西秦岭新生代造山运动与中国黄土高原最早风成红黏土形成的关联性研究

本研究针对中国黄土高原(CLP)最早风成红黏土(25–22 Ma)的地质意义争议，通过西秦岭山脉磷灰石(U-Th)/He热年代学分析，揭示了晚渐新世-早中新世构造抬升与风成沉积的时空耦合关系。研究首次提出CLP边界山脉(西秦岭、东秦岭、太行山)的阶段性隆升塑造了利于粉尘堆积的地貌条件，挑战了传统认为最早风成沉积仅反映中亚干旱化的观点，为全球活动造山带初始风成沉积的地质解译提供了新范式。

　　

中国黄土高原作为东亚最大的粉尘堆积区，其连续的风成沉积序列记录了数百万年的环境变迁。传统观点认为，黄土高原西部25–22百万年前出现的连续风成红黏土，标志着中亚干旱化的开始和东亚冬季风的形成。然而这一解释存在明显矛盾——全球约半数大型风成沉积区都位于活动造山带附近，且这些区域最早的风成沉积往往出现在造山带前缘，时间显著早于中心区域。这暗示构造活动可能通过改变粉尘传输路径的地貌条件，直接影响风成沉积过程，但该机制在黄土高原研究中长期被忽视。

针对这一科学问题，中国科学院地质与地球物理研究所的Chaopeng Li团队在《Global and Planetary Change》发表重要成果。研究选取黄土高原西南边界的西秦岭山脉为关键靶区，该区域不仅是黄土高原"新月形"边界山脉的重要组成部分，其北麓的天水盆地更保存着最早连续风成红黏土。通过创新性地结合磷灰石(U-Th)/He(AHe)热年代学与热历史模拟，团队重建了西秦岭的隆升历史，并与黄土高原边界其他山脉（东秦岭、太行山）的构造活动进行综合对比，首次系统揭示了构造-地貌过程对风成沉积的控制机制。

关键技术方法包括：1)沿西秦岭北坡两个垂直剖面(海拔差异>1000米)采集12个基岩样品进行AHe测试(封闭温度~65°C)；2)采用Durango磷灰石标准样进行数据质量监控；3)运用HeFTy软件进行热历史反演；4)整合区域新生代沉积记录验证构造事件。

^{主要研究结果
晚渐新世-早中新世西秦岭的造山运动}
AHe年龄-高程关系显示118.4±12.0至13.3±1.2 Ma的年龄跨度，热模拟揭示晚渐新世(约25 Ma)存在加速剥露事件。结合区域沉积学证据，表明西秦岭此时发生显著地表抬升，形成海拔>2000米的地形屏障。该抬升事件与天水盆地最早风成红黏土沉积同时，且早于中亚干旱化主要阶段(约20 Ma后)，排除了气候驱动的剥蚀加速假说。

^{CLP边界山脉的协同演化}
东秦岭和太行山的热年代学数据表明，黄土高原东、南边界在晚中新世(10-5 Ma)才发生强烈抬升。这种"西早东晚"的差异隆升格局，导致晚渐新世-早中新世粉尘主要被拦截在西秦岭前缘盆地，而现代黄土高原主体区域直到晚中新世边界山脉完全成型后才开始大规模堆积。

^{讨论与结论}
研究突破性地提出：黄土高原最早风成红黏土的形成，本质上是西秦岭晚渐新世隆升创造的"粉尘陷阱"地貌的产物。这一发现修正了传统气候主导论的三方面认知：1)初始风成沉积年龄不能简单等同源区干旱化开始时间；2)活动造山带前缘的早期风成沉积往往反映局部地貌突变；3)完整风成沉积区的形成需要边界山脉的协同演化。该认识具有普适性意义——全球阿尔卑斯、安第斯等造山带前缘普遍存在类似"先边缘后中心"的风成沉积模式。研究强调在解译初始风成沉积的地质意义时，必须综合考虑构造-气候-地貌的耦合效应，特别是对位于活动构造带附近的古环境指标更需谨慎解读。