南、北地区的地球化学组成略有不同,北部勤得利地区的变玄武岩具有富Na2O,贫Mg O,轻度富集轻稀土元素,富集大离子亲石元素Sr和Ba,亏损高场强元素Nb等特征,南部东方红地区变玄武岩具有贫Na2O、K2O和Mg O,亏损轻稀土元素和富集大离子亲石元素Rb、Sr等特征,结合构造判别图解,北部勤得利地区变玄武岩形成于消减带或俯冲带(SSZ)构造背景下,而南部东方红地区变玄武岩显示为N-MORB型,形成于大洋中脊(MOR)环境。结合前人资料及北部勤得利地区岩石的年代学与地球化学研究确定了佳木斯地块与那丹哈达地体之间的缝合线的具体位置为勤得利-二龙山-尖山子乡—线,并对该岩浆岩演化的动力学背景进行了初步分析。