卢海建、李海兵等——Tectonics: 磁组构数据生动刻画了

新近纪青藏高原北部的隆升过程

　　青藏高原北部发育了典型的盆岭地貌。不断累积的盆山形变记录表明，青藏高原北部在新近纪发生了准同时（比如15 Ma和8 Ma）、且逐步加速的隆升。然而，对高原是如何抬升至现今高度这一重要科学问题的认识争议很大，主要的机制包括走滑断层控制的逐步生长、粘性薄板、非刚性被动书斜式断层作用以及地幔岩石圈对流拆沉四种观点。

　　针对上述科学问题，中国地质科学院地质研究所李海兵团队选择柴达木盆地北缘连续沉积、未受构造扰动、且以细粒河湖相沉积为主的5300米厚的大红沟剖面为研究对象，通过高密度的古地磁采样（2009块样品），以及系统的磁化率各向异性（磁组构）分析，揭示了青藏高原北部构造应力场在15 Ma和8.4 Ma发生了两次显著的顺时针旋转（20º和15º）（图1）。有意思的是，15 Ma和8 Ma青藏高原北部不仅广泛发生了两期构造变形与抬升，同时也是大型走滑断裂带活动的重要时间节点（图1）：15 Ma阿尔金断裂带走滑速率突然大幅降低，海原断裂带中西段开始走滑运动；8 Ma海原断裂带东端开始活动。

图1. 青藏高原北部15 Ma (A)和8 Ma (B)构造变形记录

　　该研究创新性提出了一种新的构造模型来解释新近纪高原北部的隆升过程（图2）：在印度-欧亚板块持续汇聚作用下，高原北部在新近纪沿着大型走滑断裂带发生了大规模构造挤出；另一方面，受刚性块体阻挡，高原北部物质运移不断受阻，从而连续变向，导致了高原北部山脉的加速隆升，以及构造应力场的旋转。

　　25-15 Ma期间，整个高原北部受阿尔金断裂带大规模走滑断层作用控制，发生了大尺度（>350 km）的北东向构造挤出。15 Ma受刚性的阿拉善块体阻挡，阿尔金断裂带东端发生了应力分解作用，一部分能量转化为阿尔金山、祁连山、西昆仑等山脉的剧烈隆升，另一部分激活了海原与东昆仑断裂带，整个高原北部由此开始向东挤出（<100 km）。8 Ma向东的构造挤出受到了刚性的鄂尔多斯块体阻挡，在海原断裂带东端产生了应力分解作用，一部分能量转化为六盘山等山脉的强烈隆升，另一部分继续顺时针旋转为南东向挤出，由此可能激活了渭河地堑。南东向的构造挤出也与现今GPS速度场方向一致。至此，高原北部走滑断层作用逐步减弱，大幅的构造挤出基本结束。由印度-欧亚板块汇聚传递过来的构造应力主要以挤压缩短的方式在高原北部消化，挤压变形开始向盆地内部扩展。

图2. 新近纪青藏高原北部构造演化块体模型

　　该研究提出的新模型首次综合了构造挤出、高原隆升、应力场旋转、以及块体边界条件等地质要素，为我们理解新近纪青藏高原北部的隆升与扩展过程提供了全新视角，也为以下重要科学问题提供了更为合理的解读：15 Ma以来，高原北部经历了多期次、且不断加速的隆升；中中新世高原北部开始了近东西向的挤压缩短变形；8 Ma以来，挤压缩短变形开始向盆地内部扩展。

　　该成果得到青藏高原二次科考项目（2019QZKK0901）和中国地质调查项目（DD20221630）的联合资助。研究成果发表于国际著名地学期刊《TECTONICS》上：Lu, H., Cao, X., Malusà, M. G., Zhang, Z., Pan, J., & Li, H. (2023). Slowing extrusion tectonics and accelerated uplift of northern Tibet since the mid-Miocene. Tectonics, 42, e2023TC007801.

　　原文链接： https://doi.org/10.1029/2023TC007801