自Miyashiro(1961)提出双变质带，并将蓝片岩与板块构造理论结合起来以来，蓝片岩就一直是地质学界所关注的热点课题之一。近年来随着对高压变质作用的深入研究，蓝片岩带越来越多的被发现，到目前为止，世界上已报道的蓝片岩带多达150余条(Liou et al., 1990)，其形成时代从前寒武纪到新生代。地质学者们普遍认为蓝片岩的形成与大洋板块的俯冲作用有关，同蛇绿岩套地质意义类似，为古洋壳的俯冲及两大陆块碰撞拼贴所形成的缝合带的标志(Ernst， 1972，1988; 董申保，1989; Liou et al., 1989，1990; 魏春景，1994)。因此，蓝片岩的研究为查明古板块的大陆动力学演化提供了重要的理论依据。

我国的蓝片岩带主要分布于3个构造位置：环太平洋带、喜马拉雅造山带和大陆内部褶皱带(顾德林等，1996)，包括17个带，其变质时代分别为新元古代(晋宁期)、古生代(加里东-海西期)、中生代(印支-燕山期)、新生代(喜马拉雅期)。其中，以北阿尔金-北祁连地区、新疆阿克苏地区、南天山-西南天山地区、西藏羌塘-双湖地区、秦岭-桐柏-大别地区、内蒙古温都尔庙地区、黑龙江牡丹江-依兰-萝北地区以及苏北地区的蓝片岩带较为典型(沈其韩和耿元生，2012)。

在我国东北地区沿佳木斯地块西缘(牡丹江-依兰-萝北一线)发育了一套构造混杂岩(黑龙江杂岩)。前人研究证实了黑龙江杂岩是一套经历高压变质作用所形成的蓝片岩、云母片岩、长英质糜棱岩、变质硅质岩及大理岩并受强变形作用影响的构造混杂岩(白景文等，1988; 曹熹等，1992; 张兴洲，1992; 黑龙江省地质矿产局，1993; 叶慧文等，1994a; Wu et al., 2007)，具有洋壳性质并包含一套被肢解的蛇绿岩套岩石组合(曹熹等，1992；张兴洲，1992；李锦轶等，1999)，代表了佳木斯地块与其西侧松嫩地块碰撞拼贴的产物(Yan et al., 1989; Liou et al., 1990; 张兴洲，1992; 赵春荆等，1996)。然而，对于区域内蓝片岩的形成与就位的动力学背景一直存在较大的争议(Yan et al., 1989; 张兴洲，1992; 曹熹等，1992; 赵春荆等，1996; 李锦轶等，1999; Wu et al., 2007; Zhou et al., 2009; 赵亮亮和张兴洲，2011)，致使对佳木斯地块与松嫩地块的拼贴过程还没有形成统一的认识。Ernst(1988)指出在洋-陆俯冲的过程中不同的构造动力学机制下，所形成的蓝片岩变质演化P-T轨迹所表现出的样式也存在一定的差异，为探讨其原岩俯冲深度、变质-变形温压条件以及后期隆升过程起到约束作用(Ernst，1988; Liou et al., 1990; 魏春景，1994)。故此，本文选择以依兰地区出露的蓝片岩为研究对象，通过岩石学研究明确其变质演化过程，并结合已发表的同位素年代学证据，建立蓝片岩变质演化P-T-t轨迹，并结合区域地质资料分析蓝片岩的成因机制与就位的动力学背景。这些研究为探讨佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴的构造演化模式提供了理论依据，也对研究中国东北部乃至亚洲大陆东部边缘的构造格局起到了积极的作用。

佳木斯地块位于黑龙江省东部地区是我国东北地区的一个重要大地构造单元。构造属性上，佳木斯地块位于中亚造山带东缘，地处于西伯利亚克拉通，华北克拉通以及太平洋板块所挟持的地区，是三大板块构造域相互作用的场所。地块内构造演化复杂多样，既受到晚古生代中亚造山带构造域的影响，又经历了西太平洋构造域的叠加与改造(Wu et al., 2007; Zhou et al., 2010)。地块西侧为松嫩地块，东面与完达山地体相连，向北延入俄罗斯境内的布列亚地块，周边以断层为界：跃进山断裂，郭化-密山断裂，牡丹江断裂，并被佳木斯-依兰断裂所错移(图 1)。佳木斯地块由麻山杂岩、黑龙江杂岩、古生代花岗质岩石以及少量超基性岩体构成(Wu et al., 2007)。麻山杂岩是一套以含石墨、富铝、含磷为特征，夹大理岩、钙硅酸盐岩及石英片岩并经历高角闪岩相至麻粒岩相变质的孔兹岩系组成(姜继圣， 1992，1993)。锆石SHRIMP U-Pb年龄表明麻山杂岩存在500Ma的晚泛非期高级变质事件(Wilde et al., 1997，2000，2003)。

图 1

Fig. 1

图 1 研究区地质简图(a)-区域大地构造图(据Şengör et al., 1993修改)；(b)-佳木斯地块地质图(据Wu et al., 2007; Zhou et al., 2009修改)；(c)-依兰地区地质简图及采样点位置Fig. 1 Simplified geological maps of the study area

黑龙江杂岩呈近SN向断续分布于牡丹江断裂带以东的萝北-嘉荫、依兰-桦南和牡丹江一带(图 1b)，大地构造属性上位于佳木斯地块与其西侧的松嫩地块的交界处，是由一套经历蓝片岩相-绿片岩相变质作用所形成的包含蓝片岩、云母片岩、长英质糜棱岩、超基性岩、变质硅质岩及大理岩并受强变形作用影响的构造混杂岩组成(白景文等，1988；曹熹等，1992；张兴洲等，1992；黑龙江省地质矿产局，1993)。一直被认为是佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴过程中形成的类似蛇绿岩的构造混杂岩(Yan et al., 1989; Liou et al., 1990; Wu et al., 2007; Zhou et al., 2009，2010; Li et al., 2009，2010，2011; 李旭平等， 2009，2010; 赵英利等，2010; 赵亮亮和张兴洲，2011)。前人对于蓝片岩的形成时代及其地质意义的解释存在以下几种观点：1)通过对黑龙江杂岩带内蓝片岩全岩与蓝闪石单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄(600~645Ma)、全岩的Rb-Sr年龄(415Ma)以及带内斜长角闪岩和花岗岩中锆石U-Pb年龄(437Ma)的测试分析，认为这套构造岩形成于古生代(张兴洲，1992；曹熹等，1992；叶慧文等，1994a；颉颃强等，2008)；认为佳木斯地块与松嫩地块间在新元古代以前存在一个洋盆，到新元古代(645~600Ma)两地块开始拼合，产生蓝片岩，但洋盆尚未完全闭合，直至志留纪(445~414Ma)时洋盆完全闭合，两地块形成统一的陆块(叶慧文等，1994a)；2)牡丹江与依兰地区蓝片岩及经高压变质的云母片岩、长英质糜棱岩的多硅白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄表明了黑龙江杂岩带内普遍存在一期侏罗纪(166~185Ma)构造-热事件，并认为是黑龙江杂岩后期发生的区域动力变质事件(李锦轶等，1999)，或是黑龙江杂岩形成后的快速折返事件(赵亮亮和张兴洲，2011)以及黑龙江杂岩的形成事件(Wu et al., 2007)；3)叶慧文等(1994b)通过对牡丹江地区脉状产出的青铝闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar的测定获得了154Ma的坪年龄，将其解释为该期变质事件与敦密断裂发生大规模左行走滑有关；4)蓝片岩中继承锆石U-Pb年龄显示有来自原岩上侵过程中从古老地块中捕获的锆石(>1000Ma; Zhou et al., 2009; 赵亮亮，2011)、佳木斯基底麻山杂岩的锆石(~500Ma; Zhou et al., 2009，2010)以及佳木斯地块周边晚二叠-早三叠世的花岗质岩石中的锆石(~250Ma；Zhou et al., 2009，2010)。报道的最年轻的锆石年龄(~213Ma; Zhou et al., 2009，2010)认为是佳木斯地块与松嫩地块碰撞的起始时间，也是蓝片岩的形成时间，亦或199Ma的锆石年龄(Li et al., 2011)被认为至晚三叠世末期佳木斯地块与松嫩地块之间古洋盆仍然存在，两地块并未拼合成统一的块体。

黑龙江蓝片岩野外露头发育较好的区域主要位于嘉荫以南的团结沟、太平沟；依兰地区的羊角沟、涌泉村和全胜屯；牡丹江市以东的磨刀石、椅子圈地区(白景文等，1988；叶慧文等，1994a)。尤以依兰地区的蓝片岩发育最为典型，且类型丰富，矿物组合变化多样。蓝片岩多呈透镜状、团块状产出，其围岩主要为受强变形影响的绿片岩、云母片岩及长英质糜棱岩，占出露总面积的70%以上(周建波等，2009)。

近几年，我们对黑龙江依兰地区蓝片岩进行了详细的考察，研究发现不同地区发育的蓝片岩其矿物组合略有不同。主要可分为三大类：羊角沟地区发育的石榴石冻蓝闪石片岩，其主要的矿物组合为Ab-Chl-Phn-Brs-Qtz-Act-Ep-Grt-Gln-Ttn-Mag-Stp；涌泉地区发育的绿帘蓝闪石片岩(Ab-Ep-Chl-Phn-Gln-Qtz-Wnc-Ttn-Cal)和蓝闪霓辉石片岩(Ab-Chl-Ep-Agt-Gln-Ttn-Brs-Wnc-Qtz-Bt-Phn)(矿物代号：Phn-多硅白云母；Brs-冻蓝闪石；Wnc-蓝透闪石，其余参见Kretz，1983)。这些蓝片岩矿物组合和结构上的差异，使得我们有必要重新审视黑龙江蓝片岩的成因机制：不同类型蓝片岩形成所处的大地构造动力学背景是否存在差异？还是形成于同一构造动力学背景下不同构造期次的产物？此外，蓝片岩在隆升过程中经受了强烈的退变质作用和变形作用改造，致使我们很难识别岩石中矿物共生组合和矿物的形成期次，这也为确定其变质演化P-T轨迹增加了许多难度，所以前人的成果多为对其峰期变质温压条件的计算，很少深入的讨论其P-T演化轨迹。基于此，本文对依兰地区3类不同的蓝片岩进行了系统地岩相学与矿物化学研究。

本次研究的7块具代表性的蓝片岩样品采自依兰市羊角沟及涌泉地区，采样点位置参见图 1所示。

绿帘蓝闪石片岩(411YQ、412YQ和09YL15)采自依兰涌泉地区，为斑状变晶结构，片状构造。矿物组合为角闪石(蓝闪石和蓝透闪石)、绿帘石、钠长石、多硅白云母、绿泥石、石英和方解石，并含少量榍石与赤铁矿矿物。其中，钠长石与绿帘石多以粗大的变斑晶出现；蓝闪石、多硅白云母与绿泥石定向排列组成主期片理(图 2a，b)。

图 2

Fig. 2

图 2 依兰地区蓝片岩的显微镜下照片(a、b)-绿帘蓝闪石片岩；(c-e)-蓝闪霓辉石片岩；(f、g)-石榴石冻蓝闪石片岩.Si-包裹体矿物的片理；Se-基质中矿物的片理Fig. 2 Microphotographs of blueschists from the Yilan area

钠长石变斑晶呈半自形或他形，粒径可达2.0mm，含有蓝闪石、绿帘石、多硅白云母、石英、榍石与赤铁矿等细小包裹体。绿帘石多为变斑晶(<1.0mm)，少数呈包裹体(<0.2mm)生长在钠长石变斑晶内。背散射电子图像(BSE)显示了产出在基质中的角闪石具有环带结构特征，即蓝闪石核部边部生长有蓝透闪石，或从蓝透闪石向蓝闪石至蓝透闪石转变(图 3a，b)。此外，这些角闪石常常被绿泥石沿边部取代。基质中多硅白云母具有两个世代，即近垂直于主期片理的残留的细小颗粒的云母和组成片理的较大颗粒的云母，两期云母没有明显的穿切关系。

图 3

Fig. 3

图 3 依兰地区蓝片岩的背散射电子照片(a、b)-绿帘蓝闪石片岩；(c、d)-蓝闪霓辉石片岩；(e、f)-石榴石冻蓝闪石片岩Fig. 3 Backscattered electron(BSE)image of the blueschists from the Yilan area

蓝闪霓辉石片岩(413YQ-1和413YQ-2)同样采自依兰涌泉地区，岩石为斑状变晶结构，弱片理化(图 2c-e)。含钠长石、角闪石(蓝闪石、红钠闪石、冻蓝闪石和蓝透闪石)、单斜辉石(霓辉石和霓石)、绿帘石、榍石、绿泥石、石英、黑云母、方解石，和少量多硅白云母、钾长石、磷灰石、磁铁矿与赤铁矿矿物。钠长石与绿帘石呈变斑晶出现。钠长石、石英、方解石等矿物形成粗大浑圆状集合体(<4.0mm)，可能代表火山岩原岩中的杏仁体。角闪石、单斜辉石、绿泥石、黑云母与多硅白云母构成弱的片理。

钠长石变斑晶(<1.0mm)中包含角闪石、单斜辉石、绿帘石和榍石及少量磷灰石、多硅白云母和赤铁矿等包裹体(图 2c)。绿帘石变斑晶(<1.5mm)也含有角闪石、单斜辉石、绿泥石、榍石、钾长石、多硅白云母、黑云母和赤铁矿包裹体。基质中的角闪石具有环带特征，即核部为蓝透闪石，幔部为蓝闪石，边部为红钠闪石或冻蓝闪石(图 2d、图 3d)。一些蓝闪石沿边部被黑云母或绿泥石部分取代(图 2e)。钠长石变斑晶中的单斜辉石包裹体多具有环带，核部为霓辉石，边部为霓石(图 3c)。

钠长石变斑晶多呈他形，粒径可达3.0mm，包含角闪石(冻蓝闪石、阳起石、红钠闪石和蓝透闪石)、石榴石、绿帘石、多硅白云母、石英、榍石、绿泥石、黑硬绿泥石、赤铁矿等细小包裹体。片柱状的包裹体定向排列，与基质中的片理方向一致且连续贯通，反映了钠长石变斑晶形成于变形晚期(图 2f，g)。绿帘石变斑晶(粒径<1.0mm)主要含有蓝闪石、多硅白云母、石榴石、绿泥石、石英、榍石和赤铁矿等包裹体。包裹体的定向排列方向与基质中片理方向呈角度相交，反映了绿帘石变斑晶在主期变形时结晶(图 3e)。基质中的冻蓝闪石(<0.5mm)边部常出现阳起石，并且偶见有早期的阳起石包裹体。在钠长石变斑晶内的冻蓝闪石(<0.2mm)既含有细小蓝闪石和钠长石包裹体，也出现阳起石生长边(图 3f)。石榴石常被包裹在钠长石与绿帘石变斑晶内，粒径最大为0.1mm，有时在边缘出现绿泥石。钠长石变斑晶内的榍石常见有金红石和石英等包裹体。

4 矿物化学分析 样品的矿物成分分析在日本岛根大学电子探针测试中心完成，所采用的电子探针仪器是日本JEOL公司生产的型号为JXA-8800和JXA-8530F，加速电压均为15kV，测试电流2.50×10^-8A，电子束的直径为5μm。具代表性的矿物化学测试结果参见表 1、表 2。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 依兰地区蓝片岩中代表性角闪石的化学成分分析数据(wt%)Table 1 The representative chemical compositions of amphibole in blueschists from the Yilan area(wt%) 岩性 石榴石冻蓝闪石片岩 蓝闪霓辉石片岩 绿帘蓝闪石片岩 样品号 LG20 423YJ LG20 413YQ-1 412YQ 产出状态 钠长石斑晶内 冻蓝闪石内 绿帘石 斑晶内 基质 基质 绿帘石 斑晶内 基质 矿物名称 BrsC ActR Gln Act Gln BrsC ActR WncC GlnM KtpR Gln WncC GlnM WncR SiO2 46.35 52.79 56.01 52.53 55.65 47.84 51.72 54.10 55.38 46.01 56.34 53.97 55.32 55.16 TiO2 0.18 0.00 0.04 0.02 0.00 0.21 0.04 0.04 0.17 0.13 0.14 0.02 0.04 0.07 Al2O3 8.43 1.01 6.97 1.86 7.03 7.59 2.86 4.34 7.06 8.02 7.26 7.41 8.32 5.83 Cr2O3 0.02 0.02 0.04 0.02 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.02 0.04 FeO* 23.14 19.13 18.94 16.74 18.12 22.70 18.08 19.20 17.42 22.76 17.81 17.10 17.08 16.81 MnO 0.39 0.66 0.19 0.52 0.04 0.50 0.47 0.13 0.08 0.23 0.08 0.12 0.16 0.19 MgO 6.96 10.63 7.25 11.90 7.77 7.04 11.58 9.51 7.87 7.83 7.83 8.77 8.30 9.99 CaO 7.40 10.74 0.75 11.02 0.63 6.63 10.31 3.39 1.36 6.27 1.30 3.34 2.18 4.04 Na2O 4.09 1.16 6.66 1.19 7.19 4.21 1.54 5.76 6.96 5.33 6.83 5.77 6.03 4.78 K2O 0.50 0.10 0.06 0.16 0.05 0.35 0.16 0.11 0.09 0.67 0.06 0.11 0.05 0.10 Total 97.46 96.24 96.91 95.96 96.48 97.10 96.76 96.56 96.38 97.30 97.65 96.60 97.51 97.01 氧原子数 23 Si 6.966 7.944 7.993 7.855 7.976 7.160 7.650 7.852 7.982 6.916 7.992 7.780 7.819 7.861 Ti 0.021 0.000 0.004 0.002 0.000 0.024 0.004 0.004 0.019 0.014 0.015 0.002 0.004 0.007 Al 1.493 0.179 1.172 0.328 1.187 1.338 0.498 0.742 1.199 1.421 1.214 1.258 1.386 0.979 Cr 0.002 0.002 0.005 0.002 0.000 0.003 0.000 0.000 0.000 0.004 0.000 0.000 0.002 0.004 Fe3+ 0.860 0.113 0.746 0.047 0.660 0.876 0.455 0.854 0.421 1.012 0.487 0.514 0.641 0.708 Fe2+ 2.049 2.294 1.515 2.046 1.513 1.965 1.782 1.477 1.678 1.849 1.625 1.547 1.379 1.296 Mn 0.050 0.084 0.022 0.066 0.005 0.063 0.059 0.015 0.010 0.030 0.010 0.015 0.019 0.023 Mg 1.559 2.385 1.543 2.653 1.660 1.571 2.553 2.057 1.691 1.755 1.657 1.884 1.750 2.123 Ca 1.192 1.732 0.115 1.766 0.097 1.064 1.634 0.527 0.209 1.010 0.198 0.516 0.331 0.617 Na 1.192 0.337 1.843 0.344 1.999 1.221 0.441 1.620 1.944 1.554 1.877 1.611 1.653 1.320 K 0.095 0.018 0.010 0.031 0.008 0.066 0.030 0.020 0.017 0.129 0.012 0.021 0.009 0.019 Total 15.479 15.088 14.968 15.140 15.105 15.351 15.106 15.167 15.170 15.693 15.087 15.148 14.993 14.956 注：角闪石中Fe3+的估算根据13eCNK(参考Leake et al., 1997)；上角标C代表核部，M为幔部，R为边部

表 1 依兰地区蓝片岩中代表性角闪石的化学成分分析数据(wt%)Table 1 The representative chemical compositions of amphibole in blueschists from the Yilan area(wt%)

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 依兰地区蓝片岩中代表性石榴石、单斜辉石及多硅白云母的化学成分分析数据(wt%)Table 2 The representative chemical compositions of garnet，clinopyroxene and phengite in blueschists from the Yilan area(wt%) 岩性 石榴石冻蓝闪石片岩 蓝闪霓辉石片岩 石榴石冻蓝闪石片岩 蓝闪霓辉石片岩 样品号 LG20 423YJ 413YQ-1 413YQ-2 LG20 423YJ 413YQ-1 产出状态 钠长石斑晶内 绿帘石斑晶内 基质 钠长石斑晶内 绿帘石 斑晶内 钠长石斑晶内 绿帘石 斑晶内 基质 绿帘石 斑晶内 基质 矿物名称 GrtC GrtR GrtC GrtR Agt AgtC AeR Agt Phn Phn Phn Phn Phn Phn SiO2 36.94 37.21 36.70 36.78 53.78 54.33 52.67 53.25 49.11 46.59 48.54 48.34 47.66 50.97 TiO2 0.17 0.11 0.09 0.14 0.44 0.46 2.52 0.04 0.49 0.10 0.32 0.21 0.27 0.12 Al2O3 20.02 20.51 20.11 20.36 8.36 6.67 2.10 7.10 25.89 33.05 23.72 24.00 33.09 25.41 Cr2O3 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 0.02 0.02 0.00 0.01 0.00 FeO* 21.29 28.09 19.23 23.86 13.55 14.54 26.75 12.87 6.67 3.28 7.87 7.04 1.21 5.12 MnO 13.50 4.57 16.14 9.68 0.16 0.16 0.13 0.212 0.15 0.01 0.06 0.02 0.10 0.00 MgO 0.60 0.93 0.27 0.63 5.87 5.18 0.17 6.308 2.67 0.88 2.53 2.85 1.85 3.61 CaO 7.26 8.36 6.94 7.85 9.76 9.77 0.79 11.82 0.10 0.01 0.02 0.07 0.15 0.19 Na2O 0.05 0.06 0.00 0.00 8.61 8.72 13.90 7.11 0.23 0.66 0.10 0.13 0.58 0.16 K2O 0.05 0.05 0.06 0.02 0.05 0.07 0.03 0.04 11.03 10.77 11.61 11.60 10.64 10.90 Total 99.88 99.89 99.53 99.32 100.58 99.89 99.06 98.74 96.36 95.37 94.79 94.26 95.57 96.47 氧原子数 12 6 22 Si 2.993 2.996 2.992 2.990 1.931 1.976 1.958 1.963 6.677 6.274 6.783 6.767 6.331 6.837 Ti 0.010 0.007 0.005 0.008 0.012 0.012 0.070 0.001 0.050 0.010 0.034 0.022 0.027 0.012 Al 1.911 1.947 1.932 1.950 0.354 0.286 0.092 0.308 4.149 5.245 3.906 3.958 5.181 4.018 Cr 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.002 0.002 0.000 0.001 0.000 Fe3+ 0.083 0.047 0.073 0.052 0.361 0.356 0.831 0.272 Fe2+ 1.360 1.845 1.238 1.570 0.046 0.087 0.000 0.125 0.758 0.370 0.920 0.824 0.135 0.575 Mn 0.926 0.311 1.114 0.666 0.005 0.005 0.004 0.007 0.017 0.001 0.007 0.002 0.011 0.000 Mg 0.072 0.112 0.032 0.076 0.314 0.281 0.010 0.347 0.540 0.177 0.526 0.595 0.367 0.722 Ca 0.631 0.721 0.607 0.683 0.376 0.381 0.032 0.467 0.015 0.001 0.003 0.010 0.021 0.027 Na 0.008 0.009 0.000 0.000 0.599 0.615 1.002 0.508 0.061 0.173 0.027 0.035 0.150 0.040 K 0.006 0.005 0.006 0.002 0.002 0.003 0.001 0.002 1.913 1.851 2.070 2.071 1.804 1.865 Total 8.000 8.000 8.000 8.000 4.000 4.000 4.000 4.000 14.183 14.104 14.278 14.284 14.028 14.095 注：石榴石中Fe3+的估算根据Fe3+=8-2Si-2Ti-Al-Cr；单斜辉石中Fe3+的估算根据Fe3+=4-2Si-2Ti-Al+Na

表 2 依兰地区蓝片岩中代表性石榴石、单斜辉石及多硅白云母的化学成分分析数据(wt%)Table 2 The representative chemical compositions of garnet，clinopyroxene and phengite in blueschists from the Yilan area(wt%)

角闪石族矿物的分类及命名方式参照Leake et al.(1997)。

绿帘蓝闪石片岩中，钠长石中的角闪石包裹体为蓝闪石，其化学成分为Si=7.61~8.00p.f.u.(p.f.u.，表示分子式中原子的个数；O=23)，Na_B(钠原子在M4配位上的原子数)=1.86~1.96p.f.u.。基质中的角闪石具成分环带特征，由核部的蓝闪石(Si=7.72~7.96p.f.u.，Na_B=1.63~1.96p.f.u.)向边部的蓝透闪石(Si=7.64~7.90p.f.u.，Na_B=0.84~1.45p.f.u.)转变(图 4)。

图 4

Fig. 4

图 4 依兰地区蓝片岩中角闪石成分和分类图解(据Leake et al., 1997)实线、点滑线和虚线箭头分别代表了蓝闪霓辉石片岩、石榴石冻蓝闪石片岩和绿帘蓝闪片岩中角闪石的成分环带Fig. 4 Chemical compositions and classification of amphibole in blueschists from the Yilan area(after Leake et al., 1997)

蓝闪霓辉石片岩中基质中的角闪石具成分环带，其中核部为蓝透闪石(Si=7.59~7.94p.f.u.，Na_B=0.90~1.48p.f.u.)，幔部为蓝闪石(Si=7.63~8.00p.f.u.，Na_B=1.55~1.95p.f.u.)，边部为红闪石(Si=6.52~7.44p.f.u.，Na_B=0.70~1.39p.f.u.)或冻蓝闪石(Si=6.61~7.34p.f.u.，Na_B=0.76~1.35p.f.u.)。另外，以包裹体形式产出于绿帘石变斑晶内的角闪石为蓝闪石，其成分为Si=7.79~7.99p.f.u.，Na_B=1.63~1.86p.f.u.。

石榴石冻蓝闪石片岩基质中的角闪石为冻蓝闪石(Si=6.86~7.39p.f.u.，Na_B=0.69~0.94p.f.u.)，其边部存在阳起石(Si=7.65~7.88p.f.u.，Na_B=0.22~0.37p.f.u.)的生长边。钠长石变斑晶中角闪石族矿物的包裹体被划分为冻蓝闪石(Si=6.69~7.46p.f.u.，Na_B=0.52~1.04p.f.u.)，向边部转变为阳起石(Si=7.54~7.94p.f.u.，Na_B=0.16~0.49p.f.u.)。少量残留于冻蓝闪石内部的蓝闪石的化学成分(Si=7.71~8.00p.f.u.，Na_B=1.57~1.90p.f.u.)与绿帘石变斑晶内的蓝闪石包裹体的成分几乎一致。

4.2 石榴石 石榴石成分为Alm_41~69Sps_8~39Grs_15~34Py_1~5，并存在明显的生长环带(图 5)，表现为从核部向边部Fe²⁺(1.36~1.85p.f.u.；O=8)、Mg(0.07~0.11p.f.u.)和Ca(0.63~0.72p.f.u.)增加，而Mn(0.93~0.31p.f.u.)降低。

图 5

Fig. 5

图 5 依兰地区石榴石冻蓝闪石片岩中石榴石成分特征箭头代表了石榴石成分环带特征Fig. 5 Chemical compositions of garnet from garnet-barroisite schist in the Yilan area

单斜辉石可分为霓辉石和霓石两种(图 6)。基质中的单斜辉石为霓辉石(Jd=10%~33%)，而钠长石变斑晶中的单斜辉石具有环带特征，核部为霓辉石(Jd=17%~29%)，边部为霓石(Ae=86%~94%)。绿帘石变斑晶内的单斜辉石主要为霓辉石，其成分为Jd_23~25Ae_43~71。

图 6

Fig. 6

图 6 依兰地区蓝闪霓辉石片岩中单斜辉石成分及分类(据Morimoto，1989)箭头代表了钠长石斑晶内单斜辉石包裹体的成分环带变化趋势，核部(Jd=17~29)至边部(Jd=5~11)Fig. 6 Chemical compositions of clinopyroxene from glaucophane aegirine-augite schist in the Yilan area

依兰蓝片岩中云母主要为多硅白云母，少量为黑云母。绿帘蓝闪石片岩中多硅白云母中Si=6.62~6.84p.f.u.(O=22)，X_Na[Na/(Na+K)]值较低为0.01~0.03(图 7)；蓝闪霓辉石片岩基质中多硅白云母Si介于6.53~6.84p.f.u.之间，X_Na为0.01~0.06。少量以包裹体形式出现在绿帘石变斑晶中的多硅白云母具有相对低的Si(6.22~6.44p.f.u.)和高的X_Na值(0.04~0.11)；石榴石冻蓝闪石片岩包裹体及基质中的多硅白云母化学成分基本相似，Si=6.52~6.80p.f.u.，X_Na=0.01~0.08(图 7)，但钠长石变斑晶内少数较大颗粒的多硅白云母核部具有较低的Si含量(6.27~6.46p.f.u)。蓝闪霓辉石片岩中黑云母的Al^VI值在0.10~0.59p.f.u.之间，X_Mg[Mg/(Mg+Fe)]=0.48~0.55，Ti较低为0.02~0.11p.f.u.。

图 7

Fig. 7

图 7 依兰地区蓝片岩中白云母成分特征Fig. 7 Chemical compositions of white mica from blueschists in the Yilan area

依兰蓝片岩中绿帘石以两种形式产出，其中以粗大变斑晶形式产出的绿帘石X_ps[Fe³⁺/(Al+Fe³⁺)]值变化不大，均在0.20~0.34之间变化。而一些早期形成的细小的绿帘石X_ps值相对较低为0.10~0.14。蓝闪霓辉石片岩中绿帘石斑晶常呈现成分环带结构，从核部至边部Fe增加(0.61~1.05p.f.u.；O=12.5)而Al相对降低(2.49~2.02p.f.u.)。

蓝片岩中钠长石成分为Ab_98~100An_0~2；绿泥石Si介于5.49~6.09p.f.u.(O=28)之间，X_Mg [Mg/(Mg+Fe²⁺)]=0.45~0.55；榍石中FeO的含量为1%~2%，Al=0.02~0.05p.f.u.(O=5)，Ti=0.94~0.99p.f.u.；黑硬绿泥石中Si=15.8~16.2p.f.u.(O=46.725)，Fe=7.3~7.5p.f.u.，Mn=0.8~0.9p.f.u.。

根据岩相学的研究，确定了绿帘蓝闪石片岩峰期变质矿物组合主要为变斑晶内的包裹体，包括蓝闪石+绿帘石+多硅白云母+榍石+石英+方解石+赤铁矿，代表典型的绿帘蓝闪片岩相。Evans(1990)研究了与绿帘石共生的钠质闪石的化学成分，将其分为6类，并通过相平衡计算得出了在NCMASH体系中不同矿物化学成分钠质闪石存在的温压条件。依兰地区的绿帘蓝闪石片岩中钠质闪石的化学成分与Evans(1990)中第4类钠质闪石基本一致(图 8a)。Massonne and Schreyer(1987)指出与钾长石和黑云母共生的多硅白云母中Si的含量可以限定变质作用压力的上限，反之仅多硅白云母而无共生的钾长石和黑云母则限定了变质反应压力的下限，由于绿帘蓝闪石片岩的峰期变质作用没有发现与多硅白云母共生的钾长石和黑云母，由此，根据多硅白云母的Si含量(~6.8p.f.u.)可以推断其压力应大于10kbar。Holl and (1983)通过Jd+Qtz→Ab的变质反应确定了钠长石存在的压力条件。综合上述条件，根据蓝闪石的稳定范围、多硅白云母中Si的含量和钠长石的稳定条件确定了绿帘蓝闪石片岩的峰期变质温压条件为T=350~550℃，P=10~14kbar。

图 8

Fig. 8

图 8 依兰地区蓝片岩变质演化P-T轨迹(a)-绿帘蓝闪石片岩；(b)-蓝闪霓辉石片岩；(c)-石榴石冻蓝闪石片岩Fig. 8 P-T paths for the blueschists in the Yilan area

此外，Otsuki and Banno(1990)根据日本三波川变质带中含赤铁矿的蓝片岩的钠质闪石成分环带特征，建立了进级变质作用的演化轨迹以及不同成分钠质闪石的稳定区域。本次研究的绿帘蓝闪石片岩中钠质闪石的成分环带结构变化趋势：由蓝透闪石→蓝闪石→蓝透闪石，并且钠质闪石常常被绿泥石取代，据此推断其变质P-T轨迹应由蓝片岩相→绿帘蓝片岩相→绿片岩相演化(图 8a)。

通过岩相学研究，将蓝闪霓辉石片岩的变质演化过程分为三个阶段。其中，绿帘石变斑晶内黑云母、钾长石和多硅白云母(Si=6.2~6.4p.f.u.)包裹体指示了变质作用早期的压力条件应小于4kbar(Massonne and Schreyer， 1987)，代表了前峰期绿片岩相变质作用(图 8b)。

峰期变质作用的共生矿物主要为变斑晶中的包裹体和基质中组成主期片理的矿物，如蓝闪石+冻蓝闪石/红闪石+霓辉石+绿帘石+多硅白云母+榍石+石英+赤铁矿。其中，基质中多硅白云母(Si=6.8p.f.u.)并不与黑云母和钾长石共生限定了进级变质的压力条件应大于10kbar(Massonne and Schreyer， 1987)。霓辉石中Jd<33同样也限定了变质作用的压力条件大于10kbar(Holl and ，1983)。蓝闪石的化学成分与Evans(1990)中第2类蓝闪石的成分一致，并结合钠长石的稳定区域(Holl and ，1983)限定了绿帘蓝片岩相变质作用的温压条件为T=350~550℃，P=10~14kbar。而钠质闪石的成分环带(蓝透闪石→蓝闪石→冻蓝闪石/红闪石)，蓝闪石向冻蓝闪石或红闪石转化是一个升温的演化过程证实了变质作用的级别进入了绿帘角闪岩相，其温度应大于500℃(Otsuki and Banno， 1990)。

退变质作用主要表现为钠长石变斑晶内霓辉石边部霓石的出现以及基质中蓝闪石边部被绿泥石和黑云母矿物部分取代，这些都代表了绿片岩相变质作用。此外，钠长石与绿帘石变斑晶包裹了峰期变质作用的矿物组合，证实了它们应为退变质过程的产物。

由此可见，蓝闪霓辉石片岩应经历了由绿片岩相→绿帘蓝片岩相→绿帘角闪岩相→绿片岩相的变质演化过程。

根据石榴石冻蓝闪石片岩的岩相学特征，将其变质演化过程分为前峰期、峰期和退变质三个阶段。前峰期变质作用的共生矿物为冻蓝闪石内部残留的阳起石、钠长石和蓝闪石以及多硅白云母的核部(Si=6.27~6.46p.f.u)，这套矿物组合代表了前峰期变质是从低温压条件的绿片岩相向高压的蓝片岩相演化过程。此外，绿帘石变斑晶及其包裹体(蓝闪石+多硅白云母(Si=6.55~6.78p.f.u)+石榴石+绿帘石+榍石+赤铁矿)指示了变质作用已达到了绿帘蓝片岩相。蓝闪石的化学成分与Evans(1990)中第4类蓝闪石的成分一致以及钠长石的稳定区域(Holl and ，1983)和多硅白云母压力计(Massonne and Schreyer， 1987)限定了变质作用的温压条件为T=350~550℃，P=10~14kbar(图 8c)。

钠长石变斑晶内的包裹体以及组成主期片理的矿物，如石榴石+绿帘石+冻蓝闪石+多硅白云母(Si=6.52~6.80p.f.u)+金红石+赤铁矿，代表了峰期变质的共生矿物组合。运用THERMOCALC(ver.3.21)软件及更新过的热动力学参数(Holland and Powell，1998)计算得出了达到相平衡的峰期变质矿物石榴石-冻蓝闪石-绿帘石-多硅白云母的平均温压条件为T=500~540℃，P=10~12kbar。该温压条件落入了绿帘角闪岩相变质区间。

退变质阶段主要表现为冻蓝闪石边部的阳起石生长边以及石榴石与金红石分别被绿泥石与榍石取代，证实了绿片岩相变质作用的发生。此外，钠长石变斑晶、放射状的黑硬绿泥石和磁铁矿矿物也应形成在此阶段。

综上，石榴石冻蓝闪石片岩同蓝闪霓辉石片岩相似，也经历了由绿片岩相→绿帘蓝片岩相→绿帘角闪岩相→绿片岩相的演化过程。

前人早期的研究主要集中在黑龙江杂岩带中蓝片岩及相关的高压变质岩石的岩相学描述，并根据共生矿物组合进行粗略的变质温压估算(白景文等，1988; Yan et al., 1989; 曹熹等，1992; 张兴洲，1992; 叶慧文等，1994a)，提出了其变质峰期为蓝片岩相变质，形成的温压条件可能为T=350~450℃，P=6~7kbar，并且后期经历了绿片岩相变质的叠加与改造。近期，Zhou et al.(2009)根据黑龙江蓝片岩中不存在硬柱石和石榴子石以及多硅白云母中Si的含量将蓝片岩形成的温压条件限定在T=320~450℃，P=9~11kbar。孔凡梅等(2009)对依兰地区的高压变质成因的黑硬绿泥石片岩进行了研究，认为其形成于T=250~400℃，P=6~9kbar的变质条件下。Volkova and Li(2010)采用THERMOCALC通过对牡丹江地区出露的蓝片岩峰期变质共生矿物组合(Gln+Phe+Ep+Chl+Ab+Qtz+Ttn)计算的温压条件为：T=400~425℃，P=6.9~8.6kbar。赵英利等(2010)测得牡丹江地区蓝片岩及其围岩—长英质糜棱岩的形成温压均为T=320~480℃，P=8~16kbar，上述所获得的峰期变质温压值均位于典型的蓝片岩相-绿帘蓝片岩相变质作用范围内。然而本次研究，我们通过对依兰地区不同类型蓝片岩的研究，获得了绿帘蓝闪石片岩(T=350~550℃，P=10~14kbar)、蓝闪霓辉石片岩(T=350~550℃，P=10~14kbar)和石榴石冻蓝闪石片岩(T=500~540℃，P=10~12kbar)峰期变质作用的温压条件，并确定了其变质级别分别为绿帘蓝片岩相和绿帘角闪岩相，该温压条件略高于前人研究的结果。

针对蓝片岩的形成时代，本次研究结合了前人在同位素年代学方面的成果与区域地质特征，对黑龙江蓝片岩及其相关高压变质岩中获得的同位素年龄数据进行了重新清理并解译了其地质意义。首先，一般认为锆石U-Pb同位素体系的封闭温度>800℃(Cherniack and Watson， 2001)，而黑龙江蓝片岩的峰期变质温度为350~550℃明显低于锆石U-Pb体系的封闭温度。此外，前人已报道的蓝片岩及其相关的高压变质岩锆石U-Pb年龄中，绝大多数锆石CL图像显示其具有典型的岩浆成因的韵律环带特点，并且测得的Th/U值均大于0.1(颉颃强等，2008; 黄映聪等，2008; 李旭平等， 2009，2010; Zhou et al., 2009; Li et al., 2011)，证实所测锆石不具变质锆石特征。故此，这些锆石U-Pb年龄应代表蓝片岩的原岩年龄或原岩所经历的构造-热事件时间，而并不代表蓝片岩相高压变质事件或形成时代。其次，蓝闪石矿物并不适合⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测定(McDougall and Harrison， 1988)，由于蓝闪石矿物自身并不含有K元素，因此并不含有因放射性⁴⁰K所产生的⁴⁰Ar，从而测试结果中的K或Ar应该来自于体系外部。虽然一些学者们将云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄解释成隆升过程中的冷却年龄(赵亮亮和张兴洲，2011)，但由于黑龙江蓝片岩相高压变质作用的温度条件与云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素体系的封闭温度(Kirschne et al., 1996)几乎一致，可以认为冷却年龄与峰期变质年龄非常接近，所以只有与蓝闪石矿物共生的多硅白云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄才能代表蓝片岩变质作用的时间。为此，近几年我们先后对牡丹江与依兰地区黑龙江杂岩带内的蓝片岩及其围岩(云母片岩)进行了多硅白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar测年(Li et al., 2009，2011; 赵英利等，2010)，并获得了牡丹江与依兰地区云母片岩年龄为164~180Ma，依兰绿帘蓝闪石片岩年龄为145~146Ma，依兰石榴石冻蓝闪石片岩的年龄为190Ma，均证实了蓝片岩相高压变质作用应贯穿于整个侏罗纪。

综合上述分析，我们获得了依兰地区蓝片岩的变质演化P-T-t轨迹(图 9)，其P-T-t轨迹具有两种不同的类型。一类以绿帘蓝闪石片岩的轨迹为代表，属“发卡式”P-T-t轨迹，即近于按着前进变质的轨迹回返的类型，如典型的美国西部的弗兰西斯科型(Ernst，1988)，是由于快速的折返过程而形成的；另一类以蓝闪霓辉石片岩与石榴石冻蓝闪石片岩为代表，属顺时针的演化轨迹，与日本三波川的变质演化轨迹相似(Ernst，1988)，这样的高压变质岩石的抬升大多出现在底辟上升或断层上升，明显的减压作用导致绿片岩相和绿帘角闪岩相的叠加(魏春景，1994)，反映了峰期变质后相对快速折返过程。由地质年代学结果表明，不同类型的蓝片岩的形成时代不近相同，因此我们推测这两类变质演化P-T-t轨迹可能是由于不同的俯冲阶段，动力学机制的变化所造成。

图 9

Fig. 9

图 9 依兰地区蓝片岩变质演化P-T-t轨迹Fig. 9 P-T-t paths for the blueschists in the Yilan area

依兰蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分，已被证实为佳木斯地块与其西侧松嫩地块碰撞拼贴时发生俯冲作用的产物，蓝片岩地球化学特征表明其原岩以亚碱性玄武岩为主，形成于洋岛(OIB)(黄映聪等，2008; 宋海峰等，2008; Zhou et al., 2009; 赵亮亮，2011)或洋中脊(E-MORB)的构造环境(Zhou et al., 2009)。另外，其围岩-长英质糜棱岩的地化特征揭示了其原岩为一套由杂砂岩、亚杂砂岩沉积组成的沉积岩，形成于活动大陆边缘的构造环境(赵亮亮，2011)。结合前人已发现的放射虫硅质岩(张兴洲，1992；李锦轶等，1999)，都证明黑龙江杂岩具有变质蛇绿混杂岩的特点。但对于两地块的拼合过程争议仍然很大。一种观点认为在早古生代时佳木斯地块就与松嫩地块拼贴成统一的陆块(张兴洲，1992；颉颃强等，2008；许文良等，2012)，被命名为“佳-蒙”地块(王成文等，2008)，并具有统一的500Ma泛非期结晶基底(周建波等，2012)。该地块于早泥盆世发生裂解，中三叠世两地块再次碰撞拼合(赵亮亮，2011)或是在三叠纪早期发生裂解，并于早-中侏罗世再次拼合(许文良等，2012)；另一种观点则认为佳木斯地块与松嫩地块最终拼合时间应为侏罗纪，而两地块并未经历拼合-裂解-再拼合的构造演化模式(Wu et al., 2007，2011)。两地块之间蓝片岩的产出，应该记录并保留有洋-陆俯冲和陆-陆碰撞所引起的高压变质作用的信息。换而言之，如果两地块之前曾发生过拼合-裂解-再拼合的过程，至少在区域范围内应存在具有两期及以上的高压变质事件的变质岩石，这将成为研究块体碰撞拼合的构造演化过程的重要突破口。而我们通过对依兰蓝片岩及黑龙江杂岩带内其它地区相关的高压变质岩的岩石学研究，未能发现其具有多期变质事件的证据，很难证实两地块曾发生了拼合-裂解-再拼合的复杂演化过程。因此，通过本次研究，我们更倾向Wu et al.(2007)的观点，认为黑龙江蓝片岩应为侏罗纪的增生杂岩，其形成时代代表了两地块在侏罗纪完成最终闭合，这次碰撞拼贴应与古太平洋构造域的影响有关。

前人报道了大量同样经历了高压变质作用的长英质糜棱岩的碎屑锆石U-Pb年龄(周建波等，2009; 李旭平等， 2009，2010; Li et al., 2011)，主要表现为两个峰值年龄~250Ma和~500Ma。其中，~500Ma的锆石被认为是源自佳木斯地块基底——麻山杂岩(李旭平等， 2009，2010; 周建波等，2009; Li et al., 2011)；而更为显著的~250Ma的锆石年龄被认为与古亚洲洋的消亡闭合事件有关(李旭平等， 2009，2010; Li et al., 2011)。而通过多硅白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄得出的侏罗纪的蓝片岩相高压变质事件，即佳木斯地块与松嫩地块的拼贴，应归功于古太平洋板块的西向俯冲(Wu et al., 2007)。因此，黑龙江蓝片岩的形成应作为典型构造域的转换节点，标志着古亚洲洋构造域的结束和古太平洋构造域的开始(周建波等，2009；沈其韩和耿元生，2012)。

侏罗纪增生杂岩在亚洲大陆东部边缘沿近NS向呈条带状分布于俄罗斯远东、中国东北以及西南日本(Isozaki，1997; Wu et al., 2007)。在我国境内，佳木斯地块东侧的完达山增生地体内出露了晚侏罗世-早白垩世(165~130Ma)的饶河蛇绿岩带(Kojima，1989; 程瑞玉等，2006)，其年龄组成与俄罗斯远东地区的锡霍特-阿林(Sikhote-Alin)变质带以及西南日本的丹波(Mino-Tamba)变质带年龄相似(Kojima，1989; Zyabrev and Matsuoka， 1999)。此外，西南日本地区Suo变质带被证实是一套经蓝片岩相变质作用形成的晚三叠世-中侏罗世(230~160Ma)的构造混杂岩(Nishimura，1998)。其中，产出的蓝片岩类型以绿帘蓝闪石片岩与石榴石冻蓝闪石片岩为主(Sengan，1985)，与依兰的蓝片岩岩石类型以及形成时代都极为相似。因此，我们推断在日本海打开之前(~15Ma; Otofuji and Matsuda， 1983; Otofuji et al., 1985，1994)黑龙江杂岩带可能与日本的Suo变质带处于同一条俯冲增生带上，仅由于所处位置导致的俯冲不同步，所以两地区的蓝片岩在形成时间上稍有差异(Li et al., 2010)。此后，随着古太平洋俯冲带的后移，逐渐形成了饶河-锡霍特-阿林-丹波变质带(165~130Ma)以及一系列更为年轻的俯冲相关的高压变质带(如三波川带、四万石带等)。

(1)黑龙江依兰地区由一套经历高压变质作用形成的蓝片岩、云母片岩、长英质糜棱岩、超基性岩、变质硅质岩及大理岩组成的构造混杂岩，被认为是佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴过程中形成的缝合带产物。其中，蓝片岩岩石类型不近相同，包括绿帘蓝闪石片岩、蓝闪霓辉石片岩与石榴石冻蓝闪石片岩。

(2)通过岩相学及矿物化学研究，获得了绿帘蓝闪石片岩(T=350~550℃，P=10~14kbar)、蓝闪霓辉石片岩(T=350~550℃，P=10~14kbar)和石榴石冻蓝闪石片岩(T=500~540℃，P=10~12kbar)峰期变质的温压条件，并确定了其变质级别分别为绿帘蓝片岩相和绿帘角闪岩相。

(3)结合前人研究取得的地质年代学数据，建立了蓝片岩的变质演化P-T-t轨迹，并识别出两类不同的轨迹类型，推测其成因可能在于不同类型的蓝片岩形成于不同的俯冲阶段，由动力学机制的变化所造成。