佳木斯地块东缘晚古生代岩浆作用及其地球动力学意义

Jiamusi Massif is one of the most important microcontinents in the Xing'an-Mongolian Orogenic Belt (XMOB), the study of petrogenesis and geodynamical setting of the Late Paleozoic igneous rocks of different types from this massif is the key to figure out Late Paleozoic geological evolution of the eastern margin of the Jiamusi Massif. This project focuses on the Late Paleozoic granitic intrusions (include gabbros and diorites) and volcanic rocks, exposed over a large area, and the rocks from the Yuejinshan accretionary complex belt in the east as well. Geochronological, petrological, mineralogical, element-isotope geochemical studies, together with in situ zircon Hf- and O- isotope analysis, have been conducted for the Late Paleozoic igneous rocks and associated accretionary complexes, in order to (1) investigate the geochronological framework of the Late Paleozoic magmatism and constrain their spatial and temporal variations; (2) ascertain the rock types and association of the intrusive and volcanic rocks of this period and determine the source nature and magmatic processes of these granitic and basaltic magmas; and (3) further understand the petrogenesis and their relationships of the rocks of different types, and also discuss the essence of the regional Late Paleozoic magmatism and its possible deep dynamic process. This study not only makes it an important significance for revealing the geological evolution of the Xing'an-Mongolian Orogenic Belt, but also has an important theory value for understanding different stages of evolution of the deep lithosphere in the continental accretionary orogenic belt.

佳木斯地块是兴蒙造山带东部最重要的一个微陆块，该地块不同类型晚古生代火成岩的成因及动力学背景研究是解决佳木斯地块东缘晚古生代地质演化的关键。本项目选择该区广泛出露的晚古生代花岗质岩石侵入体 (包括辉长岩和闪长岩)和火山岩，并结合其东部跃进山增生杂岩带开展精细的年代学、岩石学、矿物学和元素-同位素地球化学研究，以及锆石的微区原位Hf-O同位素研究工作，旨在查明区域晚古生代岩浆活动的时空格架，明确其时空分布规律特征；查明该期侵入岩和火山岩的主要岩石类型及其组合，确定该期花岗质岩浆和玄武岩浆的源区性质及岩浆作用过程，进而理解这些不同岩类的岩浆成因和可能的关系，探讨区域晚古生代岩浆作用的本质和可能的深部动力学过程。该项研究不仅对揭示兴蒙造山带的地质演化的研究具有重要意义，而且对大陆增生型造山带演化不同阶段的深部岩石圈演化等动力学过程具有重要的理论价值。

佳木斯地块东缘不同类型晚古生代火成岩的成因及动力学背景的研究是解决佳木斯地块东缘晚古生代地质演化的关键。本项目选取区内广泛出露的晚古生代侵入岩和火山岩，并结合其东部跃进山杂岩带开展地质学、岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究，确定佳木斯地块东缘及附近主要分布四条近NNE向展布的岩浆岩带，分别为1）305-259Ma酸性侵入岩带：包括弱铝质高钾钙碱性I型花岗岩和铝质A型花岗岩，前者应起源于镁铁质下地壳的部分熔融，而后者则是浅部长英质地壳低程度部分熔融的产物；2）290-274Ma基性侵入岩带：以辉长岩为主，斜长岩和斜长花岗岩次之，主要应起源于相对低压条件下受俯冲流体交代的富集地幔楔的部分熔融，并经历了强烈的分离结晶和堆晶作用；3）293-263Ma双峰式火山岩带：基性端元起源于受俯冲熔体交代的富集地幔楔的部分熔融，酸性端元则是镁铁质下地壳物质部分熔融的产物；和4）跃进山杂岩中>305Ma镁铁质火山岩，包括MORB型拉斑系列玄武岩和OIB型碱性玄武岩，分别形成于与地幔柱相关的大洋板内和弧后伸展环境，共同构成古太平洋洋壳的组成部分。综合以上研究成果并结合区域已发表资料，认为佳木斯地块东缘晚石炭世-中二叠世火成岩形成于活动大陆边缘环境，其地球动力学机制可能与佳木斯地块东侧古太平洋板块的西向俯冲作用有关。基于此，构建了佳木斯地块东缘晚古生代构造演化模式：1）305–290Ma：古太平洋板块西向俯冲于佳木斯地块之下，该地块东缘在玄武质岩浆的底侵作用下产生大陆弧岩浆作用；2）290–260 Ma：俯冲的古太平洋板块发生板片断离，伴有A型花岗岩和双峰式火山岩的形成，并最终停止俯冲。在此过程中，表征洋壳存在的海山、弧后熔岩和其它大洋碎片在古太平洋板块的西向俯冲作用下拼贴就位到佳木斯地块东缘，形成跃进山杂岩。