漠河盆地是松辽外围盆地中油气勘探前景优良的重点探测盆地，但由于地理位置偏远且被大面积植被覆盖，长期以来勘探研究缺乏进展^[1-3]。该盆地位于黑龙江省西北部，与俄罗斯境内上阿穆尔盆地相连，为受南北向挤压、呈东西向展布的前陆盆地^[4-5]。漠河盆地构造隆升的年代学研究对于探讨盆地的抬升机制和提高成盆动力学认识至关重要，同时对于兴安-内蒙地槽褶皱带的大陆动力学背景研究也非常有必要^[6]。

地质体的剥露隆升和冷却历史可以通过低温热年代学（例如⁴⁰Ar/³⁹Ar、裂变径迹测年等方法）来确定。裂变径迹定年法作为地学研究的一种新方法，近年来应用日渐成熟，首先应用于岩浆岩年龄的测定，后逐渐应用于沉积盆地的热历史、构造史、物源分析、构造隆升剥蚀等研究，取得了较好的效果^[7-8]。本文运用锆石裂变径迹测年数据，分析漠河盆地晚侏罗世以来的热演化过程，并针对盆地西部古莲河隆起探讨漠河盆地的剥露过程。

1.   地质背景

漠河盆地隶属于兴安-内蒙地槽褶皱带，处于额尔古纳地块东北端，以德尔布干深断裂与兴安地块分隔，东侧为布列亚地块，西侧为西伯利亚板块南缘蒙古-鄂霍次克褶皱带由北东向转为东西向拐角处的南缘，漠河盆地整体处于南端黑龙江中小地块群与北端西伯利亚板块碰撞缝合的部位。盆地受4 条控盆断裂控制，将盆地构造大体分为“三隆一坳”，北侧为滨黑龙江隆起，西南为古莲河隆起，东南侧为塔河隆起，3 个隆起带中央夹中央坳陷带。这种大地构造背景导致盆地在漫长的演化过程中形成了多期次的断裂，各断裂的性质和方向都不同，区内正、逆断层均有发育，形成了较为复杂的地质发展历史。漠河盆地基底主要分布有古元古界兴华渡口群，以及兴东期和张广才岭期侵入岩，且相互密切伴生。此外，古生界下泥盆统泥鳅河组、 霍龙门组和加里东期侵入岩、海西期侵入岩也有少量分布。

漠河盆地地层序列不是很复杂，盆地基底由中元古界兴华渡口群、古生界下泥盆统花岗岩类等组成，缺失早侏罗世沉积，盖层主要发育上侏罗统秀峰组（J₃x）、二十二站组（J₃e）、额木尔河组（J₃em）和开库康组（J₃k），下白垩统塔木兰沟组（K₁t）、上库力组（K₁s）和伊力克得组（K₁y），新近系金山组（N_1-2j）和第四系，总厚度3000~8000m。

2.   采样位置及实验条件

由于磷灰石和锆石广泛存在于自然界的岩石中（酸性岩中尤为多），并且在风化搬运过程中具有较高的物化稳定性，因而这2 种矿物成为裂变径迹测年实验中常用的矿物^[9]。与磷灰石相比，锆石的物化稳定性更高，且裂变径迹密度大，单颗粒即具有可定年的统计意义，因而本次挑选锆石颗粒进行裂变径迹测年。在漠河盆地内采集锆石裂变径迹测年分析样品53 件，由于挑样过程中锆石颗粒数的限制（部分样品挑出的锆石数偏少，不足以进行概率统计），以及在裂变径迹实验过程中成片的质量原因（少数样品由于蚀刻、研磨、抛光等原因，观察效果不理想），真正得到数据的样品为32 件，样品分布情况详见图 1。用于锆石裂变径迹研究的样品主要分布在漠河盆地的西部和东部，西部取样位置较密集，呈线性分布，东部取样点呈放射状排列。

图  1  漠河盆地断裂分布及锆石裂变径迹采样位置

Figure  1.  The fault distribution and the sampling location map of the Mohe Basin

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采集的样品主要为未被风化的致密块状粗砂岩和偏酸性的火山岩。挑选出锆石后，送至吉林大学地球科学学院裂变径迹实验室，锆石裂变径迹年龄用外部探测器法测量^[10]。相关实验条件为：锆石裂变径迹蚀刻条件为摩尔比1∶1 的KOH 和NaOH 蚀刻液，230°,单位为4h，本次样品共蚀刻28h；外探测器采用低铀含量白云母，蚀刻条件为40%HF，25°，20~30min^[11-13]。径迹统计及围限径迹长度观察在1000 倍油镜下完成。本次研究所获样品的裂变径迹数据均由吉林大学地球科学学院裂变径迹实验室方石测试，该实验室使用外部探测器Zeta 法对样品进行测试，Zeta 值为：Zetasrm612=389.4±19.2，锆石裂变径迹实验流程如图 2 所示。

图  2  锆石裂变径迹实验流程

Figure  2.  The experimental flow chart of the zircon fission track

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3.   漠河盆地碎屑锆石裂变径迹数据测试结果

表 1 为漠河盆地锆石裂变径迹测年数据结果。漠河盆地的锆石裂变径迹测年的中心年龄为58~144Ma（标准差为8.1~17.7Ma），年龄峰值主要分布为95Ma 和135Ma（图 3），说明全区经历了2 次大规模的隆升过程，隆升发生的时间是95Ma 和135Ma。全区内所有测年样品的锆石裂变径迹年龄均小于其所在地层的沉积或成岩年龄，说明锆石样品颗粒曾经都受过完全退火作用，其所记录的年龄揭示的是后期的隆升作用过程（图 4）。

表  1  漠河盆地锆石裂变径迹测年数据

Table  1.  The zircon fission track dating table of the Mohe Basin

样品号	采样位置		高程/m	颗粒数/Nc	标准玻璃径迹密度(ρd)/(106· cm-2)	自发径迹密度(ρs)/(106· cm-2)	诱发径迹密度(ρi)/(106· cm-2)	铀含量/10-6	相关系数	裂变径迹年龄/Ma
BJ13A3	N53°24′41.1″	E122°17′7.5″	681	20	3	26.799	14.598	154.91	0.79	95.4±9.4
BJ14A1	N53°11′7.9″	E122°14′22″	708	20	3	64.618	38.341	419.95	0.76	88.9±11.3
BJ14A3	N53°17′21.2″	E122°12′29.5″	721	19	3.1	120.311	47.219	499.33	0.67	136.4±15.7
BJ14A8	N53°10′2.1″	E122°17′41.5″	646	9	3.3	31.137	26.139	260.12	-0.24	58±12.1
BJ14A9	N53°9′3.4″	E122°19′14.2″	654	25	2.8	47.716	16.833	200.85	0.18	133.7±15.3
BJ14B8B	N53°0′47.2″	E122°26′21.8″	709	20	3	85.742	30.147	369.48	-0.06	143.9±18.7
BJ15A4A	N52°49′36.2″	E122°16′27.1″	853	12	3.1	30.442	16.933	169.83	0.34	96.4±15.8
BJ15A6A	N52°48′7.1″	E122°10′29.2″	765	19	2.9	52.102	23.086	253.76	0.49	110.9±15.7
BJ15B3A	N52°39′28.8″	E121°52′22.1″	521	20	2.8	36.362	12.587	152.17	0.52	140±16.5
BJ15B3B	N52°39′28.8″	E121°52′22.1″	521	18	3	50.677	31.075	334.36	0.29	84.9±10.9
BJ17A1B	N53°8′30.2″	E124°19′45.8″	642	28	2.8	53.515	18.278	311.84	0.85	132.9±15.1
BJ17A3	N53°6′52.1″	E124°24′21.3″	768	26	3	42.496	22.328	354.48	0.92	98.5±8.1
BJ17A5	N52°59′32.1″	E124°35′1.4″	582	19	2.9	39.85	13.721	157.21	0.4	132.3±17.9
BJ17A8	N53°2′40.6″	E124°41′10.4″	451	17	3.1	99.838	49.523	521.87	0.67	109.6±14.2
BJ17B2	N53°6′37.4″	E124°45′9″	714	20	2.8	36.034	14.972	173.23	-0.36	102.4±14.4
BJ18A1	N53°8′41.8″	E124°17′26.2″	686	20	3.2	26.887	10.976	103.97	0.37	135.7±15.2
BJ18A6	N53°14′32.3″	E124°8′18″	407	18	3.1	77.9	48.532	541.12	0.86	86.2±9.5
BJ18A6F	N53°14′32.3″	E124°8′18″	407	19	3	50.351	22.872	244.91	0.09	99.9±15.3
BJ18B1	N53°16′12.8″	E123°46′56.2″	706	22	2.8	39.747	13.895	159.06	0.55	138.3±15.1
BJ18B2	N53°17′22.1″	E123°38′57″	872	21	3.2	23.097	17.129	171.74	0.24	78.6±10.9
BJ18B6	N53°20′53″	E123°47′24.4″	705	22	2.9	39.641	14.512	179.91	0.46	116.7±15.7
BJ18B8	N53°24′7.9″	E123°58′49.2″	398	24	3.1	97.969	42.969	460.09	0.72	122.2±11.9
BJ18C1	N53°5′29.3″	E124°11′40.3″	742	21	3	38.982	21.689	227.15	0.72	93.4±8.3
BJ18C3	N53°1′25.8″	E124°8′44.3″	772	20	3.2	22.898	15.364	152.07	0.76	84±8.5
BJ19A9A	N52°44′39″	E124°31′0.9″	852	20	3.1	27.334	13.855	154.59	0.07	83.9±14.8
BJ20A1	N52°32′57″	E125°16′55.6″	575	21	3	86.414	44.33	540.68	0.76	99.8±12.3
BJ20A4	N52°57′45.9″	E125°17′49.5″	594	22	2.9	22.429	9.612	125.85	0.55	106.5±16.5
BJ21A3	N52°21′40.2″	E124°48′3.5″	785	20	2.8	97.708	34.982	376.87	0.19	135±15.5
BJ15A9	N52°44′52.9″	E121°58′58.9″	648	18	3.2	35.039	29.295	308.65	0.03	64.3±9.6
BJ15B2	N52°41′42.3″	E121°54′26.3″	865	20	3.2	63.455	37.547	366.28	0.4	93.7±10.1
BJ15B5	N52°38′14.2″	E121°45′28.3″	743	24	3.1	53.356	22.624	223.29	0.44	108.2±17.7
BJ15B6	N52°35′55.1″	E121°39′54.1″	665	22	3.3	12.488	10.933	107.44	0.21	73.2±14.1

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图  3  漠河盆地锆石裂变径迹年龄分布直方图

Figure  3.  The age distribution histogram of the zircon fission track in the Mohe Basin

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图  4  金钩林场南端古莲河隆起单颗粒锆石年龄直方图及年龄频率曲线

Figure  4.  Histogram and frequency curve of zircon single grain fission track age in the Gulian River Uplift

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4.   讨论

晚侏罗世以来，漠河盆地由于受蒙古-鄂霍茨克洋闭合的影响，西伯利亚板块向南挤压形成蒙古-鄂霍茨克褶皱带，同时额尔古纳中间地块向北挤压，南北两方向的合力使漠河盆地晚侏罗世末期发生了一次普遍的造山运动。该期造山运动使盆内的拉张断层普遍转为逆断层，断层走向近东西向。在盆地西部北西—南东向强烈挤压形成了多条北东向逆断层（图 1）。晚侏罗世以来，盆地发生了较明显的隆升过程，本次通过对区内锆石裂变径迹样品的分析，结合断层的分布情况，对盆内的隆升过程进行研究，漠河盆地中部偏北王苏山南一带（兴安凸起）、育英镇北东方向（金沟东凸起），以及盆地西部金钩林场南端，在晚侏罗世以来均有明显的隆升过程。本次针对盆地西部金钩林场南端的古莲河隆起进行讨论。

古莲河隆起位于漠河盆地西部（图 5），对该处隆起沿南北方向横切取样5 处，由北向南依次为BJ13A3、BJ14A3、BJ14A1、BJ14A8、BJ14A9，5 处取样点皆为地表取样点，取样的位置分别位于额木尔河组、二十二站组、澄江期粗粒花岗岩区及秀峰组，如图 5所示。赵立国等^[14]对漠河盆地额木尔河群进行了锆石U-Pb测年，秀峰组碎屑锆石的年龄加权平均值为167±2Ma，二十二站组流纹质凝灰岩的锆石U-Pb年龄为148±2Ma，本次测试在秀峰组（133.7±15.3Ma）、二十二站组（136.4±15.7Ma）所采样品的锆石裂变径迹年龄晚于其成岩年龄，这与客观事实相符。

图  5  金钩林场南端古莲河隆起综合分析

Figure  5.  The analysis chart of the Gulian River Uplift

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从年龄分布看，位于粗粒花岗岩区的BJ14A1、BJ14A8 两处年龄最新，分别为88.9±11.3Ma 和58.0±12.1Ma；最北侧额木尔河组取样的BJ13A3 年龄次新，为95.9±10.0Ma；年龄最老的是位于额木尔河组地层的BJ14A3，其年龄为136.4±15.7Ma；次老年龄为最南端秀峰组BJ14A9，其年龄为133.7±15.3Ma，BJ14A3 和BJ14A9 的年龄基本相当。从年龄数据看，样品的裂变径迹年龄集中在95Ma 和135Ma 时间段。笔者认为，金钩林场南端古莲河隆起区从侏罗纪晚期开始，分别在侏罗纪末期（136Ma）和白垩纪中期（95Ma）经历了2 次快速隆升过程。

通过对古莲河隆起处裂变径迹测试数据的分析，结合该地区的断裂展布规律，笔者认为，古莲河隆起在晚侏罗世以来的剥露过程大体分为3 个阶段（图 5）：①135Ma，由于南北向的强挤压作用，b 处开始隆升，样品BJ14A3 和BJ14A9 很好地记录了该次隆升过程；②隆升使软流层之上的地质体厚度不断加大，随着厚度的增加地质体向下的压力也逐渐变大，95Ma 时，当地质体向下的压力与南北向挤压作用产生向上隆升的力达到平衡时，b处的隆升暂时停止，此时南北向挤压产生的能量在地壳较薄的位置释放，导致古莲河隆起的北侧a 处，因挤压作用产生逆冲断裂，BJ13A3 记录了此断裂的时间；③之后由于b 处持续的剥蚀作用，地壳厚度逐渐变薄，促使该处在58Ma 进一步产生隆升作用，BJ14A8记录了最后的这次隆升过程。

5.   漠河盆地演化过程分析

沉积盆地作为一个地壳构造单元，其形成和发展无疑受控于大地构造环境。不同时期、不同大地构造位置上形成的沉积盆地具有不同的特点，形成的盆地类型也有所不同。运用裂变径迹方法，结合盆地断裂系统和构造特征，揭示漠河盆地晚侏罗世以来的盆地剥露过程，分析盆地的演化过程。

侏罗纪末期，二十二站、额木尔河期，受蒙古-鄂霍茨克洋（杭盖-肯特洋）关闭的影响，西伯利亚板块向南挤压形成蒙古-鄂霍茨克褶皱带。同时，受太平洋库拉板块向北北西挤压的影响，额尔古纳中间地块向北挤压，盆地整体处于挤压环境，形成大量近东西向逆冲断层，如盆地北部的漠河逆冲推覆构造^[15]。漠河盆地晚侏罗世末期（135Ma 左右）发生了一次普遍的造山运动，该次强隆升使盆地中部偏北王苏山南一带（兴安凸起）、育英镇北东方向（金沟东凸起）及盆地西部金钩林场南端有明显的隆升过程。野外露头观察显示，额木尔河组和二十二站组均发现扇体展布^[16]。在王苏山南兴安隆起的北部有完整的扇端-扇中-扇根展布，扇体自南东方向向北西方向发育，推测是王苏山南侧的强隆升作用所致^[17]。

白垩纪中期，从西向东蒙古-鄂霍茨克洋关闭，漠河盆地因南北向构造松弛作用的影响，盆地内形成了较为广泛的近东西向拉张正断层，盆地受犁式正断层及与之相伴的同向正断层控制。这一时期，中西部地区地壳断裂岩浆上涌，发生了三期火山喷发，上库力组（K₁s）、伊列克得组（K₁y）火山岩的形成均与此有关^[18]。

白垩纪中晚期，根据裂变径迹测年结果，在95Ma 左右，受蒙古-鄂霍茨克洋关闭的影响，西伯利亚板块向南挤压形成蒙古-鄂霍茨克褶皱带，漠河盆地由拉张环境再一次变为挤压环境，形成了又一次的强隆升过程，造山运动使盆内拉张断层普遍转为逆断层，断层走向近东西向。在盆地西部北西—南东向强烈挤压形成了多条北东向逆断层（图 6）。

图  6  依西凸起图切剖面

Figure  6.  The cutting section of Yixi Salient

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6.   结论

通过晚侏罗世漠河盆地锆石裂变径迹年龄的研究，并分析盆地断裂系统、构造特征及区域地质背景，结合其北方鄂霍次克海关闭事件，认为漠河盆地在晚侏罗世为南北向挤压的前陆盆地；通过研究盆地内伸展背景的断裂与沉积地层展布，结合松辽等地区的大陆裂谷背景，认为漠河盆地在早白垩世为（同）裂谷阶段的断陷盆地，白垩纪中晚期，漠河盆地由拉张环境再一次变为挤压环境，盆地形成了又一次的强隆升过程。