躍進(jìn)山雜巖的地質(zhì)年代學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)及其構(gòu)造演化意義*

韓偉 馮志強(qiáng) 劉永江 周建波 李小玉 張鐵安 范修山

1. 太原理工大學(xué)地球科學(xué)與工程系，太原 030024 2. 中國海洋大學(xué)深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心，海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 海洋地球科學(xué)學(xué)院，青島 266100 3. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266237 4. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061 5. 黑龍江省地質(zhì)科學(xué)研究所，哈爾濱 150080

中國東北地區(qū)在大地構(gòu)造上處于中亞造山帶的東段，顯生宙期間經(jīng)歷了古亞洲洋南北向閉合和古太平洋板塊(伊澤奈岐)西向俯沖的控制和改造，可能還受到泛大洋板塊西向俯沖的影響，使一系列微陸塊發(fā)生碰撞拼貼(圖1；唐克東等, 1995; 李錦軼等, 1999; Li, 2006; Zhouetal., 2014)。西部古亞洲洋構(gòu)造域包括額爾古納地塊、興安地塊和松遼地塊，代表西伯利亞克拉通和華北克拉通之間的廣闊碰撞帶，主要包括構(gòu)造混雜巖、古生代的碰撞花崗巖以及中生代的造山后A型花崗巖(Xiaoetal., 2003, 2004a, b; Zhouetal., 2011a, b)。東部環(huán)太平洋構(gòu)造域包括布列亞-佳木斯-興凱地塊和那丹哈達(dá)地體，中生代期間由于古太平洋板塊的西向俯沖-增生，那丹哈達(dá)地體與俄羅斯遠(yuǎn)東的錫霍特-阿林地體和日本中部的美濃-丹波地體連續(xù)在歐亞大陸東緣增生并構(gòu)成一個(gè)超級(jí)地體(水谷伸治郎等, 1989; Kojima, 1989)，該地區(qū)出露一系列近南北向的增生雜巖，以及大型北東向的花崗巖和火山巖帶(周建波等, 2018; Wildeetal., 2000; Wuetal., 2011; Zhou and Wilde, 2013; Zhou and Li, 2017)。

近年來，古亞洲洋構(gòu)造體制向環(huán)太平洋構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換一直是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。幸運(yùn)的是中國東北地區(qū)不僅是兩大構(gòu)造域疊加和轉(zhuǎn)換的重要場(chǎng)所，并且廣泛出露中生代古太平洋板塊俯沖形成的增生雜巖。增生雜巖是板塊俯沖作用的直接記錄，確定其出露范圍、巖石組合特征以及形成時(shí)代對(duì)揭示板塊俯沖-增生的過程具有重要的指示意義(Cloos, 1983; Davisetal., 1983; Platt, 1986; Zhou, 2020)。

那丹哈達(dá)地體是環(huán)太平洋構(gòu)造域的重要地質(zhì)單元，由躍進(jìn)山雜巖和饒河增生雜巖組成，是中國境內(nèi)唯一保存的古太平洋板塊俯沖-增生的直接記錄(李三忠等, 2017)。本文選取躍進(jìn)山雜巖為研究對(duì)象，躍進(jìn)山雜巖位于那丹哈達(dá)地體的前緣，對(duì)揭示古太平洋板塊俯沖的啟動(dòng)以及中國東北地區(qū)古亞洲洋構(gòu)造域向環(huán)太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換時(shí)代具有重要意義。然而目前對(duì)躍進(jìn)山雜巖的形成時(shí)代還未形成定論，Zhouetal. (2014)認(rèn)為躍進(jìn)山雜巖與佳木斯地塊西緣的黑龍江雜巖均為古太平洋板塊俯沖-增生的產(chǎn)物，形成時(shí)代為晚三疊世至早侏羅世，部分學(xué)者認(rèn)為躍進(jìn)山雜巖在晚三疊世之前已經(jīng)就位于佳木斯地塊東緣(曾振等, 2017, 2018, 2019b)，也有部分學(xué)者認(rèn)為躍進(jìn)山雜巖的增生就位發(fā)生在晚石炭世至中二疊世(Bietal., 2015; Wangetal., 2022)。因此本文對(duì)躍進(jìn)山雜巖進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)考察，并采集具有代表性的巖石樣品，通過同位素地質(zhì)年代學(xué)、巖石地球化學(xué)等手段來限定躍進(jìn)山雜巖的原巖和就位時(shí)代，進(jìn)而為古太平洋板塊的俯沖-增生歷史提供重要制約。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

中國東北地區(qū)最顯著的特征就是顯生宙期間諸多微陸塊發(fā)生碰撞拼貼，由西至東依次為額爾古納地塊、興安地塊、松遼地塊、布列亞-佳木斯-興凱地塊和那丹哈達(dá)地體。研究區(qū)位于那丹哈達(dá)地體西緣，西以躍進(jìn)山斷裂為界與佳木斯地塊相鄰。

1.1 佳木斯地塊

佳木斯地塊向北延伸至俄羅斯境內(nèi)的布列亞地塊，向南延伸至興凱地塊，因此也被稱為布列亞-佳木斯-興凱地塊(曹熹等, 1992; Natal’in and Borukayev, 1991; Wildeetal., 2010)。佳木斯地塊分別以牡丹江斷裂和躍進(jìn)山斷裂為界與西部的松遼地塊和東部那丹哈達(dá)地體相鄰(圖1)。佳木斯地塊主要由麻山雜巖、黑龍江雜巖以及三期花崗巖侵入體組成。

佳木斯地塊是以麻山雜巖為變質(zhì)結(jié)晶基底、古生界-中生界沉積地層為蓋層的構(gòu)造單元。麻山雜巖主要出露在雞西市麻山、密山一帶，主要包括麻粒巖、變粒巖、片麻巖、石墨片巖和大理巖等，是一套經(jīng)歷了高角閃巖相至麻粒巖相變質(zhì)作用的孔茲巖系(姜繼圣, 1992; 姜繼圣和陳永清, 1993; Wildeetal., 1997)。麻山雜巖最初被認(rèn)為形成于晚太古代(黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)，近年來隨著鋯石年代學(xué)的發(fā)展，眾多學(xué)者對(duì)麻山雜巖的時(shí)代逐漸有了新的認(rèn)識(shí)，目前普遍認(rèn)為麻山雜巖的原巖形成于中-新元古代(呂長祿等, 2014; Wildeetal., 1997, 2000; Yangetal., 2017)，并經(jīng)歷了晚泛非期(～500Ma)的麻粒巖相變質(zhì)作用(Wildeetal., 1997, 2000, 2003)。佳木斯地塊的沉積蓋層主要分布在地塊東緣，自下而上依次為黑臺(tái)組、老禿頂子組、七里卡山組、北興組、光慶組、珍子山組、二龍山組和南雙鴨山組，Lietal. (2019a)分別對(duì)珍子山組和黑臺(tái)組中的砂巖進(jìn)行年代學(xué)和地球化學(xué)研究，認(rèn)為黑臺(tái)組形成于晚泥盆世的被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，而珍子山組形成于晚石炭世的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。此外，在佳木斯地塊東緣廣泛分布晚石炭世晚期至中二疊世的弧巖漿巖(畢君輝等, 2014; Mengetal., 2008; Bietal., 2016, 2017a; Lietal., 2020)，這些證據(jù)表明自晚石炭世佳木斯地塊東緣已處于活動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。

黑龍江雜巖沿牡丹江斷裂分布于佳木斯地塊西緣，由北至南依次出露于蘿北、依蘭和牡丹江的地區(qū)，是揭示佳木斯地塊和松遼地塊之間古洋盆閉合及陸陸碰撞的關(guān)鍵證據(jù)(Wuetal., 2007; Zhouetal., 2009; Zhuetal., 2015; Geetal., 2016; Hanetal., 2020)。黑龍江雜巖具有典型的基質(zhì)-巖塊結(jié)構(gòu)，基質(zhì)主要由云母片巖、白云母-鈉長石片巖、石英片巖、斜長片麻巖組成，巖塊包括藍(lán)片巖、綠片巖、斜長角閃巖、大理巖和蛇紋巖。前人年代學(xué)研究結(jié)果表明黑龍江雜巖的原巖形成于～490Ma至～210Ma(李旭平等, 2010; 周建波等, 2013; Wuetal., 2007; Zhouetal., 2009, 2010; Geetal., 2016, 2017; Aouizeratetal., 2019, 2020; Hanetal., 2020)。黑龍江雜巖主體遭受綠片巖相至綠簾石-藍(lán)片巖相變質(zhì)作用，局部經(jīng)歷了綠簾石-角閃巖相變質(zhì)作用(趙英利等, 2010; Zhouetal., 2009; Geetal., 2017; Lietal., 2019b)，變質(zhì)年代學(xué)研究結(jié)果表明黑龍江雜巖的變質(zhì)作用發(fā)生在早侏羅世(李錦軼等, 1999; 趙亮亮和張興洲, 2011; 周建波等, 2013; Wuetal., 2007; Lietal., 2011; Geetal., 2017; Dongetal., 2019; Aouizeratetal., 2019, 2020; Hanetal., 2020)。這些研究結(jié)果限定了黑龍江雜巖形成于晚三疊世至早侏羅世，同時(shí)標(biāo)志著佳木斯地塊與松遼地塊之間的洋盆閉合并發(fā)生陸陸碰撞。

佳木斯地塊上主要記錄了三期花崗質(zhì)巖漿作用。新元古代花崗巖類巖石形成于898～751Ma(呂長祿等, 2014; Yangetal., 2017, 2018)，并且遭受了晚泛非期麻粒巖相變質(zhì)作用的改造。Wildeetal. (2003)在佳木斯地塊三道溝和佳木斯附近的變形花崗巖中獲得的原巖結(jié)晶年齡分別為523±8Ma和515±8Ma，變質(zhì)重結(jié)晶鋯石的加權(quán)平均年齡分別為505±4Ma和497±5Ma，表明佳木斯地塊發(fā)育早古生代花崗巖，后期遭受了麻粒巖相變質(zhì)作用。晚古生代花崗巖主要分布在佳木斯地塊西緣，主體未發(fā)生變形，部分沿牡丹江斷裂分布的巖石發(fā)生變形，前人年代學(xué)研究結(jié)果表明晚古生代花崗巖形成于270～254Ma(吳福元等, 2001; 黃映聰?shù)? 2008; 趙立國等, 2016)。

1.2 那丹哈達(dá)地體

那丹哈達(dá)地體位于中國東北地區(qū)最東端，以躍進(jìn)山斷裂和敦化-密山斷裂為界分別與西部的佳木斯地塊和南部的興凱地塊相鄰。在日本海打開之前，由于古太平洋板塊西向俯沖，那丹哈達(dá)地體與俄羅斯遠(yuǎn)東的錫霍特-阿林地體、日本的美濃-丹波地體連續(xù)增生到歐亞大陸東緣，形成一個(gè)超級(jí)地體(水谷伸治郎等, 1989; Kojima, 1989)。那丹哈達(dá)地體包括一系列增生雜巖，包括西部的躍進(jìn)山雜巖和東部的饒河增生雜巖(Zhouetal., 2014)，這些增生雜巖均被后期白堊紀(jì)花崗巖侵入(程瑞玉等, 2006; 李三忠等, 2017; 韓偉和周建波, 2020; 韓偉, 2021; Zhouetal., 2014)。

躍進(jìn)山雜巖沿躍進(jìn)山斷裂分布在那丹哈達(dá)地體西緣，主要出露在北部的勤得利和南部的蛤蟆通、躍進(jìn)山、東方紅和哈馬頂子地區(qū)(圖2)，主要由硅質(zhì)巖、變沉積巖和鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖組成。變沉積巖包括石英片巖、二云母片巖、石英云母片巖等，是大陸斜坡沉積物經(jīng)歷了低綠片巖相變質(zhì)作用的產(chǎn)物(張魁武等, 1997; 楊金中等, 1998)。鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖主要由變玄武巖、輝長巖、純橄欖巖、異剝橄欖巖和單斜輝石巖等組成，可與典型的蛇綠巖序列相比(Zhouetal., 2014)。此外，石場(chǎng)北部的躍進(jìn)山雜巖以構(gòu)造窗的形式產(chǎn)出，主要為一套厚層礫巖，礫石成分主要為玄武巖以及少量硅質(zhì)巖(圖2a; 崔維龍, 2018; 曾振等, 2019b)。躍進(jìn)山雜巖呈現(xiàn)典型的巖塊-基質(zhì)結(jié)構(gòu)，并被視為一套構(gòu)造混雜巖(張魁武等, 1997; Zhouetal., 2014)。近年來，前人對(duì)躍進(jìn)山雜巖進(jìn)行了大量的地質(zhì)年代學(xué)和地球化學(xué)研究，但目前關(guān)于躍進(jìn)山雜巖的形成時(shí)代還未形成定論，主要的觀點(diǎn)有晚三疊世至早侏羅世(郭冶, 2016; 劉永江等, 2019; Zhouetal., 2014; Sunetal., 2015b)、晚三疊世之前(曾振等, 2019b)和晚石炭世至中二疊世(Bietal., 2017b; Wangetal., 2022)。

2 樣品采集和描述

躍進(jìn)山雜巖主要出露于那丹哈達(dá)地體西緣，并呈現(xiàn)典型的巖塊-基質(zhì)結(jié)構(gòu)。變碎屑巖基質(zhì)主要包括石英片巖、二云母片巖、石英-云母片巖和絹云母-石英片巖。鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石主要出露在蛤蟆通、躍進(jìn)山、哈馬頂子、東方紅和勤得利地區(qū)。通過野外剖面和探槽調(diào)查，本文明確了鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖主要由玄武巖、橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖和輝石巖組成，并且大部分經(jīng)歷了低綠片巖相變質(zhì)作用和糜棱巖化作用。本文在哈馬頂子地區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的剖面研究，該剖面全長約7500m，共分為20個(gè)巖石單位，主要包括糜棱巖化的綠泥石-絹云母板巖、中-基性熔巖、蛇紋巖、糜棱巖、二云母片巖和石英片巖(圖3、表1)。糜棱巖樣品(P3GS35)和糜棱巖化綠泥石-絹云母板巖(L55D004) 分別采自剖面的單元3和15(圖4a、表1)。糜棱巖化綠泥石-絹云母板巖樣品的礦物組成包括碎?；氖ⅰA性長石、綠泥石和絹云母，并且石英和絹云母集合體呈定向分布(圖4b)。本文對(duì)出露于躍進(jìn)山附近的躍進(jìn)山雜巖進(jìn)行了探槽調(diào)查，該探槽全長約8m，整體表現(xiàn)為輝長巖以構(gòu)造透鏡體的形式分布在石英片巖中(圖5)。在該探槽中采集輝長巖樣品P16GS1(圖4c、圖5)，該樣品由斜長石(70%)、單斜輝石(25%)和少量磁鐵礦組成，并且部分輝石蝕變?yōu)榫G泥石(圖4d)。

表1 哈馬頂子地區(qū)躍進(jìn)山雜巖地質(zhì)剖面分層描述Table 1 Description of the geological section of the Yuejinshan Complex in the Hamadingzi area

3 研究方法

3.1 主量、微量元素

全巖主量元素和微量及稀土元素的分析是在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行的，其中主量元素分析在Axios 4.0kW順序式X射線熒光光譜儀(XRF)上完成，分析精度優(yōu)于2%。微量元素和稀土元素分析采用X Series Ⅱ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)，分析精度優(yōu)于5%。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程見劉穎等(1996)和高劍峰等(2003)。

3.2 鋯石U-Pb測(cè)年

鋯石U-Pb測(cè)年分析是在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成。測(cè)試儀器為激光燒蝕多接收器等離子質(zhì)譜儀(LA-MC-ICPMS)，由激光剝蝕系統(tǒng)(NEW WAVE 193nm FX)和多接收等離子質(zhì)譜儀(NEPTUNE)組成。本次測(cè)試中，激光剝蝕直徑為35μm，剝蝕頻率為8～10Hz，等離子體密度為13～14J/cm3，分別以TEMORA和NIST612作為U-Pb定年和微量元素含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)樣品。采用ICPMSDataCal(Liuetal., 2008, 2010)和Isoplot/Ex_ver3(Ludwg, 2003)軟件完成數(shù)據(jù)處理、U-Pb年齡諧和圖繪制和加權(quán)平均年齡計(jì)算。

3.3 絹云母Ar-Ar測(cè)年

絹云母Ar-Ar測(cè)年是在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素?zé)崮甏鷮W(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。首先對(duì)提純的(純度>99%)絹云母進(jìn)行超聲波清洗，然后將清洗后的樣品封進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆接受18h的中子照射，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣品黑云母ZBH-25作為監(jiān)控樣接受中子照射，黑云母標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)年齡為132.7±1.2Ma，K含量為7.6%。照射工作是在中國原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”中進(jìn)行的，使用B4孔道，中子流密度和積分中子通量分別為2.65×1013n·cm-2s-1和2.29×1018n·cm-2。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟見相關(guān)文章(陳文等, 2002; 張彥等, 2006)。

4 分析結(jié)果

本文樣品的全巖主量和微量元素、鋯石U-Pb定年和絹云母Ar-Ar定年的分析結(jié)果分別見表2、表3和表4。

表2 躍進(jìn)山雜巖中變玄武巖的主量(wt%)和微量(×10-6)元素分析結(jié)果Table 2 Major element (wt%) and trace element (×10-6) analyses of meta-basalts in the Yuejinshan Complex

表3 躍進(jìn)山雜巖中變玄武巖和輝長巖的鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)Table 3 LA-MC-ICPMS zircon U-Pb data for the meta-basalt and gabbro in the Yuejinshan Complex

續(xù)表3Continued Table 3

4.1 主量和微量元素

地球化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明躍進(jìn)山雜巖中的糜棱巖(P3GS35)具有較高的SiO2(48.86%～49.44%)、 Al2O3(14.79%～14.99%)、CaO(10.66%～11.08%)、FeO(8.89%～8.90%)和MgO(7.26%～7.30%)，較低的Na2O(2.95%～3.21%)、Fe2O3(2.18%～2.63%)、TiO2(2.00%～2.03%)、K2O(0.71%～0.83%)、MnO(0.26%～0.27%)和P2O5(0.24%)(氧化物含量均經(jīng)過扣除燒失量后重新計(jì)算)。樣品的稀土元素總量(∑REE)為107.0×10-6～111.2×10-6，輕重稀土元素比值(LREE/HREE)為2.91～2.93。

在正、副變質(zhì)巖K-A(K=100×K2O/(Na2O+K2O); A=100×Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O))判別圖解中所有樣品落入火成巖區(qū)域(圖6a)，在(al+fm)-(c+alk)-Si圖解中，所有樣品進(jìn)一步落入火山巖區(qū)域(圖6b)，因此該糜棱巖樣品屬于正變質(zhì)巖，原巖為火山巖。在火山巖TAS分類圖解和Zr/TiO2-Nb/Y圖解中所有樣品均落入亞堿性玄武巖區(qū)域(圖7)。在A-F-M和FeOT/MgO-SiO2圖解中可以進(jìn)一步判定這些亞堿性玄武巖屬于拉斑玄武巖系列(圖8)。以上地球化學(xué)結(jié)果表明本文糜棱巖樣品的原巖為亞堿性玄武巖，因此在后文中稱為變玄武巖。

在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖中，樣品表現(xiàn)出輕稀土元素中等富集，與富集型洋中脊玄武巖(E-MORB)的配分模式相似(圖9a)，并且輕重稀土比值(2.91～2.93)和(La/Yb)N值(2.43～2.45)接近于E-MORB的標(biāo)準(zhǔn)值(Sun and McDonough, 1989)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中，樣品的配分曲線與E-MORB相似(圖9b)。

4.2 鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果

變玄武巖樣品(P3GS35)的鋯石顆粒呈現(xiàn)短柱狀或粒狀，他形至半自形，鋯石長約50～100μm，長寬比為1:1至2:1。在鋯石CL圖中，大部分鋯石保留了巖漿振蕩環(huán)帶或不完整環(huán)帶(圖10a)。本次測(cè)試對(duì)該樣品中的24顆鋯石進(jìn)行了24次分析，其中包含7個(gè)不諧和的數(shù)據(jù)。其余17個(gè)諧和數(shù)據(jù)的Th、U含量分別為37×10-6～429×10-6和62×10-6～646×10-6。Th/U值為0.39～1.26，指示鋯石的巖漿成因(Hinton and Upton, 1991; Hoskin and Black, 2000; Rubatto, 2002)。該樣品的諧和年齡分布在300～503Ma，其中13個(gè)最年輕的數(shù)據(jù)確定的加權(quán)平均年齡為303±2Ma(圖10b；MSWD=0.56)，該年齡代表變玄武巖原巖時(shí)代。此外，該樣品中包含3個(gè)較老的鋯石(加權(quán)平均年齡為331±4Ma，MSWD=0.086)和一個(gè)最老的鋯石(503±6Ma)，可能為繼承鋯石或捕獲鋯石。

輝長巖樣品P16GS1中鋯石呈無色、透明，半自形-自形結(jié)構(gòu)，鋯石長約50～100μm，長寬比為1:1至2:1。鋯石CL圖像顯示大部分鋯石呈現(xiàn)明顯的振蕩環(huán)帶(圖10c)。本次對(duì)該樣品中的32顆鋯石進(jìn)行了32次分析，其中包含6個(gè)不諧和數(shù)據(jù)。其余26個(gè)諧和數(shù)據(jù)的Th、U含量和Th/U分別為120×10-6～1351×10-6、114×10-6～945×10-6和0.50～1.50，指示鋯石的巖漿成因(Hinton and Upton, 1991; Hoskin and Black, 2000; Rubatto, 2002)。26個(gè)諧和數(shù)據(jù)中有24個(gè)落入270～286Ma，確定的加權(quán)平均年齡為278±2Ma(圖10d；MSDW=2.7)，其余兩個(gè)諧和年齡分別為231±3Ma和237±3Ma，可能代表后期的構(gòu)造熱事件，因此本文認(rèn)為輝長巖樣品P16GS1的形成時(shí)代為278±2Ma。

4.3 Ar-Ar測(cè)年結(jié)果

糜棱巖化綠泥石-絹云母板巖的絹云母40Ar/39Ar分析結(jié)果見表4。該樣品經(jīng)歷了13個(gè)連續(xù)的升溫階段，除第一個(gè)和最后一個(gè)溫度階段獲得不規(guī)則年齡外，其中11個(gè)連續(xù)加熱階段(760～1200℃)獲得的39Ar釋放量占總量的99.65%，確定的總氣體年齡為191.2±39.1Ma。Ar-Ar年齡譜圖呈現(xiàn)出受熱擾動(dòng)的年齡譜，未形成平坦的年齡坪(圖11)，其中840～900℃三個(gè)溫度階段獲得的39Ar釋放量占總量的24%～83%，其表面年齡比較接近(188.2～218.6Ma)，構(gòu)成一個(gè)近似的年齡坪，確定的加權(quán)平均年齡為193±1Ma，可近似代表絹云母Ar-Ar體系的封閉年齡。

5 討論

5.1 鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖的時(shí)代

地球化學(xué)分析表明本文糜棱巖樣品P3GS35的原巖是亞堿性玄武巖，因此也稱為變玄武巖。變玄武巖樣品中13個(gè)最年輕的諧和年齡確定的加權(quán)平均年齡為303±2Ma，這些鋯石均保留了振蕩環(huán)帶或不完整環(huán)帶，并且Th/U均大于0.1，指示鋯石的巖漿成因，因此303±2Ma代表變玄武巖原巖的形成時(shí)代，該年齡是目前報(bào)道的最老的變玄武巖原巖時(shí)代。在躍進(jìn)山雜巖的其它出露地區(qū)，前人對(duì)變玄武巖的原巖時(shí)代進(jìn)行了大量年代學(xué)分析(圖2b, c)，曾振等(2018)報(bào)道了北部勤得利地區(qū)變玄武巖的原巖形成于270～279Ma，東方紅地區(qū)變玄武巖原巖形成于277±2Ma。崔維龍(2018)分別對(duì)勤得利和蛤蟆通地區(qū)的變玄武巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，其原巖時(shí)代分別為275±6Ma和274±3Ma，而石場(chǎng)地區(qū)礫巖中的玄武質(zhì)礫石的形成時(shí)代比較年輕(257±2Ma)。此外，郭冶(2016)從蛤蟆通地區(qū)變玄武巖中獲得的原巖時(shí)代為232±5Ma，該年齡是目前報(bào)道的最年輕的變玄武巖原巖時(shí)代。

本文輝長巖樣品P16GS1的年代學(xué)測(cè)試結(jié)果表明該樣品形成于278±2Ma。相似的研究成果在躍進(jìn)山雜巖的其它出露地區(qū)也有大量報(bào)道(圖2b, c)，Sunetal. (2015b)報(bào)道了東方紅地區(qū)兩個(gè)輝長巖樣品的形成時(shí)代分別為275±3Ma和276±4Ma，曾振等(2017)在該地區(qū)也獲得相似的研究結(jié)果(287±2Ma)。前人發(fā)表的年代學(xué)研究成果限定了曙光和日照地區(qū)的輝長巖分別形成于274～280Ma和266～290Ma(郭冶, 2016; Bietal., 2015)。在北部的勤得利地區(qū)，于介江等(2013)報(bào)道的角閃-輝長巖形成于278±2Ma。

綜合本文和前人的年代學(xué)研究結(jié)果，可以限定躍進(jìn)山雜巖中的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖形成于晚石炭世至晚三疊世(303～232Ma)。

5.2 鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖形成的構(gòu)造背景

在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖解和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖上，本文變玄武巖樣品與E-MORB的配分模式相似，該結(jié)果也得到玄武巖構(gòu)造判別圖解的進(jìn)一步證實(shí)。在Hf/3-Th-Ta、Hf/3-Th-Nb/16和Zr/117-Th-Nb/16圖解中，樣品均落入E-MORB或板內(nèi)拉斑玄武巖區(qū)域(圖12)。在Nb/Ta-La/Yb和Th/Nb-La/Yb圖解中(圖13a, b)，樣品均落入MORB區(qū)域。Th/Yb-Ta/Yb和Th/Yb-Nb/Yb圖解顯示樣品均落入MORB-OIB系列，并且靠近E-MORB區(qū)域(圖13c, d)。這些地球化學(xué)證據(jù)表明本文變玄武巖樣品的原巖具有E-MORB的地球化學(xué)屬性。

前人對(duì)躍進(jìn)山雜巖中的變玄武巖進(jìn)行了大量地球化學(xué)研究，這些地球化學(xué)數(shù)據(jù)不僅證實(shí)了本文研究結(jié)果，而且揭示了變玄武巖起源的多樣性(圖12、圖13)。張魁武等(1997)報(bào)道了哈馬頂子地區(qū)綠片巖的原巖具有MORB和OIB的地球化學(xué)特征。Zhouetal. (2014)的地球化學(xué)研究結(jié)果表明東方紅地區(qū)的變玄武巖具有N-MORB的地球化學(xué)屬性。在蛤蟆通地區(qū)，郭冶(2016)報(bào)道的變玄武巖原巖具有OIB和MORB的地球化學(xué)特征。Bietal. (2017b)對(duì)北部勤得利地區(qū)和南部的南林工段、尖山等地區(qū)的變玄武巖進(jìn)行了大量地球化學(xué)研究，結(jié)果表明這些變玄武巖的原巖具有MORB和OIB的特征。關(guān)于躍進(jìn)山雜巖中輝長巖形成的構(gòu)造背景，前人進(jìn)行了大量地球化學(xué)研究，揭示了輝長巖具有巖漿弧地球化學(xué)特征，并且在構(gòu)造判別圖解中，輝長巖均落入島弧玄武巖或大陸弧區(qū)域(于介江等, 2013; 郭冶, 2016; 曾振等, 2017; Bietal., 2015; Sunetal., 2015b; Liangetal., 2021)。

以上研究成果表明躍進(jìn)山雜巖中變玄武巖的原巖具有E-MORB、N-MORB和OIB的特征，躍進(jìn)山雜巖中的輝長巖形成于大陸弧或活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。這些研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了躍進(jìn)山雜巖是一套蛇綠混雜巖。

5.3 躍進(jìn)山雜巖的就位時(shí)代

目前關(guān)于躍進(jìn)山雜巖的形成時(shí)代還未形成定論，主要的觀點(diǎn)有晚三疊世至早侏羅世(郭冶, 2016; 劉永江等, 2019; Zhouetal., 2014; Sunetal., 2015b)、晚三疊世之前(曾振等, 2019b)和晚石炭世至中二疊世(Bietal., 2017b; Wangetal., 2022)，造成爭(zhēng)議的主要原因之一就是缺乏對(duì)躍進(jìn)山雜巖變質(zhì)時(shí)代的限定。

石場(chǎng)地區(qū)的躍進(jìn)山雜巖以構(gòu)造窗形式出露，主體為一套厚層礫巖，礫巖膠結(jié)物的碎屑年齡主要分布在232～216Ma、269～250Ma、522～494Ma和>800Ma，其中最年輕的年齡群確定的加權(quán)平均年齡為232±1Ma，代表礫巖的沉積下限時(shí)代(崔維龍, 2018)，曾振等(2019b)也報(bào)道了該地區(qū)礫巖的沉積下限時(shí)代為221Ma。此外，郭冶(2016)報(bào)道了躍進(jìn)山地區(qū)長英質(zhì)糜棱巖的沉積下限時(shí)代為223±7Ma，以及蛤蟆通地區(qū)變玄武巖的原巖時(shí)代為232±5Ma。這些年代學(xué)數(shù)據(jù)表明躍進(jìn)山雜巖中最年輕的原巖時(shí)代為～220Ma。

躍進(jìn)山雜巖主體經(jīng)歷了低綠片巖相變質(zhì)作用，增生雜巖中最年輕的原巖時(shí)代220Ma限定了變質(zhì)時(shí)代下限。本文糜棱巖化綠泥石-絹云母板巖的絹云母Ar-Ar測(cè)年結(jié)果為193±1Ma，與楊金中等(1998)報(bào)道的白云母石英片巖Rb-Sr等時(shí)線年齡(188±4Ma)一致。因此，躍進(jìn)山雜巖中最年輕的原巖時(shí)代和絹云母Ar-Ar測(cè)年結(jié)果限定了躍進(jìn)山雜巖的形成時(shí)代為220～193Ma。

6 構(gòu)造意義

6.1 佳木斯地塊東緣的俯沖-增生歷史

那丹哈達(dá)增生雜巖帶是佳木斯地塊東緣俯沖-增生的重要地質(zhì)記錄，包括躍進(jìn)山雜巖和饒河增生雜巖(周建波等, 2018)。本文研究結(jié)果限定了躍進(jìn)山雜巖的形成時(shí)代為晚三疊世至早侏羅世(220～193Ma)。然而，關(guān)于躍進(jìn)山雜巖向佳木斯地塊東緣增生的起始時(shí)代還不明確，即佳木斯地塊東緣何時(shí)由被動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)換為活動(dòng)大陸邊緣？佳木斯地塊東緣沉積的黑臺(tái)組和珍子山組為解決這一問題提供了關(guān)鍵線索，Lietal. (2019a)報(bào)道了黑臺(tái)組和珍子山組中砂巖的沉積下限時(shí)代分別為382Ma和315Ma，地球化學(xué)證據(jù)表明黑臺(tái)組形成于被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，而珍子山組形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，這些研究結(jié)果揭示了佳木斯地塊東緣自晚石炭世(315Ma)已處于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。這一觀點(diǎn)也進(jìn)一步得到佳木斯地塊東緣呈南北向分布的晚石炭世至中二疊世巖漿弧的證實(shí)(畢君輝等, 2014; Mengetal., 2008; Bietal., 2016, 2017a; Lietal., 2020)。例如，在佳木斯地塊東南部的寶清地區(qū)，Bietal. (2016)報(bào)道了晚石炭世至中二疊世(302～267Ma)的花崗巖和花崗閃長巖，地球化學(xué)證據(jù)表明這些花崗巖類巖石形成于與板塊俯沖相關(guān)的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，此外該地區(qū)出露的雙峰式火山巖(290～267Ma)和二龍山組安山巖(286～280Ma)均被證實(shí)形成于大陸弧或活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(Bietal., 2017a; Lietal., 2020)。在佳木斯地塊東北部，畢君輝等(2014)報(bào)道了早-中二疊世(278～260Ma)的花崗巖類巖石形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。以上證據(jù)表明了佳木斯地塊東緣在晚石炭世至中二疊世(302～260Ma)受到古大洋板塊西向俯沖作用的控制，形成一系列巖漿弧。由于古太平洋板塊(伊澤奈岐板塊)形成于中生代(郭鋒, 2016; 劉永江等, 2019)，因此晚石炭世至中二疊世期間佳木斯地塊東緣的俯沖板塊并非古太平洋板塊，有學(xué)者提出晚石炭世至中二疊世期間圍繞佳木斯地塊東緣的俯沖洋殼是泛大洋(劉永江等, 2019; Hanetal., 2020; Liuetal., 2021)，泛大洋是石炭紀(jì)-三疊紀(jì)期間環(huán)繞泛大陸的全球性大洋，中生代期間泛大洋板塊開始裂解出現(xiàn)古太平洋板塊(伊澤奈岐板塊)、法拉隆板塊和菲尼克斯板塊，因此古太平洋板塊(伊澤奈岐板塊)是泛大洋板塊裂解后的殘余板塊(郭鋒, 2016; Veevers, 2004, 2013; Johnston and Borel, 2007)。根據(jù)以上證據(jù)，本文認(rèn)為自晚石炭世佳木斯地塊東緣受泛大洋板塊西向俯沖的控制，躍進(jìn)山雜巖可能自晚石炭世已經(jīng)開始向佳木斯地塊東緣增生，并且躍進(jìn)山雜巖中的弧輝長巖可能來自于佳木斯地塊東緣的弧巖漿巖，晚三疊世至早侏羅世泛大洋板塊裂解形成殘余的古太平洋板塊，并且古太平洋板塊西向俯沖導(dǎo)致躍進(jìn)山雜巖就位于佳木斯地塊東緣。

饒河增生雜巖是那丹哈達(dá)地體主體部分，呈現(xiàn)典型的巖塊-基質(zhì)結(jié)構(gòu)。前人年代學(xué)研究成果限定了增生雜巖中的基質(zhì)碎屑巖形成于中侏羅世至早白堊世(ca.170～133Ma；韓偉和周建波, 2020; 韓偉, 2021; Zhouetal., 2014; Sunetal., 2015a; Zhangetal., 2020)，表明饒河增生雜巖的增生過程發(fā)生在中侏羅世至早白堊世，并且饒河增生雜巖被早白堊世的花崗巖侵入(ca.130～100Ma; 程瑞玉等, 2006; 王智慧, 2017; 韓偉和周建波, 2020; Zhouetal., 2014)，這些年代學(xué)證據(jù)限定了饒河增生雜巖的最終就位時(shí)代為早白堊世(133～130Ma)。因此那丹哈達(dá)增生雜巖帶的形成以及佳木斯地塊東緣的巖漿弧記錄了晚石炭世至早白堊世泛大洋板塊和古太平洋板塊的俯沖-增生歷史。

6.2 佳木斯地塊與松遼地塊的分離和聚合

吉林-黑龍江高壓變質(zhì)帶(吉黑高壓帶)記錄了佳木斯地塊與松遼地塊的碰撞拼貼歷史，并被劃分為黑龍江雜巖和小興安嶺-張廣才嶺增生雜巖(周建波等, 2013, 2018)。前人發(fā)表的年代學(xué)數(shù)據(jù)限定了黑龍江雜巖的原巖形成于～490Ma至～210Ma(周建波等, 2013; Wuetal., 2007; Zhouetal., 2009, 2010; Zhuetal., 2015; Geetal., 2016; Hanetal., 2020)，并通過變質(zhì)鋯石、變質(zhì)礦物Ar-Ar和Rb-Sr以及金紅石U-Pb定年獲得了早侏羅世的變質(zhì)時(shí)代(李錦軼等, 1999; 趙亮亮和張興洲, 2011; 周建波等, 2013; Wuetal., 2007; Lietal., 2011; Geetal., 2017; Dongetal., 2019; Aouizeratetal., 2019, 2020; Hanetal., 2020)，這些年代學(xué)證據(jù)限定了黑龍江雜巖的最終就位時(shí)代為晚三疊世至早侏羅世。張廣才嶺增生雜巖是一套構(gòu)造混雜巖，主要由二云母片巖、石英片巖、綠片巖、石英巖和變火山巖組成(唐克東等, 2011; 周建波等, 2013; Wangetal., 2012)。張廣才嶺增生雜巖主體經(jīng)歷了低角閃巖相至綠片巖相變質(zhì)作用，其原巖形成于450～211Ma(周建波等, 2013; Wangetal., 2012)，此外周建波等(2013)報(bào)道了云母片巖和長英質(zhì)糜棱巖的黑云母Ar-Ar時(shí)代分別為193±2Ma和200±8Ma，這些年代學(xué)證據(jù)限定了張廣才嶺增生雜巖形成于晚三疊世至早侏羅世，與黑龍江雜巖的形成時(shí)代一致。

以上研究結(jié)果揭示了佳木斯地塊與松遼地塊的碰撞拼貼發(fā)生在晚三疊世至早侏羅世，伴隨吉黑高壓帶的就位，同時(shí)松遼地塊東緣張廣才嶺和小興安嶺發(fā)育同碰撞花崗巖，形成時(shí)代為216±4Ma～184±4Ma(Wuetal., 2011)，也證實(shí)了晚三疊世至早侏羅世期間佳木斯地塊與松遼地塊發(fā)生碰撞。此外，有學(xué)者提出在早石炭世之前佳木斯地塊屬于中亞造山帶東段的一部分，與松遼地塊是一個(gè)整體(Zhouetal., 2009, 2010; Hanetal., 2020; Chenetal., 2022)，這也意味著佳木斯地塊在早石炭世至晚三疊世期間經(jīng)歷了與松遼地塊的分離。在佳木斯地塊東緣廣泛出露晚石炭世至中二疊世的巖漿弧，與佳木斯地塊東緣泛大洋板塊的西向俯沖有關(guān)(畢君輝等, 2014; Mengetal., 2008; Bietal., 2016, 2017a; Lietal., 2020)，并且Yangetal. (2019)進(jìn)一步提出在整個(gè)佳木斯地塊上廣泛發(fā)育南北向的巖漿弧(302～245Ma)，這些弧巖漿巖從地塊東緣至西緣呈現(xiàn)逐漸年輕的趨勢(shì)。因此本文認(rèn)為晚石炭世之后泛大洋板塊持續(xù)向佳木斯地塊之下俯沖，在佳木斯地塊上形成大量的弧巖漿巖，同時(shí)由于弧后擴(kuò)張作用佳木斯地塊與松遼地塊發(fā)生分離形成新的洋盆，被命名為黑龍江洋(Zhuetal., 2017; Hanetal., 2020; Lietal., 2021)。前人研究結(jié)果認(rèn)為佳木斯地塊與松遼地塊之間大洋板塊俯沖的啟動(dòng)時(shí)代為中二疊世(Dongetal., 2017)，并持續(xù)到晚三疊世-早侏羅世(Wuetal., 2007; Zhouetal., 2009; Hanetal., 2020)，該觀點(diǎn)也得到松遼地塊東緣中二疊世至早侏羅世弧巖漿巖帶的支持(魏紅艷, 2012; 呂長祿等, 2015; Dongetal., 2017; Aouizeratetal., 2020; Liuetal., 2020)。

6.3 中國東北地區(qū)晚古生代至中生代構(gòu)造演化

顯生宙期間中國東北地區(qū)先后經(jīng)歷了古亞洲洋閉合、泛大洋俯沖和古太平洋板塊西向俯沖的控制和改造。Wuetal. (2011)根據(jù)顯生宙期間的花崗質(zhì)巖石將中國東北地區(qū)的構(gòu)造演化劃分為三個(gè)階段：250Ma之前處于古亞洲洋演化階段；250～210Ma屬于同碰撞階段；210Ma之后受古太平洋板塊西向俯沖控制。彭玉鯨等(2012)認(rèn)為古亞洲洋構(gòu)造域的結(jié)束時(shí)間為250～230Ma。目前普遍認(rèn)為古亞洲洋的閉合時(shí)代為晚二疊世或早三疊世，其構(gòu)造演化最晚持續(xù)到早-中三疊世(許文良等, 2013; 劉永江等, 2019; Wilde, 2015; Liuetal., 2017)。中國東北地區(qū)中生代增生雜巖、佳木斯地塊和松遼地塊東緣的弧巖漿巖帶均呈近南北向分布，這些增生雜巖形成于晚三疊世至早白堊世，并呈現(xiàn)出由西至東逐漸年輕的趨勢(shì)。這些證據(jù)表明中國東北地區(qū)的中生代增生雜巖以及巖漿弧并非古亞洲洋閉合的產(chǎn)物，而是與晚古生代至中生代期間歐亞大陸東緣泛大洋板塊和古太平洋板塊西向俯沖有關(guān)。

根據(jù)以上研究結(jié)果，本文將中國東北地區(qū)晚石炭世至早白堊世期間的構(gòu)造演化歷史分為4個(gè)階段：

(1)早石炭世之前，佳木斯地塊屬于中亞造山帶的一部分，并處于被動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造背景。晚石炭世晚期至中二疊世期間，由于泛大洋板塊西向俯沖，佳木斯地塊東緣由被動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)大陸邊緣，伴隨南北向弧巖漿巖帶(302～260Ma)的形成，此外，由于弧后擴(kuò)張作用，佳木斯地塊與松遼地塊發(fā)生分離，隨著洋盆不斷擴(kuò)展，形成黑龍江洋(圖14a)。

(2)中二疊世-晚三疊世期間，黑龍江洋開始閉合，大洋板塊持續(xù)向松遼地塊東緣之下俯沖，在松遼地塊東緣形成南北向展布的弧巖漿巖(圖14b)。

(3)晚三疊世至早侏羅世期間，由于古太平洋板塊西向俯沖，躍進(jìn)山雜巖在佳木斯地塊東緣就位(220～193Ma)，同時(shí)黑龍江洋閉合，佳木斯地塊與松遼地塊發(fā)生碰撞拼貼，伴隨吉黑高壓帶的就位(圖14c)，標(biāo)志著中國東北地區(qū)的構(gòu)造背景發(fā)生了古亞洲洋和泛大洋構(gòu)造體制向古太平洋構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換。

(4)早侏羅世至早白堊世期間古太平洋板塊持續(xù)俯沖，饒河增生雜巖向佳木斯地塊東緣增生，并最終于早白堊世(133～130Ma)就位(圖14d)，隨后饒河增生雜巖被早白堊世的花崗巖脈侵入(130～100Ma)。

7 結(jié)論

根據(jù)詳細(xì)的野外調(diào)查、鋯石U-Pb定年、絹云母Ar-Ar定年、全巖地球化學(xué)以及前人發(fā)表的研究成果，本文主要取得以下認(rèn)識(shí)：

(1)躍進(jìn)山雜巖是一套構(gòu)造混雜巖，呈現(xiàn)典型的巖塊基質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要由石英片巖、二云母片巖、石英-云母片巖、硅質(zhì)巖、大理巖、變玄武巖、輝長巖、純橄欖巖、異剝橄欖巖和單斜輝石巖組成。

(2)本文變玄武巖的原巖年齡和輝長巖的結(jié)晶年齡分別為303±2Ma和278±2Ma。綜合本文和已發(fā)表的年代學(xué)結(jié)果，限定了躍進(jìn)山雜巖中的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖形成于303～232Ma。

(3)綜合本文和前人發(fā)表的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了躍進(jìn)山雜巖中變玄武巖的原巖具有OIB、E-MORB和N-MORB的地球化學(xué)特征，而躍進(jìn)山雜巖中的輝長巖形成于大陸弧或活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，可能來源于佳木斯地塊東緣晚石炭世至中二疊世的弧巖漿巖。

(4)糜棱巖化綠泥石-絹云母板巖中的絹云母Ar-Ar定年結(jié)果為193±1Ma，結(jié)合最年輕的原巖時(shí)代(220Ma)限定了躍進(jìn)山雜巖的最終就位時(shí)代為晚三疊世至早侏羅世(220～193Ma)，與吉黑高壓帶的就位時(shí)代一致。

(5)躍進(jìn)山雜巖的形成記錄了中國東北地區(qū)構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換，標(biāo)志著古亞洲洋和泛大洋構(gòu)造體制向古太平洋構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換發(fā)生在晚三疊世至早侏羅世。

致謝本文測(cè)試工作在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)室工作人員的協(xié)助下順利完成；并感謝主編和審稿專家的詳細(xì)審閱和良好建議。