黑龙江东部完达山地体蛇绿岩形成时代及其构造意义
王继尧+杨言辰+黄永卫+侯玉树+谈艳+张国宾
摘要：对出露于完达山造山带的饶河蛇绿岩和跃进山蛇绿岩进行了岩石地球化学以及锆石UPb年代学的研究，以便了解其成因、形成时代以及它们所揭示的区域构造背景。饶河蛇绿岩TiO2含量高，高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr等富集，大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集，岩石样品球粒陨石标准化稀土元素配分模式及原始地幔标准化微量元素蛛网图与典型的洋岛玄武岩一致，总体表现出洋岛玄武岩的特征。跃进山蛇绿岩的微量元素特征兼具洋中脊拉斑玄武岩与岛弧拉斑玄武岩的属性，富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr等，亏损高场强元素Zr、Hf、Nb、Ta等，无负Eu异常，轻微富集轻稀土元素，形成于弧后环境。测年结果表明：饶河蛇绿岩的年龄为（219.0±2.4）Ma，跃进山蛇绿岩的年龄为（311±11）Ma。结合二者形成的构造环境，在晚石炭世—晚三叠世，黑龙江东部地区在古太平洋板块向西俯冲的背景下经历了洋岛或海山的剥落与拼贴以及“弧盆”体系演化等复杂的地球动力学过程。
关键词：蛇绿岩；地球化学；锆石UPb定年；洋岛；弧后盆地；构造演化；完达山地体；黑龙江
中图分类号：P548；P581；P595文献标志码：A
Formation Ages and Tectonic Significance of Ophiolites in Wandashan Terrane of the Eastern Heilongjiang
WANG Jiyao1， YANG Yanchen1， HUANG Yongwei2， HOU Yushu2， TAN Yan1， ZHANG Guobin1
（1. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China； 2. The First Institute of Geology
Exploration of Heilongjiang Province， Mudanjiang 157000， Heilongjiang， China）
Abstract： Rock geochemistry and zircon UPb dating are reported for Raohe and Yuejinshan ophiolites in Wandashan orogenic belt in order to understand its origin and age， and reveal their regional tectonic setting. Content of TiO2 is high， high field strength elements （Nb， Ta， Hf， Zr， etc.） are enriched， large ion lithophile elements （Rb， Sr， Ba， etc.） are relative enriched for Raohe ophiolite； chondritenormalized REE patterns and primitive mantlenormalized trace element spider diagrams of rock are consistent with that of the typical oceanic island basalt （OIB）， showing the characteristics of OIB. The characteristics of trace elements of Yuejinshan ophiolite are both midocean ridge tholeiite and island arc tholeiite， large ion lithophile elements （Rb， Ba， K， Sr， etc.） are enriched， high field strength elements （Zr， Hf， Nb， Ta， etc.） are depleted， Eu anomaly is not negative， LREE is enriched lightly， and Yuejinshan ophiolite is formed in backarc environment. Dating results show the ages of Raohe and Yuejinshan ophiolites are （219.0±2.4）Ma and （311±11）Ma， respectively. Combined with the formation of tectonic environment， the eastern Heilongjiang in Late PaleozoicLate Triassic experiences a series of complicated geodynamic processes in the background of the westward subduction of PaleoPacific Plate， including the scaling and combining of oceanic island or seamount and “arcbasin” system evolution.
Key words： ophiolite； geochemistry； zircon UPb dating； oceanic island； back arc basin； tectonic evolution； Wandashan terrane； Heilongjiang
0引言
完达山地体位于中国黑龙江东部，西接佳木斯地块，南与兴凯地块相邻，东至乌苏里江，向北延伸到俄罗斯，与俄罗斯比金地块一起构成完达山—比金地体，是完达山—锡霍特—阿林超地体在中国出露的部分。完达山地体是中生代太平洋构造域典型的增生拼贴产物[1]，而且在饶河和跃进山两处出露与拼贴作用有关的蛇绿岩。蛇绿岩是大陆造山带中的古洋盆岩石圈残片，是古板块构造的最重要分界标志之一[24]。水谷伸治郎等通过对那丹哈达地区（与本文完达山地体相当）的研究，认为其中发育的基性—超基性岩体为蛇绿岩[5]。在该区，除未见典型的大洋地幔橄榄岩外，其他蛇绿岩套岩石均有出露，包括镁铁质—超镁铁质杂岩、基性熔岩、辉绿岩墙以及深海相放射虫硅质岩等。随后，程瑞玉等对该蛇绿岩套镁铁质—超镁铁质杂岩的地球化学特征提出异议，认为所谓的蛇绿岩套实际上是洋岛杂岩，为板块俯冲过程中的残留产物[12，6]。目前，对于该区岩石属性的认识还未达成较为一致的观点。
在完达山地体与佳木斯地块之间存在一套浅变质岩系——跃进山岩系，前人研究中多把这套岩系当作一套地层单位，但对其形成时代争议较大，有早元古代、晚元古代、前泥盆纪、早古生代以及中生代等观点，但缺少较为可靠的依据。张魁武等根据野外地质考察并结合岩石地球化学特征，认为该岩系实际上为一套蛇绿混杂岩，是佳木斯地块与完达山地体拼贴带的组成部分，具有十分重要的地质意义[7]。目前，对该区的研究程度比较低，仅部分学者对该岩系中的变质基性岩石做了地球化学研究，对于其产于何种大地构造背景以及形成时代等问题，仍需进一步研究。程瑞玉等只是对两处蛇绿岩分别进行了讨论[1，68]，但是两处蛇绿岩作为完达山造山带的重要组成部分，二者是否存在联系？岩浆源区都各有什么特点？各自指示怎样的构造背景？共同暗示着中国东部怎样的构造演化历史？这些问题都需要进一步深入探讨。
1地质背景及样品描述
完达山地体是中国东部典型的外来产物，该地体在晚古生代—早中生代位于赤道附近，晚三叠世—晚侏罗世早期从赤道附近由低纬度向高纬度漂移，晚侏罗世—早白垩世拼贴于佳木斯地块之上[5，910]，正是由于完达山地体这种特殊的构造演化历史，造成完达山地体缺失太古界、古生界的古老地层，而发育中生代和新生代地层（图1）[11]。
饶河地区蛇绿岩北起新开，南至向阳川，整条岩带长约50 km，宽为5～8 km，呈NNE向、略微向西突出的弧形分布，出露的岩石主要为超镁铁质—镁铁质堆晶杂岩、基性枕状熔岩、辉绿岩墙以及含放射虫硅质岩，未见典型的大洋地幔变质橄榄岩，岩石均呈构造透镜体分布于晚侏罗世—早白垩世砂泥碎屑岩中，局部可见混杂的古生代灰岩、三叠系层状燧石层以及早侏罗世硅质岩等，该套岩石被后期的太平村和蛤蟆河花岗岩侵入接触。程瑞玉等对太平村和蛤蟆河花岗岩的锆石UPb定年结果显示：蛤蟆河花岗岩主要经历了3期岩浆结晶事件，对应时期分别为131 Ma、115～124 Ma以及115 Ma，太平村花岗岩的形成年龄为111～114 Ma[1]。
图件引自文献[14]
图1黑龙江东部完达山地体区域地质
Fig.1Regional Geological Map of Wandashan Terrane in the Eastern Heilongjiang
跃进山岩系分布于完达山地体西南部，该岩系南北长约30 km，东西宽4～12 km，主要由变形强烈的浅变质岩、花岗岩以及镁铁质—超镁铁质杂岩组成。该岩系主体为一套变沉积岩，原岩为一套大陆边缘沉积相的砂泥质和碳酸盐岩，变质程度较低，其中绿片岩的原岩为基性岩。本区镁铁质—超镁铁质岩石分布于该岩系东部，沿东方红镇至马鞍山西一带近NNE向展布，变形十分强烈，外部多呈蛇纹石化，内部发生淋滤作用呈蜂窝状；它们大小不一，大者可延伸约3 km，小的仅几米，与围岩呈断层接触关系。该区花岗岩类型主要有花岗闪长岩、正长花岗岩、二长花岗岩以及碱长花岗岩，其中二长花岗岩和花岗闪长岩逆掩于镁铁质—超镁铁质岩石之上，为跃进山岩系就位之前形成的。邵济安等测得花岗闪长岩的年龄为（321±5）Ma[15]；正长花岗岩以及碱长花岗岩形成于跃进山岩系就位之后，唐克东等测得该类花岗岩的年龄为99.5～116.6 Ma[16]。该岩系为佳木斯地块与完达山地体拼贴带的组成部分，构造变形强烈，产状极乱，反映了多期次变形作用。
本文所涉及的岩石样品采自饶河八里桥周边（46°54′15″N，133°54′29″E）、饶河大顶子山周边（46°54′46″N，133°54′46″E）、跃进山八里沟（46°12′15″N，132°59′29″E）和跃进山曙光村（46°12′26″N，133°02′36″E）。岩石主要为橄榄二辉石岩、辉长岩、橄榄辉绿玢岩和玄武岩。
八里桥橄榄二辉石岩[图2（a）]新鲜面呈灰绿色，岩石具细粒结构、块状构造。主要矿物有单斜辉石（体积分数为40%）、斜方辉石（20%）、橄榄石（20%）以及钙长石（10%）。部分辉石中心发生帘石化、皂石化；长石多已蚀变，发生绢云母化、黝帘石化。
大顶子山辉长岩[图2（b）]新鲜面呈青黑色，岩石具堆晶结构、辉长结构、块状构造。主要矿物有斜长石（体积分数为55%）、单斜辉石（35%）以及斜方辉石（10%）。
八里沟橄榄辉绿玢岩[图2（c）]新鲜面呈青黑色，岩石具斑状结构、块状构造。斑晶（体积分数为15%）主要为斜长石（10%）和橄榄石（5%）；橄榄石斑晶边缘伊丁石化，中心部位发生蛇纹石化、帘石化、绿泥石化以及碳酸盐化等蚀变，呈橄榄石假晶。基质为辉绿结构，主要由辉石、斜长石组成。
曙光村玄武岩[图2（d）]新鲜面呈青黑色，岩石具斑状结构、块状构造。斑晶（体积分数为10%）主要为橄榄石（5%）和斜长石（5%）。基质为间粒结构，细小的辉石、橄榄石充填在较自形的条状斜长石微晶所构成的不规则格架中。
2分析方法
2.1主量元素和微量元素
本次样品（DDZ1、DDZ3、DDZ4、DDZ9、DDZ12、DDZ13、DDZ16、YJS1、YJS4、YJS6、YJS7、YJS8、YJS12、YJS13、YJS14）碎样在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，将岩石样品用无污染碎样机精碎至小于5 mm，选用无污染玛瑙球磨机磨至200目（孔径0071 mm）后送往地球化学分析实验室备用。样品的地球化学元素含量测试在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成，使用X射线荧光光谱仪（XRF）技术测定样品的主量元素含量，进行岩石类型系列划分和对比。利用高精度电感耦合等离子质谱（ICPMS）技术测定全岩的微量元素和稀土元素含量。测试结果见表1。
2.2锆石UPb定年
本次锆石样品（GMZS2N、SGSL3N）的挑选以及阴极发光（CL）图像的采集工作是在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成的。锆石LAICPMS UPb同位素分析工作是在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室进行的。将选取的锆石样品固定在玻璃基板上，然后用环氧树脂凝固成靶；对锆石样品进行阴极发光处理揭示锆石的内部结构，然后采用LAICPMS仪器进行分析，测试所用激光斑束直径为30 μm。具体试验过程和处理方法见文献[17]。定年结果见表2。
3结果分析
3.1主量元素
3.1.1饶河岩石样品
八里桥橄榄二辉石岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量（质量分数，下同）为4398%～4631%，Al2O3含量低（316%～566%），MgO含量高（21.75%～26.65%），CaO含量高（9.84%～13.66%），K2O含量低（001%），贫碱（w（K2O）+w（Na2O）<0.5%）。
大顶子山辉长岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为48.18%～51.39%，CaO含量较高（769%～991%），K2O含量较高（平均值为097%），TiO2含量高（254%～288%，平均值为267%），TiO2含量远高于现代大洋洋脊拉斑玄武岩（平均含量为10%～1.5%），而更接近于现代洋岛碱性玄武岩（w（TiO2）≈2.90%），显示洋岛玄武岩特征[18]。
3.1.2跃进山岩石样品
八里沟橄榄辉绿玢岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为45.60%～5069%，MgO含量低（666%～808%），CaO含量高（6.46%～1087%），K2O含量低（030%～059%），TiO2含量为0.57%～2.14%，平均值为1.27%，接近于岛弧拉斑玄武岩（IAT，平均含量为0.8%）和洋中脊玄武岩（MORB，含量为10%～15%），P2O5含量为002%～0.08%，平均值为004%，低于洋中脊玄武岩（w（P2O5）≈0.14%）。
4采样位置为八里桥周边，岩性为橄榄二辉石岩；样品DDZ12、DDZ13和DDZ16采样位置为大顶子山周边，岩性为辉长岩；样品YJS1、YJS4和YJS6采样位置为八里沟，岩性为橄榄辉绿玢岩；样品YJS7、YJS8、YJS12、YJS13和YJS14采样位置为曙光村，岩性为玄武岩；w（·）为元素或化合物含量；wtotal为主量元素总含量。曙光村玄武岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为4801%～5438%，MgO含量低（589%～1284%），CaO含量高（589%～1284%），K2O含量低（021%～0.82%），TiO2含量低（008%～0.36%，平均值为0.27%）。
3.1.3岩石序列划分
由于各样品的烧失量较大，所以用抗蚀变元素Nb/YZr/TiO2图解进行投图（图3），其中大顶子山辉长岩都落在碱性玄武岩的区域中，其他样品几乎都落入到亚碱性玄武岩区域中。
3.2微量元素和稀土元素
3.2.1饶河岩石样品
八里桥橄榄二辉石岩稀土元素总含量较低（（16.28～22.76）×10-6），轻、重稀土元素分馏中等（w（La）N /w（Yb）N=2.46～2.95）。该组样品轻稀土元素（LREE）相对平缓，重稀土元素（HREE）相对亏损，出现微弱的正Eu异常（0.95～1.15）[图4（a）]，可能与该组样品中少量钙长石的结晶作用有关。从图4（b）可以看出，八里桥橄榄二辉石岩存在P等适度不相容元素的波谷，Th、U、Ta、Pb等强烈不相容元素呈富集状态，随着这些元素自左向右不相容性的逐渐下降，曲线渐于平缓。
大顶子山辉长岩稀土元素总含量较高（（11809～149.92）×10-6）。从图4（c）可以看出，该组样品分布曲线整体呈明显的右倾趋势，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N /w（Yb）N=6.02～6.38，轻、重稀土元素分异明显，无明显的Eu异常（平均值为1.06），其中一个样品有轻微正Eu异常（122），可能与斜长石的结晶作用有关。这种配分模式整体与典型洋岛玄武岩（OIB）配分模式相似[20]。从图4（d）可以看出，该样品整体富集高场强元素（Zr、Hf）以及大离子亲石元素Ba，弱亏损Th、Nb、Ta等元素，且蛛网图与洋岛玄武岩非常一致。
3.2.2跃进山岩石样品
八里沟橄榄辉绿玢岩稀土元素总含量较低（（35.38～46.13）×10-6），接近于洋中脊玄武岩（39.11×10-6）。该组样品的配分模式呈整体右倾，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N/w（Yb）N=3.20～4.19，轻、重稀土元素分异较为明显，无明显的Eu异常（1.03～1.07）[图4（e）]。从图4（f）可以看出：高场强元素Th、U、Pb、Ti等含量变化较大，Th、U、Pb等高场强元素以及Sr、Rb、Ba等大离子亲石元素富集，P、Y、Yb、Lu等元素相对亏损；岩石出现明显亏损Nb、Ta等高场强元素，且弱亏损Ti，富集部分大离子亲石元素。这些特点与岛弧火山岩相似。
曙光村玄武岩稀土元素总含量较低（（5.59～1944）×10-6），该组岩石配分模式整体呈右倾趋势，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N/w（Yb）N=2.95～3.87，轻、重稀土元素分异较为明显，整体与洋中脊玄武岩相似，但出现明显的正Eu异常（1.24～1.88，平均值为1.60），可能与基性熔岩中斜长石斑晶的结晶作用有关[图4（g）]。从图4（h）可以看出，该组岩石样品富集大离子亲石元素（Rb、Ba、K、Sr等），亏损高场强元素（Th、Nb、Zr、P等），与岛弧火山岩特征类似。
3.3锆石UPb定年
锆石样品大多数具有明显的环带现象，具有岩浆锆石的特征；还有少数呈弱环带和无环带现象，具有地幔岩石中锆石的特征[20]（图5）。
ws为样品含量；wc为球粒陨石含量；wp为原始地幔含量；球粒陨石参考值引自文献[21]；原始地幔参考值引自文献[22]；同一图中相同线条对应不同样品；NMORB为正常型洋中脊玄武岩；EMORB为富集型洋中脊玄武岩3.3.1细粒辉长岩（SGSL2N）
细粒辉长岩样品取自跃进山蛇绿岩，取样位置在东方红镇曙光村迎春养蜂场附近（46°12′26″N，133°2′36″E）。锆石形态主要有两种：一种具有明显岩浆环带锆石；另一种为无环带现象或弱环带现象的类似源于地幔岩石的锆石[20][图5（a）]。18个测样几乎全部落在谐和曲线上[图6（a）]，年龄范围在293～2 555 Ma之间，测点年龄主要集中在293～331 Ma之间，加权平均年龄为（311±11）Ma（样品数为9个， 平均标准权重偏差（MSWD）为0.89），代表细粒辉长岩的年龄，说明跃进山蛇绿岩形成于晚石炭世。
3.3.2辉绿玢岩（GMZS3N）
辉绿玢岩样品取自饶河蛇绿岩，取样位置在饶河关门咀子路旁剖面中（46°49′27″N，133°45′27″E），锆石形态也有环带现象和无环带或弱环带现象两种[图5（b）]。岩浆环带现象和w（Th）/w（U）值都能反映锆石的来源问题，岩浆成因的锆石w（Th）/w（U）>0.1，变质成因的锆石w（Th）/w（U）<01[2326]，17个锆石样品w（Th）/w（U）值在0.122～1.176之间，都大于01，即所有锆石具有岩浆锆石的特征。
对细粒辉绿岩进行了17个测样分析，年龄样本基本是和谐的[图6（c）]。年龄测点跨度较大，其中有8个年龄较老的测点落在966～2 722 Ma之间，也有2个年龄较年轻的测点（年龄为221 Ma和210 Ma），其他7个测点的年龄在上述二者之间。辉绿玢岩的加权平均年龄为（219.0±2.4）Ma（样品数为2个，MSWD值为1.1），其他年龄较老的锆石可能是围岩捕获的。这与田东江测得的饶河蛇绿岩中辉长岩（46°52′59″N，133°48′59″E）年龄（（228±18）Ma）[12]一致[图6（d）]，共同指示饶河蛇绿岩的形成时代为晚中生代早期。此外，赵海玲等用RbSr法测得饶河蛇绿岩中枕状玄武岩年龄为（169.2±6.9）Ma[13]，程瑞玉等用锆石UPb法测得饶河蛇绿岩中辉长岩年龄为（166±1）Ma[1]，二者的取样位置在房托山附近（图1），进一步说明饶河蛇绿岩形成于晚中生代早期。
4讨论
4.1岩浆源区
4.1.1饶河蛇绿岩
八里桥橄榄二辉石岩富Mg、Ti，轻微富集LREE，指示其来自富Fe、Ti和LREE的岩浆。其配分模式与NMORB相似，但比EMORB较为亏损适度不相容元素以及Ba、Nb、K等强烈不相容元素，表明该区上地幔可能产生过一定程度的部分熔融。八里桥橄榄二辉石岩为超镁铁质堆晶岩，具明显的堆晶结构，说明岩浆结晶过程中发生结晶分异作用。从岩石地球化学数据可以看出：大顶子山辉长岩Na2O含量较高，P、Ti含量也相对较高，w（P2O5）/w（Al2O3）值低（平均值约为0.03），表明辉长岩产于较低程度的熔融；稀土元素强烈分馏表明源区为含石榴石相的橄榄岩[27]。因此，八里桥橄榄二辉石岩和大顶子山辉长岩具有同源性，二者是同一岩浆源区结晶分异的结果。
二者w（Th）/w（Ta）值分别为085和173，远低于地壳（10）；w（Ba）/w（La）值为68～113。这些特征在很大程度上类似于未经地壳混染的洋岛玄武岩[2830]。前人研究表明洋岛碱性玄武岩或海山可能代表了地幔柱尾部引起的低程度熔融，例如印度洋Broken Ridge、Keruelen和太平洋夏威夷岛的热点链[3132]，因此，八里桥橄榄二辉石岩和大顶子山辉长岩为地幔柱尾部较低程度熔融的产物。
4.1.2跃进山蛇绿岩
八里沟橄榄辉绿玢岩w（Zr）/w（Nb）值为2048～4500，表明该区玄武岩具有NMORB特点[3334]，但岩石样品配分模式与EMORB相似，说明岩浆源区受到地壳成分的混染。w（Nb）/w（U）值（5.5、40、0.7）和w（Ce）/w（Pb）值（2.45、8.25、725）接近地壳（w（Ce）/w（Pb）=4，w（Nb）/w（U）=10）[35]，而远低于洋岛玄武岩和洋中脊玄武岩（w（Ce）/w（Pb）≈25±5，w（Nb）/w（U）≈47±10）[35]；w（Th）/w（Ta）值（40、18.3、80）波动较大，表明其受到地壳混染作用。结合样品稀土元素、微量元素以及主量元素分析结果，八里沟橄榄辉绿玢岩具亏损型地幔玄武岩特征，源区亏损程度低于NMORB，岩浆由于俯冲作用的影响而受到地壳的混染作用。
曙光村玄武岩w（Zr）/w（Nb）值为40.00～95.00，具有NMORB的特点。曙光村玄武岩配分模式整体与八里沟橄榄辉绿玢岩一致。w（Th）/w（Ta）值为8，远高于原始地幔（23），而接近于地壳（10）[36]；w（Ce）/w（Pb）值为0.6～26，平均值为1.5；w（Nb）/w（U）值为0.78～4.28，平均值为2.83，与地壳较为接近[35]，而低于洋岛玄武岩和洋中脊玄武岩[35]以及原始地幔（w（Ce）/w（Pb）≈9，w（Nb）/w（U）≈30）[35]。以上特征表明，曙光村玄武岩岩浆受到明显的地壳混染作用，可能受到初始扩张阶段地壳混染作用或俯冲作用的影响。
4.2构造环境
由于本区未见典型的大洋地幔橄榄岩，且地球化学性质也与世界典型蛇绿岩有所差异[2，6]，所以前人对本区出露的基性—超基性岩石组合是否为蛇绿岩存在异议。根据Dilek等提出的蛇绿岩新定义[37]，即非原地的上地幔和大洋洋壳岩石碎片，板块汇聚作用使形成物的原生火成岩发生了构造置换，这样的岩片从底至顶应包括具备岩石成因和时代联系的橄榄岩、超镁铁质至长英质地壳侵入岩和火山岩的一个岩套，席状岩墙可有可无；其中一些单元可以在不完整的蛇绿岩中缺失。蛇绿岩的侵位是一个在其原生地球动力学环境中大洋岩石圈的运移开始，并以在造山作用中卷入造山带而结束的动力学过程[3738]。因此，将本区出露的基性—超基性岩石组合定义为蛇绿岩是合理的。
蛇绿岩中玄武岩（基性熔岩）、细粒辉长岩以及辉绿玢岩的地球化学特征最能反映蛇绿岩岩浆起源的大地构造背景[39]，因此，本文用于构造环境判别的样品主要为玄武岩、辉长岩和辉绿玢岩。
图7（a）中，CAB为钙碱性玄武岩；图（b）中，板内碱性玄武岩落在A1区和A2区，富集或热点洋中脊玄武岩落在B区，正常型洋中脊玄武岩落在D区，火山弧玄武岩落在C区和D区；图（a）引自文献[41]；图（b）引自文献[42]；图（c）引自文献[40]
4.2.1饶河蛇绿岩
在0.000 1TiV图解[图7（a）]中，样品微量元素投影点全部落在洋岛及碱性玄武岩区域内；在2NbZr/4Y图解[图7（b）]中，样品微量元素投影点均落在板内玄武岩区域；在NbNb/Th图解[图7（c）]中，样品微量元素投影点均落在洋岛玄武岩区域内。这说明饶河蛇绿岩形成于洋岛环境，整体特征类似于Dilek划分方案[37]中的地幔柱型蛇绿岩。4.2.2跃进山蛇绿岩
在0000 1TiV图解[图7（a）]中，样品微量元素投影点比较分散，大致落于洋中脊玄武岩与岛弧拉斑玄武岩的分界线附近，显示兼具洋中脊玄武岩和岛弧拉斑玄武岩成分特征；在2NbZr/4Y图解[图7（b）]中，玄武岩微量元素投影点全部落入火山弧玄武岩与洋中脊玄武岩区域内；在NbNb/Th图解[图7（c）]中，样品微量元素投影点均落入岛弧玄武岩区域内。跃进山蛇绿岩兼具岛弧和洋中脊玄武岩的特征。弧后产生的岩石一般既具有洋中脊玄武岩特征，又具有岛弧特征[40]，因此，推断跃进山蛇绿岩形成于弧后的构造环境，相当于Dilek划分方案[37]中的SSZ型蛇绿岩。
4.3构造演化
通过古地磁和古生物研究，张世红等认为完达山地体是从赤道附近运移过来的[56，12，16，4344]，但该地体是如何演化并完成拼贴的仍存在疑问。本文通过对完达山造山带中饶河和跃进山蛇绿岩的研究，并结合前人成果，反演黑龙江东部地区构造演化特征及完达山地体的拼贴过程（图8）。具体过程如下：
（1）在跃进山蛇绿岩形成之前（早于（311±11）Ma），古太平洋板块向西俯冲。俯冲导致弧后伸展，并有形成“弧盆”体系的趋势。在大洋板块一侧，地幔柱活动[图8（a）]。
（2）在晚石炭世（（311±11）Ma）形成跃进山蛇绿岩。强烈的俯冲作用形成“弧盆”体系，并在弧后引张的环境中形成跃进山蛇绿岩[图8（b）]。
（3）在晚石炭世—晚三叠世（（219.0±2.4）～（311±11）Ma），由于俯冲作用的增强，弧后由引张的环境转换成挤压的环境，并形成逆断层，断层下盘向下俯冲，跃进山蛇绿岩开始向上抬升。此时，在洋壳一侧，地幔柱活动强烈，部分熔融形成大量的基性—超基性岩浆[图8（c）]。
（4）在晚三叠世（（219.0±2.4）Ma）形成饶河蛇绿岩。在洋壳一侧，由于地幔柱部分熔融，形成的基性—超基性岩浆开始侵位和喷发，形成洋岛或海山，即饶河蛇绿岩[图8（d）]。
（5）在侏罗纪中期（129.0～（219.0±2.4）Ma）完达山地体漂移到现在位置[12]。此时，在俯冲作用下，“弧盆”体系逐渐消失。另外，在洋壳俯冲过程中，洋壳上的洋岛和海山由于密度小、地形突出，容易被剥落下来，形成加积楔[图8（e）]。
（6）结合前人对饶河花岗岩的测年结果（124 Ma[1]和（128.9±2.3）Ma[12]），可以确定在早白垩世（129 Ma）之前，完达山地体已拼贴到现在位置。在拼贴过程中，跃进山蛇绿岩与完达山地体拼贴到一起，同时标志着佳木斯地块与完达山地体完成拼贴。在另一侧，受洋壳的俯冲影响，处于加积楔的洋岛和海山拼贴到完达山地体上，饶河蛇绿岩就是这样构造侵位到完达山地体上的[图8（f）]。
5结语
（1）饶河蛇绿岩具有洋岛玄武岩的属性，是地幔柱部分熔融的产物，于晚三叠世（（219.0±2.4）Ma）岩浆侵位喷发形成古洋岛或海山，相当于Dilek划分方案中的地幔柱型蛇绿岩。由于这部分岩石密度小、地形突出，在洋壳俯冲的过程中容易被剥落下来，构成加积楔的一部分，最后拼贴到完达山地体上。
（2）跃进山蛇绿岩兼具岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩的属性，形成于弧后盆地的构造环境中，岩浆源区具有NMORB的特征，但受到地壳成分的混染；于晚石炭世（（311±11）Ma）侵位喷发形成蛇绿岩，相当于Dilek划分方案中的SSZ型蛇绿岩。由于俯冲作用的增强，跃进山蛇绿岩被构造抬升，最后被拼贴到完达山地体上，代表了小洋盆的存在，也是佳木斯地块与完达山地体拼贴的标志。
（3）饶河蛇绿岩和跃进山蛇绿岩是古太平洋板块向西进行俯冲作用的产物，同时也说明了黑龙江东部地区于晚石炭世—晚三叠世在俯冲的背景下经历了弧后拉张→“弧盆”体系消失的过程。
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摘要：对出露于完达山造山带的饶河蛇绿岩和跃进山蛇绿岩进行了岩石地球化学以及锆石UPb年代学的研究，以便了解其成因、形成时代以及它们所揭示的区域构造背景。饶河蛇绿岩TiO2含量高，高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr等富集，大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集，岩石样品球粒陨石标准化稀土元素配分模式及原始地幔标准化微量元素蛛网图与典型的洋岛玄武岩一致，总体表现出洋岛玄武岩的特征。跃进山蛇绿岩的微量元素特征兼具洋中脊拉斑玄武岩与岛弧拉斑玄武岩的属性，富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr等，亏损高场强元素Zr、Hf、Nb、Ta等，无负Eu异常，轻微富集轻稀土元素，形成于弧后环境。测年结果表明：饶河蛇绿岩的年龄为（219.0±2.4）Ma，跃进山蛇绿岩的年龄为（311±11）Ma。结合二者形成的构造环境，在晚石炭世—晚三叠世，黑龙江东部地区在古太平洋板块向西俯冲的背景下经历了洋岛或海山的剥落与拼贴以及“弧盆”体系演化等复杂的地球动力学过程。
关键词：蛇绿岩；地球化学；锆石UPb定年；洋岛；弧后盆地；构造演化；完达山地体；黑龙江
中图分类号：P548；P581；P595文献标志码：A
Formation Ages and Tectonic Significance of Ophiolites in Wandashan Terrane of the Eastern Heilongjiang
WANG Jiyao1， YANG Yanchen1， HUANG Yongwei2， HOU Yushu2， TAN Yan1， ZHANG Guobin1
（1. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China； 2. The First Institute of Geology
Exploration of Heilongjiang Province， Mudanjiang 157000， Heilongjiang， China）
Abstract： Rock geochemistry and zircon UPb dating are reported for Raohe and Yuejinshan ophiolites in Wandashan orogenic belt in order to understand its origin and age， and reveal their regional tectonic setting. Content of TiO2 is high， high field strength elements （Nb， Ta， Hf， Zr， etc.） are enriched， large ion lithophile elements （Rb， Sr， Ba， etc.） are relative enriched for Raohe ophiolite； chondritenormalized REE patterns and primitive mantlenormalized trace element spider diagrams of rock are consistent with that of the typical oceanic island basalt （OIB）， showing the characteristics of OIB. The characteristics of trace elements of Yuejinshan ophiolite are both midocean ridge tholeiite and island arc tholeiite， large ion lithophile elements （Rb， Ba， K， Sr， etc.） are enriched， high field strength elements （Zr， Hf， Nb， Ta， etc.） are depleted， Eu anomaly is not negative， LREE is enriched lightly， and Yuejinshan ophiolite is formed in backarc environment. Dating results show the ages of Raohe and Yuejinshan ophiolites are （219.0±2.4）Ma and （311±11）Ma， respectively. Combined with the formation of tectonic environment， the eastern Heilongjiang in Late PaleozoicLate Triassic experiences a series of complicated geodynamic processes in the background of the westward subduction of PaleoPacific Plate， including the scaling and combining of oceanic island or seamount and “arcbasin” system evolution.
Key words： ophiolite； geochemistry； zircon UPb dating； oceanic island； back arc basin； tectonic evolution； Wandashan terrane； Heilongjiang
0引言
完达山地体位于中国黑龙江东部，西接佳木斯地块，南与兴凯地块相邻，东至乌苏里江，向北延伸到俄罗斯，与俄罗斯比金地块一起构成完达山—比金地体，是完达山—锡霍特—阿林超地体在中国出露的部分。完达山地体是中生代太平洋构造域典型的增生拼贴产物[1]，而且在饶河和跃进山两处出露与拼贴作用有关的蛇绿岩。蛇绿岩是大陆造山带中的古洋盆岩石圈残片，是古板块构造的最重要分界标志之一[24]。水谷伸治郎等通过对那丹哈达地区（与本文完达山地体相当）的研究，认为其中发育的基性—超基性岩体为蛇绿岩[5]。在该区，除未见典型的大洋地幔橄榄岩外，其他蛇绿岩套岩石均有出露，包括镁铁质—超镁铁质杂岩、基性熔岩、辉绿岩墙以及深海相放射虫硅质岩等。随后，程瑞玉等对该蛇绿岩套镁铁质—超镁铁质杂岩的地球化学特征提出异议，认为所谓的蛇绿岩套实际上是洋岛杂岩，为板块俯冲过程中的残留产物[12，6]。目前，对于该区岩石属性的认识还未达成较为一致的观点。
在完达山地体与佳木斯地块之间存在一套浅变质岩系——跃进山岩系，前人研究中多把这套岩系当作一套地层单位，但对其形成时代争议较大，有早元古代、晚元古代、前泥盆纪、早古生代以及中生代等观点，但缺少较为可靠的依据。张魁武等根据野外地质考察并结合岩石地球化学特征，认为该岩系实际上为一套蛇绿混杂岩，是佳木斯地块与完达山地体拼贴带的组成部分，具有十分重要的地质意义[7]。目前，对该区的研究程度比较低，仅部分学者对该岩系中的变质基性岩石做了地球化学研究，对于其产于何种大地构造背景以及形成时代等问题，仍需进一步研究。程瑞玉等只是对两处蛇绿岩分别进行了讨论[1，68]，但是两处蛇绿岩作为完达山造山带的重要组成部分，二者是否存在联系？岩浆源区都各有什么特点？各自指示怎样的构造背景？共同暗示着中国东部怎样的构造演化历史？这些问题都需要进一步深入探讨。
1地质背景及样品描述
完达山地体是中国东部典型的外来产物，该地体在晚古生代—早中生代位于赤道附近，晚三叠世—晚侏罗世早期从赤道附近由低纬度向高纬度漂移，晚侏罗世—早白垩世拼贴于佳木斯地块之上[5，910]，正是由于完达山地体这种特殊的构造演化历史，造成完达山地体缺失太古界、古生界的古老地层，而发育中生代和新生代地层（图1）[11]。
饶河地区蛇绿岩北起新开，南至向阳川，整条岩带长约50 km，宽为5～8 km，呈NNE向、略微向西突出的弧形分布，出露的岩石主要为超镁铁质—镁铁质堆晶杂岩、基性枕状熔岩、辉绿岩墙以及含放射虫硅质岩，未见典型的大洋地幔变质橄榄岩，岩石均呈构造透镜体分布于晚侏罗世—早白垩世砂泥碎屑岩中，局部可见混杂的古生代灰岩、三叠系层状燧石层以及早侏罗世硅质岩等，该套岩石被后期的太平村和蛤蟆河花岗岩侵入接触。程瑞玉等对太平村和蛤蟆河花岗岩的锆石UPb定年结果显示：蛤蟆河花岗岩主要经历了3期岩浆结晶事件，对应时期分别为131 Ma、115～124 Ma以及115 Ma，太平村花岗岩的形成年龄为111～114 Ma[1]。
图件引自文献[14]
图1黑龙江东部完达山地体区域地质
Fig.1Regional Geological Map of Wandashan Terrane in the Eastern Heilongjiang
跃进山岩系分布于完达山地体西南部，该岩系南北长约30 km，东西宽4～12 km，主要由变形强烈的浅变质岩、花岗岩以及镁铁质—超镁铁质杂岩组成。该岩系主体为一套变沉积岩，原岩为一套大陆边缘沉积相的砂泥质和碳酸盐岩，变质程度较低，其中绿片岩的原岩为基性岩。本区镁铁质—超镁铁质岩石分布于该岩系东部，沿东方红镇至马鞍山西一带近NNE向展布，变形十分强烈，外部多呈蛇纹石化，内部发生淋滤作用呈蜂窝状；它们大小不一，大者可延伸约3 km，小的仅几米，与围岩呈断层接触关系。该区花岗岩类型主要有花岗闪长岩、正长花岗岩、二长花岗岩以及碱长花岗岩，其中二长花岗岩和花岗闪长岩逆掩于镁铁质—超镁铁质岩石之上，为跃进山岩系就位之前形成的。邵济安等测得花岗闪长岩的年龄为（321±5）Ma[15]；正长花岗岩以及碱长花岗岩形成于跃进山岩系就位之后，唐克东等测得该类花岗岩的年龄为99.5～116.6 Ma[16]。该岩系为佳木斯地块与完达山地体拼贴带的组成部分，构造变形强烈，产状极乱，反映了多期次变形作用。
本文所涉及的岩石样品采自饶河八里桥周边（46°54′15″N，133°54′29″E）、饶河大顶子山周边（46°54′46″N，133°54′46″E）、跃进山八里沟（46°12′15″N，132°59′29″E）和跃进山曙光村（46°12′26″N，133°02′36″E）。岩石主要为橄榄二辉石岩、辉长岩、橄榄辉绿玢岩和玄武岩。
八里桥橄榄二辉石岩[图2（a）]新鲜面呈灰绿色，岩石具细粒结构、块状构造。主要矿物有单斜辉石（体积分数为40%）、斜方辉石（20%）、橄榄石（20%）以及钙长石（10%）。部分辉石中心发生帘石化、皂石化；长石多已蚀变，发生绢云母化、黝帘石化。
大顶子山辉长岩[图2（b）]新鲜面呈青黑色，岩石具堆晶结构、辉长结构、块状构造。主要矿物有斜长石（体积分数为55%）、单斜辉石（35%）以及斜方辉石（10%）。
八里沟橄榄辉绿玢岩[图2（c）]新鲜面呈青黑色，岩石具斑状结构、块状构造。斑晶（体积分数为15%）主要为斜长石（10%）和橄榄石（5%）；橄榄石斑晶边缘伊丁石化，中心部位发生蛇纹石化、帘石化、绿泥石化以及碳酸盐化等蚀变，呈橄榄石假晶。基质为辉绿结构，主要由辉石、斜长石组成。
曙光村玄武岩[图2（d）]新鲜面呈青黑色，岩石具斑状结构、块状构造。斑晶（体积分数为10%）主要为橄榄石（5%）和斜长石（5%）。基质为间粒结构，细小的辉石、橄榄石充填在较自形的条状斜长石微晶所构成的不规则格架中。
2分析方法
2.1主量元素和微量元素
本次样品（DDZ1、DDZ3、DDZ4、DDZ9、DDZ12、DDZ13、DDZ16、YJS1、YJS4、YJS6、YJS7、YJS8、YJS12、YJS13、YJS14）碎样在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，将岩石样品用无污染碎样机精碎至小于5 mm，选用无污染玛瑙球磨机磨至200目（孔径0071 mm）后送往地球化学分析实验室备用。样品的地球化学元素含量测试在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成，使用X射线荧光光谱仪（XRF）技术测定样品的主量元素含量，进行岩石类型系列划分和对比。利用高精度电感耦合等离子质谱（ICPMS）技术测定全岩的微量元素和稀土元素含量。测试结果见表1。
2.2锆石UPb定年
本次锆石样品（GMZS2N、SGSL3N）的挑选以及阴极发光（CL）图像的采集工作是在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成的。锆石LAICPMS UPb同位素分析工作是在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室进行的。将选取的锆石样品固定在玻璃基板上，然后用环氧树脂凝固成靶；对锆石样品进行阴极发光处理揭示锆石的内部结构，然后采用LAICPMS仪器进行分析，测试所用激光斑束直径为30 μm。具体试验过程和处理方法见文献[17]。定年结果见表2。
3结果分析
3.1主量元素
3.1.1饶河岩石样品
八里桥橄榄二辉石岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量（质量分数，下同）为4398%～4631%，Al2O3含量低（316%～566%），MgO含量高（21.75%～26.65%），CaO含量高（9.84%～13.66%），K2O含量低（001%），贫碱（w（K2O）+w（Na2O）<0.5%）。
大顶子山辉长岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为48.18%～51.39%，CaO含量较高（769%～991%），K2O含量较高（平均值为097%），TiO2含量高（254%～288%，平均值为267%），TiO2含量远高于现代大洋洋脊拉斑玄武岩（平均含量为10%～1.5%），而更接近于现代洋岛碱性玄武岩（w（TiO2）≈2.90%），显示洋岛玄武岩特征[18]。
3.1.2跃进山岩石样品
八里沟橄榄辉绿玢岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为45.60%～5069%，MgO含量低（666%～808%），CaO含量高（6.46%～1087%），K2O含量低（030%～059%），TiO2含量为0.57%～2.14%，平均值为1.27%，接近于岛弧拉斑玄武岩（IAT，平均含量为0.8%）和洋中脊玄武岩（MORB，含量为10%～15%），P2O5含量为002%～0.08%，平均值为004%，低于洋中脊玄武岩（w（P2O5）≈0.14%）。
4采样位置为八里桥周边，岩性为橄榄二辉石岩；样品DDZ12、DDZ13和DDZ16采样位置为大顶子山周边，岩性为辉长岩；样品YJS1、YJS4和YJS6采样位置为八里沟，岩性为橄榄辉绿玢岩；样品YJS7、YJS8、YJS12、YJS13和YJS14采样位置为曙光村，岩性为玄武岩；w（·）为元素或化合物含量；wtotal为主量元素总含量。曙光村玄武岩（烧失量已剔除，并进行了重新换算）SiO2含量为4801%～5438%，MgO含量低（589%～1284%），CaO含量高（589%～1284%），K2O含量低（021%～0.82%），TiO2含量低（008%～0.36%，平均值为0.27%）。
3.1.3岩石序列划分
由于各样品的烧失量较大，所以用抗蚀变元素Nb/YZr/TiO2图解进行投图（图3），其中大顶子山辉长岩都落在碱性玄武岩的区域中，其他样品几乎都落入到亚碱性玄武岩区域中。
3.2微量元素和稀土元素
3.2.1饶河岩石样品
八里桥橄榄二辉石岩稀土元素总含量较低（（16.28～22.76）×10-6），轻、重稀土元素分馏中等（w（La）N /w（Yb）N=2.46～2.95）。该组样品轻稀土元素（LREE）相对平缓，重稀土元素（HREE）相对亏损，出现微弱的正Eu异常（0.95～1.15）[图4（a）]，可能与该组样品中少量钙长石的结晶作用有关。从图4（b）可以看出，八里桥橄榄二辉石岩存在P等适度不相容元素的波谷，Th、U、Ta、Pb等强烈不相容元素呈富集状态，随着这些元素自左向右不相容性的逐渐下降，曲线渐于平缓。
大顶子山辉长岩稀土元素总含量较高（（11809～149.92）×10-6）。从图4（c）可以看出，该组样品分布曲线整体呈明显的右倾趋势，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N /w（Yb）N=6.02～6.38，轻、重稀土元素分异明显，无明显的Eu异常（平均值为1.06），其中一个样品有轻微正Eu异常（122），可能与斜长石的结晶作用有关。这种配分模式整体与典型洋岛玄武岩（OIB）配分模式相似[20]。从图4（d）可以看出，该样品整体富集高场强元素（Zr、Hf）以及大离子亲石元素Ba，弱亏损Th、Nb、Ta等元素，且蛛网图与洋岛玄武岩非常一致。
3.2.2跃进山岩石样品
八里沟橄榄辉绿玢岩稀土元素总含量较低（（35.38～46.13）×10-6），接近于洋中脊玄武岩（39.11×10-6）。该组样品的配分模式呈整体右倾，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N/w（Yb）N=3.20～4.19，轻、重稀土元素分异较为明显，无明显的Eu异常（1.03～1.07）[图4（e）]。从图4（f）可以看出：高场强元素Th、U、Pb、Ti等含量变化较大，Th、U、Pb等高场强元素以及Sr、Rb、Ba等大离子亲石元素富集，P、Y、Yb、Lu等元素相对亏损；岩石出现明显亏损Nb、Ta等高场强元素，且弱亏损Ti，富集部分大离子亲石元素。这些特点与岛弧火山岩相似。
曙光村玄武岩稀土元素总含量较低（（5.59～1944）×10-6），该组岩石配分模式整体呈右倾趋势，LREE相对富集，HREE相对亏损，w（La）N/w（Yb）N=2.95～3.87，轻、重稀土元素分异较为明显，整体与洋中脊玄武岩相似，但出现明显的正Eu异常（1.24～1.88，平均值为1.60），可能与基性熔岩中斜长石斑晶的结晶作用有关[图4（g）]。从图4（h）可以看出，该组岩石样品富集大离子亲石元素（Rb、Ba、K、Sr等），亏损高场强元素（Th、Nb、Zr、P等），与岛弧火山岩特征类似。
3.3锆石UPb定年
锆石样品大多数具有明显的环带现象，具有岩浆锆石的特征；还有少数呈弱环带和无环带现象，具有地幔岩石中锆石的特征[20]（图5）。
ws为样品含量；wc为球粒陨石含量；wp为原始地幔含量；球粒陨石参考值引自文献[21]；原始地幔参考值引自文献[22]；同一图中相同线条对应不同样品；NMORB为正常型洋中脊玄武岩；EMORB为富集型洋中脊玄武岩3.3.1细粒辉长岩（SGSL2N）
细粒辉长岩样品取自跃进山蛇绿岩，取样位置在东方红镇曙光村迎春养蜂场附近（46°12′26″N，133°2′36″E）。锆石形态主要有两种：一种具有明显岩浆环带锆石；另一种为无环带现象或弱环带现象的类似源于地幔岩石的锆石[20][图5（a）]。18个测样几乎全部落在谐和曲线上[图6（a）]，年龄范围在293～2 555 Ma之间，测点年龄主要集中在293～331 Ma之间，加权平均年龄为（311±11）Ma（样品数为9个， 平均标准权重偏差（MSWD）为0.89），代表细粒辉长岩的年龄，说明跃进山蛇绿岩形成于晚石炭世。
3.3.2辉绿玢岩（GMZS3N）
辉绿玢岩样品取自饶河蛇绿岩，取样位置在饶河关门咀子路旁剖面中（46°49′27″N，133°45′27″E），锆石形态也有环带现象和无环带或弱环带现象两种[图5（b）]。岩浆环带现象和w（Th）/w（U）值都能反映锆石的来源问题，岩浆成因的锆石w（Th）/w（U）>0.1，变质成因的锆石w（Th）/w（U）<01[2326]，17个锆石样品w（Th）/w（U）值在0.122～1.176之间，都大于01，即所有锆石具有岩浆锆石的特征。
对细粒辉绿岩进行了17个测样分析，年龄样本基本是和谐的[图6（c）]。年龄测点跨度较大，其中有8个年龄较老的测点落在966～2 722 Ma之间，也有2个年龄较年轻的测点（年龄为221 Ma和210 Ma），其他7个测点的年龄在上述二者之间。辉绿玢岩的加权平均年龄为（219.0±2.4）Ma（样品数为2个，MSWD值为1.1），其他年龄较老的锆石可能是围岩捕获的。这与田东江测得的饶河蛇绿岩中辉长岩（46°52′59″N，133°48′59″E）年龄（（228±18）Ma）[12]一致[图6（d）]，共同指示饶河蛇绿岩的形成时代为晚中生代早期。此外，赵海玲等用RbSr法测得饶河蛇绿岩中枕状玄武岩年龄为（169.2±6.9）Ma[13]，程瑞玉等用锆石UPb法测得饶河蛇绿岩中辉长岩年龄为（166±1）Ma[1]，二者的取样位置在房托山附近（图1），进一步说明饶河蛇绿岩形成于晚中生代早期。
4讨论
4.1岩浆源区
4.1.1饶河蛇绿岩
八里桥橄榄二辉石岩富Mg、Ti，轻微富集LREE，指示其来自富Fe、Ti和LREE的岩浆。其配分模式与NMORB相似，但比EMORB较为亏损适度不相容元素以及Ba、Nb、K等强烈不相容元素，表明该区上地幔可能产生过一定程度的部分熔融。八里桥橄榄二辉石岩为超镁铁质堆晶岩，具明显的堆晶结构，说明岩浆结晶过程中发生结晶分异作用。从岩石地球化学数据可以看出：大顶子山辉长岩Na2O含量较高，P、Ti含量也相对较高，w（P2O5）/w（Al2O3）值低（平均值约为0.03），表明辉长岩产于较低程度的熔融；稀土元素强烈分馏表明源区为含石榴石相的橄榄岩[27]。因此，八里桥橄榄二辉石岩和大顶子山辉长岩具有同源性，二者是同一岩浆源区结晶分异的结果。
二者w（Th）/w（Ta）值分别为085和173，远低于地壳（10）；w（Ba）/w（La）值为68～113。这些特征在很大程度上类似于未经地壳混染的洋岛玄武岩[2830]。前人研究表明洋岛碱性玄武岩或海山可能代表了地幔柱尾部引起的低程度熔融，例如印度洋Broken Ridge、Keruelen和太平洋夏威夷岛的热点链[3132]，因此，八里桥橄榄二辉石岩和大顶子山辉长岩为地幔柱尾部较低程度熔融的产物。
4.1.2跃进山蛇绿岩
八里沟橄榄辉绿玢岩w（Zr）/w（Nb）值为2048～4500，表明该区玄武岩具有NMORB特点[3334]，但岩石样品配分模式与EMORB相似，说明岩浆源区受到地壳成分的混染。w（Nb）/w（U）值（5.5、40、0.7）和w（Ce）/w（Pb）值（2.45、8.25、725）接近地壳（w（Ce）/w（Pb）=4，w（Nb）/w（U）=10）[35]，而远低于洋岛玄武岩和洋中脊玄武岩（w（Ce）/w（Pb）≈25±5，w（Nb）/w（U）≈47±10）[35]；w（Th）/w（Ta）值（40、18.3、80）波动较大，表明其受到地壳混染作用。结合样品稀土元素、微量元素以及主量元素分析结果，八里沟橄榄辉绿玢岩具亏损型地幔玄武岩特征，源区亏损程度低于NMORB，岩浆由于俯冲作用的影响而受到地壳的混染作用。
曙光村玄武岩w（Zr）/w（Nb）值为40.00～95.00，具有NMORB的特点。曙光村玄武岩配分模式整体与八里沟橄榄辉绿玢岩一致。w（Th）/w（Ta）值为8，远高于原始地幔（23），而接近于地壳（10）[36]；w（Ce）/w（Pb）值为0.6～26，平均值为1.5；w（Nb）/w（U）值为0.78～4.28，平均值为2.83，与地壳较为接近[35]，而低于洋岛玄武岩和洋中脊玄武岩[35]以及原始地幔（w（Ce）/w（Pb）≈9，w（Nb）/w（U）≈30）[35]。以上特征表明，曙光村玄武岩岩浆受到明显的地壳混染作用，可能受到初始扩张阶段地壳混染作用或俯冲作用的影响。
4.2构造环境
由于本区未见典型的大洋地幔橄榄岩，且地球化学性质也与世界典型蛇绿岩有所差异[2，6]，所以前人对本区出露的基性—超基性岩石组合是否为蛇绿岩存在异议。根据Dilek等提出的蛇绿岩新定义[37]，即非原地的上地幔和大洋洋壳岩石碎片，板块汇聚作用使形成物的原生火成岩发生了构造置换，这样的岩片从底至顶应包括具备岩石成因和时代联系的橄榄岩、超镁铁质至长英质地壳侵入岩和火山岩的一个岩套，席状岩墙可有可无；其中一些单元可以在不完整的蛇绿岩中缺失。蛇绿岩的侵位是一个在其原生地球动力学环境中大洋岩石圈的运移开始，并以在造山作用中卷入造山带而结束的动力学过程[3738]。因此，将本区出露的基性—超基性岩石组合定义为蛇绿岩是合理的。
蛇绿岩中玄武岩（基性熔岩）、细粒辉长岩以及辉绿玢岩的地球化学特征最能反映蛇绿岩岩浆起源的大地构造背景[39]，因此，本文用于构造环境判别的样品主要为玄武岩、辉长岩和辉绿玢岩。
图7（a）中，CAB为钙碱性玄武岩；图（b）中，板内碱性玄武岩落在A1区和A2区，富集或热点洋中脊玄武岩落在B区，正常型洋中脊玄武岩落在D区，火山弧玄武岩落在C区和D区；图（a）引自文献[41]；图（b）引自文献[42]；图（c）引自文献[40]
4.2.1饶河蛇绿岩
在0.000 1TiV图解[图7（a）]中，样品微量元素投影点全部落在洋岛及碱性玄武岩区域内；在2NbZr/4Y图解[图7（b）]中，样品微量元素投影点均落在板内玄武岩区域；在NbNb/Th图解[图7（c）]中，样品微量元素投影点均落在洋岛玄武岩区域内。这说明饶河蛇绿岩形成于洋岛环境，整体特征类似于Dilek划分方案[37]中的地幔柱型蛇绿岩。4.2.2跃进山蛇绿岩
在0000 1TiV图解[图7（a）]中，样品微量元素投影点比较分散，大致落于洋中脊玄武岩与岛弧拉斑玄武岩的分界线附近，显示兼具洋中脊玄武岩和岛弧拉斑玄武岩成分特征；在2NbZr/4Y图解[图7（b）]中，玄武岩微量元素投影点全部落入火山弧玄武岩与洋中脊玄武岩区域内；在NbNb/Th图解[图7（c）]中，样品微量元素投影点均落入岛弧玄武岩区域内。跃进山蛇绿岩兼具岛弧和洋中脊玄武岩的特征。弧后产生的岩石一般既具有洋中脊玄武岩特征，又具有岛弧特征[40]，因此，推断跃进山蛇绿岩形成于弧后的构造环境，相当于Dilek划分方案[37]中的SSZ型蛇绿岩。
4.3构造演化
通过古地磁和古生物研究，张世红等认为完达山地体是从赤道附近运移过来的[56，12，16，4344]，但该地体是如何演化并完成拼贴的仍存在疑问。本文通过对完达山造山带中饶河和跃进山蛇绿岩的研究，并结合前人成果，反演黑龙江东部地区构造演化特征及完达山地体的拼贴过程（图8）。具体过程如下：
（1）在跃进山蛇绿岩形成之前（早于（311±11）Ma），古太平洋板块向西俯冲。俯冲导致弧后伸展，并有形成“弧盆”体系的趋势。在大洋板块一侧，地幔柱活动[图8（a）]。
（2）在晚石炭世（（311±11）Ma）形成跃进山蛇绿岩。强烈的俯冲作用形成“弧盆”体系，并在弧后引张的环境中形成跃进山蛇绿岩[图8（b）]。
（3）在晚石炭世—晚三叠世（（219.0±2.4）～（311±11）Ma），由于俯冲作用的增强，弧后由引张的环境转换成挤压的环境，并形成逆断层，断层下盘向下俯冲，跃进山蛇绿岩开始向上抬升。此时，在洋壳一侧，地幔柱活动强烈，部分熔融形成大量的基性—超基性岩浆[图8（c）]。
（4）在晚三叠世（（219.0±2.4）Ma）形成饶河蛇绿岩。在洋壳一侧，由于地幔柱部分熔融，形成的基性—超基性岩浆开始侵位和喷发，形成洋岛或海山，即饶河蛇绿岩[图8（d）]。
（5）在侏罗纪中期（129.0～（219.0±2.4）Ma）完达山地体漂移到现在位置[12]。此时，在俯冲作用下，“弧盆”体系逐渐消失。另外，在洋壳俯冲过程中，洋壳上的洋岛和海山由于密度小、地形突出，容易被剥落下来，形成加积楔[图8（e）]。
（6）结合前人对饶河花岗岩的测年结果（124 Ma[1]和（128.9±2.3）Ma[12]），可以确定在早白垩世（129 Ma）之前，完达山地体已拼贴到现在位置。在拼贴过程中，跃进山蛇绿岩与完达山地体拼贴到一起，同时标志着佳木斯地块与完达山地体完成拼贴。在另一侧，受洋壳的俯冲影响，处于加积楔的洋岛和海山拼贴到完达山地体上，饶河蛇绿岩就是这样构造侵位到完达山地体上的[图8（f）]。
5结语
（1）饶河蛇绿岩具有洋岛玄武岩的属性，是地幔柱部分熔融的产物，于晚三叠世（（219.0±2.4）Ma）岩浆侵位喷发形成古洋岛或海山，相当于Dilek划分方案中的地幔柱型蛇绿岩。由于这部分岩石密度小、地形突出，在洋壳俯冲的过程中容易被剥落下来，构成加积楔的一部分，最后拼贴到完达山地体上。
（2）跃进山蛇绿岩兼具岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩的属性，形成于弧后盆地的构造环境中，岩浆源区具有NMORB的特征，但受到地壳成分的混染；于晚石炭世（（311±11）Ma）侵位喷发形成蛇绿岩，相当于Dilek划分方案中的SSZ型蛇绿岩。由于俯冲作用的增强，跃进山蛇绿岩被构造抬升，最后被拼贴到完达山地体上，代表了小洋盆的存在，也是佳木斯地块与完达山地体拼贴的标志。
（3）饶河蛇绿岩和跃进山蛇绿岩是古太平洋板块向西进行俯冲作用的产物，同时也说明了黑龙江东部地区于晚石炭世—晚三叠世在俯冲的背景下经历了弧后拉张→“弧盆”体系消失的过程。
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