综述：对横断山脉热年代学数据的全面解读及其在构造学上的意义

《Earth-Science Reviews》：A comprehensive interpretation of thermochronological data in the Hengduan Mountains with tectonic implications

横断山脉作为青藏高原东南缘的关键构造带，其变形与抬升历史对理解印度-欧亚碰撞动力学至关重要。本研究通过整合103个子区域的热年代学数据（包括新测的17个样品的U-Th/He年龄），结合迭代伪年龄-高程剖面和Glide建模方法，揭示该区域过去40Ma的抬升速率时空分布规律。结果显示抬升模式存在两期差异显著的活动阶段：1）35-15Ma以剪切变形为主，西南部沿哀牢山-红河剪切带发生NE-SW向右旋剪切，东北部沿龙门山-安宁河-雅聋江-玉龙 thrust带发生NE-SW向左旋逆冲；2）10Ma以来走滑断层系统（如鲜水河-安宁河断裂带）激活，导致区域抬升速率显著提升（>0.3mm/yr），尤其在 Three Rivers地区形成加速抬升区。研究揭示抬升模式转变与印度板块持续向北俯冲导致的边界条件变化密切相关，包括俯冲板 rollback引起的空间调整和地幔流变动引发的应力场转变。该成果为理解青藏高原东缘变形机制提供了重要约束。

　　在青藏高原东南缘，横断山脉的形成和发展一直是研究高原侧向扩张和地貌演化的重要区域。虽然已有多种动力学模型试图解释横断山脉的变形过程，但相关不确定性仍然存在。为了更精确地理解横断山脉的变形和剥蚀历史，研究者将该区域划分为103个子区域，并结合新采集的磷灰石和锆石（U-Th）/氦（He）年代数据，采用迭代伪年代-高程剖面和数据到剥蚀速率的高斯线性反演模型（GLIDE）对每个子区域的剥蚀速率进行反演分析。这些方法通过当前地热梯度进行校准，能够得到一致的剥蚀模式。研究结果揭示了横断山脉在中到晚新生代的两个显著变形阶段：从始新世到早中新世，位于哀牢山-红河断裂带以西的区域主要表现为侧向剪切变形，而哀牢山-安宁河-雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带以东的区域则以地壳缩短为主。从晚中新世至今，随着喜马拉雅-横断山脉剪切系统（Xianshuihe–Xiaojiang Strike-Slip System）的激活，变形模式发生了显著变化，表现为更加分散和增强的变形。这一变化在长门山逆冲带的活动增强、从雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带向南迁移的地壳缩短以及特提斯河谷区域的增强剥蚀等方面得到了体现。两个阶段之间的转变可能是由于周围俯冲板块的回撤改变了边界条件，提供了更多的空间或通过印度板块角落向北楔入引起的更大规模的地壳流动。

### 1. 横断山脉的地质背景

横断山脉位于青藏高原的东南部，其地质历史复杂，包含从元古代到现代的岩石。南部地区主要由华南、思茅-中南半岛和喜马拉雅-缅甸地块组成，这些地块被哀牢山和昌宁-孟连缝合带分隔。北部地区则包括松潘-甘孜褶皱带和三个微大陆块：东羌塘、西羌塘和拉萨地块，这些地块由金沙江、长穆错-双湖缝合带和班公-怒江缝合带分隔。横断山脉的演化过程主要受到一系列增生事件的影响，包括洋壳俯冲和随后的大陆碰撞，形成了多个大陆块和弧岩浆岩带的拼合。在横断山脉的演化过程中，早期的构造活动与喜马拉雅-横断山脉剪切系统和东构造结的钟摆式旋转有关，而近期的构造活动则与板块碰撞和俯冲相关。

### 2. 数据与方法

为了全面理解横断山脉的构造演化和剥蚀历史，研究者利用了广泛的数据集，包括现有的热年代学数据和新采集的磷灰石和锆石（U-Th）/He年代数据。这些数据覆盖了广泛的时空范围，能够有效揭示横断山脉的剥蚀速率和构造活动。研究还考虑了地热梯度的不均匀性，通过地热梯度的校准，评估了局部的地热条件对剥蚀速率的影响。在分析过程中，研究者采用两种方法：伪年代-高程剖面分析和GLIDE模型。伪年代-高程剖面分析是通过将多个热年代学系统的数据整合，形成一个垂直剖面，从而估算不同时间间隔的剥蚀速率。GLIDE模型则利用空间分布的热年代学数据，结合地热梯度的变化，对剥蚀速率进行反演。这两种方法在处理数据时各有优势，伪年代-高程剖面能够提供更精细的时空分辨率，而GLIDE模型则能够考虑地热梯度的变化，提供更全面的剥蚀历史。

### 3. 结果与分析

研究结果表明，横断山脉在中新世晚期到现代经历了显著的变形和剥蚀过程。在35–25 Ma期间，所有可解析的剥蚀速率均低于0.3 mm/yr，但在25–15 Ma期间，部分区域的剥蚀速率增加到0.3–0.6 mm/yr。这一时期，横断山脉的变形模式发生了显著变化，从以长门山逆冲带为中心的活动扩展到更广泛的区域。从15–10 Ma开始，横断山脉的剥蚀速率进一步增强，特别是在长门山逆冲带的前沿和远端区域。在10–5 Ma期间，横断山脉的剥蚀速率普遍增加，特别是在Xianshuihe–Anninghe断裂带和喜马拉雅-横断山脉剪切系统周边区域。从5 Ma至今，剥蚀速率继续增强，特别是在Xianshuihe–Anninghe断裂带和喜马拉雅-横断山脉剪切系统周围区域。这些结果表明，横断山脉的变形和剥蚀过程在不同时间和空间尺度上具有显著的异质性。

### 4. 讨论与启示

研究结果揭示了横断山脉在中新世晚期到现代的变形和剥蚀过程。在35 Ma之前，横断山脉的变形和剥蚀速率相对较低，主要表现为侧向剪切和地壳缩短。从始新世到早中新世（35–15 Ma），横断山脉的变形主要集中在哀牢山-红河断裂带以西的区域，表现为侧向剪切，而哀牢山-安宁河-雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带以东的区域则以地壳缩短为主。从晚中新世（10 Ma）到现代，随着喜马拉雅-横断山脉剪切系统的激活，变形模式发生了显著变化，表现为更加分散和增强的变形。这一变化在长门山逆冲带的活动增强、从雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带向南迁移的地壳缩短以及特提斯河谷区域的增强剥蚀等方面得到了体现。两个阶段之间的转变可能是由于周围俯冲板块的回撤改变了边界条件，提供了更多的空间或通过印度板块角落向北楔入引起的更大规模的地壳流动。

### 5. 结论

本研究结合新采集的磷灰石和锆石（U-Th）/He年代数据与现有热年代学数据，重建了横断山脉103个子区域的剥蚀历史。通过伪年代-高程剖面和GLIDE模型的结合分析，研究者获得了横断山脉在中到晚新生代的剥蚀速率和构造活动的综合认识。研究结果表明，横断山脉在中新世晚期到现代经历了两个显著的变形阶段：从始新世到早中新世，哀牢山-红河断裂带以西的区域主要表现为侧向剪切变形，而哀牢山-安宁河-雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带以东的区域则以地壳缩短为主。从晚中新世到现代，喜马拉雅-横断山脉剪切系统的激活导致了更加分散和增强的变形，表现为长门山逆冲带的持续活动、从雅砻江-金沙江（金河-清河）逆冲带向南迁移的地壳缩短以及特提斯河谷区域的增强剥蚀。两个阶段之间的转变可能是由于印度板块角落向北楔入引起的边界条件变化，这为理解横断山脉的构造演化和地貌形成提供了新的视角。