柴达木盆地新生代砂岩物源特征及其对青藏高原变形历史的启示

针对柴达木盆地新生代沉积物源争议问题，研究人员通过整合砂岩岩相学数据（n=620），揭示了盆地北部以祁连山变质岩为主导源区，西部受阿尔金-东昆仑山脉控制，提出青藏高原北缘同步变形模型，为高原隆升机制研究提供关键沉积学证据。

　　

青藏高原的隆升过程是地球科学领域最具挑战性的课题之一，而位于其东北缘的柴达木盆地如同一部保存完好的"地质录音机"，记录了高原变形演化的关键信息。这片面积达12万平方公里的三角形盆地，被祁连山、阿尔金山和东昆仑山脉环绕，其新生代沉积序列中蕴含的碎屑物质，隐藏着周边造山带隆升与侵蚀的历史密码。然而，科学家们在解读这段历史时却陷入了激烈的争论——尤其是关于盆地北部沉积物究竟来自邻近的祁连山，还是远端的东昆仑山脉？这个看似简单的源区判定问题，直接关系到对印度-欧亚板块碰撞远程效应传递速度与模式的理解。

厦门大学的研究团队在《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》发表的最新研究中，另辟蹊径地采用了传统但可靠的砂岩岩相学方法，对盆地新生代沉积展开了一场"地质侦探"。他们整合了74件新样本（包括53件盆地北部露头样品和21件现代河流砂）与546件已发表数据，通过系统分析石英/长石比值、岩屑含量等指标，构建了迄今为止最完整的柴达木盆地砂岩成分图谱。这项研究特别关注了不同方法论（如碎屑锆石U-Pb定年与岩相学）得出的矛盾结论，试图从沉积物本身的矿物学特征中寻找更直接的源区证据。

关键技术方法包括：1）盆地尺度砂岩薄片岩相学分析（涵盖QFL三元体系）；2）现代河流砂与古代砂岩的组成对比；3）粒度与分选性定量参数统计；4）结合区域地质背景的源区岩性解译。样本来自盆地北部五个关键剖面（泉东沟、杰尔乌苏、路乐河、大红沟和红山）及祁连山现代河流系统。

主要研究结果

现代河流砂的岩相学特征
祁连山河流砂显示典型的岩屑砂岩特征（平均Q₃₇F₇L₅₄），其中变质岩屑（平均35.9%）和碳酸盐岩屑（17.1%）占主导，与山区广泛出露的变质沉积岩和碳酸盐岩地层高度吻合。

新生代砂岩时空变化规律
盆地北部和东北部以长石质岩屑砂岩为主，含丰富变质岩屑（最高达64%），反映祁连山变质岩源区的持续供给。西部砂岩则表现为岩屑长石砂岩，含少量沉积岩屑，指示阿尔金-东昆仑岩浆岩带的贡献。值得注意的是，石英/岩屑比值与粒度呈正相关，且云母和碳酸盐岩屑含量随时间增加，暗示气候和沉积环境对成分的调控。

物源争议的重新审视
研究明确否定了东昆仑山脉作为盆地北部主要物源的观点，指出碎屑锆石年龄谱中突出的二叠纪-三叠纪信号（270-240 Ma）可能来自祁连山南缘或柴达木基底，而非传统认为的东昆仑花岗岩。这一结论得到现代祁连山河流砂中相同年龄锆石种群的支持。

构造意义
砂岩成分的快速变化（如古近纪晚期石英/长石比突变）表明柴达木盆地对印度-欧亚碰撞的响应极为敏感，支持青藏高原北缘"同步变形"模型。岩相学数据揭示的源区转换事件，与区域构造活动期次高度吻合。

这项研究不仅平息了长期存在的物源争议，更展示了传统岩相学方法在深时源-汇系统中的独特价值。研究人员特别强调，在解释碎屑锆石数据时必须考虑"锆石生育力偏差"（zircon fertility bias）——即不同岩类产生锆石能力的差异可能导致对源区贡献的错误估计。该成果为理解青藏高原阶段性隆升过程提供了新的沉积学约束，也为全球其他造山带-盆地系统的物源研究提供了方法学借鉴。正如Xiaotian Shen和Xing Jian团队所指出的，未来研究需要将岩相学、单矿物地球化学与数值模拟相结合，才能更完整地重建沉积物的"从源到汇"旅程。