古太平洋俯冲作用的开始:来自吉黑东部早-中侏罗世火山岩的年代学及地球化学证据

研究区位于兴蒙造山带东段,该区古生代期间是一个由多块体拼贴的造山带,这些块体包括佳木斯地块、兴凯地块、松嫩-张广才岭地块、额尔古纳地块等,它们经历了古亚洲洋构造体系的演化.中生代该区叠加了环太平洋构造体系.古亚洲洋构造体系与古太平洋构造体系是何时转化的?这是该区地质研究中一直存在的争论问题.吉黑东部早-中侏罗世火山岩的年代学、岩石组合及地球化学的研究为此提供了制约.     

吉黑造山带二叠纪生物古地理区划及特征

吉黑造山带其实质是天山－兴安造山带的东延部分,夹持于华北板块与西伯利亚板块之间,北部为以佳木斯地块为中心的地块群,南部为古生代陆缘褶皱带,东北部为中生代走滑拼贴的那丹哈达－比金地体。该造山带是由于晚古生代末期华北板块与北部中间地块间的陆－陆碰撞对接和中生代太平洋板块的斜向俯冲挤压形成的。二叠纪是吉黑造山带古地理、古气候和古构造变化最为显著的时期,反映在生物古地理方面的生物混生和交融也非常明显。详细研究该时期生物古地理格局与演化是解决造山带二叠纪古构造格局的关键。     

大兴安岭中-南段古生代构造演化:来自内蒙东部上二叠统林西组砂岩物源分析的证据

<正>大兴安岭中-南段是由众多微地块(额尔古纳地块、兴安地块和松嫩地块)伴随着古亚洲洋的消减闭合,于晚石炭世拼贴所形成的统一地块(本文将该统一地块称之为"内蒙地块群")。该区域大地构造属性上归属于中亚造山带东段(兴蒙造山带),是华北板块与西伯利亚板块碰撞拼合的部位。在构造演化方面,该区域形成于古生代古亚洲洋构造体制,又经历了中生代以来鄂霍茨克构造体制和古太平洋构造体制的构造叠合,产生了"三种体制,两次叠合"的复杂过程,故成为地学界研究古亚洲洋构造域、鄂霍茨克构造域     

中国东北地区古生代构造单元:地块还是造山带?

华北克拉通以北的中国东北地区古生代构造单元是地块还是造山带,是地质界近年争论的重要地质构造问题.通过对已有资料的综合研究,简要总结和讨论了各个"地块区"的地质特征,认为这些所谓的地块中,额尔古纳是新元古代晚期至古生代初期存在的地块,从寒武纪开始转变为造山带;其余所谓的古地块都是由古生代蛇绿岩、具有活动陆缘亲缘性的岩浆岩、增生杂岩和少量前南华纪岩石组成的古生代陆缘增生造山带或岛弧造山带.在此基础上,对该区地质历史上古老变质岩与地块关系、佳蒙地块是否存在、构造单元构造属性随时间变化等问题进行了初步讨论.      

牡丹江地区黑龙江杂岩中云母片岩的碎 屑锆石年代学研究及其地质意义

黑龙江杂岩带作为佳木斯地块与松嫩地块间缝合带的组成部分,对于探究佳木斯地块晚古生代—中生代构造演化具有重要意义。本文选取牡丹江地区黑龙江杂岩带中云母片岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析,从而限定黑龙江杂岩的形成时代。结果显示,云母片岩中最年轻的碎屑锆石年龄分布为176～172 Ma,平均年龄为174±1 Ma,该组锆石发育明显的岩浆振荡环带结构,并且Th/U比值大于0.3,具有岩浆锆石的典型特征,限定了云母片岩原岩的沉积时间下限,表明黑龙江杂岩的形成时代可能在早侏罗世晚期至中侏罗世之后。本文对黑龙江杂岩中云母片岩的碎屑锆石年龄谱进行物源分析,结合前人的研究成果,发现其碎屑锆石年龄分布介于1 339～172 Ma之间,主要集中在1 339～741 Ma、553～497 Ma和267～172 Ma的3个区间,分别与佳木斯地块和松嫩—张广才岭地块上的多期岩浆事件相对应,说明其源区主要是佳木斯地块和松嫩—张广才岭地块。通过对黑龙江杂岩和小兴安岭—张广才岭岩浆岩带所报道的研究结果进行归纳总结,对佳木斯地块晚古生代—中生代的构造演化提出了新的认识：在早二叠世,佳木斯地块为牡丹江洋中的陆块;晚三叠世—早-中侏罗世期间,牡丹江洋向松嫩地块进行俯冲,形成黑龙江杂岩。     

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。     

钦-杭接合带之构造特征

华南大陆壳由扬子地块和华夏地块两个主要的地质构造单元组成,其间发育一条板块碰撞拼接带——钦-杭接合带,依据地层组成、构造变形差异,进一步划分为鄣公山构造混杂岩带、绍兴-江山对接带,前者叠加发育在扬子地块南部陆缘江南古岛弧之上,后者代表两地块间消减了的大洋及边缘海混杂体,经历了晋宁-加里东多期碰撞拼贴：晋宁期华夏陆块向扬子陆块俯冲、碰撞、走滑,形成了透镜-网结状韧性剪切系统争三期褶皱变形;加里东运动,华夏陆块再次与扬子陆块碰撞、仰冲,导致华南加里东造山带逆冲推覆在晋宁期造山带之上。至此,两者最终焊接成一体,形成了统一的晚古生代沉积盖层。     

小兴安岭早古生代火成岩的年代学与地球化学:对中亚造山带东段构造演化的制约

<正>在大地构造位置上小兴安岭隶属于松嫩—张广才岭地块,位于中亚造山带东段,其东以嘉荫—牡丹江断裂为界与佳木斯地块相邻。然而,松嫩—张广才岭地块和佳木斯地块的构造属性和演化历史一直存在争议。首先,两个块体的碰撞时间是争论的焦点,存在太古宙—中元古代(曹熹等,1992;黑龙江地矿局,1993)、新元古代或早古生代(李锦轶等,1999)和早—中侏罗世(Wu et al.,2007)几种观点。其次,前人对两个块体的构造属性也存在争议:1)早古生代大洋板片向松嫩—张广才岭地块俯冲,形成     

黑龙江省大地构造单元划分及特征

以板块理论为指导，对黑龙江省区域大地构造单元进行了划分，提出黑龙江省属古亚洲构造域，由亲西伯利亚陆块群和古中华陆块群两大板块的增生带组成。额尔齐斯-佐伦-黑河缝合线为两大板块的分界线，并进一步划分为4块3带，即额尔古纳地块、大兴安岭造山带；小兴安岭-松嫩地块、伊春-张广才岭造山带；布列亚-佳木斯-兴凯地块、扎兰屯地块和完达山造山带。在黑龙江省区域地质志的基础上，对Ⅰ、Ⅱ级大地构造单元的归属做了较大调整，对Ⅲ、Ⅳ级构造单元部分做了修正。     

北山造山带南部早古生代构造演化：来自花岗岩的约束

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,处于天山造山带和索仑缝合带之间的关键构造位置,对认识中亚造山带的构造演化和古亚洲洋的最终闭合具有重要意义。本文选择北山造山带南部早古生代桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩均形成于~430Ma,岩浆结晶锆石的二阶段Hf模式年龄分别为2.14~2.37Ga和1.32~1.72Ga。样品中含有少量继承锆石,继承锆石的Hf同位素特征与北山南部新元古代花岗质片麻岩类似。在地球化学组成上,两者均具有高的SiO2含量(73.18%~75.00%),弱过铝质,富集Rb、U、K等元素,亏损Ba、Nb、Ta、和Sr、P、Ti等元素的特点,类似于北山南部其它早古生代钾长花岗岩。它们的岩浆均起源于北山南部古老地壳基底的部分熔融,金塔钾长花岗岩可能还有幔源岩浆或新生下地壳的贡献。这同时也暗示了北山南部石板山地块与敦煌地块具有显著不同的地壳基底组成。结合敦煌地块早古生代高压麻粒岩的研究结果,我们认为北山南部早古生代岩浆活动可能与敦煌地块向北山南部石板山地块的碰撞、俯冲作用有关,反映了中亚造山带南缘的北山造山带在早古生代经历了造山带中微陆块与周缘克拉通碰撞拼贴的造山事件。     

黑龙江东部依兰珠山变辉长岩的年代学、地球化学及其构造意义

对黑龙江东部依兰珠山变辉长岩进行了锆石年代学和地球化学研究,以确定其形成时代、成因及构造背景。变辉长岩锆石均呈自形-半自形晶,具典型的条痕状吸收特征和较高的Th/U比值(0.20~0.86),暗示其岩浆成因。LA-ICP-MS U-Pb测年结果为(256±3)Ma,表明珠山变辉长岩形成于晚二叠世。地球化学特征显示变辉长岩具有贫硅,富镁、铁、铝、钙的特征;其轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(Rb、Ba)富集,重稀土元素(HREEs)和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Ti)亏损。结合区域地质资料,认为珠山变辉长岩为俯冲流体交代地幔楔的产物,其形成可能与古大洋板块的俯冲作用有关,暗示佳木斯地块与松嫩地块在晚二叠世之前尚未碰撞拼合。     

Opening and closure history of the Mudanjiang Ocean in the eastern Central Asian Orogenic Belt: Geochronological and geochemical constraints from early Mesozoic intrusive rocks

The tectonic evolution of the ancient Mudanjiang Ocean within the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), is strongly debated. The ocean played an important role in the amalgamation of the Songnen and Jiamusi massifs; however, the timings of its opening and closure have remained ambiguous until now. In this study, we analyzed early Mesozoic intrusive rocks from the eastern Songnen and western Jiamusi massifs in the eastern CAOB. The new zircon UPb ages, Hf isotope data, and whole-rock major and trace element data are used to reconstruct the tectonic evolution of the Mudanjiang Ocean. Zircon UPb dating indicates that early Mesozoic magmatism in the eastern Songnen Massif occurred in three stages: Early to Middle Triassic (ca. 250 Ma), Late Triassic (ca. 211 Ma), and Early Jurassic (ca. 190 Ma). The Triassic intrusive rocks typically consist of bimodal rock suites, which include gabbros, hornblende gabbros, and granitoids. The compositional information indicates an extensional environment that was probably related to the final closure of the Paleo-Asian Ocean. We integrated the results with observations from Triassic A-type granitoids and coeval sedimentary formations in the eastern Songnen Massif, as well as depositional ages of metasedimentary rocks from Heilongjiang Complex. We conclude that the opening of the Mudanjiang Ocean took place in the Early to Middle Triassic. The Early Jurassic intrusive rocks are bimodal and include olivine gabbros, hornblendites, hornblende gabbros, gabbro diorites, and granitoids. The bimodal rock suite indicates a back-arc style extensional environment. This setting formed in relation to westward subduction of the Paleo-Pacific plate beneath the Eurasia during the Early Jurassic. Following subduction, the closure of the Mudanjiang Ocean and subsequent amalgamation of the Songnen and Jiamusi massifs happened during the late Early Jurassic to Middle Jurassic. This sequence of events is further supported by ages of metamorphism and deformation acquired from the Heilongjiang Complex. Based on these observations, we conclude that the Mudanjiang Ocean existed between the Middle Triassic and Early Jurassic, making it rather short-lived.     

黑龙江省龙江地区新太古代花岗岩的发现

松嫩地块位于兴蒙造山带东部,其内及周边地区早前寒武纪的岩石记录报道极少。笔者对黑龙江省龙江县大泉子屯碎裂岩化花岗岩进行年代学和地球化学研究表明,该岩石的锆石LA ICP MS U-Pb年龄为(2 579±15)Ma(n=20,MSWD=0.49),代表了花岗岩的结晶年龄,为新太古代晚期,地球化学特征显示该花岗岩为富钠花岗岩,具TTG中奥长花岗岩特征。本套新太古代花岗岩为松嫩地块及其周边地区的首次报道,证实了龙江地区存在早前寒武纪地质记录,为本区新太古代TTG岩石组合的寻找提供依据,也说明松嫩地块及其周边地区不仅存在古元古代岩浆活动记录、也存在新太古代岩浆活动记录,同时为松嫩地块及其周边大量的新太古代岩浆成因碎屑锆石的来源研究提供依据,为兴蒙造山带中残留的早期地质记录研究及兴蒙造山带的构造格局划分提供新材料。     

Early–Middle Ordovician volcanism along the eastern margin of the Xing’an Massif,Northeast China: constraints on the suture location between the Xing’an and Songnen–Zhangguangcai Range massifs

We present new zircon U–Pb and Hf isotopic as well as whole-rock geochemical data for volcanic rocks from the eastern margin of the Xing’an Massif, Northeast China, in order to further our understanding of the suture location between the Xing’an and Songnen–Zhangguangcai Range massifs. Zircon secondary ion mass spectrometry U–Pb dating indicates that the volcanic rocks formed during the Early–Middle Ordovician (473–463 Ma). Compared with the coeval Moguqi basalts (rare earth element [REE] = 171–183 ppm; εHf_(t) = +0.3 to +2.7; T_DM1 = 1074–977 Ma), the Duobaoshan andesites exhibit lower overall REE abundances (109–131 ppm) with relatively high heavy REE contents, stronger high-field-strength element depletion, higher εHf_(t) values (+13.0 to +14.8), and much younger T_DM1 ages (559–484 Ma). This suggests that the primary magma for the andesites was generated by the partial melting of a relatively depleted mantle wedge that was metasomatized by subduction-related fluids. The primary magma for the basalts in the Moguqi area was probably derived from the partial melting of a relatively enriched lithospheric mantle that was also modified by fluids sourced from a subducted slab. These interpretations suggest that the andesites in Duobaoshan formed in a newly accreted island arc setting, whereas the coeval basalts in Moguqi formed along an active continental margin. We therefore attribute the Early–Middle Ordovician volcanism along the eastern margin of the Xing’an Massif to the northwestward subduction of the Nenjiang–Heihe oceanic plate beneath the Xing’an Massif. Furthermore, considering coeval igneous activity in the southern parts of the Xing’an Massif, we suggest that a magmatic arc existed along the margin of the Xing’an Massif in the early Palaeozoic (490–420 Ma). We conclude that the location of the suture between the Xing’an and Songnen–Zhangguangcai Range massifs runs from Airgin Sum, via south of Xilinhot, to Ulanhot, Moguqi, Nenjiang, and finally Heihe.     

兴蒙造山带的基底属性与构造演化过程

为了解兴蒙造山带基底属性和多个构造体系演化与叠加历史,系统总结了近年来在基础地质研究中取得的新成果,并利用这些成果讨论了兴蒙造山带的基底属性与演化历史.兴蒙造山带是指我国东北地区古生代构造作用影响的地区,这些地区也遭受了中生代构造作用的叠加与改造.兴蒙造山带主要由微陆块和其间的造山带组成.虽然传统上认为属于前寒武纪结晶基底的地质体主要已解体为古生代和早中生代,但随着新太古代和古元古代地质体的相继发现,以及新生代玄武岩中幔源古元古代橄榄岩包体的发现,可以判定兴蒙造山带内微陆块应具有古老的前寒武纪基底,并且壳幔是耦合的.微陆块内部地壳增生以垂向增生为主,且主要发生在新元古代和中元古代,以及次要的新太古代和古生代.相反,陆块间造山带或岛弧地体的陆壳则以侧向增生为主,且主要发生在新元古代和古生代.额尔古纳地块与兴安地块的拼合发生在早古生代早期;兴安地块与松嫩地块的拼合发生在早石炭世晚期;松嫩地块与佳木斯地块的拼合发生在早古生代晚期,中生代早期又经历了裂解与再闭合的构造演化过程;华北克拉通北缘增生杂岩带与北方微陆块群的最终拼合发生在晚二叠世-中三叠世,古亚洲洋的最终闭合发生在中三叠世,且为剪刀式闭合.晚古生代晚期蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生以及早中生代(三叠纪-早侏罗世)的持续南向俯冲,控制了大兴安岭-冀北-辽西地区的岩浆活动,蒙古-鄂霍茨克大洋的闭合发生在中侏罗世,晚侏罗世-早白垩世主要表现为闭合后的伸展环境.古太平洋板块中生代的俯冲起始时间为早侏罗世,晚侏罗世-早白垩世早期东北亚陆缘主要表现为走滑的构造属性和陆缘地体从低纬度到高纬度的构造就位过程,早白垩世晚期-古近纪岩浆作用的向东收缩揭示了古太平洋板块的持续俯冲和俯冲板片的后撤过程,古近纪晚期日本海的打开标志着东北亚陆缘从活动陆缘已经转变为沟-弧-盆体系,并且标志着东亚大地幔楔的形成.     

松嫩地块北缘新元古代花岗岩类构造环境的地球化学研究

花岗岩类岩石学和地球化学特征研究表明,松嫩地块北缘新元古代花岗岩类具有典型的板块会聚边缘型岩石组合和正序列岩浆演化系列。其中科洛岩体形成于活动陆缘环境,属Ⅰ型花岗岩;双合岩体形成于板块碰撞同期,属S型花岗岩;而九头山单元和柳屯单元则分别形成于造山期后和大陆造陆上升阶段。这一构造-岩浆作用暗示着松嫩地块北缘在新元古代板块构造体制就开始运行。      

The Mayari-Baracoa Paired Ophiolite Belt,Eastern Cuba: Implications for Tectonic Settings and Platinum-Group Elemental Mineralization

The Jurassic Mayari-Baracoa ophiolite belt and associated Cretaceous volcanic rocks form the Zaza zone of eastern Cuba. This zone has been traditionally considered allochthonous and overrides a passive continental margin, the Cuban foreland. The ophiolites consist of mantle tectonites and cumulates, overlain by a volcanicarc sequence including porphyritic basalts and andesitic lavas. These are, in turn, overlain by a sequence of tuffs and epiclastic sedimentary rocks. There are two ophiolitic massifs in the belt, the Mayari-Cristal Massif (MCM) and the Moa-Baracoa Massif (MBM). The MCM consists of harzburgites and dunites with abundant high-Cr podiform chromitites and dikes of gabbro and pyroxenite. The MBM, on the other hand, is composed of harzburgites with abundant high-Al podiform chromitites, cut by troctolite dikes. The two ophiolitic massifs have different REE and PGE patterns and contents. The mantle sequence in the MCM is more depleted than that in the MBM. We suggest that the MCM formed beneath a volcanic island arc and the MBM beneath a nascent spreading center in a back-arc basin. The two massifs form a paired ophiolite belt.     

岩石圈板块的分形及其降维演化

根据分形理论和各板块的面积以及现代大陆各地块面积资料 ,分别进行了全球岩石圈板块和全球大陆地块自相似性特征尺度与频度关系的研究讨论。结果表明 ,现代全球岩石圈板块在特征线度r =30 0～ 180 0km的无标度空间范围内具有分形分布特征 ,其分维数D =0 72 ;现代全球大陆地块在特征线度r =30 0～ 150 0km的无标度空间范围内具有分形分布特征 ,其分维数D =1 16 ,比现代全球板块 0 72的分形值高出 6 1%。进一步讨论认为 :传统的“板块构造动力”应区分为岩石圈破裂形成板块动力的“板块构造动力Ⅰ”和板块水平运动驱动力的“板块构造动力Ⅱ”两个方面 ;全球板块总数为 18个左右、最小板块面积在 3× 10 5 km2 左右的板块分布 ,可能与板块的形成、演化有密切关系 ;原始岩石圈板块的分形分布 ,在地球构造演化过程中有一个降维演化趋势 ,其降维演化的速率约为 4 34× 10 -10 a-1;根据分维数反映分形客体复杂与不规则程度的物理意义 ,岩石圈破碎地块的降维演化意味着岩石圈地块的破碎状况及其分布 ,具有在总体上随时间演化而逐渐向简单、规则方向演化的趋势 ;原始岩石圈的破裂以及岩石圈破碎地块从古老大陆地块向现代板块的降维演化可能源于地球的膨胀 ,膨胀使各岩石圈块体面积以及地球总面积共同增长并从     

河西走廊地块古生代地层古地磁初步研究

古地磁初步研究结果表明,早古生代阶段,河西走廊过渡带与阿拉善地块古纬度接近,且漂移过程中形影相随,说明其间并无洋盆相隔。志留纪末,河西走廊过渡带与阿拉善地块拼接,但二者磁极位置与古方位均有差异,可能表明走廊过渡带相对于阿拉善地块同时作了顺时针旋转。泥盆纪时,两地块古纬度一致,但古方位不同,可能反映在碰撞拼合后二者间仍有相对的旋转运动。二叠纪时,二块体的空间位置及其配置关系已与现状接近。     

华南板块南缘早中生代的逆冲推覆构造及其相关的动力学背景

作为理解华南构造演化的关键地区,在华南板块南缘的云开地体和越北的Song Chay地体发育了早中生代的向北东逆冲推覆的韧性变形.在云开地体,经历角闪岩相和绿片岩相变质的矿物指示了产状平缓的面理上发育明显的北东-南西向矿物拉伸线理.沿着这些矿物拉伸线理,具有上部指向北东的剪切变形.同位素年代学的定年结果指示了变形事件发生...