中亞造山帶是顯生宙以來(lái)世界范圍內最為顯著(zhù)的增生型造山帶，由大量增生雜巖、巖漿弧、弧相關(guān)盆地、蛇綠巖、海山及大陸碎片等構成的復雜拼貼帶，它的時(shí)空格架、大陸增生、增生成礦與構造疊加改造機制等一直是大陸動(dòng)力學(xué)研究的國際地學(xué)焦點(diǎn)問(wèn)題。

賀根山-黑河縫合帶被認為是中亞造山帶東段興安地塊與松嫩地塊拼合的界線(xiàn)，其北段大致由大興安嶺中部向NNE方向延伸至大興安嶺與小興安嶺交接處。沿縫合帶，除了分布有一條古生代巖漿弧帶和少量意義尚未完全明確的蛇綠巖外，還分布有大量的三疊-白堊紀巖漿記錄。因此，眾多學(xué)者認為賀根山-黑河縫合帶北段在古亞洲洋（嫩江洋）閉合背景下形成，并可能在蒙古-鄂霍次克洋以及（古）太平洋構造域的影響下被改造，使之成為研究大陸增生與改造機制的典型區域。也正是由于強烈改造作用的發(fā)生，殘存下來(lái)的地表地質(zhì)證據不足以精確地恢復早期塊體拼合的過(guò)程，縫合帶后期被改造的程度也很不明朗，亟需能反映其深部結構特征的地球物理資料加以約束。

中國地質(zhì)科學(xué)院于2019年在黑龍江省黑河地區采集了一條北西-南東向的深地震反射剖面，滿(mǎn)覆蓋全長(cháng)185km，測線(xiàn)由孫吳縣延伸至加格達奇地區，中部跨多寶山這一重要的礦集區。本研究結合另一條位于大興安嶺中部的深地震反射剖面，在精細處理成果基礎上，綜合討論賀根山-黑河縫合帶北段殼幔精細結構，以此厘定這一古俯沖帶的具體位置、俯沖極性，恢復古俯沖過(guò)程，為討論中亞造山帶東段大陸增生的樣式及相關(guān)的成礦背景提供約束。

圖1 A 、大興安嶺區域地球物理異常及區內礦床。區域地球物理異常數據來(lái)自于清水等（ 2015），礦床位置來(lái)自呂斌等（2017）;B、多寶山剖面位置分布；C、大興安嶺剖面（齊齊哈爾-柴河段）位置分布；

圖2 多寶山深地震反射剖面及解釋

主要獲得了以下研究成果：

1、厘定了賀根山-黑河縫合帶北段的最終俯沖拼合位置：兩條剖面上分別在齊齊哈爾和孫吳以西的位置均發(fā)現了向西傾斜反射簇，其出現在下地殼至深度約42km（雙程走時(shí)14s）以淺的上地幔范圍內，傾角約為20~25°。結合國內外深地震反射剖面調查案例將其解釋為古俯沖遺跡造成的反射。我們認為這樣的傾斜反射代表了松嫩地塊與額爾古納-興安地塊最終俯沖拼合的構造遺跡，其由齊齊哈爾地區延伸至孫吳西側。

圖3 大興安嶺深地震反射剖面（齊齊哈爾-柴河段）及構造解釋

2、明確了沿縫合帶分布的巖漿弧的反射特征及空間分布：在多寶山剖面上觀(guān)察到2個(gè)倒三角形的透明反射區，分別位于多寶山地區和霍龍門(mén)北側地區，這與前人在黑河-大石寨一線(xiàn)發(fā)現的 兩期巖漿弧帶相對應，而其在嫩江以南的地區這兩期巖漿弧帶疊合在一起，因此在齊齊哈爾-柴河剖面上巖漿弧表現為大面積的弱反射。這兩條巖漿弧帶均位于最終碰撞的俯沖遺跡以西，并與賀根山-黑河縫合帶北部的高磁異常高度相關(guān) 。

3、依據以深地震反射剖面為基礎的地質(zhì)-地球物理資料提出賀根山-黑河縫合帶北段形成的構造演化模型：根據深地震反射剖面的特征，我們認為賀根山縫合帶是一個(gè)寬度超過(guò)100km的帶狀構造，其與西側額爾古納-興安地塊的反射特征具有明顯差異，并且通過(guò)一條由地表延伸至中、下地殼的滑脫斷層所分隔。通過(guò)深地震反射剖面的綜合解譯識別出賀根山-黑河縫合帶北段的俯沖-溝-弧-弧后構造，其由兩期向西的大洋俯沖與最終的塊體拼合三個(gè)階段所形成。

圖4 賀根山-黑河縫合帶形成的構造演化模型

本次研究成果為厘定賀根山-黑河縫合帶北段的具體位置和俯沖極性，恢復古俯沖過(guò)程提供了高分辨率的地震學(xué)證據，同時(shí)獲得了多寶山礦集區精細的深部結構特征，討論了成礦動(dòng)力學(xué)背景。下一步工作將進(jìn)一步明確賀根山-黑河縫合帶北段多期次構造疊加與改造的形式與動(dòng)力學(xué)背景，進(jìn)而為深入探討古板塊俯沖與多寶山礦集區多期次成礦作用的耦合關(guān)系提供關(guān)鍵的深部信息。

本研究得到中國地質(zhì)調查項目(DD20190010,DD20160207),國家自然基金項目（41474081, 41590863），以及國家重點(diǎn)研發(fā)項目（2017YFC0601301, 2017YFC0601304）的聯(lián)合資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Ore Geology Reviews 上（符偉,侯賀晟 ^*,高銳,周建波,張興洲,黃始琪,潘宗棟,國瑞,2021. Lithospheric structures of the northern Hegenshan-Heihe suture: Implications for the Paleozoic metallogenic setting at the eastern segment of the central Asian orogenic belt. Ore Geology Reviews 137: 104305. ）。