《Journal of Asian Earth Sciences》：Mesozoic exhumation and tectonic evolution of the East Junggar region, NW China: Constraints from multi-system low-temperature thermochronology
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作者列表：苗汉、尹继元、斯图尔特·N·汤姆森、王亚梅、谭富成、曾云川、何志远、史宇若、王涛、肖文娇
中国科学院地质研究所深部地球与矿产资源探测国家重点实验室，北京 100037
摘要
东准噶尔地区位于天山和阿尔泰造山带之间，是中亚西部造山带（CAOB）的关键部分。该地区的抬升
作者列表：苗汉、尹继元、斯图尔特·N·汤姆森、王亚梅、谭富成、曾云川、何志远、史宇若、王涛、肖文娇
中国科学院地质研究所深部地球与矿产资源探测国家重点实验室，北京 100037
摘要
东准噶尔地区位于天山和阿尔泰造山带之间，是中亚西部造山带（CAOB）的关键部分。该地区的抬升和剥露历史对于理解CAOB内部的陆内变形过程具有重要的参考价值。尽管自晚古生代以来东准噶尔地区经历了多次构造重新激活阶段，但其中生代构造活动的时间和地质动力机制仍不明确。本文基于从东准噶尔地区获得的新锆石和磷灰石（U-Th）/He测年数据以及磷灰石裂变径迹数据进行了分析。锆石（U-Th）/He加权平均年龄为193.7 ± 6.3 Ma和126.4 ± 1.5 Ma，磷灰石（U-Th）/He加权平均年龄为87.3 ± 0.2 Ma和79.5 ± 11.9 Ma，磷灰石裂变径迹中心年龄范围从早侏罗世到晚白垩世，平均径迹长度分别为13.63 ± 0.32 μm和14.26 ± 0.11 μm，这些数据共同揭示了该地区的温度变化历史。热历史模型显示有两个主要的冷却阶段：一是晚三叠世至早侏罗世期间的缓慢冷却阶段（0.8 – 1.4 ℃/Myr），二是早白垩世至晚白垩世期间的中等到快速冷却阶段（1.5 – 5.0 ℃/Myr）。结合区域沉积学、构造学和地质学资料，我们认为第一个冷却阶段与沿弧状走滑断层和次级断层的挤压变形相关，这种变形受到羌塘-昆仑-喀喇昆仑碰撞远场效应的影响；第二个冷却阶段则与蒙古-鄂霍次克洋最终闭合及随后的大陆板块碰撞过程有关。东准噶尔地区在新生代期间没有明显的抬升或剥露现象。我们的研究重建了该地区的中生代-新生代构造-热演化历程，并为中亚造山带内的陆内变形过程和地质动力学提供了新的低温热年代学证据。
引言
陆内演化在构造地质学和地质动力学研究中得到了广泛探讨（Cui等人，2023；Jiang等人，2024）。尽管陆内变形发生在远离板块边界的地方，但它很大程度上受到来自板块边界相互作用的远场应力的控制（Li等人，2023a；Zhen等人，2024；Zhao等人，2025）。这些过程对于理解板块边界动力学如何影响大陆内部变形以及更广泛的地质动力系统具有重要意义（Li等人，2023a；Li等人，2023）。中亚造山带（CAOB）作为世界上最大的显生宙增生造山带，是研究此类陆内过程的重要区域。它从西伯利亚克拉通延伸到华北-塔里木克拉通，包括了新元古代-古生代的陆块、岛弧、海山和增生楔体（Xiao等人，2009；Xiao等人，2020）。西准噶尔地区的准噶尔地块在晚古生代经历了俯冲-增生和碰撞合并过程。到了晚三叠世，该地区进入了一个陆内演化阶段，其特征是从增生造山作用转变为陆内变形（Li等人，2015）。CAOB中的这种后三叠世陆内变形主要与欧亚边缘的三次重要中生代-新生代事件有关：（1）欧亚南部边缘的辛梅里安碰撞（Hendrix等人，1992；De Grave等人，2007）；（2）欧亚东部边缘的中生代蒙古-鄂霍次克造山运动（Jolivet等人，2017；Li等人，2022）；（3）新生代的印度-欧亚碰撞（Sobel等人，2006；Rolland等人，2020）。低温热年代学研究表明，CAOB在中生代-新生代期间经历了多次重新激活，这与这些碰撞事件密切相关（Dumitru等人，2001；De Grave等人，2007；Glorie和De Grave，2016；Yang等人，2017；Rolland等人，2020）。中生代的区域剥露现象普遍存在（Jolivet等人，2010；Jolivet等人，2013；Glorie和De Grave，2016；Yin等人，2018a；Yin等人，2023），而晚白垩世-新生代的抬升则较为局部化，并受到基底结构的强烈控制。在这个背景下，古老的长期存在的断层保留了多阶段重新激活的清晰记录，为重建CAOB的剥露历史提供了天然实验室（Jolivet等人，2010；Glorie等人，2012；De Grave等人，2013）。东准噶尔位于准噶尔盆地的东部边缘（图1；Xiao等人，2008；2019；2020），介于天山和阿尔泰造山带之间。结合其良好的地表暴露、保存完好的蛇绿岩和主要的断层网络，东准噶尔为研究陆内变形过程提供了理想的环境（Jolivet等人，2013；De Grave等人，2013）。其抬升和剥露历史对于理解CAOB内的陆内变形具有重要意义（Dumitru等人，2001；Jolivet等人，2010；De Grave等人，2012；Glorie等人，2019）。
然而，与周围的阿尔泰和天山地区相比，东准噶尔的构造-热演化过程仍知之甚少。后者已经建立了与南欧亚碰撞远场效应相关的白垩纪冷却记录（Hendrix等人，1992；De Grave等人，2007；He等人，2022；Yin等人，2023）。由于东准噶尔地区的基底主要为海洋基底，现有的地质年代数据相对较古老（Han等人，2006；Yang等人，2010；Long等人，2012），且可靠的晚三叠世冷却年龄数据较为匮乏。因此，目前尚不清楚东准噶尔是否经历了与邻近造山带相似的白垩纪冷却，或者是否保持相对稳定——这一问题直接影响其基底的机械强度。此外，该地区位于蒙古-鄂霍次克缝合带的西端，这表明其中生代的变形可能受到了蒙古-鄂霍次克洋最终闭合的影响（Jolivet等人，2010；2017）。蒙古-鄂霍次克造山带主要影响东北亚地区，包括外贝加尔、蒙古和东准噶尔。先前的研究将中国东北部的 compressional 变形归因于多种地质动力过程，包括古太平洋板块的俯冲、牡丹江洋的闭合以及鄂霍次克块的碰撞和走滑作用（Liu等人，2017；Zhou等人，2024）。这些过程的详细评估超出了本研究的范围。因此，我们重点关注蒙古-鄂霍次克碰撞，因为它与东准噶尔冷却历史的时空关系更为直接且约束更为明确。此前在东准噶尔进行的热年代学研究较为有限。He等人（2022）基于花岗岩体研究了其长期冷却现象，但他们的研究仅依赖于裂变径迹测年方法，缺乏高低温热年代学数据的补充。因此，对东准噶尔晚三叠世之后的冷却和剥露过程仍缺乏明确的认识。
为填补这些知识空白，我们在东准噶尔开展了一项综合的低温热年代学研究。本研究结合了磷灰石裂变径迹（AFT）、磷灰石（U-Th）/He（AHe）和锆石（U-Th）/He（ZHe）测年方法以及热历史建模，重建了该地区的中生代-新生代冷却和剥露过程。通过将这些结果与现有的区域热年代学数据集进行整合，我们进一步探讨了塑造东准噶尔及其邻近造山系统的陆内变形模式和动力学机制。
段落摘录
地质背景与采样
东准噶尔地区位于准噶尔盆地的东部边缘，介于阿尔泰和东天山造山带之间。它是由古亚洲洋壳碎片、俯冲带和火山弧的碰撞与合并形成的增生造山带（Li等人，2017；Zhang等人，2009）。该地区包括NW走向的杜莱特弧、叶买泉弧和江军庙增生复合体，这些构造单元被强烈变形的艾尔曼台断层分隔开来
结果
本研究获得的所有低温热年代学数据汇总见表1。AFT、AHe和ZHe测年的分析方法详见补充材料。详细分析结果将在后续部分展示。
晚三叠世–早侏罗世阶段的缓慢冷却（约215 – 180 Ma）
准噶尔洋最终闭合后，新疆北部进入了陆内构造阶段。样品EJ13-03采集于额尔齐斯剪切带附近。该样品的连续冷却过程由ZHe、AFT和AHe测年数据共同证实。热历史模型显示，这一长期冷却过程始于晚三叠世并延续至晚白垩世（图5c）。这种持续的冷却现象无法仅用单一机制来解释
结论
本研究提供的低温热年代学证据为空前理解东准噶尔地区的热演化和构造过程提供了新见解。主要结论如下：
（1）晚三叠世–早侏罗世的缓慢冷却过程（约215 – 180 Ma）是由弧状走滑断层和次级构造在区域压缩作用下的作用引起的。这一阶段可能受到了羌塘-昆仑-喀喇昆仑碰撞产生的远场应力的影响。
未引用参考文献
Brandon等人，1998；Cao等人，2013；Cao等人，2019；Cao等人，2020；De Grave等人，2011；Enkelmann和Garver，2016；Farley等人，1996；Flowers等人，2007；Yue等人，2025；He等人，2023；He等人，1992；Hourigan等人，2005；Hu等人，2022；Hurford，1990；Hurford和Green，1983；Johnson等人，2017；Kapp和DeCelles，2019；Ketcham等人，2011；Liu等人，2021；Reiners，2005；Reiners和Brandon，2006；Thomson和Ring，2006；Wang等人，2021；Wu等人，2021；Xiao等人
CRediT作者贡献声明
苗汉：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定、数据管理、概念构建。尹继元：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、监督工作、资源协调、项目管理、方法论制定、研究实施、资金筹措、数据管理、概念构建。斯图尔特·N·汤姆森：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定。王亚梅：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们衷心感谢编辑Michel Faure对手稿的编辑处理以及在审稿过程中的建设性指导。同时，也非常感谢两位匿名审稿人的宝贵意见和建议，它们显著提升了本研究的质量。本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：U2544212、U2544213和42361144841）以及深部地球探测与矿产资源探测国家项目的支持
