黑龙江省东部晚古生代—早中生代构造演化：碎屑锆石与火山事件的制约

【摘要】：本文以黑龙江省东部晚古生代早期地层底部砂岩和晚古生代-早中生代火山岩为研究对象,通过对砂岩中碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究和物源分析,确定了晚古生代早期地层的沉积下限,并讨论了松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的拼贴时间；通过对火山岩中锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学和火山岩的主量、痕量元素及Sr-Nd同位素以及锆石Hf同位素的地球化学研究,确定了火山岩的形成时代,讨论了研究区不同时代火山岩的岩石组合和岩浆源区性质及其形成的构造背景。最终结合区域地质资料,探讨了研究区晚古生代-早中生代区域构造演化历史。 研究区晚古生代早期地层砂岩碎屑锆石U-Pb定年结果显示：1)小兴安岭滨东早泥盆世黑龙宫组(D1h1)和汤原早泥盆世宝泉组(Dlb)下部石英砂岩中碎屑锆石分别具有：2503、1833、903-802、551-403 Ma和2508、898-749、495-413Ma年龄数据；最年轻的碎屑锆石表明黑龙宫组和宝泉组的沉积作用分别发生在403 Ma和413 Ma之后；大量-2.5Ga、-1.8Ga、903-800Ma古老锆石的存在,暗示在早泥盆世期间,松嫩—张广才岭地块(可能包括额尔古纳地块和兴安地块)之上存在有前寒武纪古老陆壳残片；而黑龙宫组(D1h1)和宝泉组(Dlb)中大量489-551 Ma碎屑锆石的存在——这些年龄的锆石主要分布在佳木斯地块之上,暗示松嫩—张广才岭地块和佳木斯地块的碰撞拼贴在403-413 Ma之前已经完成(应为加里东晚期)。2)佳木斯地块东缘早-中泥盆世黑台组(D1-2ht)砂岩中碎屑锆石具有569、542、509和484Ma年龄数据,这表明其沉积下限为484Ma之后,沉积物源只是佳木斯地块本身。 研究区火山岩锆石U-Pb定年结果表明,该区晚古生代-早中生代火山作用可分为四期：中-晚泥盆世(-386Ma)、早二叠世(-291Ma)、中二叠世(-268Ma)和晚三叠世(201-217Ma)。中-晚泥盆世佳木斯地块东缘发育双峰式火山岩,暗示被动陆缘环境,而同期小兴安岭地区发育“A”型流纹岩,表明陆内伸展环境；早二叠世佳木斯地块东缘发育钙碱性火山岩组合,暗示活动陆缘背景,而同期张广才岭地区发育典型双峰式火山岩组合,揭示陆内伸展环境：中二叠世佳木斯地块东南缘发育同碰撞型流纹岩类,表明佳木斯地块与兴凯地块此时已经碰撞拼贴；晚三叠世南北向带状展布的“A”型流纹岩的存在,揭示陆内伸展环境,同时表明古亚洲洋构造域与环太平洋构造域的转变应发生于晚三叠世之后。