2018, Vol. 34
2. 东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室, 长春 130061;
3. 山西省地勘局二一七地质队, 大同 037008
2. MLR Key Laboratory of Mineral Resources Evaluation in Northeast Asia, Changchun 130061, China;
3. Geological Team 217, Geological Bureau of Shanxi Province, Datong 037008, China
蓝片岩自发现以来，因其高P/T的形成条件，通常被认为与板块俯冲有关(Miyashiro, 1961; Ernst, 1973; Maruyama et al., 1996; Stern, 2005)。蓝片岩、蛇绿岩和构造混杂岩是确定古洋壳俯冲及陆-陆碰撞拼贴所形成的缝合带的重要标志(Ernst, 1988; 董申保，1989; Liou et al., 1989)。对蓝片岩的形成、温压条件及变质作用演化的研究能够为查明古大陆动力学演化提供重要信息。然而，由于缺乏适合于确定蓝片岩温压条件的地质温压计，很难开展对于蓝片岩变质作用演化历史的研究工作。目前普遍使用钠质角闪石中AlM2(Maruyama et al., 1986)和NaM4(Brown, 1977)指示压力，但这一方法受到矿物组合及全岩成分的限制。因此，重新估算AlM2和NaM4压力计的使用范围，计算蓝片岩相变质作用的温压条件和模拟蓝片岩相变质作用演化过程具有重要意义。
沈其韩和耿元生(2012)以形成蓝片岩的变质时代为纲，以蓝片岩所在的地质构造位置为命名依据，将全国划分了17个蓝片岩带。其中，中生代蓝片岩带以秦岭-桐柏-大别地区、西藏羌塘-龙木措-双湖地区、滇西南澜沧江地区和黑龙江牡丹江-依兰-萝北地区较为典型。
佳木斯地块上已报道的蓝片岩主要出现在(自北向南)萝北-依兰-牡丹江地区。依兰地区蓝片岩自发现以来一直受到很多学者的广泛关注，但至目前为止，有关依兰蓝片岩变质作用P-T演化问题仍然存在明显的认识分歧。已开展的对峰期温压条件的估算主要有：早期根据矿物组合进行估算得到的温压条件为T=350~450℃、P=0.6~0.7GPa(白景文等，1988; Yan et al., 1989; 曹熹等，1992; 张兴洲，1992; 叶慧文等，1994)；Zhou et al. (2009)根据黑龙江蓝片岩矿物组合中不存在硬柱石和石榴子石矿物以及多硅白云母中Si的含量将蓝片岩形成的温压条件限定在T=320~450℃、P=0.9~1.1GPa范围；孔凡梅等(2009)对依兰地区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=0.6~0.9GPa；李蓉等(2013)根据钠质角闪石Al(IV)和Al(VI)含量变化，石榴石-黑云母温度计及多硅白云母压力计，认为早期绿帘-蓝片岩相变质温压条件为T=320~460℃、P=0.78~1.1GPa，高绿片岩相为T=536~598℃、P=0.68~0.95GPa；李伟民等(2014)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=1.0~1.4GPa)、蓝闪霓辉石片岩(T=350~550℃、P=1.0~1.4GPa)和石榴石冻蓝闪石片岩(T=500~540℃、P=1.0~1.2GPa)的峰期温压条件。上述研究对同一变质带内甚至是相同野外露头的蓝片岩的温压估算有很大的偏差，致使对于区域内蓝片岩的形成与动力学演化一直存在较大争议。有研究表明，利用传统的地质温压计限定含高压矿物的岩石形成的温压条件的方法存在一定的局限性(夏彬等，2014；陈梅等，2015)。
近年来，借助特定的全岩成分进行视剖面图的计算来模拟矿物组合平衡状态的方法，被广泛应用到不同类型变质岩石的P-T条件及变质演化研究(Dale et al., 2005; Wei et al., 2009a, b)。视剖面图不仅能限定某一矿物组合的形成条件和流体行为，通常还可以通过岩石结构的演变、矿物含量和矿物成分的变化推测岩石经历的P-T轨迹。
本文以依兰地区出露的不同类型蓝片岩为研究对象，通过详细的岩相学及矿物微区化学成分的研究，利用在Na2O-CaO-K2O-MnO-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-TiO2-O(Fe2O3) (NCKMnFMASHTO)体系中变质相平衡的定量研究方法，讨论依兰地区蓝片岩的峰期变质条件及变质演化过程，并建立其变质演化P-T轨迹。这些研究为恢复依兰地区蓝片岩的形成与就位的动力学背景提供了重要的理论依据，也对深入认识佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴的构造演化历史起到了积极的作用。
1 区域地质背景中国东北地区位于中亚造山带东段，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区域，是三大板块构造域相互作用的场所(图 1a)。在古生代期间，该区经历了多个微陆块(自西向东包括额尔古纳地块、兴安地块、松嫩-张广才岭地块、佳木斯地块和完达山地体)之间的拼合和古亚洲洋的最终闭合(Sengör et al., 1993；Liu et al., 2017)。在中生代期间，经历了环太平洋构造体系和蒙古鄂霍茨克构造体系的叠加与改造(Wu et al., 2011；许文良等, 2013)。
|
图 1 研究区区域大地构造简图(a，据Wu et al., 2003修改)、佳木斯地块及其邻区地质图(b，据Wu et al., 2007; Zhou et al., 2009修改)和依兰地区地质简图及采样点位置(c) Fig. 1 Simplified geological maps of tectonic sketch of NE China (a, modified after Wu et al., 2003), the Jiamusi massif and adjacent areas (b, modified after Wu et al., 2007; Zhou et al., 2009) and Yilan area and sample locations (c) |
佳木斯地块是中国东北地区的一个重要大地构造单元，位于黑龙江省东部地区。地块西侧为松嫩地块，东面与完达山地体相连，向北延伸至俄罗斯境内的布列亚地块，周边以跃进山断裂，敦化-密山断裂，牡丹江断裂，佳木斯-依兰断裂为界(图 1b)。佳木斯地块主要由麻山杂岩、黑龙江杂岩和古生代花岗岩构成(Wu et al., 2007)。其中麻山杂岩是一套以长英质片麻岩、夕线石榴长英质片麻岩、石墨片岩和大理岩为主的孔兹岩系，并经历~500Ma晚泛非期的高角闪岩相至麻粒岩相变质作用(曹熹等，1992；姜继圣，1992；Wilde et al., 2003)。黑龙江杂岩是一套呈南北带状分布于萝北-嘉荫、依兰-桦南和牡丹江一带的构造混杂岩，主要由蓝片岩、绿片岩、斜长角闪岩、大理岩、超基性岩块、石英岩和云母片岩等组成，经历了蓝片岩相至绿片岩相变质作用(曹熹等，1992；张兴洲，1992；李锦轶等，1999；Wu et al., 2007；颉颃强等，2008；Zhou et al., 2009)。
蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分，被证实为佳木斯地块与其西侧松嫩地块碰撞拼贴的产物。关于蓝片岩的形成时代及其构造属性一直存在争议，主要存在以下几种观点：(1)对黑龙江杂岩带内片麻岩全岩Rb-Sr年龄(610Ma)、蓝片岩全岩和蓝闪石单矿物40Ar/39Ar年龄(557~697Ma)以及斜长角闪岩锆石U-Pb年龄(473 Ma)的分析结果显示，这套构造混杂岩形成于古生代，为佳木斯地块早古生代洋陆俯冲碰撞的产物，蓝片岩为构造混杂前发生的高压变质作用的产物(曹熹等, 1992；张兴洲, 1992；颉颃强等，2008)。(2)依兰与牡丹江地区蓝片岩及云母片岩中角闪石和多硅白云母单矿物40Ar/39Ar年龄(154~184Ma)表明在黑龙江杂岩带内普遍存在一期侏罗纪变质事件，这一动力变质事件与佳木斯地块和兴凯地块之间洋陆相互作用(李锦轶等, 1999)，敦密断裂带发生大规模左行走滑(叶慧文等, 1994)有关，亦或是佳木斯地块做为冈瓦纳地体的组成部分，受到晚泛非期造山运动的影响，至使黑龙江杂岩形成事件(Wu et al., 2007；Yang et al., 2018)以及与佳木斯地块和松嫩地块之间洋壳俯冲有关的高压变质事件(赵英利等，2010；Li et al., 2009, 2010)。(3)周建波等(2009)根据蓝片岩原岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄认为258~259Ma是佳木斯地块与松嫩地块碰撞的起始时间；Li et al.(2010)根据白云母片岩中199Ma的锆石年龄认为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；Zhu et al.(2015)根据蓝片岩中141~162Ma的锆石年龄认为佳木斯地块与松嫩地块在晚侏罗世之后拼合。
依兰地区蓝片岩以层状和块状形式分布在黑龙江混杂岩中，主要为片状构造，有些岩块保存有完好的气孔杏仁构造，有些岩块经历了不同强度的变形作用改造，其野外露头发育较好的区域主要位于羊角沟、涌泉村和全胜屯。本文采样点如图 1c所示，不同地区发育的蓝片岩相岩石矿物组合略有不同，主要可分为石榴石冻蓝闪石片岩，其矿物组合为g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp (sph-hem-q)；绿泥绿帘蓝闪石片岩，其矿物组合为gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp (sph-hem-q)；白云母蓝闪石片岩，其矿物组合为gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph(stlp-hem-q)。三类样品的代表性全岩地球化学成分如表 1，SiO2含量在46.42%~47.24%之间，Al2O3含量在10.39%~16.89%之间，显示具有MORB的特征(矿物代号见图 2)。
|
表 1 蓝片岩样品全岩地球化学成分(wt%) Table 1 Whole-rock compositions of the blueschist samples(wt%) |
|
图 2 依兰地区蓝片岩的显微镜下照片 (a、b)石榴石冻蓝闪石片岩(Z1617-8)；(c、d)绿泥绿帘蓝闪石片岩(Z1617-5)；(e、f)白云母蓝闪石片岩(Z1559-2).矿物代号：g-石榴石；gl-蓝闪石；brs-冻蓝闪石；wnc-蓝透闪石；act-阳起石；phn-多硅白云母；chl-绿泥石；ep-绿帘石；ab-钠长石；stlp-黑硬绿泥石；all-褐帘石; sph-榍石；hem-磁铁矿；q-石英 Fig. 2 Microphotographs of blueschists from the Yilan area (a, b) garnet-barroisite schist (Z1617-8); (c, d) chlorite-epidote glaucophane schist (Z1617-5); (e, f) phengite glaucophane schist (Z1559-2). Mineral abbreviations: g-garnet; gl-glaucophane; brs-barroistite; wnc-winchite; act-actinolite; phn-phengite; chl-chlorite; ep-epidote; ab-albite; stlp-stilpnomelane; all-allanite; sph-sphene; hem-hematite; q-quartz |
样品Z1617-8(46°22′19″N、129°40′50″E)矿物组合为石榴石(5%)、角闪石(15%)、绿泥石(20%)、绿帘石(15%)、钠长石(35%)、黑硬绿泥石(5%)和多硅白云母(< 1%)，并含有少量石英、榍石、赤铁矿、磁铁矿矿物(图 2a，b)。岩石呈斑状变晶结构，片状构造。角闪石、绿泥石定向排列，构成主期片理。
2.2 绿泥绿帘蓝闪石片岩样品Z1617-5(46°21′43″N、129°41′22″E)矿物组合为角闪石(20%)、绿帘石(35%)、绿泥石(30%)、黑硬绿泥石(5%)、石英(5%)和少量的榍石、赤铁矿、磁铁矿矿物。岩石呈斑状变晶结构，斑晶主要为绿帘石。绿泥石、黑硬绿泥石定向排列构成片理(图 2c，d)。
2.3 白云母蓝闪石片岩样品Z1559-2(46°23′01″N、129°52′57″E)矿物组合为角闪石(45%)、白云母(15%)、钠长石(20%)、榍石(8%)、绿泥石(5%)、绿帘石(5%)并含有少量的褐帘石、黑硬绿泥石、石英、赤铁矿和磁铁矿矿物。岩石矿物成分不均匀分布，主体为块状结构，以钠长石变斑晶为主，角闪石呈放射状，分布于钠长石斑晶和基质中，且基质中角闪石定向排列，偶见绿泥石；局部角闪石密集产出，定向排列，具有片状结构，含量达到85%以上(图 2e，f)。
3 矿物化学特征电子探针矿物微区化学成分分析在吉林大学地球科学学院/东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室电子探针测试中心完成。所用仪器为日本JEOL JXA-8230型电子探针仪，测试条件为加速电压15kV，束流10nA，束斑1μm，标样为SPI53硅酸盐或氧化物。无水矿物成分以标准的p.f.u.氧含量计算，而白云母以11个氧原子，角闪石以23个氧原子，绿帘石以12.5个氧原子，绿泥石以14个氧原子以及黑硬绿泥石以30个氧原子计算。具有代表性的矿物化学测试结果参见表 2。
|
|
表 2 依兰地区蓝片岩中代表性矿物化学成分分析数据(wt%) Table 2 The representative chemical compositions of the blueschists from the Yilan area (wt%) |
石榴石冻蓝闪石片岩中，角闪石主要存在于基质和钠长石包体中，也有个别颗粒作为石榴石包体出现。基质和钠长石包体中角闪石主要以阳起石为主(图 3a, b; Si=7.24~7.99p.f.u.；NaM4=0.29~0.80p.f.u.)，一般具有成分环带。基质中角闪石环带由深蓝色钠质角闪石核部到浅蓝色钙质角闪石幔部，边部颜色再次加深，由核部到幔部再到边部Na先减少后增加，并且核部富铁、铝(Fe2+/(Fe2++Mg)=0.42~0.54，Fe3+/(Fe3++Al)=0.04~0.44)，幔部Fe2+/(Fe2++Mg)=0.49~0.56，Fe3+/(Fe3++Al)=0.39~0.85，可能反映了降压的过程(Brown, 1977)，钙质角闪石与绿泥石、黑硬绿泥石交织共生，而钠质角闪石不稳定，可能发生了脱水反应：gl+ep+q=act+ab+chl+hem+H2O(Brown, 1974)；边部有限的变化与核部相比，反映角闪石生长环带的矿物组成可能受到了共生矿物的影响。包体中角闪石由核部到幔部到边部Ca先减少后增加，边部富铁Fe2+/(Fe2++Mg)=0.50~0.58，Fe3+/(Fe3++Al)=0.32~0.85(图 3c)。某种程度上来说与基质中环带成分正好相反，反映了温度升高的进变质过程。石榴石包体中角闪石以蓝透闪石和冻蓝闪石为主(Si=7.19~7.77 p.f.u.；NaM4=0.54~1.44p.f.u.)，成分接近蓝闪石，反映了当时更高的压力条件(图 3a)。
|
图 3 依兰地区蓝片岩中角闪石成分及分类图解(a-c，据Leake et al., 1997)和石榴石冻蓝闪石片岩中石榴石环带成分(d) Fig. 3 Chemical compositions and classification of amphibole in blueschists (a-c, after Leake et al., 1997) and garnet zoning of the garnet-barroisite schist (d) from the Yilan area |
绿泥绿帘蓝闪石片岩中，角闪石主要存在于基质和绿帘石变斑晶中，作为包体存在的角闪石为蓝紫色的蓝闪石，具有钠钙质闪石(蓝透闪石)的成分环带(图 3b; Si=7.91~7.98p.f.u.；NaM4=1.33~0.73p.f.u.；Fe2+/(Fe2++Mg)=0.21~0.27)，反映了温度略有升高的进变质过程(Smith et al., 1999)。基质中的角闪石主要为蓝绿色的冻蓝闪石，具有阳起石的环带(Si=7.07~7.94p.f.u.；NaM4=0.25~0.85p.f.u.)，与绿泥石交织共生，断续定性排列组成片理，反映了晚期退变质的过程。
白云母蓝闪石片岩中，呈放射状产出的闪石主要为蓝透闪石(Si=7.24~7.99p.f.u.; NaM4=1.02~1.42p.f.u.)，个别颗粒边部具有阳起石的环带，基质中角闪石主要为蓝透闪石，具有蓝闪石的核部环带(图 3a、b; Si=7.87~7.97p.f.u.; NaM4=1.29~1.78p.f.u.)。定向排列的角闪石主要为蓝闪石，边部具有蓝透闪石的环带(Si=7.76~7.97p.f.u.; NaM4=1.18~1.70p.f.u.)。由此可以推测，早期形成的蓝闪石片岩，在经历变形作用的同时或之后经历了升温降压过程，形成不规则的蓝透闪石，随后，经历降温降压的退变质过程，形成晚期绿片岩相变质矿物组合。
3.2 石榴石石榴石呈半自形粒状，作为钠长石斑晶中包体存在，粒度在0.05~0.15mm。核部含有较多包体，主要有钠钙质角闪石，绿帘石，方解石，榍石，斜长石，石英等。边缘形状不规则，具有港湾状构造，显示具有退变质改造的特征，绿泥石沿边部生长或完全退变呈骸晶状假象，被绿帘石取代。石榴石具有明显的成分环带特征(图 3d)：核部:Alm53-59Gr24-25Sps20-22Py1.3-1.6；幔部: Alm59-67Gr22-28Sps5-14Py2.1-2.9；边部: Alm56-61Gr19-20Sps17-22Py2-2.5。从核部到幔部，钙铝榴石和锰铝榴石组分含量逐渐降低，铁铝榴石和镁铝榴石组分含量逐渐升高，表现出进变质生长的特征；从幔部到边部，锰铝榴石组分含量快速升高，钙铝榴石和铁铝榴石组分含量降低，镁铝榴石组分含量略有降低，表明石榴石边部成分受到退变质作用改造。
3.3 白云母石榴石冻蓝闪石片岩中，白云母主要以针状产于钠长石包体中，基质中含量极少。钠长石包体中白云母Si含量范围为3.43~3.55p.f.u.，Fe+Mg值范围为0.25~0.58，为多硅白云母，基质中白云母Si含量范围为3.36~3.70p.f.u.，Fe+Mg值范围为0.53~0.78，钠长石包体中的白云母硅值略高于基质，说明不同产状的白云母为不同变质作用阶段的产物。
白云母蓝闪石片岩中，白云母呈片状，主要存在于基质中，Si含量范围为3.41~3.64p.f.u.，具有较高的Fe+Mg值0.61~0.75。
3.4 帘石石榴石冻蓝闪石片岩中，帘石主要存在于钠长石包体和基质中，包体中帘石具有明显的环带成分，核部Xps(Fe3+/(Fe3++Al))=0.13~0.15为斜黝帘石，边部Xps=0.17~0.19为富铁绿帘石，向中心ps分子减少, 说明蓝片岩可能经历了一个以降压为特征的变质过程(Maruyama et al., 1986; 魏春景，1993); 基质中绿帘石成分变化很大，Xps=0.14~0.26，但环带不明显。
绿泥绿帘蓝闪石片岩中，帘石主要作为变斑晶存在，包裹蓝闪石的帘石具有环带结构，环带内部是浅黄绿色的绿帘石，外围是斜黝帘石(Xps=0.16~0.32)。Winkler(1979)指出，从很低级变质作用向低级变质作用转变时，绿帘石从富铁绿帘石转变为贫铁绿帘石，即黝帘石或斜黝帘石。样品中绿帘石的环带成分反映了升温的过程。
白云母蓝闪石片岩中，帘石含量不多，主要存在在基质和钠长石包体中，基质中的帘石具有鲜艳的颜色，不均匀的干涉色，为绿帘石(Xps=0.25~0.29)；包体中帘石呈粒状，针柱状，同为绿帘石矿物(Xps=0.25~0.35)。值得注意的是，基质中绿帘石中具有棕红色的包裹体(图 2e)，背散射图像呈白色，亮度很高，说明铁镁含量高。根据所测试的矿物成分分析，可能为褐帘石矿物(Xps=0.42~0.47)。
3.5 其他矿物黑硬绿泥石呈片状和条带状，斜交或者平行片理，没有发生变形，Fe/Mg值大于1.29。Brown (1971)指出，在富镁、高温条件下，白云母+黑硬绿泥石+阳起石是不稳定的矿物组合，容易转变为黑云母，此时黑云母Fe/Mg值约为1.2，因此，可以看出依兰蓝片岩在晚期阶段，温度没有达到黑云母稳定的温度范围。
绿泥石普遍存在于钠长石包体和基质中，也有部分作为石榴石退变质边和石榴石包体中存在，Fe2+/(Fe2++Al)=0.57~0.60。
钠长石作为变斑晶存在，包含角闪石、绿泥石、绿帘石、石榴石、白云母等包裹体，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，反映钠长石变斑晶形成于晚期。
4 相平衡模拟为深入探讨依兰地区蓝片岩相岩石变质演化过程，本文采用Connolly研发的PERPLE_X软件(Connolly, 2005)开展视剖面模拟。由于该三种岩石样品包含有大量的含水和三价铁的矿物，如绿帘石、蓝闪石等，故选用含水和氧的体系，其中蓝闪石片岩中含有大量榍石，故选用含钛的体系(金红石矿物从固溶体模型中排除)。虽然全岩成分中MnO含量较低，但是它对石榴石的稳定域有较大影响，因此将其保留。由于样品中不含磷灰石矿物，故将P2O5从全岩成分中剔除。流体相为纯水，且水和石英均为过饱和。由于样品矿物成分不均匀，导致岩石成分不均匀，所以通过岩石粉末测试的全岩成分可能并不能很好的模拟薄片下观察到的变质演化过程。因此，本文采用估算镜下矿物体积百分数与相应电子探针分析数据结合的方法，计算有效全岩成分(表 3)。模拟过程中采用Holland and Powell(1998, 2003)的内部一致性热力学数据库。所涉及的矿物固溶体活度模型选自PERPLE_X文件(solution_model.dat)，包括石榴石、绿帘石、绿泥石和白云母(Holland and Powell, 1998)，角闪石(Dale et al., 2005)，黑硬绿泥石(Massonne and Willner, 2008)。由于长石的种类几乎是高纯度的很低级-低级变质成因的钠长石，所以没有选择固溶体模型。石英和硬柱石为纯端元组份。视剖面图中角闪石的端元组份gl指钠质角闪石，act指钙质角闪石，amph指钠钙质角闪石(蓝透闪石和冻蓝闪石)。
|
|
表 3 蓝片岩样品有效全岩成分(mol%) Table 3 Effective bulk composition that normalized on the basis of mole percent (mol%) of blueschist samples |
图 4为样品Z1617-8在NCKMnFMASHO体系下的P-T视剖面图。根据矿物成分特征与其之间的反应关系，可以识别出四个演化阶段：进变质阶段(M1)矿物组合以石榴石核部成分及其内包裹体矿物为代表ep+phn+gl+g+amph(+acm)；峰期变质阶段(M2)矿物组合以石榴石幔部成分及钠长石变斑晶中包体成分ep+phn+g+amph+ab为主；退变质阶段早期(M3)矿物组合为石榴石边部成分和基质矿物g+chl+ep+amph+act，随后石榴石逐渐消失，黑硬绿泥石出现；退变质晚期(M4)矿物组合为chl+act+ep+stlp+ab，以蓝闪石分解为绿泥石和钠长石为特征。在模拟的P-T视剖面图上进变质阶段矿物组合稳定的温压范围为340~550℃、＞0.7GPa，此时的矿物组合为ep+phn+gl+amph+g+acm。李伟民等(2014)曾在依兰地区发现蓝闪霓辉石片岩，说明了霓辉石的存在。本次样品中没有观察到霓辉石矿物，可能是由于霓辉石全部转化为富铁蓝闪石。石榴石中Xpy含量随温度的升高逐渐增大，Xgr含量在此组合范围受压力影响不大，而随温度升高逐渐减小。将实测石榴石成分(Xpy和Xgr)含量投影在视剖面图上可发现，石榴石核部到幔部指示温压条件从430℃、1.02GPa到变质峰期条件500~525℃、1.14~1.2GPa的持续升温升压的过程，此时，石榴石中Xgr含量随压力的升高逐渐减小。值得注意的是，样品中白云母含量虽然不足1%，但实测的多硅白云母中硅含量(Si=3.50)等值线指示了在420℃(由石榴石核部Xpy=0.0133所确定)条件下＞1.6GPa的压力，远高于石榴石钙铝榴石等值线所确定的压力条件，指示的矿物组合为ep+phn+g+amph+law+acm, 说明该样品在早期很有可能经历了硬柱石-蓝片岩相(Okamoto and Maruyama, 2004)变质阶段。在退变质阶段，石榴石幔部到边部指示近于平行进变质阶段的降温降压的P-T轨迹，石榴石边部成分(Xpy和Xgr)指示温压条件为480℃、0.7GPa此时视剖面图中矿物组合为g+chl+ep+amph+act, 与实际镜下观察到的矿物组合(M3)相符。可能是由于石榴石边部与角闪石和绿帘石之间发生成分交换，石榴石边部成分代表退变质早期阶段的温压条件，此时，角闪石NaM4的含量随压力降低逐渐降低，由Xgr与NaM4含量交点所确定的温压范围为350~400℃、0.3~0.5GPa。由视剖面图可以看出，石榴石和黑硬绿泥石矿物共存是不稳定的矿物组合。因此，现阶段保存的稳定矿物组合为退变质晚期阶段(M4)的产物。由角闪石NaM4含量和石榴石钙铝榴石等值线最小值所确定的温压条件为330℃、0.04GPa。
|
图 4 样品Z1617-8在NCKMnFMASHO体系下的P-T视剖面图 三变域为白色，四变域、五变域和六变域使用渐次加深的灰色充填；视剖面图绘制了镁铝榴石等值线Xpy、钙铝榴石等值线Xgr、角闪石NaM4等值线和多硅白云母Si等值线 Fig. 4 P-T pseudosection for Sample Z1617-8 calculated in the system NCKMnFMASHO Trivariant is in white, quadrivariant, quinivariant and hexavariant fields are shaded with increasing blackness; The pseudosection is contoured with isopleths of gr and py in garnet, isopleths of NaM4 in amohibole and Si content in muscovite |
为了更好的限定角闪石中AlM2和NaM4与全岩成分的关系及更准确的估算有效全岩成分中氧的含量，在500℃计算的P-Fe2O3视剖面图如图 5所示。从图中可以看出，在低压条件下，存在绿泥石的矿物组合中，AlM2和NaM4含量随压力的升高逐渐增大；在Fe2O3含量大于2.5%的的条件下，在矿物组合chl+ep+phn+amph+g+ab中AlM2的含量随Fe2O3含量升高而减少；NaM4等值线虽然平缓，但随Fe2O3含量升高有降低的趋势。此时，实测的角闪石AlM2含量0.53~0.73和NaM4含量0.49~0.69限定了0.4~0.6GPa的压力条件。这表明，AlM2和NaM4含量与全岩成分中Fe2O3含量存在关联。同时，随着角闪石核部到边部的环带中NaM4含量逐渐减少的轨迹，Fe2O3含量明显增加，压力降低，说明在变质抬升过程中氧逸度在不断增加(Zhang et al., 2015)。此外，石榴石幔部到边部的Xpy和Xgr含量在图中的投点也反映了Fe2O3增加的趋势，并估算出最大氧含量为3%。
|
图 5 样品Z1617-8在NCKMnFMASHO体系下的P-Fe2O3(O)视剖面图 视剖面图绘制了镁铝榴石等值线Xpy、钙铝榴石等值线Xgr、角闪石NaM4和AlM2等值线；绿色三角形表示角闪石矿物成分含量投点，红色三角形表示石榴石矿物成分含量投点 Fig. 5 P-Fe2O3(O) pseudosection for Sample Z1617-8 calculated in the system NCKMnFMASHO The pseudosection is contoured with isopleths of gr and py in garnet and isopleths of NaM4 and AlM2 in amohibole; Plots of amphibole compositions are shown as green triangle and garnet compositions are shown as red triangle |
图 6为样品Z1617-5在NCKFMASHO体系下P-T视剖面图。根据镜下观察到的矿物组合特征及矿物成分特征，可以识别出三个演化阶段：进变质阶段(M1)矿物组合以绿帘石内包体矿物和绿帘石核部成分为代表gl+amph+ep，由视剖面图中可以观察到此矿物组合的稳定温压范围为345~362℃、1.2~1.36GPa，推测此时变质级别达到了硬柱石蓝片岩相，但镜下并没有观察到硬柱石的出现，可能是由于硬柱石的保存需要大量的水，在进变质阶段升温过程中，硬柱石脱水转变成绿帘石(Clarke et al., 2006；Wei and Clarke, 2011)；在蓝色角闪石中，Fe2+和Mg的比值反映原始片岩的变质等级(Brown, 1974)，由实测的角闪石中NaM4含量和Fe2+/(Fe2++Mg)比值的交点可以估算出，峰期(M2)温压条件为480℃、1.4GPa，矿物组合为chl+ep+gl+amph，变质级别达到绿帘蓝闪片岩相；退变质阶段(M3)矿物组合以绿帘石边部成分和基质矿物为代表amph+ep+chl+act+stlp，此时稳定的温压范围为＜370℃和＜0.7GPa。退变质阶段NaM4含量和Fe2+/(Fe2++Mg)比值的交点指示温压为340~350℃、0.5~0.6GPa, 为绿片岩相。
|
图 6 样品Z1617-5在NCKFMASHO体系下的P-T视剖面图 三变域为白色，四变域和五变域使用渐次加深的灰色充填；视剖面图绘制了角闪石NaM4和XFe=Fe2+/(Fe2++Mg)等值线 Fig. 6 P-T pseudosection for Sample Z1617-5 calculated in the system NCKFMASHO Trivariant is in white, quadrivariant and quinivariant fields are shaded with increasing blackness; The pseudosection is contoured with isopleths of NaM4 and XFe=Fe2+/(Fe2++Mg) in amohibole |
图 7为样品Z1559-2在NCKMnFMASHTO体系下P-T视剖面图。根据角闪石产出特点和环带成分特征，识别出三个阶段的矿物组合。早期阶段(M1)，实测的多硅白云母和蓝闪石中NaM4等值线限定矿物组合chl+ep+phn+gl+amph+acm稳定的温压范围在370℃、0.94GPa以上。峰期阶段(M2)矿物组合为chl+ep+phn+gl+amph+sph，从视剖面图可以看出，多硅白云母中Si含量和角闪石中AlM2的含量的等值线在该组合范围内呈正斜率，并且Si含量主要受控于压力，随压力的增加而增大；AlM2的含量主要受控于温度，随温度的增加而增大。因此，根据实测的矿物成分，采用多硅白云母中Si含量和角闪石中AlM2的含量限定该阶段矿物组合的温压范围在450~500℃、0.95~1.2GPa，并且是一个明显的降温降压过程。晚期阶段(M3)以钠长石斑晶和基质矿物为主，矿物组合为chl+ep+phn+amph+act+ab+sph，稳定的温压范围为＜420℃和＜0.52GPa。根据多硅白云母中Si含量和角闪石中AlM2的含量的交点，限定该阶段矿物组合的温压范围为330~375℃、0.45~0.52GPa。
|
图 7 样品Z1559-2在NCKMnFMASHTO体系下的P-T视剖面图 三变域为白色，四变域、五变域和六变域使用渐次加深的灰色充填；视剖面图绘制了镁铝榴石等值线Xpy、角闪石NaM4和AlM2等值线和多硅白云母Si等值线 Fig. 7 P-T pseudosection for Sample Z1559-2 calculated in the system NCKMnFMASHTO Trivariant is in white, quadrivariant, quinivariant and hexavariant fields are shaded with increasing blackness; The pseudosection is contoured with isopleths of py in garnet, isopleths of NaM4 and AlM2 in amohibole and Si content in muscovite |
从绿泥绿帘蓝闪石片岩的相平衡模拟可以推测，依兰蓝片岩在早期有可能经历了硬柱石-蓝片岩相变质作用。硬柱石是高压低温变质作用中典型的含水矿物，其形成在洋壳俯冲区域，可以搬运大量的水到深部地幔，最深可达300km(Okamoto and Maruyama, 1999；Tsujimori et al., 2006)。相对的，硬柱石在俯冲岩石折返过程中，极易转变为绿帘石(低温条件下)或石榴石(高温条件下)，并在俯冲通道中释放大量的水(Clarke et al., 2006)。Zhang et al.(2009)认为，从目前来看，从硬柱石-蓝片岩相到绿帘-蓝片岩相转化可能有两种途径：一是板块俯冲递进变质过程中，由于温度压力升高，出现了由硬柱石-蓝片岩相向绿帘-蓝片岩相的转化，另一种则是由峰期硬柱石-蓝片岩相经历近等温降压过程，退变为绿帘-蓝片岩相(Wei and Clarke, 2011)。在本区蓝片岩中并未发现硬柱石的残留，但是却有霓辉石(李伟民等，2014)和石榴石的残留。从石榴石的成分环带、角闪石生长环带和利用相平衡模拟计算的温压条件推测，本区蓝片岩在变质作用演化峰期前，由硬柱石向绿帘石的转化是在板块俯冲过程中发生的。
本文通过对依兰地区不同类型蓝片岩的研究，更精确的限定了石榴石冻蓝闪石片岩(500~525℃、1.14~1.2GPa)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(480℃、1.4GPa)、白云母蓝闪石片岩(450~500℃、0.95~1.2GPa)峰期变质作用的温压条件，其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相(图 8)，该温压条件略高于前人研究的结果。由于未发现榴辉岩相矿物组合，我们认为本区蓝片岩相岩石为俯冲深度较浅的变质作用产物。Evan(1990)计算出，矿物组合中Fe2+/Mg值的增加，使变质作用更容易达到绿帘-蓝片岩相的范围。从本区蓝片岩P-T演化轨迹可以看出，退变质过程中，明显的减压作用导致了蓝片岩相和绿片岩相的叠加作用。蓝片岩相向绿片岩相的转化在富Fe3+和Fe2+的岩石中容易发生，此时富Mg和Al的矿物不稳定。矿物组合ab+ep+act/brs是绿帘-蓝片岩相转化成绿片岩相的标志(Evan, 1990)。岩石中没有观察到绿纤石等代表更低级变质程度的矿物出现，这与相平衡模拟计算的温压条件相符。
|
图 8 依兰地区蓝片岩相岩石变质演化P-T轨迹 MORB+H2O体系相图(据Okamoto and Maruyama, 2004修改)；俯冲带内俯冲的地壳年龄与P-T条件的关系据Peacock et al. (1994)计算；ab=jd+q的反应据Holland (1983)；law和zo的反应据Evans (1990)；变质相的划分据Miyashiro(1961, 1994)；变质相间的界线据Maruyama et al. (1996)；角闪石的稳定区域据(Otsuki and Banno, 1990) Fig. 8 P-T paths for the blueschist facies rocks in the Yilan area A phase diagram of the MORB+H2O system (modified after Okamoto and Maruyama, 2004) and steady-state P-T paths along the subduction shear zone calculated by Peacock et al. (1994) showing subduction shear zone P-T conditions as a function of age of the subducting lithosphere. The reaction ab=jd+q is after Holland (1983); The reaction between the law and zo is after Evans (1990); The division of the metamorphic facies series is after Miyashiro(1961, 1994); The metamorphic facies boundaries are after Maruyama et al. (1996) with abbreviations; The amphibole stable region is after Otsuki and Banno (1990) |
通过以上研究，我们获得了依兰地区蓝片岩相变质演化的顺时针轨迹，记录了峰期前温压条件递增的过程，温度峰期与压力峰期同时到达，说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的，而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹，揭示与进变质过程相似的地热体制下，相对缓慢的抬升过程, 即岩石的回返速度与由于热传导导致岩石冷却的速度相当。这种过程可能出现于洋壳俯冲带中，类似美国西部弗兰西斯科型(Ernst, 1988)，而在陆-陆碰撞造山带中是不可能的(魏春景和张翠光，2002)。从相平衡模拟中可以看出，三类蓝片岩的峰期温压条件略有差异，这可能是由两个原因导致:一是原岩成分差异; 二是俯冲位置不同，使峰期矿物组合略有差异，虽然退变质都发生在降温减压条件下，但最终保留了不同的矿物组合。
5.2 大地构造意义目前对佳木斯地块与松嫩地块的碰撞-拼合历史主要存在以下几种认识：许文良等(2012)认为两地块在早古生代完成统一拼贴(张兴洲，1992；颉颃强等，2008；Zhu et al., 2015)，经历古亚洲洋闭合，在三叠纪早期沿牡丹江断裂存在裂解事件，在早-中侏罗世再次拼合；Wu et al.(2007)认为两地块最终拼合时间应为侏罗纪，两地块并未经历拼合-裂解-再拼合的演化过程，这其中部分学者认为拼合与古太平洋构造域有关(李伟民等，2014)；部分学者认为与冈瓦纳陆块有关(Wu et al., 2007；Yang et al., 2018)；Dong et al.(2017)认为在二叠纪两地块之间存在牡丹江洋的双向俯冲作用。
依兰蓝片岩的地球化学和年代学表明其原岩为铁镁质-超铁镁质岩石，以拉斑玄武岩和碱性玄武岩为主，形成于洋岛(OIB)环境(Zhou et al., 2009；Zhu et al., 2015)或E-MORB环境。Zhu et al.(2015)根据蓝片岩原岩年龄认为其至少形成于两种背景，其中一种较老年龄(275Ma)形成于大陆裂谷环境，石榴石橄榄岩源区部分熔融形成拉斑玄武岩系列原岩；另一种为较新年龄(141Ma)形成于洋岛环境，富集地幔部分熔融形成碱性系列原岩。本文从石榴石冻蓝闪石片岩中，石榴石包体矿物组合amph+ep+sph可以看出，在早期阶段也形成了高压角闪石矿物，但是保存下来的矿物遭受后期阶段变质作用的叠加改造，使早期形成的蓝闪石受热分解。因此，本文模拟的三类蓝片岩的变质作用轨迹应为后期蓝片岩相变质作用演化的过程。
Peacock and Wang(1999)、Kirby(2000)把洋壳俯冲作用划分为“冷”俯冲和“热”俯冲两类。年龄老的洋壳自洋中脊诞生之后有很长时间冷却，当以较快速率俯冲时，会保持较冷状态俯冲到很深的深度，形成冷俯冲；而年轻板块的初始热量损失较少，倾向于较慢的速率俯冲，因此保持热的地热体制，形成热俯冲。魏春景和张颖慧(2008)指出，MORB体系洋壳当沿着正常冷俯冲地热机制俯冲时，在15~20km的深度进入硬柱石-蓝片岩相，而沿着热地热机制俯冲时，在20km深度进入绿帘-蓝片岩相，在约50km深度进入角闪石(冻蓝闪石)榴辉岩相。本文3个样品的P-T轨迹及峰期压力表明，其俯冲地热梯度在11~14℃/km (图 8；Baziotis et al., 2017)，属于典型的高P/T相系(Miyashiro, 1994)。这一地热梯度相当于热俯冲区域年轻洋壳俯冲背景下的地热梯度(Spear, 1993；Peacock et al., 1994)。而本区蓝片岩峰期温压条件没有达到角闪石榴辉岩相，表明其俯冲深度＜50km，这与古巴东部和扎格罗斯山脉缝合带的蓝片岩类似(Blanco-Quintero et al., 2011；Agard et al., 2006)。沈其韩和耿元生(2012)在总结之前大部分学者的意见，将中国蓝片岩带的成因类型划分为两大类型：1)陆-陆俯冲碰撞类型或西阿尔卑斯型，简称A型俯冲；2)洋壳俯冲碰撞类型，相当科迪勒拉型，简称B型俯冲。通过以上研究，我们认为依兰地区蓝片岩相变质作用属于B型俯冲，标志着新生洋壳俯冲作用(图 8；Zhou et al., 2009；Zhu et al., 2015；许文良等，2012)，而不是陆-陆碰撞背景。
前人研究表明，古亚洲洋构造体系与古太平洋构造体系之间的叠加与转化发生在三叠纪或早-中侏罗世(许文良等，2013；周建波等，2009；李伟民等，2014)。周建波等(2009)报道了研究区大量经历高压变质作用的长英质糜棱岩中碎屑锆石U-Pb年龄(~250Ma), 这次高压变质作用被认为与古亚洲洋闭合事件有关；而区域内早-中侏罗世的钙碱性火山岩和双峰式火成岩组合的出现，显示伸展构造背景(许文良等，2013)。综上所述，佳木斯地块在三叠纪-中侏罗世伸展构造背景下，出现短期的洋盆，并产生大量基性火山岩和含铁的硅质岩。由于早-中侏罗世古太平洋板块的西向俯冲(Wu et al., 2007)，导致佳木斯地块和松嫩地块的拼贴，黑龙江混杂岩就位，即发生区域内蓝片岩相高压变质作用，和随后折返过程中绿片岩相变质作用的叠加和改造。
6 结论(1) 黑龙江依兰地区蓝片岩相变质作用岩石根据矿物组合分为三类：石榴石冻蓝闪石片岩(g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp-sph-hem-q)；绿泥绿帘蓝闪石片岩(gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp-sph-hem-q)；白云母蓝闪石片岩(gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph-stlp-hem-q)。
(2) 通过岩相学及电子探针矿物微区化学成分研究，获得了石榴石冻蓝闪石片岩(500~525℃、1.14~1.2GPa)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(480℃、1.4GPa)、白云母蓝闪石片岩(450~500℃、0.95~1.2GPa)峰期变质作用的温压条件，其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相。
(3) 通过相平衡模拟建立了蓝片岩的顺时针演化P-T轨迹。研究区蓝片岩的形成标志着新生洋壳的俯冲作用，P-T轨迹记录了峰期前温压条件递增的过程，温度峰期与压力峰期同时到达，说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的，而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹，揭示与进变质过程相似的地热体制下，相对缓慢的抬升过程。
致谢 感谢吉林大学周建波教授在野外工作中的全力帮助和指导；感谢审稿专家提出的宝贵修改意见。
Agard P, Monié P, Gerber W, Omrani J, Molinaro M, Meyer B, Labrousse L, Vrielynck B, Jolivet L and Yamato P. 2006. Transient, synobduction exhumation of Zagros blueschists inferred from P-T, deformation, time, and kinematic constraints:Implications for Neotethyan wedge dynamics. Journal of Geophysical Research, 111(B11): B11401. DOI:10.1029/2005JB004103 |
Bai JW, Wang WX and Zhang HR. 1988. Character of glaucophane schists in metamorphic zone in Yilian-Mudanjiang, Heilongjiang. Acta Petrologica et Mineralogica, 7(4): 298-308. |
Baziotis I, Tsai CH, Ernst WG, Jahn BM and Iizuka Y. 2017. New P-T constraints on the Tamayen glaucophane-bearing rocks, eastern Taiwan:Perple_X modelling results and geodynamic implications. Journal of Metamorphic Geology, 35(1): 35-54. DOI:10.1111/jmg.12218 |
Blanco-Quintero IF, Rojas-Agramonte Y, García-Casco A, Kröner A, Mertz DF, Lázaro C, Blanco-Moreno J and Renne PR. 2011. Timing of subduction and exhumation in a subduction channel:Evidence from slab melts from La Corea Mélange (eastern Cuba). Lithos, 127(1-2): 86-100. DOI:10.1016/j.lithos.2011.08.009 |
Brown EH. 1971. Phase relations of biotite and stilpnomelane in the greenschist facies. Contributions to Mineralogy and Petrology, 31(4): 275-299. DOI:10.1007/BF00371150 |
Brown EH. 1974. Comparison of the mineralogy and phase relations of Blueschists from the north cascades, Washington, and Greenschists from Otago, New Zealand. Geological Society of America Bulletin, 85(3): 333-344. DOI:10.1130/0016-7606(1974)85<333:COTMAP>2.0.CO;2 |
Brown EH. 1977. The crossite content of Ca-amphibole as a guide to pressure of metamorphism. Journal of Petrology, 18(1): 53-72. DOI:10.1093/petrology/18.1.53 |
Cao X, Dang ZX, Zhang XZ, Jiang JS and Wang HD. 1992. Jiamusi Complex Terrain. Changchun: Jilin Science and Technology Press: 1-224.
|
Chen M, Tian ZL, Zhang C, Yang JS and Huang J. 2015. Phase equilibrium modeling for metamorphic evolution of garnet-bearing mica-quartz schist in Sumdo UHP metamorphic belt, Lhasa Block. Geology in China, 42(5): 1572-1587. |
Clarke GL, Powell R and Fitzherbert JA. 2006. The lawsonite paradox:A comparison of field evidence and mineral equilibria modelling. Journal of Metamorphic Geology, 24(8): 715-725. DOI:10.1111/jmg.2006.24.issue-8 |
Connolly JAD. 2005. Computation of phase equilibria by linear programming:A tool for geodynamic modeling and its application to subduction zone decarbonation. Earth and Planetary Science Letters, 236(1-2): 524-541. DOI:10.1016/j.epsl.2005.04.033 |
Dale J, Powell R, White RW, Elmer FL and Holland TJB. 2005. A thermodynamic model for Ca-Na clinoamphiboles in Na2O-CaO-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-O for petrological calculations. Journal of Metamorphic Geology, 23(8): 771-791. DOI:10.1111/jmg.2005.23.issue-8 |
Dong SB. 1989. The general features and distributions of the glaucophane schist belts of China. Acta Geologica Sinica, 63(3): 273-284. |
Dong Y, Ge WC, Yang H, Bi JH, Wang ZH and Xu WL. 2017. Permian tectonic evolution of the Mudanjiang Ocean:Evidence from zircon U-Pb-Hf isotopes and geochemistry of a N-S trending granitoid belt in the Jiamusi Massif, NE China. Gondwana Research, 49: 147-163. DOI:10.1016/j.gr.2017.05.017 |
Ernst WG. 1973. Blueschist metamorphism and P-T regimes in active subduction zones. Tectonophysics, 17(3): 255-272. DOI:10.1016/0040-1951(73)90006-1 |
Ernst WG. 1988. Tectonic history of subduction zones inferred from retrograde blueschist P-T paths. Geology, 16(12): 1081-1084. DOI:10.1130/0091-7613(1988)016<1081:THOSZI>2.3.CO;2 |
Evans BW. 1990. Phase relations of epidote-blueschists. Lithos, 25(1-3): 3-23. DOI:10.1016/0024-4937(90)90003-J |
Holland TJB. 1983. The experimental determination of activities in disordered and short-range ordered jadeitic pyroxenes. Contributions to Mineralogy and Petrology, 82(2-3): 214-220. DOI:10.1007/BF01166616 |
Holland TJB and Powell R. 1998. An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest. Journal of Metamorphic Geology, 16(3): 309-343. |
Holland TJB and Powell R. 2003. Activity-composition relations for phases in petrological calculations:An asymmetric multicomponent formulation. Contributions to Mineralogy and Petrology, 145(4): 492-501. DOI:10.1007/s00410-003-0464-z |
Jiang JS. 1992. Regional metamorphism and evolution of Mashan Khondalite Series. Acta Petrologica et Mineralogica, 11(2): 97-110. |
Kirby SH. 2000. Taking the temperature of slabs. Nature, 403(6765): 31-34. DOI:10.1038/47382 |
Kong FM, Li XP, Jiao LX, Wang ZL and Wu QQ. 2009. Petrology and P-T conditions of stilpnomelane schist in the Yilan district, Heilongjiang Province. Acta Petrologica Sinica, 25(8): 1917-1923. |
Leake BE, Woolley AR, Arps CES, Birch WD, Gilbert MC, Grice JD, Hawthorne FC, Kato A, Kisch HJ, Krivovichev VG, Linthout K, Laird J, Mandarino JA, Maresch WV, Nickel EH, Rock NMS, Schumacher JC, Smith DC, Stephenson NCN, Ungaretti L, Whittaker EJW and Guo YZ. 1997. Nomenclature of amphiboles:Report of the Aubcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. Mineralogical Magazine, 61(405): 295-321. DOI:10.1180/claymin |
Li JY, Niu BG, Song B, Xu WX, Zhang YH and Zhao ZR. 1999. Crustal Formation and Evolution of Northern Changbai Mountains, Northeast China. Beijing:Geological Publishing House: 1-137. |
Li R, Sun DY, Suzuki K and Zheng CQ. 2013. Mineral compositions and P-T conditions of the blueschist-mica schist in Heilongjiang complex. Earth Science (Journal of China University of Geosciences), 38(2): 277-288. |
Li WM, Takasu A, Liu YJ, Genser J, Neubauer F and Guo XZ. 2009. 40Ar/39Ar ages of the high-P/T metamorphic rocks of the Heilongjiang Complex in the Jiamusi Massif, northeastern China. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 104(2): 110-116. DOI:10.2465/jmps.081022g |
Li WM, Takasu A, Liu YJ and Guo XZ. 2010. Newly discovered garnet-barroisite schists from the Heilongjiang Complex in the Jiamusi Massif, northeastern China. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 105(2): 86-91. DOI:10.2465/jmps.091015d |
Li WM, Liu YJ, Akira K, Zhao YL, Wen QB, Guo XZ and Zhang L. 2014. Pressure (P)-temperature (T)-time (t) paths of the blueschists from the Yilan area, Heilongjiang Province. Acta Petrologica Sinica, 30(10): 3085-3099. |
Liou JG, Wang XM, Coleman RG, Zhang ZM and Maruyama S. 1989. Blueschists in major suture zones of China. Tectonics, 8(3): 609-919. DOI:10.1029/TC008i003p00609 |
Liu YJ, Li WM, Feng ZQ, Wen QB, Neubauer F and Liang CY. 2017. A review of the Paleozoic tectonics in the eastern part of Central Asian Orogenic Belt. Gondwana Research, 43: 123-148. DOI:10.1016/j.gr.2016.03.013 |
Maruyama S, Cho M and Liou JG. 1986. Experimental investigations of blueschist-greenschist transition equilibria:Pressure dependence of Al2O3 contents in sodic amphibole:A new geobarometer. Geological Society of America Memoir, 164: 1-6. DOI:10.1130/MEM164 |
Maruyama S, Liou JG and Terabayashi M. 1996. Blueschists and eclogites of the world and their exhumation. International Geology Review, 38(6): 485-594. DOI:10.1080/00206819709465347 |
Massonne HJ and Willner AP. 2008. Phase relations and dehydration behaviour of psammopelite and mid-ocean ridge basalt at very-low-grade to low-grade metamorphic conditions. European Journal of Mineralogy, 20(5): 867-879. DOI:10.1127/0935-1221/2008/0020-1871 |
Miyashiro A. 1961. Evolution of metamorphic belts. Journal of Petrology, 2(3): 277-311. DOI:10.1093/petrology/2.3.277 |
Miyashiro A. 1994. Metamorphic Petrology. London: UCL Press Limited.
|
Okamoto K and Maruyama S. 1999. The high-pressure synthesis of lawsonite in the MORB+H2O system. American Mineralogist, 84(3): 362-373. DOI:10.2138/am-1999-0320 |
Okamoto K and Maruyama S. 2004. The eclogite-garnetite transformation in the MORB + H2O system. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 146(1-2): 283-296. DOI:10.1016/j.pepi.2003.07.029 |
Otsuki M and Banno S. 1990. Prograde and retrograde metamorphism of hematite-bearing basic schists in the Sanbagawa belt in central Shikoku. Journal of Metamorphic Geology, 8(4): 425-439. DOI:10.1111/jmg.1990.8.issue-4 |
Peacock SM, Rushmer T and Thompson AB. 1994. Partial melting of subducting oceanic crust. Earth and Planetary Science Letters, 121(1-2): 227-244. DOI:10.1016/0012-821X(94)90042-6 |
Peacock SM and Wang KL. 1999. Seismic consequences of warm versus cool subduction metamorphism:Examples from Southwest and Northeast Japan. Science, 286(5441): 937-939. DOI:10.1126/science.286.5441.937 |
Sengör AMC, Natal'in BA and Burtman VS. 1993. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia. Nature, 364(6435): 299-307. DOI:10.1038/364299a0 |
Shen QH and Geng YS. 2012. The tempo-spatial distribution, geological characteristics and genesis of blueschist belts in China. Acta Geologica Sinica, 86(9): 1407-1446. |
Smith CA, Sisson VB, Avé Lallemant HG and Copeland P. 1999. Two contrasting pressure-temperature-time paths in the Villa de Cura blueschist belt, Venezuela:Possible evidence for Late Cretaceous initiation of subduction in the Caribbean. Geological Society of America Bulletin, 111(6): 831-848. DOI:10.1130/0016-7606(1999)111<0831:TCPTTP>2.3.CO;2 |
Spear FS. 1993. Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-Time Paths. Washington, DC: Mineralogical Society of America: 799.
|
Stern RJ. 2005. Evidence from ophiolites, blueschists, and ultrahigh-pressure metamorphic terranes that the modern episode of subduction tectonics began in Neoproterozoic time. Geology, 33(7): 557-560. DOI:10.1130/G21365.1 |
Tsujimori T, Sisson VB, Liou JG, Harlow GE and Sorensen SS. 2006. Very-low-temperature record of the subduction process:A review of worldwide lawsonite eclogites. Lithos, 92(3-4): 609-624. DOI:10.1016/j.lithos.2006.03.054 |
Wei CJ. 1993. Epidotes from Bikou group in the Shanxi-Gansu-Sichuan border area and their Petrological significance. Acta Petrologica et Mineralogica, 12(4): 332-340. |
Wei CJ and Zhang CG. 2002. PT path of medium-pressure metamorphism of continental collision orogenic belt:Exemplified by the southern Qinling orogenic belt. Acta Petrologica et Mineralogica, 21(4): 356-362. |
Wei CJ and Zhang YH. 2008. Phase transition in the subducted oceanic lithosphere and generation of the subduction zone magma. Chinese Science Bulletin, 53(23): 3603-3614. DOI:10.1007/s11434-008-0405-3 |
Wei CJ, Wang W, Clarke GL, Zhang LF and Song SG. 2009a. Metamorphism of high/ultrahigh-pressure Pelitic-felsic Schist in the South Tianshan Orogen, NW China:Phase equilibria and P-T path. Journal of Petrology, 50(10): 1973-1991. DOI:10.1093/petrology/egp064 |
Wei CJ, Yang Y, Su XL, Song SG and Zhang LF. 2009b. Metamorphic evolution of low-T eclogite from the North Qilian orogen, NW China:Evidence from petrology and calculated phase equilibria in the system NCKFMASHO. Journal of Metamorphic Geology, 27(1): 55-70. DOI:10.1111/jmg.2008.27.issue-1 |
Wei CJ and Clarke GL. 2011. Calculated phase equilibria for MORB compositions:A reappraisal of the metamorphic evolution of lawsonite eclogite. Journal of Metamorphic Geology, 29(9): 939-952. DOI:10.1111/jmg.2011.29.issue-9 |
Wilde SA, Wu FY and Zhang XZ. 2003. Late Pan-African magmatism in northeastern China:SHRIMP U-Pb zircon evidence from granitoids in the Jiamusi Massif. Precambrian Research, 122(1-4): 311-327. DOI:10.1016/S0301-9268(02)00217-6 |
Winkler HGF. 1979. Petrogenesis of Metamorphic Rocks. 5th Edition. New York: Springer: 68-74.
|
Wu FY, Jahn BM, Wilde SA, Lo CH, Yui TF, Lin Q, Ge WC and Sun DY. 2003. Highly fractionated I-type granites in NE China (I):Geochronology and petrogenesis. Lithos, 66(3-4): 241-273. DOI:10.1016/S0024-4937(02)00222-0 |
Wu FY, Yang JH, Lo CH, Wilde SA, Sun DY and Jahn BM. 2007. The Heilongjiang Group:A Jurassic accretionary complex in the Jiamusi Massif at the western Pacific margin of northeastern China. Island Arc, 16(1): 156-172. DOI:10.1111/iar.2007.16.issue-1 |
Wu FY, Sun DY, Ge WC, Zhang YB, Grant ML, Wilde SA and Jahn BM. 2011. Geochronology of the Phanerozoic granitoids in northeastern China. Journal of Asian Earth Sciences, 41(1): 1-30. DOI:10.1016/j.jseaes.2010.11.014 |
Xia B, Zhang LF and Xia Y. 2014. Petrology and phase equilibrium of newly found eclogites from Kekesu Valley in eastern part of Southwest Tianshan HP-UHP metamorphic belt, China, and its tectonic significance. Science China (Earth Sciences), 57(1): 117-131. DOI:10.1007/s11430-013-4663-9 |
Xie HQ, Zhang FQ, Miao LC, Chen FK and Liu DY. 2008. Zircon SHRIMP U-Pb dating of the amphibolite from "Heilongjiang Group" and the granite in Mudanjiang area, NE China, and its geological significance. Acta Petrologica Sinica, 24(6): 1237-1250. |
Xu WL, Wang F, Meng E, Gao FH, Pei FP, Yu JJ and Tang J. 2012. Paleozoic-Early Mesozoic tectonic evolution in the eastern Heilongjiang Province, NE China:Evidence from igneous rock association and U-Pb geochronology of detrital zircons. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 42(5): 1378-1389. |
Xu WL, Wang F, Pei FP, Meng E, Tang J, Xu MJ and Wang W. 2013. Mesozoic tectonic regimes and regional ore-forming background in NE China:Constraints from spatial and temporal variations of Mesozoic volcanic rock associations. Acta Petrologica Sinica, 29(2): 339-353. |
Yan ZY, Tang KD, Bai JW and Mo YC. 1989. High pressure metamorphic rocks and their tectonic environment in northeastern China. Journal of Southeast Asian Earth Sciences, 3(1-4): 303-313. DOI:10.1016/0743-9547(89)90035-4 |
Yang H, Ge WC, Bi JH, Wang ZH, Tian DX, Dong Y and Chen HJ. 2018. The Neoproterozoic-Early Paleozoic evolution of the Jiamusi Block, NE China and its East Gondwana connection:Geochemical and zircon U-Pb-Hf isotopic constraints from the Mashan Complex. Gondwana Research, 54: 102-121. DOI:10.1016/j.gr.2017.10.002 |
Ye HW, Zhang XZ and Zhou YW. 1994. 40Ar-39Ar age and its geologic significance of vein crossite in glaucophane-schist, Mudanjiang area. Journal of Changchun University of Earth Sciences, 24(4): 369-372. |
Zhang XZ. 1992. Heilongjiang mélange:The evidence of Caledonian suture zone of the Jiamusi massif. Journal of Changchun University of Earth Sciences, 22(Suppl.1): 94-101. |
Zhang LF, Wang QJ and Song SG. 2009. Lawsonite blueschist in Northern Qilian, NW China:P-T pseudosections and petrologic implications. Journal of Asian Earth Sciences, 35(3-4): 354-366. DOI:10.1016/j.jseaes.2008.11.007 |
Zhang JR, Wei CJ and Chu H. 2015. Blueschist metamorphism and its tectonic implication of Late Paleozoic-Early Mesozoic metabasites in the mélange zones, central Inner Mongolia, China. Journal of Asian Earth Sciences, 97: 352-364. DOI:10.1016/j.jseaes.2014.07.032 |
Zhao YL, Liu YJ, Li WM, Wen QB and Han GQ. 2010. High-pressure metamorphism in the Mudanjiang area, southern Jiamusi massif:Petrological and geochronological characteristics of the Heilongjiang complex, China. Geological Bulletin of China, 29(2-3): 243-253. |
Zhou JB, Wilde SA, Zhang XZ, Zhao GC, Zheng CQ, Wang YJ and Zhang XH. 2009. The onset of Pacific margin accretion in NE China:Evidence from the Heilongjiang high-pressure metamorphic belt. Tectonophysics, 478(3-4): 230-246. DOI:10.1016/j.tecto.2009.08.009 |
Zhou JB, Zhang XZ, Wilde SA, Zheng CQ, Jin W, Chen H and Han J. 2009. Detrital zircon U-Pb dating of Heilongjiang complex and its tectonic implications. Acta Petrologica Sinica, 25(8): 1924-1936. |
Zhu CY, Zhao GC, Sun M, Liu Q, Han YG, Hou WZ, Zhang XR and Eizenhofer PR. 2015. Geochronology and geochemistry of the Yilan blueschists in the Heilongjiang Complex, northeastern China and tectonic implications. Lithos, 216-217: 241-253. DOI:10.1016/j.lithos.2014.12.021 |
白景文, 王文兴, 张海驲. 1988. 黑龙江依兰、牡丹江变质带蓝闪片岩特征. 岩石矿物学杂志, 7(4): 298-308. |
曹熹, 党增欣, 张兴洲, 姜继圣, 王洪德. 1992. 佳木斯复合地体. 长春: 吉林科学技术出版社: 1-224.
|
陈梅, 田作林, 张聪, 杨经绥, 黄杰. 2015. 拉萨地块松多超高压变质带含石榴石云母石英片岩的变质演化相平衡模拟. 中国地质, 42(5): 1572-1587. |
董申保. 1989. 中国蓝闪石片岩带的一般特征及其分布. 地质学报, 63(3): 273-284. |
姜继圣. 1992. 麻山群孔兹岩系主期区域变质作用及演化. 岩石矿物学杂志, 11(2): 97-110. |
孔凡梅, 李旭平, 焦丽香, 王泽利, 武倩倩. 2009. 黑龙江依兰地区黑硬绿泥石片岩岩石学与P-T条件研究. 岩石学报, 25(8): 1917-1923. |
李锦轶, 牛宝贵, 宋彪, 徐文喜, 张雨红, 赵子然. 1999. 长白山北段地壳的形成与演化. 北京: 地质出版社: 1-137.
|
李蓉, 孙德有, 铃木和博, 郑常青. 2013. 黑龙江杂岩蓝片岩-云母片岩矿物成分及变质作用P-T条件. 地球科学-中国地质大学学报, 38(2): 277-288. |
李伟民, 刘永江, Akira T, 赵英利, 温泉波, 郭新传, 张丽. 2014. 黑龙江依兰地区蓝片岩的变质演化P-T-t轨迹. 岩石学报, 30(10): 3085-3099. |
沈其韩, 耿元生. 2012. 中国蓝片岩带的时空分布、地质特征和成因. 地质学报, 86(9): 1407-1446. |
魏春景. 1993. 陕甘川交界区碧口群的绿帘石及其岩石学意义. 岩石矿物学杂志, 12(4): 332-340. |
魏春景, 张翠光. 2002. 陆-陆碰撞造山带中压型变质作用的PT轨迹——以南秦岭佛坪地区为例. 岩石矿物学杂志, 21(4): 356-362. |
魏春景, 张颖慧. 2008. 俯冲大洋岩石圈的相转变与俯冲带岩浆作用. 科学通报, 53(20): 2449-2459. DOI:10.3321/j.issn:0023-074X.2008.20.009 |
夏彬, 张立飞, 夏阳. 2014. 新疆西南天山科克苏河新发现榴辉岩岩石学特征和相平衡研究及其地质意义. 中国科学(地球科学), 44(5): 884-900. |
颉颃强, 张福勤, 苗来成, 陈福坤, 刘敦一. 2008. 东北牡丹江地区"黑龙江群"中斜长角闪岩与花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质学意义. 岩石学报, 24(6): 1237-1250. |
许文良, 王枫, 孟恩, 高福红, 裴福萍, 于介江, 唐杰. 2012. 黑龙江省东部古生代-早中生代的构造演化:火成岩组合与碎屑锆石U-Pb年代学证据. 吉林大学学报(地球科学版), 42(5): 1378-1389. |
许文良, 王枫, 裴福萍, 孟恩, 唐杰, 徐美君, 王伟. 2013. 中国东北中生代构造体制与区域成矿背景:来自中生代火山岩组合时空变化的制约. 岩石学报, 29(2): 339-353. |
叶慧文, 张兴洲, 周裕文. 1994. 牡丹江地区蓝片岩中脉状青铝闪石40Ar-39Ar年龄及其地质意义. 长春地质学院学报, 24(4): 369-372. |
张兴洲. 1992. 黑龙江岩系-古佳木斯地块加里东缝合带的证据. 长春地质学院学报, 22(增1): 94-101. |
赵英利, 刘永江, 李伟民, 温泉波, 韩国卿. 2010. 佳木斯地块南缘牡丹江地区高压变质作用:黑龙江杂岩的岩石学和地质年代学. 地质通报, 29(2-3): 243-253. |
周建波, 张兴洲, Wilde SA, 郑常青, 金巍, 陈红, 韩杰. 2009. 黑龙江杂岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义. 岩石学报, 25(8): 1924-1936. |