科研动态 | 我院博士后吴显灿在Tectonics上发表文章:同构造沉积揭示祁连山自中中新世以来的多阶段隆升与扩展演化

发布人:黄荣 编辑:钟瑶琪

       近日,中山大学地球科学与工程学院王伟涛教授团队的研究为柴达木盆地的构造演化提供了精确的时间框架和过程记录,也为理解青藏高原的扩展机制提供了新证据,相关成果在国际地学期刊《Tectonics》上发表(JCR: 3.3/Q1),题目为“Syn‐tectonic deposits uncover uplift and expansion of the Qilian Shan along the northeastern Tibetan Plateau since the middle Miocene”。

      青藏高原是地球上平均高度最高、面积最大的高原,被誉为“地球第三极”。它的形成与扩展不仅重塑了亚洲的构造-地貌格局和气候系统,更是理解大陆动力学的关键。然而,青藏高原究竟是如何隆升,并不断向周缘扩展,是地学界长期关注的热点与前沿科学问题。位于青藏高原东北缘的柴达木盆地在高原隆升与扩展过程中形成,其演化历史直接记录了高原边缘的构造变形过程(图1a)。因此,柴达木盆地被认为是揭示青藏高原隆升、扩展过程及其动力学机制的天然实验室。

图1 柴达木盆地及其邻区地质简图

 

      为解剖上述问题,我院博士后吴显灿与导师王伟涛教授、李志刚副教授、张培震教授等在柴达木盆地东部怀头他拉地区开展了系统研究(图1b、c)。这里的沉积地层保存完好,是追溯山脉隆升历史的天然档案。团队通过高分辨率磁性地层学建立了覆盖~13.5–0.5 Ma的精细年代框架(图2),并结合野外沉积学观察和深部地震剖面解译,全面刻画了沉积速率、物源变化和构造活动的演化过程。

图2 柴达木盆地怀头他拉西剖面磁极性序列与标准极性年表(GPTS2012)对比图

 

      结果显示,柴达木盆地东部及南祁连的隆升并非长期恒定不变,而是在约13.5–10 Ma、6–5 Ma 和3.5–2 Ma三个时期出现了显著的加速过程。每一次加速,都伴随着沉积速率的突然升高或异常、物源的方向转变和典型生长地层的出现(图3),是山体快速向盆地推进的清晰印记。

图3 怀头他拉地区实测剖面与解释的地震剖面

 

      更为引人关注的是,在此研究基础上,结合祁连山周缘的构造变形和沉积记录,发现祁连山的扩展并不是单向的,而是向南、北两侧同步向外扩展,并伴随向东生长(图4)。这种阶段性隆升和向外扩展与青藏高原中部的持续抬升和重力势能增加密切相关,当高原内部不断抬升,其积累的重力势能通过地壳变形和重力坍塌向边缘释放,驱动祁连山在特定时期发生快速隆升和向外扩展。换句话说,祁连山的“跳跃式生长”,是高原心脏跳动的回声。

图4 青藏高原东北缘中中新世以来的地形增长与岩石圈结构耦合模型

 

      本论文第一作者为中山大学博士后吴显灿,通讯作者为中山大学王伟涛教授和李志刚副教授,合作者包括昆士兰大学周人杰教授、吉林大学孙闯副教授等。

      论文信息:Wu, X., Wang, W., Li, Z., Zhou, R., Sun, C., Wu, L., et al. (2025). Syn‐tectonic deposits uncover uplift and expansion of the Qilian Shan along the northeastern Tibetan Plateau since the middle Miocene. Tectonics, 44, e2025TC008881. https://doi.org/10.1029/2025TC008881

 

供稿:吴显灿 李志刚 王伟涛

排版:熊黎

编辑:马小玥

初审:黄荣 王玉琨

审核:徐永怡 郑义

审核发布:孔晓慧