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黑龙江省东部跃进山杂岩的性质及构造演化

郭冶  
【摘要】:跃进山杂岩主要出露于黑龙江省东部宝清县的八五二农场-八五三农场一线。区域构造上,这套杂岩位于佳木斯地块和完达山造山带之间,总体呈近南北向展布。早期的研究多将其视为一套地层单元,称为“跃进山群”;部分研究者认为它是一个增生到佳木斯地块东缘的外来地体,称为“跃进山地体”;也有学者根据该套杂岩处于完达山山脉的南端,将其作为完达山中生代增生杂岩带的一部分。但由于缺少细致的岩石学及构造地质学研究,特别是缺少岩石地球化学和确切的同位素年代学证据,对跃进山杂岩性质及其演化与时代的认识一直存有较大争议。本文依托中国地质调查局“黑龙江省东部隐伏盆地综合调查”项目,通过详细的野外地质调查和岩石学、地球化学及同位素年代学研究,并结合佳木斯地块和完达山造山带的相关研究成果,对跃进山杂岩的性质及其演化提出了新的认识。野外证据显示,跃进山杂岩由强烈变形的基质和混杂于其中的岩块组成。其中变形基质主要为长英质糜棱岩及长英质片岩等,岩块主要为玄武岩、大理岩、绿片岩及泥质硅质岩等。强烈片理化的基质中所含的岩块也多遭受了强烈的变形。同位素测年结果显示,玄武岩中13颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄介于218-242Ma,加权平均年龄为232±5Ma,表明其形成时代为晚三叠世。长英质糜棱岩中碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄主要集中在496Ma和258Ma两个峰值,其次还存在738Ma、908Ma、1079Ma、1367Ma及1544Ma的前寒武纪年龄,最年轻的碎屑锆石年龄为223±7Ma。碎屑锆石年龄特点清楚地揭示了这套杂砂岩的沉积物质源区及沉积时限特点。496Ma和258Ma两个峰值年龄是佳木斯地块中两次最为重要的构造热事件年龄,前者为早古生代角闪岩相-麻粒岩相高级变质作用期,后者为地块东缘二叠纪岩浆弧形成期,表明长英质糜棱岩的原岩物源主要来自佳木斯地块;部分年龄大于738 Ma的碎屑锆石的存在则进一步证明物源区(佳木斯地块)存在更为古老的前寒武纪陆壳;最年轻的碎屑锆石年龄为223±7Ma,可以将这套长英质糜棱岩的原岩沉积时代下限限定为晚三叠世。花岗质岩脉多沿基质与岩块的接触带侵入,锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示,这些岩脉的年龄介于123-125Ma之间,表明其形成时代为早白垩世,与该区广泛发育的早白垩世岩浆活动事件一致。岩石地球化学测试结果表明,玄武岩岩块为亚碱性玄武岩,为具有弧后盆地特征的洋中脊型玄武岩;绿片岩的原岩为碱性玄武岩,具有OIB洋岛玄武岩的特征,与大理岩的组合体现其形成于海山环境;泥质硅质岩岩块的Si O2含量远远低于纯硅质岩的含量,体现其泥质成份较多,地球化学特征体现出,其为形成于大陆边缘的非生物成因硅质岩;长英质糜棱岩的原岩为一套钙质沉积的杂砂岩,具有形成于活动大陆边缘构造背景的地球化学特征,为典型的钙质浊积岩。对出露于跃进山杂岩以东的东方红地区的辉长岩及大规模发育于跃进山地区的花岗岩进行了地球化学及同位素年代学研究。同位素测年结果显示,辉长岩中13HL20-1的28颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄介于263-273Ma,其加权平均年龄为266±1Ma;13HL26-1的26颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄介于268-297 Ma,加权平均年龄为280±3Ma,表明辉长岩的形成时代为早-中二叠世。花岗岩中的25颗锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄介于116-126Ma,其加权平均年龄为120±1Ma,表明花岗岩的形成时代为早白垩世,与侵入跃进山杂岩中的花岗质岩脉同期。地球化学特征分析显示,辉长岩具有亚碱性岛弧玄武岩特征,为形成于活动大陆边缘的陆缘弧。陆缘弧特征的辉长岩(266Ma、280Ma)与佳木斯地块东缘广泛存在的早-中二叠世火山岩及花岗岩的形成时代、环境一致,表明佳木斯地块东缘二叠纪存在洋壳的西向俯冲作用,为进一步揭示佳木斯地块东部发育的早-中二叠世岩浆弧提供了有力的证据。具有弧后盆地特征的洋中脊型玄武岩(232Ma)的存在表明,佳木斯地块以东地区在三叠纪期间曾有新的洋壳形成。辉长岩位于跃进山杂岩东部的特点也进一步说明,佳木斯地块东缘的二叠纪大陆边缘岩浆弧形成后发生了裂解,即弧后盆地的扩张。从二叠纪大陆边缘岩浆弧的形成到三叠纪的弧后扩张反映了大洋板块俯冲角度逐渐变陡的演化趋势,俯冲带逐渐后撤,陆内呈现出东西向的伸展作用,导致佳木斯地块东缘发生裂解,使早期陆缘弧从大陆边缘剥离出来。玄武岩锆石年龄集中在218-242Ma的特点表明,佳木斯地块东缘的裂解及弧后扩张主要发生在中三叠世-晚三叠世早期。三叠纪洋壳的形成与区域地质背景有着很好的对应关系。佳木斯地块东缘普遍发育有一套晚三叠世被动大陆边缘海陆交互相沉积(南双鸭山组),其形成时代与跃进山杂岩中基质的沉积时代下限基本相同。鉴于长英质糜棱岩的原岩形成于不稳定沉积环境,与佳木斯地块东缘含有晚三叠世诺利期标准化石的晚三叠世南双鸭山组稳定沉积环境明显不同,推测这套长英质糜棱岩的原岩形成时代稍晚于南双鸭山组,泥质硅质岩的形成同样体现了这种不稳定的沉积环境。这种特点反映了弧后扩张停止,弧后盆地开始收缩,形成了一套快速不稳定的沉积建造。随着弧后盆地的逐渐闭合,晚三叠世沉积岩发生变形,部分具有洋壳特点的玄武岩及大理岩等作为岩块卷入到变形岩系之中。杨金中(1998)在跃进山杂岩的变质变形岩中获得的全岩Rb-Sr等时线年龄为188Ma,表明弧后盆地的闭合及弧陆碰撞时代为早侏罗世。因此,传统上作为外来地体的完达山中生代杂岩与跃进山杂岩的形成没有直接的关系。两套杂岩同被早白垩世花岗岩所侵入,表明这两套杂岩的构造拼合发生在130Ma之前。


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