本文關(guān)鍵詞：佳木斯地塊與完達(dá)山雜巖的構(gòu)造性質(zhì)及其演化　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：研究區(qū)位于黑龍江省東部,北部和東部分別隔黑龍江和烏蘇里江與俄羅斯接壤,地理坐標(biāo)范圍E132°00′-E134°,N46°-N48°,面積約25000km2。區(qū)域構(gòu)造上,該區(qū)以近南北向展布的同江-密山斷裂為界分為西部佳木斯地塊和東部完達(dá)山(那丹哈達(dá))雜巖或地體兩個構(gòu)造單元。前者向北與俄羅斯境內(nèi)的布列亞地塊相連,后者是東側(cè)俄羅斯境內(nèi)錫霍特-阿林中生代增生雜巖的一部分。由于佳木斯地塊地處中亞構(gòu)造帶東端,完達(dá)山雜巖處于西太平洋大陸邊緣,其大地構(gòu)造意義一直為人們所關(guān)注。雖然眾多研究者對這兩個單元內(nèi)部的基礎(chǔ)地質(zhì)問題做過較為深入的研究,積累了豐富的實際資料,但對二者之間的關(guān)系缺少深入的調(diào)查研究,致使長期以來對二者關(guān)系的認(rèn)識仍限于佳木斯地塊是一個長期穩(wěn)定的前寒武紀(jì)地塊,完達(dá)山雜巖是一套就位到佳木斯地塊東緣的中生代增生雜巖或外來地體。近十幾年來,圍繞佳木斯地塊組成、時代及構(gòu)造性質(zhì)研究取得了兩項重要進(jìn)展,一是確定了佳木斯地塊的麻粒巖相高級變質(zhì)結(jié)晶巖系的形成時代為早古生代,而非傳統(tǒng)所認(rèn)為的古元古代或太古代;二是在佳木斯地塊內(nèi)部及其東緣分別發(fā)現(xiàn)了與板塊俯沖作用有關(guān)的二疊紀(jì)活動大陸邊緣型花崗巖和火山巖。這些進(jìn)展不但揭示了佳木斯地塊并非是一個長期穩(wěn)定的地塊,二疊紀(jì)曾處于活動大陸邊緣環(huán)境,同時也提出了兩個值得深入研究的新問題:一是佳木斯地塊以東地區(qū)是否有二疊紀(jì)洋殼存在的證據(jù);二是所謂的完達(dá)山雜巖是否都由中生代雜巖構(gòu)成或是一個外來地體。本文以大陸邊緣構(gòu)造演化理論為指導(dǎo),針對上述主要問題以解決佳木斯地塊與完達(dá)山雜巖的關(guān)系及其構(gòu)造演化為論文選題開展研究工作。通過細(xì)致的野外地質(zhì)調(diào)查工作,獲得了若干重要的地質(zhì)發(fā)現(xiàn),并以這些地質(zhì)發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ),通過相關(guān)的測試分析與綜合研究,對佳木斯地塊與完達(dá)山雜巖的構(gòu)造性質(zhì)及其演化關(guān)系提出了新的認(rèn)識和解釋。研究過程中取得的主要地質(zhì)發(fā)現(xiàn)有:(1)在佳木斯地塊東緣發(fā)現(xiàn)了二疊紀(jì)活動大陸邊緣成因的花崗巖,鋯石年齡介于268ma-288ma之間;(2)在佳木斯地塊東側(cè)的完達(dá)山雜巖西部發(fā)現(xiàn)了二疊紀(jì)玄武巖(部分具有枕狀構(gòu)造),鋯石年齡為270ma~279ma,普遍具有n-morb特征:(3)發(fā)現(xiàn)并確定了一套晚三疊世海陸交互相沉積分別不整合在二疊紀(jì)花崗巖和含有二疊紀(jì)玄武巖的混雜巖之上;(4)在完達(dá)山雜巖的中生代硅質(zhì)巖及泥質(zhì)硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)廣泛發(fā)育尖棱褶皺構(gòu)造(chevronfold),這是大陸邊緣逆沖推覆構(gòu)造前端典型的構(gòu)造形跡。以上述地質(zhì)事實為基礎(chǔ),對佳木斯地塊與完達(dá)山雜巖的關(guān)系及其構(gòu)造演化提出如下主要認(rèn)識和解釋。1、佳木斯地塊東緣在二疊紀(jì)和晚三疊世期間分別處于活動大陸邊緣和被動大陸邊緣構(gòu)造背景作者在佳木斯地塊東緣的南部虎林市方山林場和北部富錦福泉村地區(qū)分別發(fā)現(xiàn)存在二疊紀(jì)花崗巖,獲得的鋯石加權(quán)平均年齡介于268ma-288ma之間,地質(zhì)年代為早-中二疊世,這些花崗巖普遍具有活動大陸邊緣巖漿弧成因的地球化學(xué)特點,與前人在佳木斯地塊內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的二疊紀(jì)花崗巖和東緣發(fā)育的二疊紀(jì)火山巖的時代及成因特點一致。這些證據(jù)共同預(yù)示了佳木斯地塊在二疊紀(jì)期間經(jīng)歷過與洋殼西向俯沖作用有關(guān)的活動大陸邊緣演化過程。在佳木斯地塊東緣南部的方山林場發(fā)現(xiàn)一套礫巖-長石砂巖組合,不整合在二疊紀(jì)花崗巖之上。對其中長石砂巖進(jìn)行的碎屑鋯石測年結(jié)果顯示,4件巖石樣品中的碎屑鋯石均具有相同的四組峰值年齡,分別為800ma、500-494ma、269-250ma和221-218ma。前三組年齡是佳木斯地塊中記錄最為普遍而重要的三次構(gòu)造熱事件;后者為最小年齡組,目前這組年齡只記錄在佳木斯地塊以西的小興安嶺-張廣才嶺早中生代花崗巖帶中。由此表明,這套不整合在二疊紀(jì)花崗巖之上的礫巖-長石砂巖地層的沉積時代下限為晚三疊世,與這套地層之上的一套富含晚三疊世化石的海陸交互相粉砂巖-泥巖地層(南雙鴨山組)的沉積時代一致。這些證據(jù)顯示,佳木斯地塊東緣在晚三疊世處于漸趨穩(wěn)定的被動大陸邊緣沉積環(huán)境,晚三疊世的沉積物源主要來自佳木斯地塊,部分來自西部的小興安嶺-張廣才嶺地區(qū)。該證據(jù)也從新的角度說明,至少在晚三疊世之前,佳木斯地塊與西部的松嫩地塊已經(jīng)成為一個統(tǒng)一的陸塊。2、將完達(dá)山(那丹哈達(dá))雜巖解體為躍進(jìn)山雜巖和饒河雜巖兩部分以往的研究不論是外來地體觀點還是增生雜巖觀點,都認(rèn)為這套雜巖主要由中生代洋殼組合所構(gòu)成,并作為一個統(tǒng)一的構(gòu)造單元。本次研究在這套雜巖的西部發(fā)現(xiàn)廣泛存在一套由玄武巖(部分具枕狀構(gòu)造)、輝長巖、大理巖及硅質(zhì)巖等巖塊組成的強烈變形、輕微變質(zhì)的構(gòu)造雜巖,它們廣泛出露在在南部的蛤蟆通水庫、東方紅和北部的同江勤得利等地。獲得的玄武巖及輝長巖的鋯石年齡分別為270ma~279ma和287ma,其形成時代為早-中二疊世,其中的玄武巖普遍具有n-morb特征。這表明佳木斯地塊東側(cè)存在以二疊紀(jì)n-morb為代表的洋殼組合,這一證據(jù)為合理解釋佳木斯地塊東緣二疊紀(jì)巖漿弧的形成提供了有力證據(jù)。上述變質(zhì)-變形雜巖之外的所謂完達(dá)山(那丹哈達(dá))雜巖前人做過大量的研究,積累了豐富的資料。主要是一套橄欖巖、輝石橄欖巖、角閃輝石巖、堆晶輝長巖、輝綠巖、枕狀玄武巖組成的超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)巖組合及放射蟲硅質(zhì)巖,前者集中分布在東部的饒河地區(qū),后者主要分布在西部。前人的研究成果表明,其中玄武巖及輝長巖的鋯石年齡為166-167ma,具有洋島玄武巖特征,與之伴生的硅質(zhì)巖中的化石時代最新為中侏羅世。本文在枕狀玄武巖中再次獲得了同樣的鋯石年齡(168±2ma)和同樣屬于洋島玄武巖的地球化學(xué)證據(jù)。這套巖石組合以脆性褶皺變形為主,沒有變質(zhì)現(xiàn)象,總體呈南北走向,向西突出的弧狀展布。其中最為顯著的變形特征是在靠近佳木斯地塊東緣的硅質(zhì)巖及泥質(zhì)硅質(zhì)巖中普遍發(fā)育有尖棱褶皺(chevron-fold),尖棱褶皺樞紐總體近南北走向,產(chǎn)狀多數(shù)近直立,部分近平臥。國際上已有大量的研究表明,這種構(gòu)造樣式是大陸邊緣逆沖推覆構(gòu)造前端最為典型的變形樣式。根據(jù)枕狀玄武巖的年齡和與之伴生的硅質(zhì)巖中的化石時代,可以確定這是一套中生代期間形成的洋殼組合,與前述二疊紀(jì)洋殼組合明顯不同。鑒于這兩套雜巖在形成時代、變質(zhì)-變形樣式等方面存在的巨大差異,本文將以往所說的完達(dá)山(那丹哈達(dá))雜巖解體為兩部分,為了沿襲主要分布區(qū)的名稱,將類似躍進(jìn)山地區(qū)的一套含有二疊紀(jì)洋殼組合的混雜巖稱為“躍進(jìn)山雜巖”,將類似饒河地區(qū)的一套中生代洋殼組合稱為“饒河雜巖”。3、對躍進(jìn)山雜巖和饒河雜巖的構(gòu)造性質(zhì)及侵位時代提出了新的解釋研究中發(fā)現(xiàn),晚三疊世海陸交互相地層不但在佳木斯地塊東緣存在,并不整合在二疊紀(jì)花崗巖之上,在躍進(jìn)山雜巖分布區(qū)也確定了一套礫巖-砂巖地層不整合在躍進(jìn)山雜巖之上。這套礫巖-砂巖中的碎屑鋯石峰值年齡也明顯為219-221Ma、255-268Ma、494-500Ma和800Ma四組,與前述不整合在佳木斯地塊東緣二疊紀(jì)花崗巖之上的礫巖-長石砂巖中的碎屑鋯石年齡組完全一致,表明至少在晚三疊世之前,躍進(jìn)山雜巖已經(jīng)增生就位成為佳木斯地塊東部大陸邊緣的一部分,同時接受了物源主要來自佳木斯地塊,部分來自西部松嫩地塊的晚三疊世沉積。饒河雜巖主要由一套中生代的超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)巖和硅質(zhì)巖及泥質(zhì)硅質(zhì)巖組成。野外證據(jù)表明,它們彼此呈相互疊置的構(gòu)造巖片,總體呈南北走向向西突出的弧形展布,其西部靠近佳木斯地塊東緣的硅質(zhì)巖及泥質(zhì)硅質(zhì)巖中尖棱褶皺構(gòu)造發(fā)育,褶皺軸走向與整體巖片產(chǎn)狀一致,表明這是一套中生代洋殼組合,后期經(jīng)歷了向西逆沖推覆構(gòu)造的改造,部分疊置到躍進(jìn)山雜巖之上。近年來在饒河雜巖分布區(qū)發(fā)現(xiàn)了賦含堇青石的花崗巖侵入到超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)巖中,花崗巖的鋯石年齡為131-128 Ma。鑒于堇青石花崗巖源于富鋁質(zhì)陸殼的成因特點,說明饒河鎂鐵質(zhì)巖之下應(yīng)存在有富鋁質(zhì)的陸殼。根據(jù)該區(qū)構(gòu)造背景分析,這種富鋁質(zhì)的陸殼最可能是佳木斯地塊前中生代大陸邊緣的東延部分。這一證據(jù)從巖石成因環(huán)境上進(jìn)一步驗證了饒河雜巖是一套逆沖推覆到大陸邊緣之上的逆沖巖片。根據(jù)這套玄武巖、輝長巖及硅質(zhì)巖巖片中的同位素年齡及化石所顯示的最新時代均為中侏羅世,并被131 Ma的堇青石花崗巖所侵入的特點分析,逆沖推覆構(gòu)造的發(fā)生時間一定在中侏羅世之后,131 Ma的早白堊世早期之前。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P548

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本文編號：1313411