黑龙江省东部早中生代火成岩组合特征剖析

第一章区域地质构造背景研究区位于黑龙江省东部，主要包括松嫩—张广才岭地块、佳木斯—兴凯地块及那丹哈达岭陆缘增生带等构造区域(图1-1)。

根据地质发展历史及大地构造位置，将研究区的地质演化划分为三个大的发展阶段，即佳木斯—兴凯地块及松嫩—张广才岭地块基底的形成、古亚洲构造域和滨太平洋构造域的演化。

图1-1 黑龙江省区域构造略图（据赵春荆等1996，修改）第一节佳木斯—兴凯地块及松嫩—张广才岭地块基底的形成黑龙江东部前寒武系基底主要分布于佳木斯—兴凯地块和松嫩—张广才岭地块内，其中佳木斯—兴凯地块在前寒武纪曾有过统一的地层组成和演化(MA米什金、赵春荆等，1990；AA符鲁布列夫斯基，1994)，由于后期敦密断裂的左旋走滑作用使两地块错开，分离而位于现金位置(赵春荆等，1996)；松嫩—张广才岭地块向北与俄罗斯境内的马门地块相连，研究区内大部分被松辽盆地和张广才岭中生代盖层所掩盖，基底情况研究较差，与佳木斯—兴凯地块之间以牡丹江断裂相接触，两地块的拼合时间为志留纪末期(张兴洲等，1999)。

一、佳木斯—兴凯地块结晶基底的形成佳木斯—兴凯地块内发育有黑龙江省最老的结晶基底—麻山岩群，麻山岩群为一套麻粒岩相—高角闪岩相变质沉积岩和和基性—超基性火山岩，以往地质工作依据该群中紫苏辉石斜长麻粒岩的Ar40\Ar39年龄(2539Ma，白景文，1987)将其时代厘定为新太古代，随着同位素测年技术的发展，越来越多的科研成果(吴福元等，2001；Simon A Wilde等2000、2001；宋彪等，1997；Dirsett—Bainetal，1996)证实麻山岩群原岩形成时代不早于古元古代，其麻粒岩相变质作用发生在早古生代(500Ma的晚泛非期高级变质作用事件)。

党延松等（1993）和金山岩（1982）报道的麻粒岩和碳酸岩的Pb\Pb 年龄(2250.8±3.6Ma和2275Ma)被认为是麻山岩群的原岩成岩年龄(Simon A Wilde等2001)，因此麻山岩群的形成时代最有可能为古元古代早期。

兴东岩群被传统认为是发育佳木斯地块之上，继麻山岩群之后的古元古代结晶岩底，其由一套低角闪岩相的变质沉积岩和拉斑玄武岩组成，原岩组成与麻山岩群相似，变质程度较麻山岩群低，黑龙江省地矿局(1993)和卢良兆等(1996)认为兴东群是麻山岩群在部分地区变质程度低的部分。

在兴东岩群中磷灰石透辉石岩中获得的Pb—Pb年龄2275Ma(沈阳所，1983)是迄今为止最大年龄，基本代表了原岩成岩年龄，其时代与麻山岩群时代相近，为古元古代早期。

无论两群的时代和变质作用是否相同，它们均代表了佳木斯—兴凯地块前寒武系最古老的结晶基底。

1：25万鸡西市幅、虎林市幅区调工作(2003)在鸡西—虎林地区划分出两套与麻山岩群、兴东岩群共生的花岗质片麻岩，认为其与麻山岩群和兴东岩群为同期变质表壳岩和变质深成侵入岩组合，这些岩石具有与麻山岩群变质岩系相同或一致的片麻理构造，并与麻山岩群共同经历了角闪岩相—麻粒岩相变质作用的改造，属于佳木斯地块结晶基底的组成部分(吴福元等，2001)。

柳毛地区变质片麻状闪长岩的古老锆石207Pb\206Pb年龄为546—1460Ma，表明该闪长岩于1400Ma左右就位，并受到了500Ma变质事件的影响(吴福元等，2001)。

中元古代花岗质片麻岩侵位后将麻山岩群、兴东岩群变质表壳岩焊结在一起，构成了了佳木斯—兴凯地块前寒武系的固化地壳，相当于黑龙江东部的原始陆核(汪新文等，1997)。

麻山岩群和兴东岩群地球化学特征显示了活动陆缘背景，但18亿年前地热梯度高，难以形成成熟板块，其构造环境应为大陆边缘建造(Simon A Wilde等，2001)，可能为大陆边缘裂陷沉积，中元古代早期格林威尔造山事件导致裂陷闭合，片麻状花岗岩就位。

Simon A Wilde、吴福元等通过麻山杂岩同位素及全球大陆再造的研究认为，佳木斯地块可能曾经位于冈瓦纳大陆边缘的华北克拉通附近，而新元古代—志留纪为古亚洲洋形成和扩张阶段基本得到了共识，古亚洲洋盆的分裂和形成导致了佳木斯、兴凯地块从华北古陆上裂解出来，并呈孤岛状游弋于古亚洲洋内(孙德有，2001；张兴洲，1999；李春昱，1982；徐公愉，1993)，此后佳木斯—兴凯地块及松嫩—张广才岭地块进入到古亚洲洋构造演化阶段。

二、松嫩—张广才岭地块结晶基底的形成该地块中最早地质记录为古元代东风山岩群，出露于小兴安岭一带，主要由一套低角闪岩相—高绿片岩相的中低级变质沉积岩组成，内含有磁铁石英岩及石墨片岩，获得的Rb—Sr等时线年龄为797±43Ma，反映的是变质年龄（王友勤等，1997）。

侵入东风山岩群的花岗岩的锆石U—Pb年龄为844±45Ma，考虑其含铁建造特点，推测其时代为古元古代早期。

与佳木斯地块的兴东岩群对比，两者岩石组合、变质程度基本一致，仅火山物质相对兴东岩群少，说明两地块在古元古代具有相同的构造演化历史，很可能共同处于华北古陆的北缘，在新元古代古亚洲洋形成后，两个地块在古亚洲洋背景下才有着各自的演化历史。

与东风山岩群伴生的侵入岩是一套花岗质片麻岩或片麻状花岗岩，其U—Pb同位素年代显示了新元古代特征，说明张广才岭地块古老基底的形成时代较佳木斯—兴凯地块晚，其不仅缺少麻山岩群结晶基底，而且东风山期大陆边缘裂陷闭合时间也较佳木斯地块兴东期裂陷闭合晚，所以张广才岭地块在新元古代花岗岩侵位焊结作用下，完成了结晶基底的演化。

第二节古亚洲构造域的演化古亚洲洋是发育在西伯利亚板块和华北板块之间的一个巨大洋盆，新元古代—二叠纪黑龙江东部松嫩—张广才岭地块和佳木斯—兴凯地块等辗转游弋于该大洋中(孙德有，2001)，广泛遭受了古亚洲洋运动的改造。

新元古代—志留纪为古亚洲洋形成和扩张期，随着大洋板块的扩张，大洋内各地块处于被动大陆边缘状态；晚泥盆世—二叠纪为古亚洲洋萎缩期，古亚洲洋壳开始收缩，并向西伯利亚板块和华北板块之下俯冲，造成各地块之间碰撞和与南北两大板块的拼贴，最终大洋消失，因此该阶段各地块处于活动大陆边缘背景。

总体上看，古亚洲洋从裂解、扩张到闭合代表了一个大规模的构造“开”、“合”旋回。

在裂开半旋回过程中又包括两个次级开合旋回，每个旋回都以伸展、扩张、裂陷开始，以挤压造山花岗岩侵位结束，即以造山前沉积盆地的形成和造山作为一个阶段的起始了终。

因此古亚洲洋构造演化阶段，各时期的地层和侵入岩都很发育。

一、松嫩—张广才岭地块和佳木斯、兴凯地块被动大陆边缘演化全球中、新元古代构造演化是以哥伦比亚超级大陆和罗迪尼亚超级大陆的形成与裂解、泛非碰撞构造事件的发生以及冈瓦纳大陆的形成为特征的，佳木斯—兴凯地块和松嫩—张广才岭地块作为亲冈瓦纳大陆的地块群先后形成了统一结晶基底(万天丰，2004)。

罗迪尼亚超级大陆在1000—800Ma 期间开始裂解，其中850—700Ma发生的全球性裂谷是引起Rodinia超级大陆分裂解体的重要地质作用(王剑，2000)。

西伯利亚与华北之间是具有明显扩张作用的洋脊主要分布地区之一(万天丰，2004)。

古亚洲洋盆于中元古代末期—新元古代在西伯利亚和华北古陆之间形成，佳木斯—兴凯地块等被相继分离，形成单独地块。

洋壳形成初期，张广才岭与与佳木斯地块之间表现陆内裂谷，形成了黑龙江岩群超镁铁岩、拉斑玄武岩与细碧质英安岩双峰式火山岩建造，而后形成大洋并进入扩张阶段，沉积了硅质页岩、泥岩和砂岩(朱群等，1995)，总体上具有洋壳和裂谷绿岩盆地特征(王友勤等，1997)。

黑龙江岩群在志留纪佳木斯与张广才岭地块拼贴、碰撞时发生了高压兰片岩相和高绿片岩相变质作用（张兴洲等，1992），形成了一套绿片岩、石英片岩、蓝闪片岩、大理岩等组合，该岩石的构造定位时间(415—445Ma张兴洲等，1992)，可能与加里东运动导致古亚洲洋收缩使张广才岭—佳木斯地块的挤压碰撞作用有关。

在其纳长片岩获得的Sm—Nd全岩等时年龄(1146Ma)和锆石U—Pb等时年龄(922Ma)代表了原岩成岩年龄，因此黑龙岩群原岩形成于中、新元古代，变质于早古生代。

新元古代—志留纪古亚洲洋总体表现扩张，佳木斯—兴凯、松嫩—张广才岭地块总体表现为被动大陆边缘性质，其间受泛非期(700—500Ma)造山作用影响和古亚洲洋扩张旋回性的控制形成了两个构造开合旋回。

每次构造裂开都以洋壳扩张形成裂陷盆地接受长时间的沉积作用为主，即以张裂型或火山张裂型被动陆缘沉积为特点，使业已形成的地块侧向增生；而构造闭合半旋回则以洋壳收缩、短暂俯冲形成的活动陆缘建造为主，即以形成快速充填沉积、褶皱造山或花岗岩侵位为特征，使地块边缘发生垂向增生。

新元古代—早寒武世松嫩—张广才岭地块东部和佳木斯—兴凯地块东部发生第一次被动张裂，新元古代形成了张广才岭群、马家街群、黄松群浅海沉积，早期形成了酸性火山岩与中基性火山岩双峰式建造，晚期以浅海陆源碎屑岩和碳酸岩沉积为主，构成典型火山张裂型被动大陆边缘裂谷沉积层序(宋海斌等，2002)。

早寒武世沉积了西林群和金银库组碳酸岩、陆源细碎屑岩及少许中酸性火山岩，与新元古代沉积组合构成了两个大的海侵—海退沉积旋回，第二个沉积旋回晚期钙碱性中酸性火山岩及碳酸岩沉积已显示了弧后盆地迹象，表明早寒武世中晚期裂陷趋于闭合，在其后的泛非造山运动中，张广才岭和佳木斯地区广泛地遭受了挤压变质作用，被动陆缘转化成活动陆缘，麻山岩群—西林群按出露深度及板块位置不同依次遭受了麻粒岩相、高角闪岩相、低角闪岩相、绿片岩相等变质作用。

泛非作用一直持续到500Ma左右，强烈的挤压导致柳毛地区(502±10Ma)深熔花岗岩(Simon A Wilde等，2001)和张广才岭地区(Rb-Sr等时线675Ma花岗闪长岩(汪新文等，1997)强立就位。

在经历了早奥陶世早中期短暂的地壳隆升之后，早中奥陶世古亚洲洋第二次扩张，张广才岭一带再次形成被动陆缘型裂陷盆地，沉积了尚志群中酸性火山—沉积岩系，伴生有基性岩体侵入，代表了裂谷双峰式火山岩建造。

这个裂陷火山岩—沉积岩组合是在遭受剥蚀的陆壳基础上发展起来的，边缘有石英岩和石英砾岩作为底部地层不整合于古老基底之上。

中奥陶世的加里东运动使它没有最终发展成裂陷槽而结束了活动，强烈的造山运动导致古亚洲洋扩张作用减弱，裂陷盆地遭受挤压作用发生褶皱隆生，将巨厚的沉积物回返褶皱，并向中间隆起逆冲，导致深部地壳重熔上侵，形成了中晚奥陶世具有活动陆缘特点的花岗闪长岩及二长花岗岩(黑龙江地矿局，1993)。

该裂陷盆地没有形成洋壳，且被动陆缘向活动陆缘转换较快，未能保留活动陆缘沉积。

加里运动一直持续到了晚志留世，在古亚洲洋收缩作用下，佳木斯地块与张广才岭地块于晚志留世完成拼贴(张兴洲等，1992)，陆陆碰撞导致黑龙江岩群发生高压变质(白景文，1989；曹从周，1989)，同时宋彪等(1994)、吴福元等(2001)确定的488—409Ma的(白云母)花岗岩应与该阶段的拼贴造山运动有关。