华南云开山脉古地形重建揭示亚洲季风起源的关键证据

本研究通过锆石/磷灰石(U-Th)/He低温热年代学数据，重建了华南云开山脉80 Ma以来的二维古地形与剥蚀速率，揭示其最高海拔达3.4 km且存在不对称衰减特征。研究发现古新世未出现雨影效应，提出亚洲季风形成于古新世之后，为季风起源与东亚气候边界北迁机制提供了关键地形学证据。

　　

亚洲季风作为地球最大周期性气流系统，直接影响全球近半数人口的生活，但其起源时间与演化机制长期存在争议。传统观点基于青藏高原隆升与盆地化石证据，将季风形成时间推定于中新世至始新世（41-40 Ma），但缺乏中国东部山脉的古地形学证据。云开山脉作为华南最高山系之一，是阻挡季风北上的天然屏障，其地形演化可能记录季风活动的关键信息。然而，该区域定量古地形重建研究尚属空白，且现有低温热年代学数据分散，难以支撑造山带尺度的分析。

为解决这一科学问题，中国某研究机构团队沿广东高州-罗定剖面采集14件花岗岩/混合岩样品，结合大田顶峰垂直剖面6件样本，系统开展磷灰石与锆石(U-Th)/He（AHe/ZHe）热年代学测试。通过构建二维古地形模型与平均剥蚀速率计算，首次实现云开山脉80 Ma以来地形演化的定量重建。

关键技术方法包括：1）水平剖面与垂直剖面相结合的采样策略（水平剖面长度100 km，垂直剖面采样半径2 km）；2）磷灰石/锆石(U-Th)/He年龄测定（AHe年龄范围16.8-76.8 Ma，ZHe年龄范围71.8-160.7 Ma）；3）基于热史模拟的古高程反演；4）剥蚀速率时空差异分析。

主要研究结果

1. 古地形演化特征：云开山脉在80 Ma达到最大高程3.4 km，随后呈现不对称衰减。大田顶峰作为分水岭，其高程变化与区域剖面演化一致。
2. 剥蚀速率差异：NE段在80-40 Ma期间剥蚀速率较高（可能与热伸展构造相关），而SW段40 Ma以来显著高程降低（归因于季风影响或断裂活动）。
3. 气候边界指示：古新世未检测到雨影效应，当时气候边界可能位于热带辐合带（ITCZ）北界，证实亚洲季风形成于古新世之后。

结论与意义
该研究通过创新性地结合水平-垂直剖面热年代学数据，揭示云开山脉三维演化史与季风活动的耦合关系：1）提出亚洲季风北迁的"地形-气候边界协同演化"模型，阐明东部山脉在季风传播中的屏障作用；2）发现80-40 Ma快速地形衰减与始新世气候边界北移的时空对应性，为"构造-气候"相互作用提供新证据；3）首次证实古新世中国东南部受ITCZ控制而非季风系统，将季风起源时间约束至古新世之后。研究成果发表于《CATENA》，对理解亚洲季风动力学与东亚古环境演变具有里程碑意义。