0 引言
松辽盆地位于我国东北部，大地构造位置属于中亚——蒙古巨型造山带的东段和太平洋构造域的叠加部位，是我国较大的中、新生代陆相含油气盆地，盆地呈北东向展布。松辽盆地西缘发育大型的北北东走向韧性断裂带，传统称该断裂带为嫩江断裂带[1, 2, 3, 4, 5]，并认为其是以伸展性质为主的深大断裂。由于地表覆盖严重，前人对其研究主要基于地球物理的宏观展布方面，而对其运动性质、活动时限及其影响的研究不够深入，这些制约着对松辽盆地构造成因的认识以及松辽盆地西缘的油气勘探开发的进展。
嫩江断裂带地跨三省一自治区，北端自黑龙江省呼玛一带，向南沿嫩江流域到内蒙古自治区莫力达瓦旗，经黑龙江省齐齐哈尔、泰来，吉林省白城，再入内蒙古自治区境内，由扎鲁特旗以东的白音诺尔、奈曼旗西、平庄、八里罕，再向南延入河北省，与平场——桑园大断裂相接，总体呈北北东向延伸，长度1 200 km以上[1, 2, 3]。
从大地构造单元上来说，张梅生等[6]认为嫩江断裂带主体构成了兴安地块与松嫩地块的分界线,根据重磁场及满洲里——绥芬河地壳结构构造大剖面可知该断裂表现为向东的低角度正断层。郭孟习等[7]认为其与抚顺——密山断裂带、伊通——依兰断裂带、沈阳——长春——哈尔滨(四平——德惠)断裂带、东吴——昌图断裂带构成了郯庐断裂带北延系。陈洪州等[8]综合地球物理资料认为嫩江断裂并非传统意义上的深达莫霍面甚至切过莫霍面的深大断裂，而是松辽盆地的拆离断层。林存东等[9]认为断裂在莫霍面图上也明显显示，是松嫩幔隆区深部西部斜坡区与中央幔凹区的分界断裂和盆地的西缘断裂，对松辽盆地的形成具有明显的控制作用。总体上，多数学者根据断裂两侧地球物理异常值差异及两侧同时代沉积地层深度的差异，认为其为伸展性质的正断层或拆离断层，倾向向东[1, 8, 10, 11, 12]；另外有少数学者根据地球物理异常曲线的弯曲及区域应力场分析，认为其为张扭断层或平移断层。近年来，有些学者通过对嫩江断裂部分地区的野外地质调研，认为其应该具有韧性走滑性质[13, 14, 15, 16]。
笔者在嫩江断裂带北段的腾克、金星、嘎拉山等地分别发现了具有构造变质特征的花岗质糜棱岩、条带状花岗质糜棱岩等，根据对其糜棱面理及线理的测量观察，及野外宏观要素综合分析，初步认为嫩江断裂带为一个大型左行韧性走滑断裂带；并通过对其锆石SHRIMP和云母40Ar-39Ar定年研究，进一步厘定其岩浆热事件及韧性变形时间，以期对松辽盆地形成机制得到更深层次的理解。
1 样品岩相学描述
腾克、金星、嘎拉山地区是嫩江断裂带出露的典型地区(图 1)，本次研究分别对腾克、金星及嘎拉山地区采集的花岗质糜棱岩样品11-39-183、Ⅰ-Ⅲ-①及14-36-118进行详细的岩相学研究(图 2)。
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| 图 1 东北地区及俄罗斯远东地区构造单元图 Fig. 1 Tectonic sub-divisions of Northeast China and Far East Russia |
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| 图 2 大兴安岭北部晚古生代花岗质岩石分布简图 Fig. 2 General map of the Late Paleozoic granitic rocks in the north of the Great Hinggan Mountains |
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1.1 黑云母花岗质糜棱岩(11-39-183)
样品采自腾克地区的韧性剪切带中，其发育一组糜棱面理及线理，面理产状为110°∠55°、线理产状为10°∠35°(图 3a、b)。
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| 图 3 腾克地区黑云母花岗质糜棱岩露头及其显微组构 Fig. 3 Outcrop and photomicrographs of the analyzed samples in Tengke area |
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黑云母花岗质糜棱岩：糜棱结构，眼球状构造(图 3c、d)，主要组成矿物为石英(50%±)、斜长石(35%±)、黑云母(15%±)。其中，基质体积分数为60%左右，碎斑颗粒较小，0.2~0.3 mm。石英，他形粒状，晶粒间呈镶嵌状接触，有明显的波状消光，多组成基质，粒度小于0.1 mm；斜长石波状消光明显，双晶发生明显的扭折现象，在压应力的作用下形成了眼球状压力影构造；黑云母沿着剪切方向呈带状产出，其云母鱼显现出左行剪切的特点，S-C组构亦提供了其为左行韧性剪切带的证据(图 3d)。
1.2 花岗质糜棱岩(Ⅰ-Ⅲ-①)
样品采自嫩江北30 km的金星采石场，其风化面呈红色，糜棱面理产状为120°∠65°,糜棱线理产状为25°∠10°(图 4a、b)。
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| 图 4 金星地区花岗质糜棱岩露头及其显微组构 Fig. 4 Outcrop and photomicrographs of the analyzed samples in Jinxing area |
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花岗质糜棱岩：糜棱结构，眼球状构造(图 4b、c)，主要组成矿物为石英(50%±)、斜长石(20%±)、微斜长石(25%±)、黑云母(5%±)。其中，基质体积分数为80%~85%。石英，他形粒状，晶粒间呈镶嵌状接触，有明显的波状消光，少量发育核幔结构；斜长石波状消光明显，在压应力的作用下形成了眼球状压力影构造(图 4c)；微斜长石，他形粒状，格子双晶，发生明显的双晶膝折；黑云母多沿碎斑边缘生长。这些现象都说明其经历过强烈的构造变形(图 4d)。
1.3 条带状黑云母花岗质糜棱岩(14-36-118)
样品采自嘎拉山的韧性剪切带内，长英质条带非常发育，大小不一，分布不均(图 5a)。此外还发育“A”型褶皱(图 5b)，其枢纽是反映剪切运动的重要矢量。发育一组弱的糜棱面理，产状为135°∠45°。
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| 图 5 嘎拉山地区条带状黑云母花岗质糜棱岩露头及其显微组构 Fig. 5 Outcrop and photomicrographs of the analyzed samples in Galashan area |
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条带状黑云母花岗质糜棱岩：糜棱结构，条带状构造，主要组成矿物为石英(55%±)、斜长石(35%±)、黑云母(10%±)。其中，基质体积分数为75%左右，碎斑颗粒0.2~0.5 mm。石英为动态重结晶(图 5c)，晶体定向明显，具波状消光，边界呈不规则的齿状曲折，多组成基质，粒度小于0.1 mm；斜长石波状消光明显，双晶发生明显的扭折现象；黑云母沿着剪切方向呈带状产出，其与斜长石构成的S-C组构显示出其左行剪切的特点(图 5d)。
2 分析方法
2.1 锆石SHRIMP
为确定嫩江断裂带内花岗质糜棱岩的侵位时代，将质量约10 kg的样品破碎到80~100目;经常规浮选和磁选方法分选，在双目镜下进行人工精选提纯;将样品锆石与标样锆石(CZ3)一起粘贴到双面胶带上，并灌入环氧树脂制成样靶和切制打磨使锆石能够露出约一半的范围;之后抛光、清洗、镀金和采集锆石CL图像。制靶过程主要在澳大利亚Curtin大学地质系实验室完成，CL图像采集应用澳大利亚Curtin大学物理系的Philips XL30扫描电镜，同位素测试在澳大利亚Curtin大学的西澳离子探针中心的SHRIMP Ⅱ进行，详细的分析流程与文献[21, 22, 23, 24, 25, 26, 27]描述相同。标准锆石采用CZ3进行元素间的分馏校正及U质量分数标定；CZ3已测U-Pb谐和年龄,其206Pb/238U年龄为564 Ma，206Pb/238U值为0.091 4。原始数据的处理和锆石U-Pb谐和图的绘制采用Ludwig博士等编写的Squid和Isoplot程序[21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]。普通铅校正根据实测的204Pb进行。本次的测试数据中年龄的误差为2σ。
2.2 云母40Ar-39Ar
在较为系统的研究基础上，对野外采集的岩石样品通过镜下和电子探针鉴定，挑选新鲜、无蚀变岩石样品初步粉碎成小块，选择无风化边、无包体、无裂隙充填物的新鲜小块岩石进一步破碎。用钢制碎样器反复对岩石样品进行破碎。碎样前要对碎样器进行清洗以保证样品不被污染。碎好的样品及时倒入样品筛中进行筛选，选择粉末粒径为0.10 mm左右的样品用于分析测试。
将筛选好的样品置于稀硝酸(5%)中浸泡2 h并用去离子水清洗后，低温(80 ℃左右)烘干。将待测样品和用于K、Ca、Cl诱发同位素校正的K2SO4、CaF2、KCl以及标准样品称量后，用铝箔纸包装并制成圆球状，密封于真空石英瓶中，将其送至中国原子能科学研究院49-2核反应堆H8通道进行快中子照射。
实验所采用的全自动全时标高精度激光40Ar/39Ar定年系统主要由激光熔样系统、纯化系统及其自动控制阀门、VG5400质谱氩同位素分离探测系统以及计算机程序全自动控制系统四部分组成。
熔样系统采用美国New Wave Research 公司生产的射频放电激励CO2连续激光器。激光波长10.6 μm，激光束斑大小为0.5 mm，能量为3.5 W。所激发的气体经纯化系统纯化后由VG5400惰性气体质谱仪进行氩同位素测试，该仪器的质量分辨率约为400，灵敏度大于1.25×10-3 A/Torr(1 Torr≈133.322 Pa)。Ca和K照射产生的干扰反应用校正因子校正，校正参数为：[36Ar/37Ar]Ca=(2.775±0.253)×10-4，[39Ar/37Ar]Ca=(6.633±3.535)×10-4，[40Ar/39Ar]K=(3.944 8±1.542 1)×10-3。年龄计算[28]中的衰变常数取Steiger and Jager(1977)的建议值。质量歧视因子D=1.004 5±0.001 3。全自动测样采用Berkley地质年代中心Alan博士等编写的Mass spec 5.26 程序控制，并进行数据处理[21, 28, 30]。
3 分析结果
3.1 样品11-39-183及Ⅰ-Ⅲ-①的锆石SHRIMP测年结果
对腾克地区黑云母花岗质糜棱岩样品11-39-183中的锆石共测定了10个分析点，其放射铅(Pb*)的质量分数为(9.1~43.9)×10-6，变化较大，Th/U值为0.59~1.26，具有明显的岩浆锆石特征；但是,有7个测点给出很好的一致年龄(表 1)，在谐和图中分布在一致线附近(图 6a)，谐和年龄为(299.4±9.4)Ma(MSWD =9.2)，其应该为黑云母花岗质糜棱岩的侵位年龄。
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| 图 6 嫩江断裂带内锆石U-Pb谐和年龄及206Pb/238U年龄分布图 Fig. 6 U-Pb concordia diagrams and weight main 206Pb/238U age of all samples in Nenjiang fault zone |
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金星地区韧性变质变形的花岗质糜棱岩样品Ⅰ-Ⅲ-①中的锆石进行了SHRIMP测年,其锆石放射铅质量分数为(0.54~1.00)×10-6(表 2)，变化不大，Th/U值为1.6~11.6，具有岩浆锆石特征；测得7个测点比较集中,都落在谐和线上或是在谐和线附近，谐和年龄为(296.9±4.4)Ma(MSWD =3.3)(图 6b),应该为花岗质糜棱岩的成岩年龄。
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嘎拉山条带状黑云母花岗质糜棱岩14-69-118黑云母激光40Ar-39Ar测年数据见表 3(40Ar*为n(39Ar)/n(40Ar)放射成因)。经过22次激光探针测定，得到22组测定数据。样品14-69-118中黑云母所获得的正等时线上的截图年龄为(123.0±0.7)Ma(图 7a)，统计平均年龄为(121.0±3.0)Ma(图 7b) ，具有很好的正态分布特征，而且权重均差为5.1，年龄具有实际意义。
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| 图 7 激光40Ar-39Ar等时线年龄结果和表观年龄的概率统计图 Fig. 7 Laser 40Ar-39Ar isochron age and age-probability diagrams |
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样品14-69-118中白云母激光40Ar-39Ar定年结果见表 4。其等时线年龄和表观年龄的概率统计结果在误差范围一致，等时线年龄和表观年龄均可靠，白云母的截图年龄为(124.4±0.9)Ma(MSWD=3.4)(图 7c)，表观年龄为(124.0±2.0)Ma(图 7d)，也具有很好的正态分布特征，其年龄具有实际意义。
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腾克、金星及嘎拉山地区定向切片的镜下特征均表现为左行走滑的特点；腾克韧性剪切带的面理产状为110°∠55°，与嘎拉山韧性剪切带中的糜棱面理135°∠45°及金星韧性剪切带的面理产状120°∠65°具有一致性；并且其逆冲角度都较大，这些都说明它们应该属于同一期变形。其中，腾克、金星的花岗质糜棱岩锆石SHRIMP测年结果为296.9~299.4 Ma，说明其侵位年龄为晚石炭世，属于海西中期，之后被早白垩世甘河组火山岩覆盖；而嘎拉山条带状黑云母花岗质糜棱岩也是石炭纪的岩体变质变形而成 黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.黑龙江省1∶25万黑河市幅(M52C002001)区调修测地质测量报告.沈阳：沈阳地质矿产研究所，2007. ，其云母激光40Ar-39Ar测年结果为123.0~124.4 Ma。由此推断，腾克、金星及嘎拉山韧性剪切带内的花岗质糜棱可能同为晚石炭世侵出的花岗岩变质变形而成，并且其韧性变形的时期也是一致，均为早白垩世。
晚石炭世，由于额尔古纳——兴安地块和松嫩地块碰撞拼合后的板片断离，引起额尔古纳-兴安地块下部软流圈对流、岩石圈伸展减薄，从而导致了大规模的高钾钙碱性岩浆岩侵位[31, 32]。腾克、金星及嘎拉山地区的花岗质糜棱岩也就是这个时期侵位的。
三叠纪之后，整个东北地区逐步由古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换[33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40]。到了早侏罗世(距今180 Ma)，太平洋北部的法拉隆板块以10.7 cm/a的速度斜向NNE方向运动，南部的伊泽纳崎板块则以6.5~8.0 cm/a的运动速度向近N或NNW向运动，与欧亚大陆边缘呈较小角度(28°~42°)相交，对欧亚大陆边缘造成走滑挤压作用，整个东北地区以隆升为主，缺乏沉积[41]；中侏罗世时，东亚大陆东部的伊泽纳崎板块是以非常缓慢的低速(4.7 cm/a)正向俯冲于欧亚大陆之下[41, 42, 43]；晚侏罗世到早白垩世，伊泽纳崎板块突然改变了运动方向和速度，以30 cm/a的高速向正北斜向俯冲于东亚大陆之下(俯冲带走向北东)；一直到早白垩世中期，伊泽纳崎板块还保持着高速俯冲(20.7 cm/a)，运动方向逐渐变成向NNW，仍为高斜度斜向俯冲[41]。也是在早白垩世，腾克——金星——嘎拉山韧性剪切带发生了北东向左行走滑的韧性变形。但是这种变质变形的痕迹并不是连续的出露，而是断续的，时隐时现的。
总而言之，晚侏罗世时，由于伊泽纳崎板块对于欧亚大陆边缘的突然的正面大角度俯冲运动，造成了东北地区的弧后扩张，从而形成了拗陷型盆地 松辽盆地，此时的松辽盆地处于张性拉伸盆地演化阶段；早白垩世伊泽纳崎板块突然出现的高速斜向俯冲同嫩江断裂带左行平移在时间上是一致的，在成因上也是明显耦合的。也正是由于早白垩世伊泽纳崎板块高速斜向俯冲于欧亚大陆之下，使中国东部呈现左旋压扭及活动大陆边缘的岩浆弧环境，从而发生了嫩江断裂带的大规模左行平移(即腾克——金星——嘎拉山韧性剪切带的左行平移)及同期的岩浆活动。其位于松辽盆地的西部斜坡带，是大兴安岭上升区与松嫩平原沉降区的边界，对于松辽盆地从稍早的张性拉伸演化为走滑挤压阶段起着控制性的因素，并与西缘大杨树等北东向展布的油气盆地的形成有密切关系[44, 45, 46, 47, 48, 49]。
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