吉林-辽源地区中生代花岗岩形成的构造背景
1.古亚太构造域的转换
中国东北的地质演化经历了非常复杂的历史。古生代古亚洲域的演化基本奠定了本区的构造格局(Sengor和Natal'in，1996)，但中新生代太平洋域对本区产生了重要影响。主要表现为东部边缘一系列不同时代地体的拼贴和走滑构造体系的发育，以及后期边缘一系列盆地和大面积岩浆岩的发育(赵越等，1994；王信文，1997)。虽然他们的研究取得了一系列新的认识，但对古亚洲构造域与太平洋构造域的体系转换发生的时间存在争议(嵇绍安等，1997；李金一，1998)，这个问题其实已经涉及到古太平洋的起源了。这场争论的主要原因是对这一时期地质作用产物的属性存在分歧。另一方面，可供研究的地质构造相对有限，同时构造域的转换不可能在短时间内完成，这可能是一个发展演化的过程。虽然我们认为古亚洲洋的最后一次闭合时间为晚古生代末至早中生代初，但华北地台北缘的一系列燕山晚期事件仍提示其与古亚洲构造域的演化有关，反映了造山运动后的陆内持续效应。
就本研究区而言，其实质是如何解释印支期岩石建造的结构属性。虽然在本研究区仅识别出一个晚三叠世花岗岩体，但从北部的小兴安岭-张广才岭和延边地区来看，该时期存在大量的花岗岩(孙德友，2001；张等，2004)，从空间分布来看，它们具有面积分布的特点。因此，平面分布的晚三叠世花岗岩与平行海沟带分布的板块俯冲形成的火成岩完全不同，在距离太平洋海沟1000多公里的大兴安岭发现了该时期的花岗岩。我们认为，孟醒造山带东部(包括本研究区)晚三叠世花岗岩形成于晚二叠世-早三叠世古亚洲洋消失、南北板块碰撞的构造背景下，属于造山后构造环境，与本区三道河A2型岩体完全一致。具体的成岩机制是在碰撞造山后岩石圈沉降导致幔源岩浆底侵的背景下，下地壳底部高温幔源玄武质岩浆底侵，带来大量热能，使大面积先存玄武质地壳部分熔融形成花岗岩浆。
红旗岭镁铁质-超镁铁质岩位于吉林省磐石市呼兰镇，是我国铜镍矿的重要产地之一。以前认为这些岩石形成于早古生代，或者至少是晚古生代早期。但我们最新的虾龄数据显示，它实际上是在印度支那形成的。东侧漂合川岩体以岩脉形式(150脉以上)产出，时代与红旗岭岩体相同。详细的地球化学研究证实，这些岩石源于高镁玄武质岩浆的结晶(吴等，2004b)。因此，结合地质和地球化学研究成果，该类岩体应来源于高温引起的岩石圈地幔部分熔融，而这种熔融最有利的构造背景是造山运动后岩石圈的拆离。
因此，印支期A2型花岗岩的出现表明这些花岗岩形成于后造山环境，也标志着南北板块碰撞造山作用的结束。同时，红旗岭和漂河川(216Ma)镁铁质-超镁铁质岩的大规模出现(吴等，2004b)，也标志着这一造山运动的结束和克拉通化的发生，代表着东亚大陆的最终固结，标志着克拉通化的结束。但必须指出的是，这一时期A型花岗岩的发育时间可能持续到侏罗纪，形成了本书所研究的天桥岗A型花岗岩。
2.佳木斯地块拼贴与古太平洋构造域的开始。
目前，对古太平洋构造域起始时间的研究相当有限。由于本区晚古生代-早中生代复杂的大洋和大陆格局，以及晚期构造块体的组合和旋转变形，不能简单地以构造线的流向来判断太平洋构造域的起始时间。一般认为佳木斯地块东部晚古生代岩层的存在可能反映了当时该地区存在俯冲体系(李金义，1998)，是环太平洋构造域的产物。但由于缺乏准确的年代数据，我们目前很难对此做出明确的判断。
另一方面，大多数学者认为东亚大陆边缘在中生代发生了性质上的变化。根据海底磁异常条带等手段的研究(MaruyamaandSeno，1986；Maruyama，1997)，该区中生代早期以被动大陆边缘为主，但我们的年代学资料表明，至少自侏罗纪以来，中国东北地区就有强烈的岩浆活动和伴生的活动大陆边缘，这主要来源于我们最近对黑龙江群的认识。
黑龙江群是一套主要由蓝片岩(包括浅变质玄武岩)、大理岩、超镁铁质岩等组成的岩石组合(图4-31)。，位于牡丹江断裂带。虽然黑龙江省地矿局(1993)对其层序进行了深入的工作，但目前基本认为该群应为一套蛇绿混杂岩，代表东部佳木斯。张怡霞等，1998)。但问题是，黑龙江群的高压蓝片岩相变质作用是什么时候发生的？以往的地质年代学资料表明，这种变质作用可能发生在早古生代，它与西部张广才岭地区(张兴洲，1992)所谓的加里东期花岗岩事件相对应，但其原始数据的可信度尚未得到证实。后来对牡丹江地区的蓝片岩进行了年代测定，获得了中生代的年龄数据(叶会文等，1994；李金义等，1999)，但大多被解读为敦密断层的晚期构造破坏。华中依兰地区黑龙江省地质矿产局获得了约65438±0.85Ma的Rb-Sr矿物等时线年龄，但因怀疑可能受嘉义断裂影响而被忽略。
为了确定黑龙江群蓝片岩相变质变形的时间，我们在萝北地区采集了含云母片麻岩，测定了矿物的Rb-Sr等时线年龄。该岩石的原岩为花岗岩，锆石年龄显示其侵位年龄为265Ma，与佳木斯地块大面积花岗岩的年龄一致，但云母的Rb-Sr矿物等时线年龄为184Ma，与依兰地区类似的年代学结果完全一致。这一初步数据表明，此前获得的黑龙江群中生代年龄可能具有重要意义。
为了进一步验证黑龙江群中生代年龄的可靠性，我们最近在台湾省立大学利用该校Ar-Ar设备对黑龙江群云母片岩进行了年龄测定(吴等，2007a)。结果表明，磨刀石周围蓝片岩中的蓝闪石由于粒度小，没有给出理想的年龄。依兰地区云母中黑云母的年龄仅为60Ma左右，而白云母的年龄约为175Ma。如果用粒子激光法，其高温阶段年龄为195Ma。考虑到不同矿物Ar-Ar系统的封闭温度，我们认为175 ~ 195 Ma应代表本区蓝片岩相变质的时代。同样，团山子、桦南、萝北地区相似样品的年龄为175 ~ 185 Ma，基本可以确定佳木斯与松嫩地块组合的黑龙江群是中生代和早侏罗世形成的蛇绿混杂岩。结合前面讨论的古亚洲构造域的终结时间，我们认为佳木斯应属于环太平洋的增生地体。
图3-43东亚侏罗纪活动大陆边缘黑龙江群及增生地体分布图(据吴等，2007a)
与上述事件相对应的是，该区发育了大量的侏罗纪花岗岩，岩石类型以石英闪长岩和花岗闪长岩为主，其结构性质与今天太平洋东岸的岩石非常相似，但佳木斯地块不发育该时代的岩石(图3-43)。因此，我们推测当时佳木斯地块以西的张广才岭地区存在活动大陆边缘，这至少应代表古太平洋构造域的开始。在更大的空间上，早中侏罗世花岗岩分布在华南、胶东、辽东、和延边地区(吴等，2005b)，这无疑是太平洋板块影响的结果。
从上述情况看，结合东北侏罗纪岩浆岩表现出与活动大陆边缘相同的岩石组合和成分特征，反映出本区是挤压构造背景。另有学者认为该区侏罗纪演化可能与北部的蒙古-鄂霍次克带有关，但目前发表的地震层析成像资料(van der Voo et al .，1999)显示，该构造带在中生代向北俯冲，中生代与该区孟醒造山带造山结束有较长的时间间隔。反对者提出的另一个理由是，当时中国东部没有板块俯冲系统，甚至可能表现为。根据最近十年的研究，在日本海开约20Ma之前，构成日本的主要地块位于中国东北的东部。目前有可靠资料认为日本的Hida和Kitakami可能是该地区古生代地质体的延伸(Otoh等，1990；田泽，1992，1999，2002；荒川和新村，1995).同时还有大量的侏罗纪增生杂岩(矶崎，1997；Taira，2001)，一些年代相对较新的杂岩与中国那丹哈达和俄罗斯远东地区的类似地质体一致(Koji-ma，1987；帕尔芬诺夫，1993；波波娃等人，1999；Zyabrey和松冈，1999；Sato等人，2002年；韩秋科和菲利波夫，1993)。目前能用来限制太平洋形成时代的海底磁异常数据很少(Hilde等，1977；恩格布雷斯顿等人，1985；丸山和森野，1986；Bartolini和Larson，2001)，我们应该更加注意具体的地质记录。
3.早白垩世地壳演化
中国东北晚中生代和早白垩世构造演化是目前最令人困惑的基础地质问题。虽然有学者认为该区新生代地质演化与印度-欧亚板块的汇聚有关(Molar和Tapponnier，1975，1977)，但这种说法并没有太多证据(Northrup等，1995)，因此我们认为太平洋板块的俯冲可能是制约该区新生代地质发展的重要因素。但是，对于中生代晚期，问题就更复杂了。这一时期形成的主要地质建造是火山岩、花岗岩和松辽盆地，其东侧有一系列北北东向走滑断裂，如敦化-密山断裂和佳木斯-依兰-伊通断裂。这些地质单元基本形成了目前中国东北地区的主要地形和岩石圈结构单元。
总的来说，对该区晚中生代构造演化的控制机制有三种观点。一是与东太平洋板块俯冲有关(Uyeda和Miyashiro，1974；希尔德等人，1977；高桥，1983；邓等，1996；朱等，1997)，那丹哈达地区中生代蛇绿岩的存在是上述构造体系存在的重要体现。但反对意见认为，即使这一地区东部存在俯冲系统，也离大兴安岭太远；第二种观点认为与北蒙古-鄂霍次克海向南俯冲有关(王等，2002)或与造山带造山后演化有关(等，1998)；第三种观点认为该区晚中生代以伸展作用为主，受地幔柱构造或具有独立演化机制的陆内构造体系控制(嵇绍安等，2001)。对上述问题不能得出趋同结论的主要原因有:首先，大兴安岭火山岩的时代不清；其次，松辽盆地的形成机制不明，近几年积累的资料还难以对上述问题给出肯定的答案。我们的推测是该事件与太平洋的演化有关，但具体的构造背景应该是张性的。这个论点主要来自以下证据。
1)中国东部早白垩世岩浆活动是统一的:顺便提一下，120 ~ 130 Ma岩浆岩不仅在东北地区极其发育，在胶东东部、扬子地块东部和华南地区也极为发育(吴等，2005a)。虽然我们可以对这一特征有许多解释，但最简单的解释是它们的形成受东太平洋系统的控制。
2)早白垩世岩浆活动与同期变质核杂岩有关:早白垩世时期，我国东部发育了一定数量的变质核杂岩，代表性的例子是辽南变质核杂岩。该杂岩位于郯庐断裂东侧，由锦州拆离断裂带、元古宙-中生代沉积岩盖层和早前寒武纪变质岩(核)组成。其中，早白垩世花岗质侵入体沿锦州拆离断裂带侵入，主要岩体有古道岭、万家岭、庙岭、饮马湾山和七星台。野外地质调查表明，这些岩体具有明显的多期性，根据岩相学可分为中心相和边缘相。中心相岩性主要为黑云母二长花岗岩和黑云母花岗岩，岩石为中粒花岗岩结构和块状构造，岩石一般不变形；边缘相主要为花岗闪长岩，变形强烈，多为片麻岩状。面理的产状与韧性剪切带中糜棱岩的产状相同，为同构造岩体。锆石U-Pb定年表明，这些岩石的侵位主要发生在118 ~ 129 Ma之间(吴等，2005a郭春丽等，2004)，这与拆离断层的活动时代一致，是花岗岩形成于伸展背景的有力证据。
3)早白垩世A型花岗岩的广泛发育:东北地区早白垩世形成了大量A型花岗岩。大兴安岭地区有巴尔奇、碾子山、卧渡河和索伦。在张广才岭地区，这一时期的岩石有白石垒子和青阳崴子。在本区南部的辽东半岛，有前山和四平街岩体。实际上，辽东半岛以东的通化地区有近十种以岗山花岗岩为代表的A型花岗岩。目前，廖燕带已发现山海关、香山、千层背、雾灵山、恐龙山、夹山等A型花岗岩。近年来的工作表明，该区几乎所有的A型花岗岩都形成于120 ~ 130 Ma期间，与I型花岗岩的大规模分布相吻合。因此，我们有理由相信中国东北地区早白垩世的演化与伸展体系有关。
基于上述考虑，我们认为中国东部包括东北地区在早白垩世主要受东部大洋板块的俯冲和造山后演化控制。早期板块的汇聚导致岩石圈增厚和活动大陆边缘的岩浆作用，然后增厚的岩石圈解体减薄，在其东部出现了软流圈地幔与地壳直接接触的独特地质现象。软流圈地幔与地壳直接接触的动力效应是岩浆板块强烈的底侵作用和伴随的地壳深部高温变质和部分熔融，导致巨量岩浆的侵位和喷发，这是早白垩世花岗岩形成的原因。