漠河逆沖推覆構(gòu)造活動時代的ESR年齡證據(jù)

劉曉佳，趙立國，田 珺，楊曉平，張文龍，高雪咪

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081;

2.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱150036;3.中國地質(zhì)科學(xué)院，北京100037)

由于蒙古—鄂霍茨克造山帶的碰撞造山作用，在漠河盆地西北部形成自北向南的大型推覆構(gòu)造——漠河逆沖推覆構(gòu)造。漠河逆沖推覆構(gòu)造空間上由一系列規(guī)模大小不等且近平行的區(qū)域性韌性剪切帶、逆沖斷層和受其控制的楔形構(gòu)造巖片組成。根據(jù)斷層的發(fā)育特征、構(gòu)造組合和巖石變形強(qiáng)度特征，由北西向南東可劃分為根部帶、中部帶和前鋒帶。前人對漠河逆沖推覆構(gòu)造的構(gòu)造特征和形成時間等方面的研究取得了一定的進(jìn)展。1∶200000開庫康幅獲得了逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)的同構(gòu)造石英二長巖和花崗閃長巖巖脈K-Ar年齡 (距今121.9～141.1 Ma)［1］;李錦軼等［2］對采自北極村附近的逆沖推覆構(gòu)造根帶長英質(zhì)糜棱巖中同構(gòu)造變質(zhì)礦物黑云母的40Ar/39Ar定年，獲得了距今127～130 Ma的坪年齡和等時線年齡，由此限定了逆沖推覆構(gòu)造根帶的變形時代。但目前尚缺少中帶和鋒帶韌脆性和脆性構(gòu)造變形年齡。本文利用漠河推覆構(gòu)造根帶、中帶及峰帶不同構(gòu)造部位的10個同構(gòu)造石英脈及含少量石英的方解石脈進(jìn)行電子自旋共振 (ESR)測年，獲得了漠河逆沖推覆構(gòu)造不同構(gòu)造部位的構(gòu)造活動年齡，為漠河盆地中生代構(gòu)造演化及漠河逆沖推覆構(gòu)造體系的厘定提供了構(gòu)造年代學(xué)證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

漠河盆地位于大興安嶺北部，屬形成于額爾古納地塊之上的中生代盆地［3］，基底為三疊紀(jì)結(jié)晶變質(zhì)巖和前寒武紀(jì)花崗巖［4］，蓋層為中、晚侏羅世湖相碎屑沉積巖及晚侏羅世和早白堊世火山巖，巖性上具有典型的二元結(jié)構(gòu)特點［5］。東與布列亞—佳木斯微板塊相接，北鄰蒙古—鄂霍茨克中生代造山帶。

漠河逆沖推覆構(gòu)造西起洛古河，經(jīng)北極村、北紅、馬倫，東達(dá)西爾根氣河口子島，南界位于門都里、鮮花山、龍河林場、二十五站一線 (見圖1)，全長約170 km，南北寬約40 km，由北西向南東方向推覆，其推覆距離約為4 km。漠河逆沖推覆構(gòu)造根帶分布于洛古河—金溝—河灣—古站島一線以北，總體呈北東東向延伸，以發(fā)育韌性剪切帶、鞘褶皺和長英質(zhì)糜棱巖為特征，巖石變質(zhì)變形較強(qiáng);中帶呈北東東向分布于金溝林場—鮮花山—二十八站一線，以韌—脆性逆沖斷裂為特征;前鋒帶位于前哨—鮮花山—龍河林場—漠河口岸一線，以寬緩的B型褶皺和脆性低角度疊瓦狀逆沖斷裂為特征。

圖1 漠河逆沖推覆構(gòu)造地質(zhì)簡圖及測年樣品位置分布圖Fig.1 Tectonic sketch and sample locations of Mohe overthrust structure

2 樣品采集

本文所測的樣品來自于推覆構(gòu)造根帶、中帶及前峰帶不同構(gòu)造部位的10件同構(gòu)造石英脈及含少量石英的方解石脈，采樣位置見圖1，樣品野外地質(zhì)特征見表1。測年礦物為石英或者含少量石英的方解石。10件樣品中的 B095-2、B096-1、B098-1、B098-2、B028-2、B004-1均采集于逆沖推覆構(gòu)造根帶的中侏羅統(tǒng)漠河組長英質(zhì)糜棱巖中，B009-1、B009-2采集于逆沖推覆構(gòu)造根帶的逆沖斷層帶內(nèi);B121-2采集于逆沖推覆構(gòu)造中帶的逆沖斷層斷面上;B105-1樣品采集于前鋒帶的逆沖斷層帶內(nèi)。

表1 ESR測年樣品的地質(zhì)特征Table 1 Geological characteristics of ESR dating samples

3 ESR測年分析

ESR測年全稱為電子自旋共振測年，由Zeller于1967年提出，是一種根據(jù)樣品所吸收的自然輻射劑量推導(dǎo)樣品形成年代的方法，不過該測年技術(shù)是最近二三十年才發(fā)展起來的一種物理測年方法［6～7］。石英顆粒的硅氧四面體結(jié)構(gòu)在γ、β、α射線擊打下能形成一些+2價的氧空位，由于巖石中存在大量自由電子，一個氧空位可以捕獲一個自由電子，產(chǎn)生一個順磁中心。石英脈年齡越古老，巖石中放射性越強(qiáng)，則順磁中心濃度也越高。根據(jù)已建立的年齡順磁中心濃度及巖石放射同位素含量的實驗關(guān)系可確定出石英脈的結(jié)晶年齡。

本文樣品的ESR年齡測定由成都理工大學(xué)應(yīng)用核技術(shù)研究所年代實驗室完成。實驗過程:樣品自然風(fēng)干后，粉碎至0.2～0.125 mm粒級，利用CIT-3000F數(shù)字化全自動鈾釷鉀譜儀和微機(jī)α采集系統(tǒng)測定α和γ天然放射性，以減少鈾鐳不平衡產(chǎn)生的年劑量誤差;分選出單礦物石英樣品約600 mg，分成5份進(jìn)行熱活化，置入鈷-60輻照場進(jìn)行定劑量輻照;利用德國ER-200D-SRC電子自旋共振儀測定順磁共振譜，最終得出測試參數(shù)和年齡結(jié)果(見表2)，年齡誤差為9.5% ～10.0%。

表2 ESR測年結(jié)果Table 2 Results of ESR dating

4 討論與結(jié)論

取自于漠河逆沖推覆構(gòu)造根帶、中帶及前峰帶不同構(gòu)造部位的同構(gòu)造石英脈測年結(jié)果顯示，漠河逆沖推覆構(gòu)造形成時間為距今 (149.3±14.0) ～(118.7±11.0)Ma，與1∶200000開庫康幅和李錦軼等在逆沖推覆構(gòu)造根帶獲得的同構(gòu)造巖脈K-Ar年齡 (距今121.9～141.1 Ma)［1］及長英質(zhì)糜棱巖中同構(gòu)造變質(zhì)礦物黑云母的40Ar/39Ar年齡 (距今127～130 Ma)［2］一致，由此說明漠河逆沖推覆構(gòu)造主要活動時代為晚侏羅世晚期—早白堊世晚期。

現(xiàn)有研究結(jié)果表明，漠河盆地中生代以來經(jīng)歷了蒙古—鄂霍茨克洋和西太平洋2種不同構(gòu)造域的演化階段。侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)初，與杭蓋—肯特洋收縮關(guān)閉及古太平洋俯沖有關(guān)的地塊旋轉(zhuǎn)、逆沖及地殼加厚與擠出［2］，形成了與蒙古—鄂霍茨克造山帶形成演化有關(guān)的侏羅紀(jì)晚期—白堊紀(jì)向南逆沖的漠河推覆構(gòu)造，造成侏羅紀(jì)前陸盆地的強(qiáng)烈變形和隆起，結(jié)束了盆地沉積歷史。早白堊世時期區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，早期南北向擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽鳌蠔|向伸展［8］。由于地幔上隆導(dǎo)致巖石圈發(fā)生伸展-減薄作用，漠河地區(qū)發(fā)生斷陷并形成大面積火山巖，形成白堊紀(jì)火山斷陷盆地與侏羅紀(jì)前陸盆地復(fù)合疊加的疊合盆地。

［1］ 黑龍江地質(zhì)礦產(chǎn)局.1∶200000開庫康幅區(qū)域地質(zhì)報告［R］.哈爾濱:黑龍江地質(zhì)礦產(chǎn)局，1985.Bureau of Geology and Minerals of Heilongjiang Province.Regional geological report on a scale of 1∶200000 in Kaikukang area［R］.Harbin:Bureau of Geology and Minerals of Heilongjiang Province，1985.

［2］ 李錦軼，莫申國，和政軍，等.大興安嶺北段地殼左行走滑運動的時代及其對中國東北及鄰區(qū)中生代以來地殼構(gòu)造演化重建的制約［J］.地學(xué)前緣，2004，11(3):157～168.LI Jin-yi，MO Shen-guo，HE Zheng-jun，et al.The timing of crustal sinistral strike-slip movement in the northern Great Khing'an ranges and its constraint on reconstruction of the crustal tectonic evolution of NE China and adjacent areas since the Mesozoic ［J］.Earth Science Frontiers，2004，11(3):157 ～168.

［3］ 李錦軼，和政軍，莫申國，等.大興安嶺北部繡峰組下部礫巖的形成時代及其大地構(gòu)造意義［J］.地質(zhì)通報，2004，23(2):120～129.LI Jin-yi，HE Zheng-jun，MO Shen-guo，et al.Sorokin.The age of conglomerates in the lower part of the Xiufeng Formation in the northern Da Hinggan Mountains，NE China，and their tectonic implications［J］.Geological Bulletin of China，2004，23(2):120～129.

［4］ 姜劍虹，孫禮文，胡善亭，等.東北煤田地質(zhì)研究新進(jìn)展［M］.北京:地震出版社，1996:33～42.JIANG Jian-hong，SUN Li-wen，HU Shan-ting，et al.Recent advances on coal geology in northeastern China［M］.Beijing:Seismological Press，1996:33～42.

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