中大新聞網(wǎng)訊（通訊員景葫蘆、王偉濤）天山造山帶是中亞地區(qū)重要的地質(zhì)構(gòu)造單元，形成于晚古生代，并經(jīng)歷了中生代的多期復(fù)雜演化過程。新生代以來，受印度-歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞及持續(xù)匯聚的遠(yuǎn)程效應(yīng)影響，天山再次發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和巖石圈縮短，成為典型的大陸內(nèi)部復(fù)活型造山帶。因此，研究天山新生代構(gòu)造變形過程對于理解高原生長機(jī)制和認(rèn)識陸內(nèi)變形模式具有重要意義。然而，以往研究多集中于西天山和中天山，而位于烏魯木齊以東的中國東天山新生代變形研究十分薄弱且存在爭議。因此，深入探究中國東天山新生代構(gòu)造演化過程，是系統(tǒng)理解天山新生代整體變形的關(guān)鍵。
博格達(dá)山是中國東天山的重要組成部分，其南麓構(gòu)造主要受控于博格達(dá)南緣斷裂系統(tǒng)。其中，博格達(dá)南緣主斷裂高角度南傾，控制了博格達(dá)山的隆升，并構(gòu)成了博格達(dá)山與南側(cè)吐魯番盆地之間的邊界斷裂。其分支斷裂向山前及吐魯番盆地內(nèi)部擴(kuò)展，依次形成了三排褶皺逆沖帶（Belt I、Belt II和中央褶皺逆沖帶）（圖1）。這些褶皺逆沖帶是記錄區(qū)域構(gòu)造演化的關(guān)鍵載體。
圖1 博格達(dá)山及其鄰區(qū)地質(zhì)圖
本文結(jié)合低溫?zé)崮甏鷮W(xué)方法和生長地層分析，對吐魯番盆地北部塔爾郎河流域發(fā)育的Belt I、Belt II以及盆地內(nèi)部中央褶皺逆沖帶中的火焰山背斜的變形時(shí)間進(jìn)行了限定，主要結(jié)果如下：
(1) AHe年齡-深度關(guān)系和熱歷史模擬結(jié)果表明，Belt I自約20 Ma開始快速剝露（圖2）；
(2) 大比例尺地質(zhì)填圖揭示，Belt II中晚中新世-上新世地層表現(xiàn)為典型生長地層（地層傾角從70-80°迅速減小至4-8°），表明Belt II自晚中新世開始變形（圖3）；
(3) AHe年齡-深度關(guān)系和熱歷史模擬結(jié)果顯示，火焰山背斜早期經(jīng)歷了持續(xù)埋藏升溫過程，自約10 Ma開始快速剝露（圖4）?；趩螛悠稟FT年齡的熱歷史模擬進(jìn)一步驗(yàn)證了這一熱演化過程，表明火焰山背斜形成于約10 Ma。
圖2 Belt I中二疊系-三疊系連續(xù)地層的AHe年齡-深度關(guān)系和熱史模擬結(jié)果
圖3 Belt II大比例尺填圖結(jié)果及生長地層識別
圖4 火焰山背斜中侏羅系-新生代連續(xù)地層的AHe年齡-深度關(guān)系和熱史模擬結(jié)果
在此基礎(chǔ)上，結(jié)合博格達(dá)南麓的初始隆升時(shí)間和博格達(dá)南緣斷裂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，本文提出了新生代博格達(dá)山向吐魯番盆地內(nèi)部的三階段構(gòu)造擴(kuò)展模型（圖5）：
漸新世（約30 Ma），博格達(dá)南緣斷裂開始活動(dòng)，導(dǎo)致博格達(dá)山初始隆升及山前同構(gòu)造礫巖沉積；
早中新世（約20 Ma），博格達(dá)南緣斷層局部向南擴(kuò)展，形成第一排褶皺逆沖帶（Belt I）；
晚中新世（約10 Ma），博格達(dá)南緣斷層持續(xù)向吐魯番盆地?cái)U(kuò)展，形成第二排褶皺逆沖帶（Belt II），同時(shí)沿侏羅系底部滑脫并延伸約30公里至盆地內(nèi)部，導(dǎo)致侏羅系至新生代連續(xù)地層的出露和褶皺變形，形成第三排褶皺逆沖帶（中央褶皺逆沖帶）。
圖5 新生代博格達(dá)山向吐魯番盆地三階段構(gòu)造擴(kuò)展示意圖
通過進(jìn)一步總結(jié)對比，本文發(fā)現(xiàn)東天山向吐魯番盆地的三階段變形過程與其他前陸地區(qū)類似，表明天山兩側(cè)表現(xiàn)出統(tǒng)一的新生代構(gòu)造擴(kuò)展模式。同時(shí)，天山地區(qū)的多階段變形在青藏高原及其周邊地區(qū)廣泛存在，很可能是對青藏高原多階段隆升過程的同步響應(yīng)。
該工作以中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院博士生景葫蘆為第一作者，王偉濤教授為通訊作者，發(fā)表在國際地學(xué)期刊《Tectonics》。
論文鏈接： https://doi.org/10.1029/2024TC008666
