中国东北完达山杂岩的组成与构造启示

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完达山杂岩带(即那丹哈达地体)位于中国黑龙江东部,与俄罗斯远东地区的锡霍特-阿林增生造山带相连,它们共同构成环太平洋中生代造山带的重要组成部分。完达山西侧以跃进山断裂与佳木斯地块相连,由于佳木斯地块西缘与归属于中亚造山带构造体系的松辽地块接壤,因此该区域在大地构造位置上位于古亚洲洋和古太平洋构造体系的过渡部位,因而一直受到研究者的广泛关注。因此,对完达山杂岩带的研究一方面有助于更清晰的认识该杂岩带的组成和形成过程,另一方面对于恢复该区域中生代构造演化具有重要意义。完达山杂岩带由西部的跃进山杂岩和东部的饶河杂岩两部分组成。本文主要针对东部的饶河杂岩进行详细的研究工作。通过对饶河杂岩的基质与岩块的划分、岩石地球化学及碎屑锆石年代学的系统研究,并结合前人对完达山地区的相关研究成果,明确了饶河杂岩的组成、形成环境,确定了饶河杂岩中碎屑沉积岩的时代和物源,恢复了沉积序列格架,重新探讨了完达山的形成时代和完达山的形成过程,阐明了完达山杂岩的形成与佳木斯地块之间的构造响应关系,并提出了完达山形成的构造作用模式。通过对饶河杂岩中不同基质和外来岩块的划分和相互关系的清理,建立了两套不同的沉积序列。一是由基质恢复的地层序列代表中生代弧后盆地沉积单元,依次发育有张裂时期的具有粗碎屑特征的火山碎屑沉积和滑塌堆积,扩张时期具深水沉积特征的硅质岩和硅质泥岩,以及向陆迁移-俯冲消减时期的上部碎屑岩和浊积岩,整体表现为粗-细-粗的粒序特征。二是由外来岩块恢复的地层序列代表晚古生代大洋的海山单元,具有顶部碳酸盐岩盖帽和下部玄武岩基座的二元结构特征,并发育有斜坡相的滑塌角砾岩。饶河杂岩基质中硅质岩、灰岩、硅质泥岩等细粒沉积物的地球化学特征显示MnO/TiO2值和稀土总含量偏高,没有 Ce 的负异常特征,在 Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)和LaN/CeN-A12O3/(Al2O3+Fe2O3)沉积构造环境判别图解中,均指示大陆边缘环境,指示杂岩中基质硅质岩、硅质泥岩和灰岩受陆缘沉积物影响较大,沉积背景可能为边缘海或弧后盆地,而非前人认为的远洋深海沉积环境。而外来灰岩岩块与上述基质沉积岩呈现明显不同的地球化学特征,具有较低的MnO/TiO2值和稀土总含量,和较高的w(LaN)/w(CeN)值,以及明显的Ce负异常特征,指示一种远洋沉积环境。饶河杂岩中的外来玄武岩岩块TiO2、Nb和Ta含量高,轻稀土弱富集,(La/Yb)N变化值为1.31-8.25。稀土元素和微量元素模式图以及Zr/Yb-Zr和Nb/Yb-Th/Yb构造判别图解均指示OIB特征,为大洋板内玄武岩。二者地球化学特征印证了沉积组合为海山的推断。饶河杂岩中碎屑岩的研究结果显示,上三叠统砂岩碎屑锆石年龄谱具有单峰模式,年龄主要分布于210-320Ma,具240-250Ma的峰期年龄,表明古太平洋从晚古生代到早中生代期间具有活跃的岩浆活动,在早三叠世期间出现岩浆活动峰期。洋内地质体(如大洋岛弧,洋岛/海山/大洋高原)是饶河杂岩中三叠纪碎屑物可能的来源。复理石沉积中碎屑锆石最小年龄165Ma表明饶河杂岩在中侏罗世晚期开始就位于东亚大陆边缘,接受佳木斯地块及毗邻陆块的碎屑沉积。侏罗纪和白垩纪砂岩碎屑锆石年龄谱类似,主要可以分为七组(160-220Ma,220-290Ma,350-400Ma,450-500Ma,530-560Ma,0.6-1.1Ga,1.5-2.5Ga),其中显生宙年龄谱与中国东北显生宙的花岗岩时代统计年龄谱基本一致,表明碎屑物源主要来自于佳木斯地块,而少部分来自于中国东北其他陆块。综合本文研究结果和前人在该区域多方面的研究资料认为完达山杂岩形成于早侏罗世-早白垩世,并提出中生代东亚大陆边缘多岛(弧)洋盆多阶段俯冲-增生作用模式。早-中侏罗期间的弧陆碰撞形成跃进山杂岩,中侏罗世晚期-早白垩世弧后盆地的俯冲消减作用,形成饶河杂岩。该新模式可以很好的解释跃进山杂岩与饶河杂岩的形成过程和其特征上的差异性,以及佳木斯地块中生代以来的沉积-构造-岩浆演化过程。
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