尹继元等Tectonics，Tectonophysics，Lithosphere：中亚造山带西段中-新生代剥露期次、机制和差异性剥露特征

　　中亚造山带位于欧亚大陆腹地，是全球最大的增生型造山带之一。天山、西准噶尔和阿尔泰山位于中亚造山带的西部，这些地区经历了漫长的演化过程，包括早古生代的复杂增生、晚古生代局部的聚合以及中-新生代多阶段的陆内变形，成为研究陆内造山作用的天然实验室。中亚造山带西段的隆升和剥露历史研究成果颇丰，但是有关山脉快速剥露阶段、剥露机制和空间剥露特征等关键科学问题目前仍存在重大争议。中国地质科学院地质研究所的尹继元研究员和陈文研究员、河北工程大学的王艳楠副教授、比利时根特大学的何智远博士、中国地质大学（北京）的王雅美博士生和吴明轩硕士生以及其他合作者对西天山、西准噶尔和阿尔泰山开展了系统的低温热年代学研究工作，定量揭示了中亚造山带晚古生代以来的剥露过程。

1、揭露了天山造山带中-新生代剥露期次、机制和差异性剥露特征

　　对西天山开展了系统的构造解析和低温热年代学测试（图1）。通过锆石-磷灰石(U-Th)/He和磷灰石裂变径迹低温热年代学数据以及热模拟，揭示了天山造山带晚石炭世-早二叠世、晚三叠世-早侏罗世和白垩纪三个时期发生的快速剥露作用。这些时期分别对应了古亚洲洋最终闭合和准噶尔盆地阶段性旋转变形。天山山脉自中生代以来经历了差异性的剥露过程（图2），南部的剥蚀深度明显大于北部。低温热年代学大数据分析显示，天山山脉晚渐新世-早中新世（25-20 Ma）的快速剥露事件主要集中在大型断裂带附近，而晚中新世（10 Ma）以来，天山山脉发生了大规模的快速剥露事件（图2）。综合已发表的热年代学数据，该研究全面揭示了天山地区抬升的时空差异，有助于更深入地理解天山地区复杂的陆内变形机制。

图1. (a)天山造山带数字高程图及热年代学样品位置和相应年龄；

(b)天山造山带地质简图

图2. 天山造山带的横截面剖面

注：该剖面提供了整个天山造山带海拔变化的视觉呈现，同时展示了关键的热年代学信息。

2、揭露了西准噶尔北部中生代剥露时限及其机制

　　在西准噶尔北部的萨乌尔地区开展了高程剖面的连续采样，并进行了磷灰石裂变径迹和(U-Th)/ He年代学研究（图3）。结果显示，该地区经历了中-晚三叠世局部剥露相关的快速冷却现象（图4）。这一事件可能是古亚洲洋最终闭合的远程效应，导致了西准噶尔北部局部地区断裂活化。此外，这期剥露事件可能还受气候、构造和侵蚀共同控制。三叠纪广泛活化的走滑断裂致使西准噶尔的地形趋于平缓，而期间湿润的气候可能加剧了该区域的剥露和夷平过程。

图3. 西准噶尔北部萨吾尔山构造图及采样位置

图4. 萨吾尔山热史模拟汇编

3、揭露了阿尔泰中新生代变形和剥露历史

　　对阿尔泰山西段的花岗岩进行了系统的低温热年代学研究，涵盖了锆石和磷灰石(U-Th)/He以及磷灰石裂变径迹年龄（图5）。热史模拟的结果表明，阿尔泰山西段在中三叠世-早侏罗世和中侏罗世-早白垩世两个时期经历了快速冷却过程，随后保持在一个稳定状态。综合区域地质资料，我们认为研究区中生代的降温可能并非由单一的触发因素引起。东北方向的蒙古-鄂霍次克洋和南部的中特提斯洋的俯冲、闭合等构造事件，诱发了早中生代阿尔泰造山带西部的长期挤压变形和隆升，而新生代的变形和隆升则并不显著。

图5. 样品的磷灰石裂变径迹年龄雷达图（左）和径迹长度分布图（右）

　　上述研究成果深入探讨了中亚造山带西段的剥露期次、机制和时空剥露特征，为理解中亚造山带多期次、差异性的剥露-隆升过程以及陆内演化提供了重要的年代学证据，也为新生代印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响范围提供重要制约。

　　该研究得到国家自然科学基金项目（41830216，42127801和41873060）、国家重点研发计划项目（2021YFC2901901）、中国地质调查项目（DD20230213）、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费项目（J2207）和IGCP662等联合资助。研究成果近期发表在国际地学期刊《Tectonics》、《Tectonophysics》和《Lithosphere》上：

1. Yin J.Y*., Wang, Y.N*., Hodges, K.V., Xiao, W.J., Thomson, S.N., Chen, W., Yuan, C., Sun, M., Cai, K.D., Sun, J.B., 2023. Episodic long‐term exhumation of the Tianshan orogenic belt: New insights from multiple low‐temperature thermochronometers. Tectonics, 42, e2022TC007469.

原文链接：https://doi.org/10.1029/2022TC007469

2. Wang, Y.M., Wang, Y.N*., Yin, J.Y*., Thomson, S.N., Xiao, W.J., He, Z.Y., Chen, W., Cai, K.D., Wu, M.X., Meng, Y., 2023. Mesozoic exhumation of the northern West Junggar, NW China: insights from low-temperature thermochronometers. Tectonophysics, 862, 229939.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229939

3. Wu, M.X., Yin, J.Y*., He, Z.Y*., Xiao, W.J., Wang, Y.N., Chen, W., Wang, Y.,M., Sun, J.B., Li, D.P., Meng. Y., 2023. Mesozoic thermo-tectonic evolution of the western Altai orogenic belt (NW China): Insights from low-temperature thermochronology. Lithosphere, (Special 14): 8161000.

原文链接：https://doi.org/10.2113/2023/8161000