自早中新世以来，东昆仑山脉西部的构造抬升：来自碎屑锆石裂变径迹地质年代学和地下数据的证据

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Tectonic uplift of the western East Kunlun Mountains since early Miocene times: Constraints from detrital zircon fission track geochronology and subsurface data

青藏高原东北缘东昆仑山脉与Qaidam盆地的构造耦合演化。通过分析西南Qaidam盆地Q2钻孔六个碎屑锆石样本的裂变定年数据，揭示东昆仑山脉晚白垩世-古近纪以来阶段性抬升（22-15.3Ma，8.1-2.5Ma），与盆地内生长地层和地震剖面显示的构造活动同步，支持青藏高原早白垩世主要隆升的"盆山耦合"模型。

　　在青藏高原北部的柴达木盆地，新生代的沉积记录为研究盆地边界山脉的抬升历史和构造演化提供了关键的档案。这一沉积记录不仅有助于评估高原增长的不同模型，还能揭示地壳变形的机制。在本文中，研究者从柴达木盆地西南部的Q2钻孔中采集了六组碎屑锆石样本，旨在深化对柴达木盆地及其周边山脉抬升过程的理解。分析结果显示，这些样本的锆石年龄主要集中在115.3至160.0百万年前，而它们的沉积时间则为43.8至0百万年前。因此，这些锆石的年龄明显早于沉积发生的时间。通过分析碎屑锆石的年龄分布，研究者发现其年龄峰主要由四个高峰组成，包括P1（100.4-116.3 Ma）、P2（132.4-144.0 Ma）、P3（163.0-173.0 Ma）和P4（约217 Ma）。这些年龄峰的变化时间点与柴达木盆地和东构造带的地质记录相对应，被解释为东昆仑山脉的构造抬升阶段。研究者还发现，在地震剖面上，西牙乌沙山组的沉积记录显示出生长层的形成，这与东昆仑山脉及柴达木盆地在新生代早期的构造变形时间一致。这些发现表明，东昆仑山脉最显著的区域抬升发生在早中新世。

青藏高原，平均海拔约为5千米，是地球上最广阔、最高的碰撞造山系统。其形成对季风系统的演变、地壳的风化、主要河流系统的重组、生物演化以及矿产资源的形成和再分布产生了深远影响。然而，关于大陆地壳变形机制以及在大陆碰撞过程中地表高程的时空演化，目前的理解仍然有限。这一问题导致了关于青藏高原边缘向外生长历史的持续争论，包括系统性的向北变形传播、向南和向北的地形逐步增长，以及无序增长等模型。这些模型的分歧源于对青藏高原北部抬升时间的不同观点。东构造带的东昆仑山脉和柴达木盆地共同构成了一种典型的“盆地-山脉耦合”系统，其地质特征为研究大陆内部地表变形如何适应高原增长提供了理想的自然实验室。

为了厘清东昆仑山脉的抬升时间，研究者结合了多种地质和地球物理方法。这些方法包括对碎屑锆石的裂变径迹热年代学分析以及高分辨率地震剖面的解读。通过这些手段，研究者能够重建东昆仑山脉的抬升历史，并探讨其在青藏高原整体演化中的作用。研究者指出，尽管区域研究提供了相对简化的抬升历史，但单点热模型则揭示了东昆仑山脉更长、更复杂的抬升过程，从侏罗纪到白垩纪，再到晚始新世和早中新世。此外，柴达木盆地的沉积记录表明，东昆仑山脉的构造抬升时间跨度从始新世到早中新世，但东昆仑山脉在昆仑山口的地形证据则提供了一个明显更晚的约束，表明该地区的显著抬升可能直到第四纪才发生。最新的低温热年代学研究则指出，东昆仑山脉的广泛抬升始于约20百万年前。这些不同观点之间的差异阻碍了对整个青藏高原增长历史的全面理解，也模糊了其在盆地-山脉演化中的作用。

研究者进一步分析了这些分歧的可能原因。首先，关于东昆仑山脉与柴达木盆地之间的上地壳构造关系仍然存在争议。其次，青藏高原北部的新生代大陆变形过程本身具有复杂的特征。此外，关于古新世至始新世期间东昆仑山脉的抬升证据也存在明显冲突，缺乏深部地动力学的支撑。为了更好地理解东昆仑山脉的抬升时间，研究者强调需要确定快速地壳暴露的开始时间，这一时间可以通过沉积源区的低温热年代学数据进行约束，同时还需要评估相邻沉积盆地中生长层的形成时间。通过比较周边盆地和山脉的沉积-构造演化特征，研究者能够建立新的关于东昆仑山脉晚新生代抬升的年代约束，并在这一盆地-山脉构造框架下讨论青藏高原的增长模型。

东昆仑山脉几乎呈东西走向，延伸约1500公里，平均海拔在3000至5000米之间。其北侧为柴达木盆地，南侧为可可西里盆地，而其西侧和东侧则分别被阿尔金断裂和温泉断裂所截断。东昆仑山脉向西延伸，形成了多个次级山脉和山间盆地，包括祁漫塔格和阿克塔格次级山脉，以及库木库里盆地。这一区域的复杂构造背景为研究地壳变形与山脉增长之间的相互作用提供了丰富的地质条件。通过分析这些地质特征，研究者能够更好地理解东昆仑山脉在青藏高原整体构造演化中的作用。

在方法论和采样部分，研究者详细描述了碎屑锆石的采集和分析过程。碎屑锆石是一种在多种岩石类型中普遍存在的矿物，其对物理风化和化学变化具有极强的抗性。在典型的造山冷却速率下，碎屑锆石的裂变径迹退火温度窗口约为240±30°C。因此，碎屑锆石已成为重建地壳热历史的首选热年代学工具。然而，当前在实验退火动力学和长度校准数据方面仍存在一定的限制，这使得对碎屑锆石的精确分析变得具有挑战性。为了克服这些限制，研究者采用了一种结合多种分析方法的综合策略，包括对沉积源区的低温热年代学数据进行约束，以及对相邻沉积盆地的高分辨率地震剖面进行解读。

在碎屑锆石裂变径迹年代学分析结果部分，研究者展示了不同样本的年代分布特征。所有样本都包含40至80个已测定的锆石颗粒，其年龄分布表现出显著的分散性，通过卡方检验未能通过。这些年龄分布以径向图和核密度估计的形式呈现，显示出一致的变化模式。解卷积分析揭示了每个样本中存在2至3个主导的年龄群体，包括P1、P2、P3和P4。这些年龄群体的变化时间点与东昆仑山脉和柴达木盆地的构造活动相对应，为研究区域的抬升历史提供了新的年代约束。

在裂变径迹退火评估和碎屑锆石源区识别部分，研究者讨论了碎屑锆石在沉积盆地中埋藏深度时，其保存的热历史信息会随着温度升高而逐渐被清除。因此，在本研究中，评估碎屑锆石裂变径迹是否受到沉积后埋藏的影响变得尤为重要。通过分析多种证据，研究者能够判断碎屑锆石的年龄是否受到退火作用的影响，并据此确定其源区的构造演化特征。

在结论部分，研究者总结了通过对西南柴达木盆地Eocene-Quaternary沉积物进行系统性的碎屑锆石裂变径迹热年代学分析所获得的关键发现。这些分析结果表明，东昆仑山脉的抬升历史与柴达木盆地的沉积记录密切相关，能够为研究青藏高原的构造演化提供新的视角。研究者指出，未受退火影响的碎屑锆石裂变径迹年龄表现出三个静态高峰，分别出现在约132至144百万年前、163至173百万年前和约217百万年前。这些高峰的出现表明，东昆仑山脉的构造活动在这些时间段内达到了高峰，从而为研究该地区的抬升过程提供了重要的年代信息。

研究者还强调了该研究的科学意义。通过对碎屑锆石的详细分析，研究者能够更好地理解东昆仑山脉在青藏高原整体构造演化中的作用。此外，该研究还为探讨青藏高原的增长模型提供了新的数据支持。这些模型不仅有助于解释高原的形成过程，还能为研究地壳变形和山脉增长之间的相互作用提供重要的理论依据。

在作者贡献声明部分，研究者详细列出了每位作者在本研究中的具体贡献。Yadong Wang负责撰写原始稿件、软件开发、方法论设计、研究实施、资金获取、数据整理和概念设计。Wei Zhou负责撰写原始稿件、可视化分析、研究实施和数据整理。Sihua Yaun负责可视化分析和研究实施。Yuan Rui负责撰写修订稿件和可视化分析。这些贡献表明，每位作者在本研究中都发挥了重要的作用，共同推动了对东昆仑山脉抬升历史和构造演化的研究。

在未引用参考文献部分，研究者列出了部分未被引用但与本研究相关的文献。这些文献包括Chen et al., 2011、Chen et al., 2014、Chen et al., 2019、Feng et al., 2017、Gao et al., 2022、柴达木盆地地质图（1:500000），1998、Tian et al., 2020、Wang et al., 2003、Yang et al., 2021、Yuan et al., 2013、Zhang et al., 2012和Zhao et al., 2006。这些文献为研究提供了重要的背景信息和理论支持，但由于篇幅限制，未在本文中引用。

在竞争利益声明部分，研究者明确表示他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本研究的成果。这一声明表明，研究者在进行本研究时保持了学术的独立性和客观性，确保了研究结果的可信度。

在致谢部分，研究者感谢了提供资金支持的中国国家自然科学基金（项目编号41971013），并感谢了Tao Zhang在讨论中的帮助。此外，研究者特别感谢了青海油田勘探开发研究院为本研究提供了地震剖面数据。最后，研究者对Howard Falcon-Lang教授以及两位匿名审稿人提供的宝贵意见和评论表示了衷心的感谢。这些致谢表明，研究者在完成本研究的过程中得到了来自多个方面的支持和帮助，确保了研究的顺利进行。

综上所述，本研究通过对西南柴达木盆地Eocene-Quaternary沉积物的系统性碎屑锆石裂变径迹热年代学分析，为理解东昆仑山脉的抬升历史和构造演化提供了新的视角。研究结果表明，东昆仑山脉的抬升过程具有明显的阶段性特征，这些特征与柴达木盆地的沉积记录密切相关。通过比较周边盆地和山脉的沉积-构造演化特征，研究者能够建立新的关于东昆仑山脉晚新生代抬升的年代约束，并在这一盆地-山脉构造框架下讨论青藏高原的增长模型。这些发现不仅有助于深化对青藏高原构造演化的理解，也为研究地壳变形与山脉增长之间的相互作用提供了重要的科学依据。