天山造山带横亘亚洲大陆中部,绵延约 2500 公里,跨越中国、乌兹别克斯坦等多个国家。在古生代大陆边缘增生-碰撞造山基础上,天山造山带中-新生代受南、北缘多期板块碰撞的远场效应影响,引发了强烈的隆升剥露,是研究中亚内陆造山过程与机制的天然实验室。现有研究多集中于天山中部和东段(吉尔吉斯斯坦天山及中国境内塔拉兹-费尔干纳断裂以东区域),对西段中-新生代差异隆升剥露过程及其动力学机制的研究相对薄弱,制约了对整个天山造山带构造动力学的全面理解。
地质力学所陈正乐研究团队长期在中亚开展战略性矿产资源成矿预测与潜力评价工作。近日,研究团队在《Tectonophysics》发表最新研究成果,通过低温热年代学分析,系统阐明了该区域差异隆升剥露过程及动力学机制。本研究选取乌兹别克斯坦天山西段的克孜勒库姆-努拉塔段为研究区,分别在努拉塔、英吉奇克和乌尔根奇地区进行采样,通过对15件花岗岩样品进行磷灰石/锆石裂变径迹(AFT/ZFT)和锆石(U-Th)/He低温热年代学分析,对其隆升-剥露过程进行热史模拟。
研究结果显示,克孜勒库姆-努拉塔段的AFT年龄介于 65-215 Ma,主要集中于侏罗纪,平均径迹长度较短(11-12μm),指示部分热重置现象。ZFT年龄集中于三叠纪 - 早侏罗世(180-250 Ma),ZHe平均年龄为 130-198 Ma,多套热年代学数据共同记录了区域复杂的构造-热演化历史。通过热史模拟可知,天山西段经历了中 - 新生代多期快速隆升剥露,差异隆升 - 剥露普遍存在,差异剥露模式主要受继承性地壳非均质性、缝合带再活化以及特提斯板块相互作用产生的远场应力影响。西天山整体AFT年龄呈现西北向东南逐渐年轻化的趋势,但在英吉奇克地区和乌尔根奇地区揭示了中生代构造运动从东南向西北扩展的规律。研究确立三期主要构造 - 热演化阶段,分别为三叠纪快速剥露、侏罗纪-早白垩世隆升以及晚白垩世-新生代埋藏-复活旋回,三期构造演化的主要动力均来源于天山南部特提斯构造域板块运动的远程效应。本研究填补了天山最西段中-新生代隆升剥露过程研究的关键空白,为整个造山带的构造演化提供了更完善的约束模型。
该成果已发表在国际构造地质学领域知名期刊Tectonophysics上。本研究得到新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A03010-3)和国家自然科学基金面上基金(42172258)联合资助
论文信息:Zhang, Weini, Zhang Wengao*, Han Fengbin*, Chang Jian, Huo Hailong, Pan Jiayong, Bakhtiar Nurtaev, Shukhrat Shukurov, Chen Zhengle 2026. Mesozoic differential uplift-exhumation processes in the western Tian Shan, Uzbekistan: Constraints from apatite/zircon fission track and (Usingle bondTh)/He thermochronology, Tectonophysics.922:231068.https://doi.org/10.1016/j.tecto.2026.231068
图1 热史模拟最佳拟合曲线图
a-努拉套地区,b-英吉奇卡地区,c-乌尔根奇地区
图2 西天山磷灰石裂变径迹年龄分布图
图3 西天山中新生代不同时期岩石快速冷却剥露的潜在动力来源