黑龙江依兰地区黑龙江杂岩变质变形作用研究

Heilongjiang complex as a mé lange zone resulted from rupture and collision of Jiamusi and Songnen massifs. The problems on early tectonic evolution and the tectonic significance of the present metamorphism-deformation structure fabric of the complex are still great disputed.This proposal takes the Heilongjiang Complex in Yilan area as an example, trying to understand metamorphism and deformation through different methods. Evaluating the P-T condition of different phases mainly based on the division of metamorphic and deformational periods of the blocks and matrix.Through the Zircon U-Pb dating of the matrix that had undergone ulti-episodes metamorphism, conbining with the Ar-Ar dating of typical metamorphic minerals formed in different episodes, we can further discuss its P-T-t path.Meanwhile, in combination with the geochemical characteristics of the massif we can reveal the dynamic process during the formation and evolution of Heilongjiang massif.The results, theoretically, are of great importance to further understand the collision process between the Jiamusi block and the Songnen block as well as the tectonic affinity and evolution of eastern part of Heilongjian.

黑龙江杂岩为佳木斯地块与松嫩地块俯冲拼贴过程中形成的增生杂岩。目前对其早期演化历史及其目前变质-变形组构所代表的构造意义等问题仍存在很大的不确定性。本研究拟以黑龙江杂岩出露较好的黑龙江省东部依兰地区为重点，以黑龙江杂岩中变形基质与岩块间的变质、变形关系为主要切入点，对其经历的变质变形作用进行系统研究。着重于对基质和岩块经历的变质变形期次进行划分，估算不同变质期次 P-T 条件，通过对经历多期变质作用的基质岩石，应用锆石 U-Pb 和对不同变质期次特征变质单矿物应用激光 Ar-Ar 法测定变质时代，进而探讨其 P-T-t 演化轨迹。同时结合该杂岩的地球化学特征，揭示黑龙江杂岩的形成与演化的动力学过程。研究成果对深入认识以佳木斯地块和松嫩地块直接的拼贴过程和黑龙江省东部的构造性质及其演化提供重要的理论意义。

黑龙江杂岩位于中国东北的松嫩地块和佳木斯地块之间，是一套以强烈变形的糜棱岩为主体，其中含有大量规模不等、变形程度不同的变橄榄岩、变辉长岩、蓝闪石片岩(变玄武岩)及变硅质岩和大理岩等岩块或岩片构造混杂岩。该项目针对混杂岩中未遭受后期变质变形改造的蓝闪石片岩岩块和遭受了后期变质变形作用改造的片状蓝片岩进行了岩石地球化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究。结果显示，蓝闪石片岩的原岩主体为亚碱性玄武岩和玄武安山岩，具有OIB型玄武岩稀土配分特征。特别是在变玄武岩中发现有形态复杂、年龄多样的锆石。锆石年龄上基本可分为5组，年龄区间分别为210~330Ma（峰期240 Ma）、380~420Ma（峰期400 Ma）、480~540 Ma（峰期503 Ma）、1600~1900Ma（峰期1824 Ma）和2400~2500Ma（峰期2512 Ma），表明变玄武岩中含有不同时代，且成因不同的锆石。特别是后三组年龄在黑龙江杂岩东、西两侧的佳木斯地块和松嫩地块内均有明显的记录，其中，峰期年龄为503Ma的事件是佳木斯地块和松嫩地块内最为普遍的峰期变质作用和花岗岩侵入年龄，说明这三组年龄的锆石是玄武岩侵位过程中的捕获锆石。380~420Ma的年龄占所获年龄的主体，其锆石形态及其成分特征显示具有玄武岩岩浆结晶特点。目前，这组年龄在两侧地块内尚无记录。上述证据表明，黑龙江杂岩中变玄武岩的形成环境不是大洋中脊，而是大陆裂谷环境。佳木斯地块和松嫩地块在380~420Ma之前曾是一个统一的陆块，该陆块不但具有前寒武纪和早前寒武纪结晶基底，而且在早古生代遭受了强烈的区域变质作用和花岗质岩浆侵入作用。380~420Ｍa的玄武岩是这一早加里东期固结的地块在晚志留世-早中泥盆世期间发生裂解的产物。结合区域地质研究，我们发现超过500Ma的锆石年龄是佳木斯和松嫩地块裂解时岩浆捕获围岩的锆石，然而那些400Ma的锆石年龄代表了玄武岩浆的结晶时代。上述证据表明，现在的佳木斯地块和松嫩地块在380~420Ma之前曾是一个统一的陆块，该陆块不但具有前寒武纪和早前寒武纪结晶基底，而且在早古生代遭受了强烈的区域变质作用和花岗质岩浆侵入作用。在晚志留纪到中泥盆纪(420Ma-380Ma)，统一地块发生裂解，导致佳木斯和松嫩两个独立演化地块和两地块间具OIB型特征的玄武岩形成。